Устройство для ультразвуковой очистки изделий



Устройство для ультразвуковой очистки изделий
Устройство для ультразвуковой очистки изделий

Владельцы патента RU 2680030:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" (RU)

Изобретение относится к устройству для ультразвуковой очистки изделий. Устройство содержит рабочую емкость (1), заполняемую моющей жидкостью (2), источник ультразвуковых колебаний (3), размещенный в рабочей емкости (1), и генератор колебаний. Генератор колебаний включает центробежную жидкостную форсунку (5) и упругую емкость (11), соединенные с рабочей емкостью (1). Выходной канал (9) центробежной жидкостной форсунки (5) через трубопровод (12) с обратным клапаном (13) соединен с упругой емкостью (11). Во входном канале жидкостной центробежной форсунки (5) установлен жидкостной насос (6), соединенный с рабочей емкостью (1) через кран (8) и фильтр (7). Технический результат: интенсификация процесса ультразвуковой очистки путем гидравлического воздействия пульсирующего потока жидкости. 1 ил.

 

Изобретение относится к области ультразвуковой обработки и предназначено для очистки изделий авиационной техники от технологических и эксплуатационных загрязнений. Подобный вариант ультразвуковой очистки способен выполнять широкий ряд задач связанных с очисткой различных поверхностей деталей газотурбинных двигателей и авиационной техники, таких как, охлаждаемые лопатки, топливные коллекторы, форсунки, элементы гидравлики и другие сложнофасонные изделия, от стойких загрязнений, имеющих сложную природу и не поддающихся качественной очистке другими методами.

Известны способы ультразвуковой очистки изделий, при которых изделия погружают в моющую жидкость в которой создается ультразвуковое поле стержневым излучателем (источник ультразвуковых колебаний), излучающая поверхность которого совершает поршневые колебания с амплитудой смещений 15-30 мкм [Панов А.П. «Ультразвуковая высокоамплитудная очистка поверхности». В кн. «Воздействие мощного ультразвука на межфазную поверхность металлов». М., «Наука», 1986, с. 217]. К недостаткам таких способов относится малая по протяженности, до 15-20 мм в направлении излучения, зона интенсивного образования кавитационных пузырьков, обеспечивающая очистку поверхности изделий.

Известен способ генерирования колебаний жидкостного потока с использованием жидкостных центробежных форсунок, которые позволяют получить пульсирующий жидкостной поток. [Патент РФ №2087756, 20.08.1997]

Наиболее близким аналогом, принятым в качестве прототипа является способ ультразвуковой очистки изделий, при котором с целью интенсификации рабочего процесса, на изделие, помещенное в рабочую жидкость воздействуют одновременно двумя ультразвуковыми излучателями [Патент РФ №2378058]. При этом жидкостному потоку с кавитационными свойствами, создаваемому основным высокочастотным излучателем, сообщается дополнительная энергия от второго, низкочастотного излучателя, с целью увеличить зону интенсивного образования кавитационных пузырьков и тем самым повысить эффективность очистки. К недостаткам этого способа можно отнести одинаковую природу двух воздействий на очищаемое изделие, позволяющих интенсифицировать в какой-то степени процесс очистки, но не добавляющих новых эффектов для разрушения и вымывания загрязнений.

Способ состоит в том, что на изделие, помещенное в рабочую емкость с моющей жидкостью, воздействуют ультразвуковые колебания от источника ультразвукового излучения и одновременно на изделие направляется затопленная струя моющей жидкости с меняющимися во времени скоростью и расходом. Устройство для одновременного воздействия на очищаемую поверхность ультразвуковых эффектов, способствующих разрушению и удалению загрязнения, и переменного жидкостного потока состоит из источника ультразвуковых колебаний и генератора колебаний жидкостного потока, в основе которого жидкостная центробежная форсунка. Для генерирования колебательного движения моющей жидкости с задаваемой переменной скоростью в зоне очистки устройство содержит регулируемую упругую емкость. Устройство обеспечивает создание ультразвуковых колебаний в моющей жидкости и сопутствующих распространению ультразвука в жидкой среде эффектов, таких как кавитация, радиационное давление, образование акустических течений, которые усиливают разрушение и удаление загрязнений. Одновременно с этим на очищаемое изделие подается поток дополнительной энергии в виде затопленной струи имеющей колебательный характер течения. Применение при направленной ультразвуковой очистке подвода дополнительной энергии в виде затопленной струи, имеющей колебательный характер течения, позволяет увеличить зону, в которой происходит схлопывание кавитационных пузырьков, а также осуществляет дополнительное гидравлическое воздействие, способствующее разрушению загрязнений и удалению их продуктов из застойных зон. В зависимости от специфики очищаемого изделия затопленная струя может подаваться с различной частотой и в различных направлениях.

Техническим результатом является повышение эффективности очистки.

Заявленный технический результат в способе достигается тем, что по заявляемому способу ультразвуковой очистки изделий, изделие помещают в рабочую емкость с моющей жидкостью, воздействуют ультразвуковыми колебаниями от высокоамплитудного источника ультразвуковых колебаний, в то же время на изделие подают поток дополнительной энергии в виде затопленной струи моющей жидкости имеющей колебательный характер.

Заявленный технический результат в устройстве достигается тем, что устройство для ультразвуковой очистки изделий содержит рабочую емкость, заполняемую моющей жидкостью, источник ультразвуковых колебаний и генератор колебаний, при этом, источник ультразвуковых колебаний размещен в рабочей емкости, генератор колебаний включает центробежную жидкостную форсунку и упругую емкость, соединенные с рабочей емкостью, выходной канал центробежной жидкостной форсунки через трубопровод с обратным клапаном соединен с упругой емкостью, при этом, во входном канале жидкостной центробежной форсунки установлен жидкостной насос, соединенный с рабочей емкостью через кран и фильтр.

Изобретение обеспечивает создание в моющей жидкости области сочетающей в себе одновременное воздействие эффектов распространения ультразвуковых волн в жидкой среде и гидравлического воздействия колебательного движения затопленной струи моющей жидкости.

Гидравлическое воздействие затопленной струи жидкости позволяет увеличить зону активного схлопывания кавитационных пузырьков, тем самым интенсифицирует процесс ультразвуковой очистки. Помимо этого, гидравлическое воздействие нестационарного потока жидкости на очищаемую поверхность само по себе вызывает разрушение загрязнения и вынос его продуктов из застойных зон.

Заявленное изобретение поясняется чертежом.

На фиг. 1 изображено устройство, в состав которого входит рабочая емкость 1, заполняемая моющей жидкостью 2, ультразвуковой излучатель 3. В рабочей емкости 1 размещается изделие требующее очистки 4, на которое, через канал 9, осуществляет воздействие струя, формируемая жидкостной центробежной форсункой 5, получающей жидкость из жидкостного насоса 6 Жидкостной насос 6 забирает моющую жидкость 2 из рабочей емкости 1 через фильтр 7. Расход регулируется краном 8, расположенным перед фильтром 7. Для создания колебательного движения моющей жидкости в зоне очистки регулируемый упругий объем 11 соединен через обратный клапан 13 с трубопроводом 12, который питается рабочей жидкостью через выходной канал 9 жидкостной центробежной форсунки 5. В момент максимального заполнения регулируемого упругого объема 11, запасенная в нем жидкость поступает в зону очистки через канал 10.

Согласно заявляемому способу, на изделие, помещенное в рабочую емкость с моющей жидкостью, направленно воздействуют ультразвуковыми колебаниями от высокоамплитудного ультразвукового излучатель (источник ультразвуковых колебаний) 3 с амплитудой колебательных смещений 15-50 мкм и частотой 20-30 кГц, создавая тем самым акустические течения жидкости с кавитационными свойствами. Одновременно, в область обработки вводят затопленную струю моющей жидкости, создаваемой жидкостной центробежной форсункой 5 генератора колебаний расхода с регулируемой переменной частотой и скоростью истечения за счет изменения жесткости и объема регулируемого упругого объема 11. Также, в зависимости от специфики очистки возможно изменение направления омывания поверхности очищаемой детали.

Решение поставленной технической задачи становится возможным благодаря применению в дополнение к ультразвуковому высокоамплитудному излучателю колебательного жидкостного потока создаваемого за счет генератора колебаний расхода, имеющего в своей конструкции жидкостную форсунку и упругую емкость. Генератор колебаний расхода, имеющий в своем составе жидкостную центробежную форсунку 5 создает колебательный режим течения жидкости в области очистки, за счет того, что поток жидкости подаваемый на жидкостную центробежную форсунку 5 разделяется на два потока. Первый выходит непосредственно из выходного канала 9 жидкостной центробежной форсунки 5 и попадает в зону очистки. Второй проходит через обратный клапан 13 и аккумулируется в регулируемом упругом объеме 11. В момент максимального заполнения регулируемого упругого объема 11, моющая жидкость из него поступает в зону очистки. За счет освобождения регулируемого упругого объема 11 и последующего его заполнения, расход через выходной канал 9 центробежной форсунки 5 снижается, до максимального заполнения регулируемого упругого объема 11. Таким образом осуществляется колебательное движение моющей жидкости.

Изобретение направлено на создание в моющей жидкости расширения зоны активного схлопывания кавитационных пузырьков, а также других ультразвуковых эффектов, способствующих разрушению и удалению загрязнений с поверхности изделий. В то же время интенсификации процесса очистки способствует интенсивное гидравлическое воздействие пульсирующего потока жидкости.

Устройство для ультразвуковой очистки изделий, содержащее рабочую емкость, заполняемую моющей жидкостью, источник ультразвуковых колебаний и генератор колебаний, при этом источник ультразвуковых колебаний размещен в рабочей емкости, генератор колебаний включает центробежную жидкостную форсунку и упругую емкость, соединенные с рабочей емкостью, выходной канал центробежной жидкостной форсунки через трубопровод с обратным клапаном соединен с упругой емкостью, при этом во входном канале жидкостной центробежной форсунки установлен жидкостной насос, соединенный с рабочей емкостью через кран и фильтр.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к гидромашиностроению и может быть использовано в различных отраслях промышленности. Гидравлический следящий вибратор состоит из корпуса 1, поршня 21 со штоком 20, рабочих полостей 4 и 5, распределяющей золотниковой пары 2, гидравлических каналов 6, 7 между полостями 4, 5 и проточками пары 2, подводимых напорной и сливной магистралей 8, 9.

Изобретение относится к распределителю гидравлического ударного устройства. Распределитель содержит корпус 1 с каналом 2 управления и каналами 3, 4 и 5 для подвода и отвода рабочей жидкости, камеру 6 управления.

Изобретение относится к гидромашиностроению и может быть использовано в различных отраслях промышленности. Гидровибратор содержит первый меньший гидроцилиндр, имеющий корпус 1, поршень 3 со штоком 2, и блок 4 управления первым гидроцилиндром.
Группа изобретений относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для очистки от твёрдых отложений стенок обсадных труб и отверстий перфорации, декольматации призабойной зоны пласта и увеличения подвижности пластовых флюидов.

Изобретение относится к гидропульсаторам, предназначенным для создания динамического нагружения испытываемых конструкций через гидродомкраты. Гидропульсатор содержит корпус 1, установленный в цилиндре 2 подпружиненный плунжер с приводом в виде эксцентрика на приводном валу, механизм изменения хода плунжера, маховик и электродвигатель 8.

Изобретение относится к обработке давлением и может быть использовано при прессовании тонкоизмельченных материалов. Устройство содержит силовой блок с основным приводом (29), гидравлический вибратор (37), траверсу (36) нижней части основной плиты (30), нагрузочную плиту (31) с опорами (35), четыре стойки (32), нижнюю штамповую пластину (33) и штамп (34).

Группа изобретений относится к вибротехнике. Пневматический вибратор по первому варианту включает верхнюю и нижнюю плиты, ударник, размещенный между ними, регулировочную гайку, клапан запитки с воздухоподводящими отверстиями, седло которого смонтировано в ударнике, мембрану, охватывающую наружную поверхность седла клапана запитки, герметизатор, закрепленный на верхней плите, клапан выхлопа отработанного сжатого воздуха, закрепленный в центре герметизатора и на периферии ударника с возможностью взаимодействия с обращенными к нему поверхностями герметизатора и ударника.

Группа изобретений относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для очистки стенок скважины от твердых отложений, декольматации призабойной зоны пласта и увеличения подвижности пластовых флюидов.

Изобретение относится к области гидродинамики, гидравлики и машиностроения. Ударный узел включает корпус 1 с каналом входа 2 и каналом выхода 3, ударный клапан 4, шток 5 с втулкой 6.

Изобретение относится к области машиностроения, предназначено для пульсационного интенсивного безбарботажного перемешивания и суспендирования твердых материалов в жидкости и может применяться на предприятиях химической, пищевой, фармацевтической промышленности, а также в производстве цветных, редких, редкоземельных и радиоактивных соединений.

Группа изобретений относится к способу и устройству ультразвуковой очистки изделий и может быть использована для очистки закрытых радиационных источников (ЗРИ) в радиационно-защитной камере.

Изобретение относится к оборудованию для регенерации бытовых фильтр-картриджей питьевой воды. Устройство для регенерации содержит преобразователь ультразвукового генератора, волноводно-излучающую систему в виде ультразвукового стакана, куда помещают регенерируемый фильтр-картридж, устройство фиксации фильтр-картриджа в ультразвуковом стакане, патрубок с краном для подачи и регулирования потока моющей жидкости и воздуха через канал в волноводно-излучающей системе, патрубок с краном для слива использованной промывочной воды.

Использование: в лазерной технике, где необходима прецизионная очистка оптических поверхностей. Способ очистки рабочих поверхностей призм при изготовлении оптико-механического модулятора добротности лазера на эффекте нарушения полного внутреннего отражения включает погружение призм в водный раствор поверхностно-активных веществ (ПАВ), возбуждение в нем ультразвуковых колебаний и постановку призм на оптический контакт.

Изобретение может быть использовано при подготовке поверхности фольги, ленты припоя после прокатки перед низкотемпературной бесфлюсовой пайкой, в частности, при сборке изделий РЭА и СВЧ-техники.
Изобретение относится к области обработки ископаемых смол и может быть использовано, в частности для очистки и удаления окисленной корки с поверхности янтарного сырья.

Изобретение относится к области очистки деталей машиностроения от технологических и эксплуатационных загрязнений с применением ультразвуковых колебаний в водной среде и может быть использовано для очистки закрытых полостей, каналов и отверстий малого диаметра в горелочных устройствах газоперекачивающих агрегатов.

Изобретение относится к ультразвуковой очистке авиационных фильтроэлементов и фильтропакетов топливных, масляных, гидравлических и пневматических систем летательных аппаратов, а также вискозиметров, стеклянной тары и мелких авиационных деталей и может быть использовано в различных областях промышленности.

Изобретение относится к ультразвуковой очистке полых изделий и может быть использовано для восстановления эксплуатационных характеристик горелочных устройств двигателей.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в ракетной, авиационной и других областях техники, в которых применяются системы, включающие баки, в частности топливные баки, основным элементом конструкции которых является обечайка вафельной структуры.

Изобретение относится к обработке янтарного сырья. Устройство для удаления окисной корки с янтаря и его обработки содержит электрический генератор ультразвуковой частоты, акустический преобразователь, соединенный с электрическим генератором, волновод с инструментом, соединенный с преобразователем, нагревательный элемент и источник питания для нагревательного элемента.

Изобретение относится к акустике, а именно к устройствам для создания мощных резонансных акустических вращающихся волн в газообразной или жидкой проточной среде, и может быть использовано в качестве диспергатора-гомогенизатора во многих отраслях обрабатывающей промышленности.

Изобретение относится к устройству для ультразвуковой очистки изделий. Устройство содержит рабочую емкость, заполняемую моющей жидкостью, источник ультразвуковых колебаний, размещенный в рабочей емкости, и генератор колебаний. Генератор колебаний включает центробежную жидкостную форсунку и упругую емкость, соединенные с рабочей емкостью. Выходной канал центробежной жидкостной форсунки через трубопровод с обратным клапаном соединен с упругой емкостью. Во входном канале жидкостной центробежной форсунки установлен жидкостной насос, соединенный с рабочей емкостью через кран и фильтр. Технический результат: интенсификация процесса ультразвуковой очистки путем гидравлического воздействия пульсирующего потока жидкости. 1 ил.

Наверх