Способ очистки изделий и устройство для его осуществления

 

Изобретение позволяет повысить качество и производительность очистки за счет того, что после погружения изделий в моющую жидкость их обрабатывают затопленными струями моющей жидкости, .причем струи подают через сопло для создания режима периодически срьганой кавитяции. Чтобы получить режим периодически срывной кавитадии, необходимо сопло выполнить в виде сужающе-расширяющегося в направлении движения,жидкости канала. при этом диффузорная часть сопла долэчна иметь угол раскрытия больше 1 i:° 1Ь И отношение диаметра выходного сечения сопла к диаметру ес,о критического сечения больше четырех. Кроме того, необходимо, чтобы выполнялось требование Р s Ъ1 0,9, где Pg - давление за соплом; - давление перед соплом; Рд - давление насыщенных паров моющей жидкости. Б этих условиях возникает в критическом сечении сопла кольцевая кавитационная каверна, которая периодически отрывается и уносится в объем моющей жидкости, где и схлопывается. При этом возникают импульсы давления, которые производят очистку поверхности изделий. Изменяя давление за соплом Pgj,,,; , можно перемещать зону схлопывания кавитационных каверн. Для распределения пульсирующих струй по всему объему моющейжидкости устройство для осуществления способа снабжено коллектором9с форсунками О, суммарная площадь критических сечений которых больше или равна площади критического сечения сопла 6.2с.и I з.п.ф-лы,5 ил. fO / С ОС о: о: IN: о: сх

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 В 08 В

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4006606/ 28-1 2 (22) 13.01.86 (46) 15.01.88. Бюл. 11 2 (71) Специальное конструкторскотехнологическое бюро Института технической механики АН УССР (72), В.В.Пилипенко, В.А.Задонцев, И.К.Манько, Н.А.Дзоз и В.И.Костюк (53) 621.7.02(088.8) (56) Сапожников В.М. Монтаж и испытание гидравлических и пневматических систем летательных аппаратов.

М.: Машиностроение, 1979, с. 98. (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ИЗДЕЛИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение позволяет повысить качество и производительность очистки за счет того, что после погружения изделий в моющую жидкость их обрабатывают затопленными струями моющей жидкости, причем струи подают через сопло для создания режима периодически срывной кавитации. Чтобы получить режим периодически срывной кавитации, необходимо сопло выполнить в виде сужающе-расширяющегося в направлении движения жидкости канала,,ЛФ, 1366238 А1 при этом диффузорная часть сопла должна иметь угол раскрытия больше о

15 и отношение диаметра выходного сечения сопла к диаметру erо критического сечения больше четырех. Кроме того, необходимо, чтобы выполнялось требование Р и„ -Р> /Р „ 0,9, где P,,„ „— давление за соплом; P „ ( давление перед соплом; Р— давление насыщенных паров моющей ыщкости.

1> этих условиях возникает в критическом сечении сопла кольцевая кавитационная каверна, которая периодически отрывается и уносится в объем моющей жидкости, где и схлопывается.

При этом возникают импульсы давления, которые производят очистку поверхности изделий. Изменяя давление за соплом P „,„ „, можно перемещать зону схлопывания кавитационных каверн. Для распределения пульсирующих струй по всему объему моющей. жидкости устройство для осуществления способа снабжено коллектором9с форсунками10, сум— марная площадь критических сечений которых больше или равна площади критического сечения сопла 6.2с.и Т з.п.ф-лы,5 ил.

136

Изобретение относится к очистке изделий от загрязнения.

Цель изобретения — повышение качества и производительности очистки.

На фиг.l изображена схема устрой ства для осуществления способа; на фиг.2 — то же, с коллектором дЛя распределения струй моющей жидкости; на фиг.3 — схема процесса периодически срывной кавитации; на фиг.4 — зависимости амплитуды импульсов давления от соотношения диаметра выходного сечения диффузорной части сопла D к диаметру его критического сечения йхв; на фиг.5 — зависимость амплитуды импульса давления от давления на входе и выходе сопла.

Устройство для очистки изделий содержит емкость 1 (фиг.1) с крышкой

2, насос с приводом 3, всасывающая

4 и выходная 5 магистрали которого соединены с емкостью 1. Выходная магистраль 5 снабжена соплом 6 для создания кавитации, выполненным в виде сужающе-расширяющегося в направлении движения жидкости канала, диффузорная часть 7 которого имеет о угол раскрытия более 15, а отношение диаметра выходного сечения диффузора 7 к диаметру критического канала 8 более четырех.

Устройство согласно фиг.2 содержит емкость 1 с крышкой 2, насос с приводом 3, всасывающая 4 и выходная 5 магистрали которого соединены с емкостью 1. Выходная магистраль 5 снабжена коллектором 9 с размещенными в нем форсунками 10, суммарная площадь критических сечений кото ...1х ( больше или равна площади критич кooго сечения 8 сопла 6.

Способ осуществляется следующим образом.

В процессе очистки изделий, находящихся в емкости 1 (фиг.1), жидкость по всасывающей магистрали 4 через насос 3 под давлением поступа— ет в выходную магистраль 5, а затем через сопло 6 возвращается в емкость 1. При прохождении жидкости через сопло в нем за счет выполнения

его в виде сужающе-расширяющегося в направлении движения жидкости канала при режимных параметрах, определяемых соотношением

Р вых Ра к = --ы-- — -R 0 9 р х вх

6238

2 где P „,„ — давление за сужающе-расширяющимся каналом;

Р— давление насыщенных паров

S жидкости

P — давление на входе в сужаювх ще-расширяющийся канал, определяется режим периодически срывной кавитации. При этом на входе в критическое сечение образуется кольцевая кавитационная каверна, которая затем растет и выходит в диффузорную часть сопла 6 и при достижении макси-. мальной длины, соответствующей данно1

15 му режиму, течения, открывается и уносится вниз по потоку, а на месте оторвавшейся части каверны растет новая. Оторвавшаяся часть каверны в зоне повышенного давления схлопыва20 ется, вызывая импульс давления в выходной магистрали 5. Отрыв каверны происходит периодически в сечении перехода узкого участка сопла в диффузор.

Режим течения жидкости с периодически срывной кавитацией возникает в сужающе-расширяющихся каналах с диффузорной частью, имеющей угол раскрыо тия больше 15 . При углах меньше ука30 занного в диффузорной части образуется присоединенная каверна, хвостовая часть которой размыкается на мелкие каверны, захлопывание которых не вызывает существенных импульсов давле35

Из графических зависимостей, приведенных на фиг.4, видно, что максимальные амплитуды импульсов давления, соответствующие наибольшей степени

40 развития кавитационных каверн, воз никают при соотношениях диаметра выходного сечения диффузорной части . сопла D к диаметру его критического сечения и, превышающих 4.

Импульс давления, возникающий при захлопывании кавитационной каверны в выходном трубопроводе, в несколько раз превышает давление на входе в сужающе-расширяющийся канал.

При этом в результате течения с периодически срывной кавитацией возникает сильная пульсация истекающей из выходной магистрали в емкость затопленной струи жидкости с частотой

70-3000 Гц в зависимости от режима работы сопла.

Помимо этого, вокруг затопленной струи при больших скоростях ее истечения возникает пузырьковая кавита3

136 ция, что также положительным образом влияет на качество и интенсивность

6238 ционально величине параметра кавитации. процесса очистки.

При перемещении зоны захлопывания каверн на .поверхность очищаемых изделий, для чего изменяют давление за соплом Р х, на последние,. кроме пульсирующей струи жидкости, будут воздействовать высокоамплитудные импульсы давления, возникающие в месте их схлопывания ° Эффективность очистки и ее качество при этом значительно повышаются, поскольку высокоамплитудные импульсы давления приводят к быстрой очистке.

В устройстве с коллектором, установленным на выходе трубопровода 5 (фиг.2), обеспечивается создание режимных параметров, необходимых для течения жидкости через сопло с периодически срывной кавитацией, и воздействие пульсирующими струями одновременно по всему объему емкости, что значительно повышает эффективность процесса очистки.

Из зависимости, показанной на фиг.5, видно, что при уменьшении параметра кавитации К уровень колебаний давления ЬР растет, достигая максимума при К -0-,3-0,15, а затем резко уменьшается. Исходя из этого, оптимальными режимами работы устройства с точки зрения максимальных амплитуд импульсов давления следует считать значения параметра кавитации, лежащие в области значений:.

0 1 — >-— --— -— - < 0 4.

Риь х в р

Вх

Однако поскольку на эффективность очистки для ряда очищаемых изделий большее влияние оказывает частота импульсов, причем с увеличением последней она возрастает, то процесс очистки изделий может происходить во всем диапазоне существования режима периодически срывной кавитации по параметру кавитации К, т.е. при

P вых — P

К = — - --- — -6 0 9. р в

Это вызвано тем, что частота создаваемых пульсаций изменяется пропорформула и з о б р е т ения

1. Способ очистки изделий, заключающийся в том, что изделия помещают в моющую жидкость и в ее объем по— дают струю моющей жидкости через сопло для создания кавитации, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества и производительности очистки, профиль сопла выпол15 няют.-с конфузорным и диффузорным участками, причем диффузорный участок расположен на выходе сопла и о имеет угол раскрытия более 15, а отношение диаметра выходного, сече20 ния диффузора к диаметру критического сечения сопла более четырех, при этом подачу струи моющей жидкости осуществляют через сопло в режиме периодически срывной кавитации, для

25 чего давления на входе P „ и выхо- . де Р,„ сопла выбирают из условия

Р6ЫХ Р 5 — — — — — - 0 9

1 вх

30 где P. — давление насыщенных паров

5 моющей жидкости.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— щ и и .с я тем, что в процессе очистЗ5 ки производят изменение давления на выходе сопла для перемещения зоны схлопывания кавитационных каверн.

3. Устройство для очистки изделий, содержащее систему для подачи затоп40 ленной струи моющей жидкости на изделие, включающую трубопровод, насос и установленное в трубопроводе сопло для создания кавитации, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью

45 повышения качества и производительности очистки, оно снабжено коллектором с форсунками для распределения струй моющей жидкости по поверхности изделий, установленным на выходе соп50 ла, причем суммарная площадь выходных сечений форсунок больше или ра„вна площади критического сечения сопла.

1366238

)366238

Составитель С.Мошкин

Техред М.дидье Корректор И.Лароши

Редактор M.Êåëåìåø

Тираж 5б5 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытии

1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 6724/9

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4