Изобретение относится к оборудованию для очистки изделий с использованием моечных жидкостей в поле акустических колебаний.
Известно устройство для очистки изделий, содержащее ванну для моечной жидкости и электромагнитное средство для создания колебаний и нагрева жидкости.
Недостатком этого устройства является высокая энергоемкость, связанная с низким КПД преобразования энергии электрического тока в энергию колебаний.
Техническим результатом изобретения является снижение энергоемкости.
Этот результат достигается тем, что в устройстве для очистки изделий, содержащем ванну для моющей жидкости и средство создания колебаний, согласно изобретению средство создания колебаний выполнено в виде размещенного в ванне барботера, имеющего выходные сверхзвуковые сопла и сообщенного со средством подачи газа.
Это позволяет сократить энергоемкость за счет повышения КПД преобразования подводимой энергии в энергию ультразвуковых колебаний по меньшей мере в 50 раз.
В предпочтительном варианте на входах в сопла барботера установлены завихрители.
Это позволяет дополнительно снизить энергоемкость за счет повышения мощности генерируемых колебаний при неизменном энерговводе.
В другом предпочтительном варианте между средством подачи газа и барботером установлен пульсатор.
Это приводит к достижению аналогичного результата по аналогичной причине.
Последним предпочтительным вариантом воплощения настоящего изобретения предусмотрена установка между средством подачи газа и барботером нагревателя.
Это позволяет осуществлять очистку изделий при регулируемом температурном режиме, что расширяет технологические возможности устройства, при этом достигается КПД теплопередачи выше, чем в наиболее близком аналоге.
На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3 показаны варианты выполнения сопел барботера.
Устройство для очистки изделий содержит ванну 1 для моющей жидкости, размещенный в ней барботер 2, соединенный со средством 3 подачи газа непосредственно, или через пульсатор 4 и/или нагреватель 5. Выходные отверстия барботера 2 выполнены в виде сверхзвуковых сопел 6, на входах в которые могут быть установлены завихрители 7.
При работе устройства очищаемые изделия размещают в ванне 1, заполненной моющей жидкостью, а средством 3 создают подачу газа в барботер 2. В соплах 6 газ достигает сверхзвуковой скорости и на выходе из них создает турбулентный срыв, сопровождающийся образованием и схлопыванием кавитационных полостей, особенно интенсивными при пульсирующем режиме подачи газа, который создается при наличии пульсатора 4. При наличии завихрителей 7 сверхзвуковые закрученные потоки газа на некотором расстоянии от выхода из сопел 6 сохраняют бочкообразную форму и создают регулярные скачки уплотнений в узлах бочек до дробления на отдельные пузырьки. КПД преобразования энергии в энергию ультразвуковых колебаний при таком способе их создания согласно расчету и данным опытной проверки достигает 40-60%, в то время как создание акустических колебаний с использованием высокочастотного тока не превышает 1,5%.
При необходимости нагрева моющей жидкости, в частности при очистке металлических изделий от масел в щелочном растворе перед нанесением гальванических покрытий или при мойке в мыльной воде молочных фляг, между средством 3 подачи газа и барботером 2 целесообразна установка нагревателя 5. В этом случае газ используется в качестве теплоносителя. В процессе барботирования за счет высокой скорости обновления поверхности контакта фаз и интенсификации теплообмена в поле ультразвуковых колебаний газ достигает равновесной температуры, то есть полностью передаст полученное количество теплоты жидкости. Это подтверждается теоретическим расчетом, согласно которому при характерных для данного процесса контакта фаз числах Рейнольдса в интервале от 100 до 1000 осредненные по времени числа Нуссельта достигают значений 15-20. В то же время следует отметить, что диссипативные тепловыделения в электромагнитных вибраторах передаются моющей жидкости максимально на 45%.
Под действием ультразвуковых колебаний жидкости в очищаемых изделиях возникают автоколебания, частота которых зависит от физических свойств изделий, в частности от плотности и модуля упругости. Загрязнения, как правило, резко отличаются по этим параметрам от материала очищаемых изделий, поэтому происходит отслаивание загрязнений от изделий в силу несинфазности собственных колебаний их сопряженных поверхностей. Это приводит к увеличению скорости отделения загрязнений выше значения, определяемого растворимостью загрязнителя в используемой моющей жидкости с учетом ускорения массообмена в поле ультразвуковых колебаний. При этом следует отметить, что с поверхности изделий удаляются даже загрязнения, не растворимые в используемой моющей жидкости. В частности, в воде происходит смывание со стекла минеральных масел, растительных и животных жиров, со стали в горячей воде происходит смывание минеральных масел и окалины.
Таким образом, предлагаемое устройство позволяет снизить энергоемкость очистки изделий, повысить производительность и качество очистки, осуществлять очистку при регулируемых температурных условиях.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ С ГАЛЬВАНИЧЕСКИМИ ПОКРЫТИЯМИ | 1997 |
|
RU2124075C1 |
СПОСОБ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ ПЕРЕД НАНЕСЕНИЕМ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ | 1997 |
|
RU2090662C1 |
СПОСОБ ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТИ ПОДЛОЖЕК И ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ | 1997 |
|
RU2133559C1 |
МОЕЧНАЯ МАШИНА | 1995 |
|
RU2088124C1 |
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ МЕГАЗВУКОВОЙ ОЧИСТКИ ПОДЛОЖЕК | 2002 |
|
RU2243038C2 |
СТАТИЧЕСКИЙ СМЕСИТЕЛЬ | 1996 |
|
RU2090254C1 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОЧИСТКИ | 2000 |
|
RU2184625C2 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОГНЕТУШАЩЕЙ СМЕСИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2000 |
|
RU2176925C1 |
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ВИХРЕВОГО ЭНЕРГОРАЗДЕЛЕНИЯ ПОТОКА РАБОЧЕГО ТЕЛА | 2008 |
|
RU2371642C1 |
Устройство пьезоэлектрическое для ультразвуковой очистки авиационных и фильтроэлементов и фильтродисков и способ очистки с его использованием | 2015 |
|
RU2621801C1 |
Изобретение предназначено для очистки изделий с использованием жидкостей в поле ультразвуковых колебаний. Устройство содержит ванну для моющей жидкости, размещенный в ней барботер с выходными сверхзвуковыми соплами, сообщенный со средством подачи в него газа. 3 з.п.ф-лы, 3 ил.
Печь для непрерывного получения сернистого натрия | 1921 |
|
SU1A1 |
SU, авторское свидетельство, 1126339, кл | |||
Топка с несколькими решетками для твердого топлива | 1918 |
|
SU8A1 |
Авторы
Даты
1998-03-10—Публикация
1997-03-11—Подача