Изготовление сопло

Виды сопел

Сопло — это канал с постоянным или переменным поперечным сечением: круглым, прямоугольным, квадратным или другим. Его назначение — подача газов и жидкостей (иногда с твёрдыми включениями) в заданном направлении, локально и с определённой скоростью. Самый простой вариант — патрубок конической или цилиндрической формы. Его один конец, являющийся основанием, подсоединяется к источнику газообразного, жидкого или другого вещества. Через второй свободный конец осуществляется выход струи.

По конструкции сопла бывают:

• Параллельные. Отверстие имеет одинаковый диаметр по всей своей длине.


• Сходящиеся, конические. Отверстие имеет форму конуса, к свободному концу канал сужается, что обеспечивает увеличение напора струи.


• Расходящиеся. Отверстие расширяется к краю для подачи с распылением.

По структуре выделяют два вида:

• Одинарные. Через них выходит один поток — единственная однородная струя.


• Двойные. В таких деталях, помимо основного центрального отверстия, предусмотрен дополнительный канал вокруг оси. Таким образом, можно подавать два потока идентичного или разного состава, к примеру, два газа.

По скорости выхода струи изделия делятся на:

• Дозвуковые. В них скорость непрерывно увеличивается благодаря сужению канала, потому что площадь поперечного сечения и скорость перемещения среды обратно пропорциональны. Своего максимума скоростное значение достигает в зоне с критическим, самым малым сечением.


• Сверхзвуковые. Они в честь создателя получили название сопел Лаваля. По конфигурации схожи с песочными часами. После участка сужения, где поток разгоняется до звуковой скорости, канал опять расширяется. Тело разгоняется ещё сильнее, до показателей сверхзвука.

По типу рабочих сред детали бывают газовыми, жидкостными. Выбор зависит от сферы применения, от спектра решаемых задач.

Материалы изготовления

Так как сопла применяются для подачи жидких, газообразных и комбинированных веществ и смесей под высоким давлением, они должны быть устойчивыми к деформациям и к повышенным нагрузкам, износостойкими, прочными. Таким требованиям соответствуют некоторые металлы и сплавы. Прежде всего, это стали соответствующих ГОСТам марок: литейные, специального назначения, жаропрочные, инструментальные, коррозионно-стойкие, конструкционные, электротехнические. Также используют медь, бронзу, латунь, никель, титан и сплавы этих металлов, в том числе с легирующими добавками, такими как кремний, молибден, хром, кобальт, вольфрам.

Этапы и технология производства

Для получения сопла производство планируют от проектирования до контроля качества и сдачи продукции. Технологический процесс планируется с учётом конфигурации и назначения металлоизделий, их необходимых характеристик. Он может включать такие этапы:

Области применения

Сфера применения широкая и охватывает следующие области:

• литейные производства — подача пара для формовки, а также отведение воздушной массы из полостей пресс-форм;


• ракетные двигатели, в которых применяются пропеллерные сопла Лаваля, предусмотренные для расширения, ускорения образующихся при сгорании топлива газообразных веществ с целью частичной передачи их кинетической энергии рабочим узлам ракеты;


• прочие реактивные двигатели, например, самолётные;


• паровые котлы — реализация технологии острого дутья, организация систем возврата уноса;


• печать — работа струйных принтеров, в которых предусмотрена подача краски через отверстия;


• газовые горелки — форсунки, через которые подаётся газ;


• устройства для пожаротушения — брандспойты, пожарные стволы;


• фонтаны;


• различные турбины — водяные, газовые, паровые;


• устройства для пескоструйных работ — очистки поверхностей от старых покрытий, удаления дефектов типа окалины и наплавов, гравировки, разрезания листового металлопроката;


• гидравлические агрегаты, которые за счет жидкостной энергии приводят в действие исполнительные рабочие механизмы;


• агрегаты для лазерной обработки металлов (резки, раскройки);


• принтеры для трёхмерной печати, с помощью которой изготавливают различные изделия: игрушки, украшения, интерьерные предметы, детали автомобилей и другой техники;


• специализированное оборудование для покрасочных и других отделочных работ — краскопульты, аппараты для безвоздушного распыления красок, лаков и других жидких материалов.

Примеры работ