Устройство для промывки полостей и каналов

 

Изобретение относится к области очистки, а именно к устройствам для подачи пульсирующего моющего агента в промываемые полости и каналы, и может быть использовано в машиностроении и других отраслях народного хозяйства. Изобретение позволяет повысить эффективность промывки и надежность работы устройства. Предложено устройство для промывки полостей и каналов, содержащее корпус 1 и размещенный в нем двухкаскадный усилитель мощности, состоящий из управляющего поршня клапана 9 дифференциального типа с соплом 10 и запорным органом 12, удерживаемым в корпусе пружиной 17, размещенный внутри поршня 16 золотника, шток которого включен в магистраль давления P<SB POS="POST">м</SB> моющей жидкости, а также диффузорные сопловые насадки 30, включенные в полость высокого давления усилителя мощности по касательным к магистрали. Запорный орган 12 перекрывает сопло 10, и клапан смещается вниз, растягивая пружину 17, при этом давление P<SB POS="POST">м</SB> перед клапаном растет и поршень 16 смещается вниз, вытесняя в магистраль своим штоком определенный объем. При этом шток клапана 9 вытесняет импульс высокого давления через насадки 30 в магистраль 8, создавая в ней закрутку потока моющей жидкости, кавитационный "факел" и пульсацию давления. Затем пружина 17 открывает запорный орган 12, усилитель мощности возвращается давлением P<SB POS="POST">м</SB> магистрали 8 вверх и цикл повторяется. Такое выполнение позволяет повысить эффективность промывки и надежность работы устройства. 4 з.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А1 (51) 5 В 08 В 3/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ й

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4398426/40-12 (22) 25.03.88 (46) 07.01.90. Бюл. N 1 (72) Л.В.Карсавин, В.И.никитушкин и В,П.Никиточкин . (53) 621.7.02 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 1313532, кл. В 08 В 3/02, 1985.

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОМЫВКИ ПОЛОСТЕЙ И КАНАЛОВ ,(57) Изобретение относится к области очистки, а именно к устройствам для подачи пульсирующего моющего агента в промываемые полости и кана" лы, и может быть использовано в машиностроении и других отраслях народ1533776

15 ного хозяйства. Изобретение позволяет повысить эффективность промывки и надежность работы устройства. Предло жено устройство для промывки полостей и кана foB содержащее корпус 1 и размещенный в нем двухкаскадный усилитель мощности, состоящий из управляющего поршня клапана 9 дифферен циального типа с соплом 10 и запорным органом 12, удерживаемым в корпусе пружиной 17, размещенный внутри поршня 16 золотник, шток которого включен в магистраль давления Р„ моющей жидкости, а также диффузорные сопловые насадки 30, включенные в полость высокого давления усилителя мощности по касательным к магистрали

Запорный орган 12 перекрывает сопло

Изобретение относится к очистке, а именно к,устройствам для подачи пульсирующего моющего агента в промываемые полости и каналы, и может быть использовано в машиностроении, а также в других бтрасля.х народного хозяйства.

Целью изобретения является повышение эффективности прсцесса промывки ,и надежности работы.

На чертеже показано предлагаемое устройство, вертикально-поперечный

35 ра зрез.

Устройство содержит корпус 1 с отверстиями 2 и 3 давлений входа и выхода, обводной трубопровод 4, соединяющий через отверстие 5 полость у нерабочего торца корпуса 6 с полостью 7 давления Р„ магистрали 8 моющей жидкости, образованной патрубком на рабочем торце корпуса, поршень 1«

9 клапана с соплом 10 и в виде Т-образного канала в поршне 9 угпублением 11, сечение которого больше сечения сопла 10, но всегда меньше сечения рабочего торца запорного органа

12 клапана, шток 13 клапана поршня

9, размещенный в вертикальной подштоковой полости 14 клапана в осевом канале штока 1 поршня 16 золотника, внутри которого размещен поршень 9

55 клапана, регулируемая по жесткости пружина 17 запорного органа 12, концевые витки которой закреплены на запорном органе 12 и внутри резьбовой .

10, и клапан смещается вниз, растягивая пружину 17, при этом давление

Рм перед клапаном растет и поршень

16 смещается вниз, вытесняя в магистраль своим штоком определенный объем.

При этом шток клапана 9 вытесняет импульс высокого давления через насадки 30 в магистраль 8, создавая в ней закрутку потока моющей жидкости, кавитационный "факел и пульсацию давления. Затем пружина 17 открывает запорный орган 12, усилитель мощности возвращается давлением Рн магистрали 8 вверх и цикл повторяется. Такое выполнение позволяет повысить эффективность промывки и надежность работы устройства. 4 з.п.g-лы, 1 ил. пробки 18 корпусе 1, причем внутри пружины 17 установлен элемент 19 в виде регулировочного винта для регулирования числа работы витков (жесткости) пружины 17, кольцевые проточки 20 и 21, выполненные на боковых поверхностях поршней 9 и 16, сообщен ные каналом между собой и с обводным трубопроводом 22 давления выхода,поцпоршневой полостью 23 канала и полостью сопла 10,кольцевая проточка 24 поршня

16, сообщенная каналами 25 с полостью

14,обводные трубопроводы 26 и 27 с установленными в них обратными клапанами

28 и 29, включенные в магистраль. давления Р „при ем обратный клапан 28 нормально открыт в направлении диффузорных сопловых насадков 30, включенных по касательной 31 в магистраль

8 трубопровода 32, а обратный клапан

29 - в сторону полости 14 высокого давления, Фильтр 33 тонкой очистки, расположенный между клапаном 28 и диффузорным coflJloeflM насадком 30, регулируемые сопротивления в виде дросселя 34, установленные в трубопроводах 4, 22 и автономном трубопроводе 35 высокого давления. В устройстве имеется также подпоршневая полость 36 золотника, сообщенная с отверстием 3 давления выхода .

Автономный трубопровод 35, да вление в котором может быть выше давления Р,, включается только при специальных режимах промывки, например

3776

153 при добавках в моющую жидкость магистрали 8 специальных компонентов.

Причем ход поршней 9 и 16 никогда не превышает ширины проточек 20 и 21, 24. Кроме того, в полости 23 клапана размещена пружина 37, в поршнях.клапана и золотника выполнены отверстия

38 и 39.

Устройство работает следующим об. разом.

Устройство занимает в пространстве безразличное положение относительно . магистрали 8 моющей жидкости трубопровода 32. Та к, например, да вление

Р„на шток 15 золотника и шток 13 клапана поршней 16 и 9 через открь!тый обратный клапан 29, трубопровод

27 и каналы 25 поднимает их в положение, указанное на чертеже, где запорный орган 12 "мягко" перекрывает сопло 10. Давление Р через трубопровод 4 и отверстие 2, а также канал 5 резьбовой пробки 18 корпуса t нагружает полость 6. При этом величина расхода из магистрали 8 в полость 6 определяется регулируемым сопротивлением 34 трубопровода 4. Давление в полости 6 увеличивается и поршень

9 начинает смещаться вниз, растягивая при этом пружину 17, так как запорный орган 12 прижат к сечению углубления 11 сопла 10 перепадом давления

P = Рм - Р ы . При этом давление Р,ж находится внутри сопла 10 и полости

23, так как проточки 20, 21 и полость

23 сообщены отверстиями 38 и 39, выполненными в поршнях 16 и 9. Движение вниз поршня 9 начинается раньше движения поршня 16, так как разность сечения площадей поршня 9 и.его штока

l3 больше разности сечений поршня

16 и его штока 15. Растяжение пружины 17 и сжатие пружины 37 увеличивает давление в полости б, и начинается движение вниз поршня 16. Шток

13 увеличивает давление в полости

14, так как отсечной клапан 29 перекрывает канал 27. При этом отсечной клапан 28 канала 26 открывается и расход канала 26, равный вытесняемому. плунжером 13 объему жидкости из полости 14, преодолевая сопротивление узкой части диффузорных сопловых насадков 30, впрыскиваетсяt по касательной 31 в основной поток моющей жидкости магистрали 8.

В узкой части диффузорного сопло" вого насадка 30 генерируется кавита5

1G

1::":

55 ционный "факел", который врезается импульсно в магистраль 8 моющей жидкости, смешиваясь с ней и образуя мелкие кавитационные пузырьки, активно воздействующие на стенки промываемых каналов и полостей, повышая качество промывки, При этом поток закручивается, уменьшая гидравлические потери, и повышается активность воздействия моющей жидкости. Фильтры 3 исключают попадание в магистраль 8 продуктов. износа устройства. Работа пружины 17 на растяжение, равная рабочему ходу поршней

9 !i 16, достигает своего максимума и она, преодолевая силу прижатия запорного органа 12 к сечению углубления 11 сопла 10 перепадом давления

Р = P, — Р,д, релейно отрывает ее от поршня 9 и возвращает в положение, близкое к исходному. Через сопло 10 идет расход по проточкам 20 и 21 в трубопровод 22 давления Рц,!„ . Давление в полости 6 снижается до Р, и поршень 9 вместе с поршнем 16 перемещаются вверх, так как на шток 13 давит давление Р„, (а на -поршень 9 пружина 371 поступающее через открыв" шийся обратный клапан 29 трубопровода 27, проточку 24 и каналы 25 в полость 14, а на шток 15 действует давление Р полости 7, равное давлению в магистрали 8, opueHb 9 "мягко" встречается с запорным органом 12, его сопло 10 вновь перекрывается, давление в полости 6 растет и оба поршня

9 и 16 останавливаются, не доходя до жесткого упора в резьбовую пробку 18.

При этом исключается их соударение, обеспечивающее мягкую" работу устройства. После этого циклы повторяются с частотой, пропорциональной расходу через сопротивление 34 трубопро" вода 4 в полость б. Таким образом,достигается повышение мощности устройства в процессе генерирования па" раметров пульсации давлений в моющем потоке, увеличивая его активность воздействия на промываемые каналы и полости различных изделий. Это достигается тем, что на основной поток магистрали 8 воздействуют импульсы давления как штока 15, так и штока

13. Кроме того, на поток магистрали

8 воздействуют импульсы давлений, которые генерируют аапорный орган

12 при срабатывании. При этом активность воздействия потока на промывае1533776 мые объекты возрастает также за счет. рваного ритма колебания давлений, который достигается разными скоростями перемещения поршней 9 и 16 и разностью сечений штоков 13 и 15.

Наряду с этим, исключается засорение моющей жидкости в магистрали 8 трубопровода 32 продуктами износа трущихся элементов (поршней и штоков) за счет трго, сто эпементы устройства, после завершения, давлением Р I÷îëåçíîé работы, перепускают отработанную жидкость не в магистраль 8, а в бак стенда, перед сбросом в который она очищается через систему фильтров 33 тонкой очистки и центрифуги (не обозначены). Кроме того, все утечки по прецизионным зазорам направлены также в бак. Это позволяет повысить ка- 20 чество промывки и увеличить сроки эксплуатации моюшей жидкости и устройства.

Ширина проточек 20, 21 и 2ч поршней 9 и 16 выполнена такой, что ход 25 поршней никогда не превышает их ширины, причем подштоковая полость 36 всегда с давлением Р „„отверстия 3.

Трубопровод 35 автономного давления включается в работу только при спе- З0 циальных режимах промывки, например при добавлении в моющую жидкость основного бака различных компонентов и присадков, повышающих ее активность промывки, что расширяет функциональные возможности устройства. Кроме того, трубопровод 35 позволяет увеличить расход в полость 6, а следовательно, расширить диапазон частоты колебаний давлений моющей жидкости, что также расширяет функциональные возможности и повышает эффективность процесса промывки. Регулируемое со,противление 34 трубопровсда 22 позволяет воздействовать на регулирование хода поршней 9 и 16 путем изменения перепада давления на запорном органе

12 за счет изменения да вления Р„,„ в полости 23, сопле 10 и углублении

11, при котором изменяется величина растяжения пружины I при отрыве запорного органа 12. Так, например, при увеличении давления Рвы„ перепад давлений на запорном органе 12 уменьшается, что уменьшает ход поршней

9 и 16, а следовательно„ и амплитуду колебаний давлений жидкости. При этом углубление 11 сопла 10 повышает эффективность регулирования усилий и предохраняет запорный орган 12 от кавитационных разрушений рабочей поверхности. При понижении давления

Р „ж в трубопроводе 22 перепад давлений на запорном органе 12 возрастает, что ведет к увеличению растяжения пружины 17 перед отрывом запорного органа 12. Ход поршней 9 и 16 увеличивается, следовательно, возрастает амплитуда колебаний давлений моющей жидкости и т.п. Причем в динамике поршни 9 и 16 никогда не контактируют с реэьбовой r,ðoáêoé 18. Это достигается тем, что пружина 17 в свободном состоянии (при открытом сопле 10) опускает запорный орган 12 ниже, чем это указано на чертеже. Следовательно, встреча поршня 9 с запорным органом 12 произойдет раньше, сопло 10 перекрывается и оба поршня 9 и 16 остановливаются "гидроупором" в полости 6. Регулирование хода поршней

9 и 16 осуществляется также регулировочным элементом 19, который (вращаясь) увеличивает или уменьшает, чис-. ло рабочих витков пружины 17, воздействуя на отрыв запорного органа

12, т.е. ход.

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в повышении эффективности процесса промывки и надежности устройства в работе, что позволяет применить его в качестве устройства для промывки полостей и каналов большой мощности, причем беэ увеличения энергетической мощности насосных установок.

Формула изобретения

1. Устройство для промывки полостей и каналов, содержащее корпус с цилиндрической полостью, расположенный на его рабочем торце патрубок для подачи моющей жидкости в промываемую полость, размещенные в ципиндрической

Иолости подпружиненный в осевом на-, правлении золотник с осевым каналом и установленный со стороны нерабочего торца корпуса клапан для перекрытия осевого канала золотника, имеющий Т-образный канал, осевая часть которого открыта со стороны нерабочего торца корпуса, а выходные отверстия перемычки расположены на боковой поверхности клапана, и кольцевую про- точку на наружной стенке у выходных отверстий перемычки канала, подпру10

1533776 5!

25

35

50

Соста вите

Техред Л. ль А.

Сердю

Редактор И.Шмакова

Подписное

Тираж 502

Заказ 8

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, И-35, Раушская наб., д. 475

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101 жиненный в осевом направлении запорный орган клапана, расположенный перед открытой осевой частью его канала, и сопловой насадок для подачи моющей жидкости в промываемые каналы, причем цилиндрическая полость в зоне нерабочего торца корпуса и полость патрубка сообщены посредством обводного трубопровода с встроенным в него дросселем, а жесткость пружины золотника превышает жесткость пружины запорного органа клапана, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности в работе и эффективности процесса промывки, золотник и клапан выполнены в виде поршней со штоками, причем поршень и шток клапана расположены соответственно в осевом канале поршня и штока золотника с возможностью осевого перемещения по соответствующим стенкам канала, осевой канал золотника заглушен на свободном торце его штока, на наружной поверхности поршня золотника выполнены две кольцевые проточки, Т-образный канал выполнен в поршне клапана, подпоршневая полость которого сообщена посредством отверстий в его.поршне через перемычку Т-образного канала, кольцевую проточку клапана и посредством отверстий в боковой стенке золотника с одной из кольцевых проточек последнего, свободный конец пружины запорного органа связан с нерабочим торцом корпуса, пружина золотника размещена в подпоршневой полости клапана и связана свободным концом с торцом поршня клапана, подпоршневые полости клапана и золотника сообщены между собой посредством отверстий в боковой стенке корпуса и сообщенного с этими отверстиями обводного трубопровода с встроенным в него дросселем через кольцевую проточку клапана и сообщенную с ней кольцевую проточку поршня золотника, причем обводной трубопро вод для сообщения этих полостей имеет встроенный в него патрубок выхода, полость патрубка на рабочем торце корпуса сообщена с подштоковой полостью клапана посредством канала в штоке и поршне золотника с выходом этого канала в кольцевую проточку поршня золотника, не сообщенную с кольцевой проточкой клапана и отверстиями в боковой стенке корпуса и обводного трубопровода, сообщенного с этими отверстиями и имеющего обратный клапан, нормально открытый в сторону подштоковой полости клапана, а сопловой насадок сообщен посредством дополнительного канала в штоке и поршне золотника с выходом этого канала в кольцевую проточку поршня золотника, не сообщенную с кольцевой проточкой кЛапана, отверстием в боковой стенке корпуса и сообщенного с этим отверстием трубопроводом с обратным клапаном, нормально открытым в сторону соплового насадка.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что сопловой насадок имеет в. средней части сужающийся участок, проходное сечение которого меньше прохо1ного сечения встроенного в обводной трубопровод, связанный с сопловым насадком, обратного клапана.

3. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что нерабочий торец корпуса имеет резьбовую пробку с регулировочным винтом, расположенным внутри пружины запорного органа для регулировки числа витков пружины, 4. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно имеет дополнительный трубопровод для подвода в моющую жидкость химических реагентов, сообщенный с отверстием в корпусе, выполненным в его боковой стенке в зоне нерабочего торца.

5. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что трубопровод, связанный с сопловым насадком, имеет встроенный в него между обрат» ным клапаном и сопловым насадком фильтр тонкой очистки.

Юдохин кова Корректор М.Шароши