По способу действия их делят на три типа:
1. Аппараты нагнетательного действия, в которых песок или дробь под давлением подаются в камеру для смешения с воздухом, а затем по шлангу через сопло — на обрабатываемую поверхность. Этот способ наиболее производителен, но требует применения сложных аппаратов и сопровождается большим износом сопла и шлангов.
2. Аппараты всасывающего действия, в которых песок или дробь из бункера засасываются струей сжатого воздуха и по шлангу направляются через сопло на обрабатываемую поверхность. Этот способ наиболее простой, но малопроизводительный, аппараты такого типа наиболее дешевы и безотказны в работе, у них меньше изнашиваются сопла и шланги.
3. Аппараты гравитационного (смешанного) действия, в которых песок из бункера попадает к соплу под действием собственного веса и лишь перед самым выходом из сопла смешивается с воздухом. Этот способ требует меньшего расхода сжатого воздуха, аппараты просты по конструкции, бесперебойны в работе, их целесообразно применять в том случае, если сохраняется постоянным направление струи и сопло может быть неподвижно закреплено в самом аппарате, например при автоматической очистке поверхностей.
В аппаратах нагнетательного действия дробь или песок из бункера 3 через клапан попадает в резервуар 5, находящийся под давлением воздуха, и из него в смесительную камеру, где подхватывается потоком воздуха, поступающего из магистрали по трубопроводу 1. Смесь воздуха с дробью (или песком) по шлангу 6 поступает в сопло, а затем в виде струи выбрасывается на очищаемую поверхность.
В аппаратах всасывающего действия дробь или песок из бункера засасывается струей сжатого воздуха, поступающего через масло-водоотделитель и через золотник в трубопровод и по нему в сопло. В полости сопла создается разрежение, в результате чего песок засасывается из бункера и по трубопроводу направляется через сопло 2 на обрабатываемую поверхность детали, находящейся на столе.
В аппаратах гравитационного действия песок из бункера ссыпается под действием собственного веса по кольцевому отверстию клапана 4 в смесительную камеру, где смешивается с поступающим по трубе 1 воздухом и дальше направляется в рабочее сопло аппарата. В других аппаратах смешение песка с воздухом происходит перед самым выходом из сопла.
В некоторых аппаратах гравитационного действия струя абразива ускоряется воздухом, поступающим по воздухопроводу.
Для дробеструйной очистки в соответствии с типом аппарата применяют сопла нагнетательного и всасывающего действия (рис. 10). При этом очень важно правильно выбрать материал для изготовления сопла, так как при работе пескодробеструйного аппарата оно сильно изнашивается. Износ сопла сопровождается увеличением диаметра его отверстия, расхода воздуха и абразивного материала, а также снижением производительности. Например, сопла из отбеленного чугуна могут работать не более 3—7 ч.
Для удлинения срока работы, сокращения расхода сжатого воздуха и сохранения нормальной производительности применяют износостойкие сопла из легированного чугуна, молибденовой, вольфрамовой или закаленной инструментальной стали, твердых и сверхтвердых сплавов.
Типовая конструкция рабочей головки с соплом из чугуна или стали приведена на рис. 10, а. Сопло закреплено в переходнике гайкой.
Усовершенствованная рабочая металло-минералокерамическая головка имеет минералокерамическую вставку 5 и корпус 7 из низкоуглеродистой стали, хомутик 4 для крепления корпуса сопла к шлангу 3. Сопло плотно вставляется в корпус 7, который имеет внутреннюю поверхность, плавно переходящую без зазора в рабочую часть сопла. Эта головка обеспечивает стойкость 100—120 ч при незначительной величине износа проходного отверстия. Корпус 7 выполнен из стали 10, служит заходной частью сопла и имеет износостойкость, в несколько раз превышающую износостойкость закаленной стали и отбеленного чугуна и равную стойкости минералокерамического сопла.
Усовершенствованная конструкция металло-минерало-керамического сопла эжекторного типа со стойкостью более 60 ч показана на рис. 10, в. Стойкость сопл, изготовленных из карбида вольфрама, достигает 800—1000 ч.
Дробеструйные аппараты нагнетательного действия подразделяют на однокамерные периодического действия и двухкамерные непрерывного действия.
Однокамерные аппараты имеют обычно диаметр резервуара 0,45—0,6 м и высоту 1,1—1,8 м, диаметр сопла 4—16 мм. Расстояние между соплом и очищаемой поверхностью устанавливается в зависимости от вида изделия, а также состояния обрабатываемой поверхности и составляет при работе нагнетательных аппаратов 100—300 мм. Сопло устанавливают к очищаемой поверхности под углом 30°.
Двухкамерный аппарат непрерывного действия имеет бункер, куда засыпается металлический песок или дробь через металлическое сито, верхнюю камеру резервуара с клапаном, нижнюю камеру с клапаном, из которой песок или дробь под давлением сжатого воздуха направляется ниже в камеру, где смешивается с воздухом и далее силой струи сжатого воздуха по гибкому шлангу 6 через сопло поступает на очищаемую поверхность. К аппарату сжатый воздух из масло-водо-отделителя подается по трубе при открытых кранах. Камера во время работы постоянно находится под давлением, а камера 3 соединяется с трубопроводом сжатого воздуха и сообщается с атмосферой при помощи переключающей клапанной коробки. Когда металлическая дробь (или песок) в камере 5 почти израсходована, поворачивают кран и впускают сжатый воздух в камеру 3, отчего клапан закрывается, а клапан под действием песка открывается и дробь попадает в нижнюю камеру 5. При повороте крана 9 в первоначальное положение сжатый воздух из камеры 3 выходит в атмосферу, клапан 4 закрывается и дробь из бункера через открывающийся клапан пересыпается в верхнюю камеру.
Аппарат работает непрерывно при периодической подаче свежего металлического песка или дроби в бункер и своевременном пополнении нижней камеры 5 рабочим материалом, что достигается поворотом крана Р. В случае засорения отверстия, соединяющего нижнюю камеру 5 с камерой, открывают кран и через трубку производят продувку сжатым воздухом.
Основной недостаток струйных аппаратов с открытой циркуляцией абразива связан с большим запылением рабочего места. Этого недостатка лишены камерные аппараты, но они, как правило, пригодны лишь для обработки предметов ограниченного размера.
В струйном аппарате с обеспыливанием абразив подается в сопло, а затем выбрасывается на деталь сжатым воздухом. Одновременно происходит засасывание обратно в аппарат выброшенного абразива.
Аппарат, передвигающийся на тележке 10, состоит из трех основных частей: головки 4, имеющей сопло 3, из которого абразив с большой скоростью выбрасывается на очищаемую поверхность. К головке также присоединен засасывающий шланг 6 с щеткой 5, по которому абразив и снятые загрязнения (ржавчина, окалина и т. д.) направляются на регенерацию;
регенерирующей части из трех отделений: разделительной камеры 7, где происходит отделение загрязнений от абразива, бункера 8, где собирается регенерированный абразив, и находящейся под давлением камеры 1, из которой абразив по резиновому шлангу 2 снова подается в головку; циклона 9, в котором отделяются частицы пыли и продукты истирания зерен абразива. В циклон встроен также фильтр 11, где доочищается выбрасываемый в атмосферу воздух.
Чаще других применяют пневматические, герметично закрытые струйные аппараты (камерные). Камерные аппараты по размерам колеблются от небольших, обслуживаемых рабочими, которые находятся вне аппарата и оперируют внутри его, продевая руки в резиновые рукава с перчатками, до огромных, где помещаются и обрабатываемая конструкция, и рабочие в скафандрах. Некоторые камерные очистные аппараты обслуживаются вручную, другие частично или полностью автоматизированы (ручные операции — загрузка и выгрузка). Для всесторонней обработки изделий в автоматизированных камерах устанавливают поворотные столы, вращающиеся подвески, встряхивающие сита, колокола, барабаны и т. д. В таких аппаратах очищают большие отливки, поковки, а также прутья, трубы и другие предметы.
Схема установки для ручной очистки мелких и средних изделий массой 10—1-50 кг металлическим песком или дробью приведена на рис. 13. Установка имеет кабину, пескодробеструйный нагнетательный аппарат и масло-водоотделитель. Изделие для очистки загружают в кабину через одну из боковых дверок 15 на поворотный круглый стол 20. Тяжелые изделия вводят внутрь кабины и устанавливают на стол с помощью электротельфера; для прохода тросов кабины предусмотрена щель 13. В бункер 19 засыпают металлический песок в количестве не более 250 кг, который открывает клапан 8 и проходит в нижний бункер 9.
Установка работает при закрытых дверках 15. Вначале рабочий открывает кран трубопровода 4 и сжатый воздух поступает в водоотстойник 1, представляющий собой трубу, закрытую с нижнего торца, в которой конденсируется влага. Далее воздух окончательно очищается от влаги и масла в масло-водо-отделителе.
Из фильтра по трубопроводам 3 и 4 воздух поступает в нижний бункер 9, давит на тарелку клапана 8, поднимает его, сажает в седло. В нижнем сосуде создается давление и песок проталкивается в смесительный тройник 10.
Затем рабочий открывает кран трубопровода 5, воздух поступает в тройник 10, подхватывает текущий из бункера 9 металлический песок и несет его по шлангу 7 в пескоструйное сопло 17. Руки рабочего, находящегося вне кабины, в резиновых перчатках, проходят через круглые защищенные резиной окна 11. В правой руке рабочий держит конец шланга 7 вместе с соплом 77 и направляет струю металлического песка на очищаемые изделия. Левой рукой рабочий поворачивает круглый стол 20 вместе с очищаемым изделием и этой же рукой в ходе очистки переворачивает их. После окончания очистки закрывают кран трубопровода 5, затем кран трубопровода 4 и открывают кран трубопровода. 6 для снижения давления воздуха в нижнем бункере 9 до атмосферного. Кабина освещается двумя светильниками 14 с отражателями через окна в потолке. Смотровое окно 16 служит для наблюдения за работой при очистке.
В бункере 19 установлена сетка 18, предохраняющая клапан 8 от попадания посторонних предметов и крупных частиц песка. Отработавший металлический песок или дробь через решетчатый круглый стол 20 и сетку 18 попадает вновь в бункер 19, откуда направляется через нижний бункер и смесительный тройник по шлангу 7 к соплу 17 для повторного использования. Таким образом, песок перемещается в замкнутой системе многократно, причем не требуется специальных транспортных механизмов. В верхней части кабины имеется воздуховод 12, присоединяемый к вытяжному вентилятору для отсоса из кабины воздуха, содержащего пыль; перед выпуском в атмосферу загрязненный воздух очищается в циклоне и матерчатом фильтре.
