ВЫСОКОЧАСТОТНАЯ ФОРСУНКА Российский патент 2015 года по МПК B05B1/34 B08B3/02 

Изобретение относится к машиностроению, конкретно, к разработке оборудования для струйной мойки деталей машин и приборов, при которой для повышения эффективности удаления загрязнений с их поверхностей используется возбуждение кавитации в струях моющей жидкости.

Известны установки для промывки деталей в ультразвуковых ваннах (Голямина И.П. Ультразвук. - М., Изд-во «Советская энциклопедия», 1979 г., с. 245-246), где также используется кавитация моющей жидкости, однако такие установки применимы только для мойки малогабаритных деталей, кроме того, они не обеспечивают высокой производительности мойки и имеют высокую стоимость.

Известны устройства для мойки железнодорожных подшипников, выпускаемые ОАО «ИНТРАНС» г. Москва, под шифром МСП-01.00.00.000, в которых мойка производится струйным методом, без погружения деталей в ванну, при помощи подачи жидкости на омываемые поверхности с помощью сопел.

Недостатком данных установок является непрерывная подача жидкости через сопла (отверстия) на выходе трубок в виде непрерывных струй, при которой не достигается энергия, необходимая для отделения прочно закрепившихся частиц загрязнений, закоксованной смазки, шаржированных твердых частиц и др.

Указанного недостатка лишены моющие головки, предложенные в Патенте РФ №2329879, содержащие завихрители моющей жидкости, причем во встречно расположенных форсунках струи закручиваются в противоположных направлениях, что создает пульсацию струи выходящей жидкости.

Недостатком данного устройства является недостаточный уровень интенсивности пульсации моющей жидкости, не обеспечивающий высокого качества промывки.

В качестве прототипа предлагаемого изобретения используется Патент РФ №2287739 на форсунку, содержащую корпус, камеру смешения, сопло, сообщенное с камерой смешения; элементы закрутки потока и завихритель, размещенный в центральном отверстии крышки, благодаря чему повышается качество отмывки деталей.

Однако уровень качества и производительности промывки деталей с помощью форсунки-прототипа остается недостаточно высокими.

Заявляемое изобретение - высокочастотная форсунка устраняет указанный недостаток.

Сущность изобретения состоит в том, что высокочастотная форсунка, содержащая корпус, имеющий камеру смешения, сопло, сообщенное с камерой смешения, завихритель, размещенный в центральном отверстии крышки, и проставки с осевыми спиральными каналами, отличаетя тем, что на выходном сопле установлен динамический кавитатор, насыщающий струю, выходящую из сопла форсунки, кавитационными образованиями, выполненный в виде упругой пластины, установленной перпендикулярно оси сопла на высоте ≈0,3 диаметра сопла и имеющий заданную собственную частоту колебаний порядка 120 Гц, при этом суммарное давление на выходе из сопла форсунки устанавливается не менее величины порога кавитации.

Анализ формулы изобретения показывает, что в предложенном техническом решении введен новый элемент - кавитатор, имеющий собственную частоту колебаний f_собст=120 Гц, соответствующую собственной частоте колебаний струи, задаваемой завихрителями при установленном давлении на входе в форсунки.

Этот признак отсутствует в прототипе и известных технических решениях и позволяет решить поставленную техническую задачу - обеспечить повышение качества и производительности промывки поверхностей деталей при производстве, техническом обслуживании и ремонте машин.

Устройство форсунки приведено на Фиг. 1, где обозначены: 1 - корпус форсунки; 2 - крышка; 3 - завихритель; 4 - обтекатель; 5 - каналы в проставке; 6 - камера предварительной турбулизации; 7 - экраны; 8 и 9 - дополнительные турбулизаторы, взаимодействующие с экранами - 7, благодаря которым жидкость из камеры смешения поступает в дополнительные турбулизаторы, 10 - кавитатор, имеющий собственную частоту - f_собст=120 Гц, 11 - выходное сопло форсунки, в которой струя моющей жидкости приобретает необходимую интенсивность кавитации.

Высокочастотная форсунка работает следующим образом. Моющая жидкость (техническая вода) поступает в центральное отверстие корпуса 1, проходит через завихритель 3, обходит обтекатель 4 и далее через каналы кольцевой проставки 5 поступает в камеру смешения 6, где получает дополнительную турбулизацию от экранов 7. Турбулизованная жидкость вначале поступает в проставки 8 и 9, для повышения пульсации давления проходит через кавитатор 10, что обеспечивает высокопроизводительную мойку деталей.

Пример реализации. Предложенные высокочастотные форсунки испытаны при промывке деталей приборных подшипников в ООО «Завод приборных подшипников» в г. Самаре. Промывку производили на партиях наружных колец подшипников 018 мм после доводки на притирочной пасте. При контроле качества промывки ОТК завода было принято более 95% промытых колец.

При этом промывка проводилась технической водой, без подогрева и добавок моющих веществ. Только для предотвращения коррозии в промывочную жидкость вводили антикоррозионную присадку «Хакапур». Время промывки партии (порядка 300 деталей) составляло 5-8 минут. При этом не производилась принятая в производстве предварительная промывка в углеводородных жидкостях (керосин, бензин).

В 2014 году форсунки были испытаны, внедрены и подтвердили свою эффективность при промывке баков ракет-носителей в ГНП РКЦ «ЦСКБ -Прогресс».

Изобретение относится к сфере машиностроения, технического обслуживания и ремонта машин и деталей благодаря высокой интенсивности кавитационного насыщения струи жидкости. Изобретение позволяет обеспечить высокое качество очистки поверхностей без применения моющих средств. Технический результат достигается тем, что в высокочастотной форсунке, содержащей корпус, имеющий камеру смешения, сопло, сообщенное с камерой смешения, элементы закрутки потока, завихритель, проставки с осевыми спиральными каналами, на выходном сопле установлен динамический кавитатор, насыщающий струю, выходящую из сопла форсунки, кавитационными образованиями. Динамический кавитатор выполнен в виде упругой пластины, установленной перпендикулярно оси сопла на высоте ≈0,3 диаметра сопла, имеющий заданную собственную частоту колебаний порядка 120 Гц. Суммарное давление на выходе из сопла форсунки назначается не менее величины порога кавитации. 1 ил.

Высокочастотная форсунка, содержащая корпус, камеру смешения, сопло, сообщенное с камерой смешения, завихритель, размещенный в центральном отверстии крышки, и проставки с осевыми спиральными каналами, отличающаяся тем, что на выходном сопле установлен динамический кавитатор, насыщающий струю, выходящую из сопла форсунки кавитационными образованиями, выполненный в виде упругой пластины, установленной перпендикулярно оси сопла на высоте ≈0,3 диаметра сопла, и имеющий заданную собственную частоту колебаний f_собст=120 Гц, при этом давление на выходе сопла форсунки устанавливается не менее величины порога кавитации.