Способ очистки изделий и устройство для его осуществления Советский патент 1988 года по МПК B08B3/04 

Изобретение относится к очистке изделий от загрязнения.

Цель изобретения - повышение качества и производительности очистки На фиг. изображена схема устрой - ства для осуществления способа; на фиг.2 - то же, с коллектором дйя 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 ; на фиг.5 - зависимость амплитуды импульса давления от давления на входе и выходе сопла.

Устройство для очистки изделий содержит емкость 1 (фиг.1) с крьшкой 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 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 :..лх больше или равна площади критического сечения 8 сопла 6.

Способ осуществляется следующим образом.

В процессе очистки изделий, находящихся в емкости 1 (фиг.1), жидкость по всасьгоающей магистрали 4 через насос 3 под давлением поступает в выходную магистраль 5, а затем через сопло 6 возвращается в емкость I. При прохождении жидкости чрез сопло в нем за счет вьшолнения его в виде сужающе-расширяющегося в направлении движения жидкости канал при режимных параметрах, определяем соотношением

р

к р

0,9

ВЦ

вк

давление за сужающе рас- ширяющимся каналом; давление насьщ;енных паров жидкости;

давление на входе в сужаю- 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 максимальной длины, соответствующей данно- 5 му режиму .течения, открывается и уносится вниз по потоку, а на месте оторвавшейся части каверны растет новая. Оторвавшаяся часть каверны в зоне повышенного давления схлопыва- 0 ется, вызывая импульс давления в выходной магистрали 5 . Отрыв каверны происходит периодически в сечении перехода узкого участка сопла в диффузор.

5 Режим течения жидкости с периодически срывной кавитацией возникает в сужающе-расширяющихся каналах с диффузорной частью, имеющей угол раскрытия больше 15°. При углах меньше ука- 0 занного в диффузорной части образуется присоединенная каверна, хвостовая часть которой размыкается на мелкие каверны, захлопывание которых не вызывает существенных импульсов давле1ШЯ.

Из графических зависимостей, приведенных на фиг.4, видно, что максимальные амплитуды импульсов давления, соответствующие наибольшей степени развития кавитационных каверн, никают при соотношениях диаметра выходного сечения диффузорной части сопла D к диаметру его критического сечения d,, , превышающих 4.

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

0 При этом в результате течения с периодически срьшной кавитацией воз-- никает сильная пульсация истекающей из выходной магистрали в емкость затопленной струи жидкости с частотой

g 703000 Гц в зависимости от режима работы сопла.

Помимо этого, вокруг затопленной струи при больших скоростях ее исте- , чения возникает пузырьковая кавита5

0

ция, что также положительным образом влияет на качество и интенсивность процесса очистки.

При перемещении зоны захлопывания каверн на .поверхность очищаемых изделий, для чего изменяют давление за соплом , на последние,, кроме пульсирующей струи жидкости, будут воздействовать высокоамплитудные импульсы давления, возникающие в месте их схлопывания. Эффективность очистки и ее качество при этом значительно повьшаются, 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 повьппает эффективность процесса очистки.

Из зависимости, показанной на фиг.5, видно, что при уменьшении параметра кав|1тации К уровень колебаний давления дР растет , до стига.я максимума при К ,3-0,15, а затем резко уменьшается. Исходя из э.того, оптимальными режимами работы устройст- йа с точки зрения максимальных амплитуд импульсов давления следует считать значения параметра кавитации , лежащие в области значений:.

. 0,1: 0,4.

Однако поскольку на эффективность очистки для ряда очищаемь1х; изделий большее влияние оказьшает 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

у - Ely.IР

: 0,9.

i- В«

Это вызвано тем, что частота создаваемых пульсаций изменяется пропорциональноции.

величине параметра кавита

Формула изобретения

1. Способ очистки изделий, заключающийся в том, что изделия помещают в моющую жидкость и в ее объем подают струю моющей жидкости через сопло для создания кавитации, отличающийся тем, что, с целью повышения качества и производительности очистки, профиль сопла выполняют -с конфузорным и диффузорным участками, причем диффузорный участок расположен на выходе сопла и имеет угол раскрытия более 15°, а отношение диаметра выходного .сечения диффузора к диаметру критического сечения сопла более четырех, при этом подачу струи моющей жидкости осуществляют через сопло в режиме периодически срьшной кавитации, для чего давления на входе ., и выхо- .

Р

вык

сопла выбирают из условия Рву. ,9

ВХ

где Р- - давление

э

насыщенных моющей жидкости.

паров

2.Способ поп.1,отличаю- щ и и с я тем, что в процессе очист35 ки производят изменение давления на вькоде 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 - чающееся тем, что, с целью

45 повьщ1ения 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 paja- на площади критического сечения сопла.

х

i

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 кави- тационная 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 схло- пывания кавитационных каверн. Для распределения пульсирующих струй по всему объему моющей- жидкости 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

gnrrr.r,rrrrrr,r.r,,r.,,.rr rrrTT

ц tj

/;

фие.З

7

Рвбгж.-Р i/ff,S /%