Устройство для промывки полостей и каналов Карсавина-Никитушкина Советский патент 1988 года по МПК B08B3/02 

Изобретение относится к очистке и может быть использовано, например, для промывки сквозных и тупиковых каналов в изделиях топливо- и маслоподающей аппаратуры, автомобильных и тракторных двигателей и механизмов объемных машин.

Цель изобретени.я - расширение технологических возможностей и повышение надежности работы.

На фиг. 1 изображено устройство, обший вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; па фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2.

Устройство для промывки полостей и каналов имеет корпус 1 с цилиндрической полостью 2 и входными патрубками 3-6 с установленными в них регулируемыми сопро

10

совпадают с косыми каналами 28 и усиливают закрутку потока в канале 29 давления РВЫХ, жиклер 32, установленный в канале 33, объединяюш,ем каналы 5 и 6 давлений РЗ и Р4, что позволяет направлять отраженную гидроударную волну из канала 5 в канал 6 при перекрытии канала 30 цилиндрической частью 15 насадка 13, т. е. направлять гидроударный импульс давления через косой канал 31 в канал 29 давления Рвых моющего потока. При этом между давлениями моющей жидкости существует постоянная зависимость, при которой регулируемыми сопротивлениями 7 каналов 4, 3, 5, 6 корпуса 1 обеспечена последовательность давлений , которая

тивлениями 7, концентрично расположенную 5 обеспечивает высокую эффективность работы обойму 8 с жиклером 9, сообщающую коль-потока моющей жидкости при минимальных

цевую камеру 10 с полостью 2, установ-гидроэнергетических потерях. На фиг. 1 изобленный Б обойме 8 золотник 11 с осевым каналом 12 и насадком 13, наружная поверхность которого выполнена конической и jn расположена перед входным диаметром критического сопла 14, а его цилиндрическое 15 продолжение заглублено в узкую часть сопла 14 с образованием при этом переменного относительно входного диаметра сопла 14 и постоянного относительно его узкой части кольцевых зазоров 16 и 17 (см. фиг. 1 и фиг. 2), силовую пружину 18, которой золотник 11 прижат (в статике) своим буртом 19 к торцу обоймы 8, каналы 20 обоймы 8, перекрытые золотником 11

ражен также участок промываемого объекта 34.

Устройство работает следующим образом. Давление Рвх рабочего агента (моющей жидкости), расход которого регулируется сопротивлениями 7 каналов 3, 4, 5, 6, поступает по ним одновременно в кольцевую камеру 10 и через жиклер 9 нагружает по- 25 лость 2 корпуса 1, а также вход сопла 14 с переменным кольцевым зазором 16, образованным конической частью 13 насадка и его узкую часть с постоянным кольцевым зазором 17 (см. фиг. 1 и 2), образованным цилиндрической частью 15 насадка. При

(в статике), которые (в динамике) циклич- 30 этом давление Рвх нагружает и канал 29 но сообщают или разъединяют кольцевуюдавления Рвых через косые каналы 31, вклюкамеру 10 с полостью 2 - в зависимости от частоты переключения золотника 11, плоский клапан 21 с центральным углублением 22, выполненным на его рабочем торце, диаметр которого больше диаметра центрального канала 12 золотника 11, связанный жестко выпуклым нерабочим торцом с концевыми витками регулировочной пружины 23, второй концевой виток 24 закреплен жестко своим наружным диаметром в глухом торце 25 обоймы 8, регулировочный элемент, выполненный в виде винта 26, часть 27 которого ввернута внутрь пружины 23, при этом шаг витков пружины 23 и резьбы винта 26 совпадают и они образуют винтовую пару

ченные по касательной в канал 29, обеспечивая тем са.мым закрутку потока рабочего агента за сопло1М 14. Давление в полости 2 корпуса 1 начинает расти, так как

центральный канал 12 золотника 11 перекрыт плоским клапаном 21, и система клапан 21 - золотник 11 начинает смещаться вниз, сжимая при этом силовую пружину 18. Пружина 23, концевые витки которой закреплены

40 жестко на выпуклом торце плоского клапана 21 и регулировочном витке 26. начинает работать на растяжение. Отверстие жиклера 9 определяет при этом темп смещения золотника 11 вниз. Затем открываются отверстия 20 обоймы 8, темп смещения зовинт-пружина, косые каналы 28, выполнен- лотника 11 вниз резко нарастает и усилие

ные в виде диффузорных насадков, автономно расположенных вокруг сопла 14 и соединяющих давления Pz канала 4 входа с давлением Рвых канала 29 корпуса 1 (см. фиг. 1 и 2), при этом каналы 28 образуют в моющем потоке канала 29 давления Рвых закрутку потока, каналы 30, включенные в узкую часть сопла 14, которые (в динамике) циклично дросселируются срезом цилиндрической части 15 насадка 13 с образованием в моющем потоке канала 29 кавитационного факела, косые каналь 31, включенные по касательной к стенкам канала 29 давления Рвых так, что их направления

50

55

растяжения пружины 23 преодолевает силу, в которой клапан 21 прижат к каналу 12 золотника 11 перепадом давлений и отрывает его от золотника, возвращая в положение, близкое 1 исходному. Через канал 12 идет расход из полости 2 в канал 14 давление Рвых, возбуждая в нем импульс давления. Давление в полости 2 снижается и пружина 18 возвращает золотник 11 в положение, близкое к исходному, где он встречается «мягко с клапаном 21, который перекрывает канал 12; давление в полости 2 возрастает, золотник 11 останавливается и цикл повторяется. При этом бурт 19 золотни

совпадают с косыми каналами 28 и усиливают закрутку потока в канале 29 давления РВЫХ, жиклер 32, установленный в канале 33, объединяюш,ем каналы 5 и 6 давлений РЗ и Р4, что позволяет направлять отраженную гидроударную волну из канала 5 в канал 6 при перекрытии канала 30 цилиндрической частью 15 насадка 13, т. е. направлять гидроударный импульс давления через косой канал 31 в канал 29 давления Рвых моющего потока. При этом между давлениями моющей жидкости существует постоянная зависимость, при которой регулируемыми сопротивлениями 7 каналов 4, 3, 5, 6 корпуса 1 обеспечена последовательность давлений , которая

обеспечивает высокую эффективность работы потока моющей жидкости при минимальных

ражен также участок промываемого объекта 34.

Устройство работает следующим образом. Давление Рвх рабочего агента (моющей жидкости), расход которого регулируется сопротивлениями 7 каналов 3, 4, 5, 6, поступает по ним одновременно в кольцевую камеру 10 и через жиклер 9 нагружает по- лость 2 корпуса 1, а также вход сопла 14 с переменным кольцевым зазором 16, образованным конической частью 13 насадка и его узкую часть с постоянным кольцевым зазором 17 (см. фиг. 1 и 2), образованным цилиндрической частью 15 насадка. При

этом давление Рвх нагружает и канал 29 давления Рвых через косые каналы 31, включенные по касательной в канал 29, обеспечивая тем са.мым закрутку потока рабочего агента за сопло1М 14. Давление в полости 2 корпуса 1 начинает расти, так как

центральный канал 12 золотника 11 перекрыт плоским клапаном 21, и система клапан 21 - золотник 11 начинает смещаться вниз, сжимая при этом силовую пружину 18. Пружина 23, концевые витки которой закреплены

жестко на выпуклом торце плоского клапана 21 и регулировочном витке 26. начинает работать на растяжение. Отверстие жиклера 9 определяет при этом темп смещения золотника 11 вниз. Затем открываются отверстия 20 обоймы 8, темп смещения золотника 11 вниз резко нарастает и усилие

0

5

растяжения пружины 23 преодолевает силу, в которой клапан 21 прижат к каналу 12 золотника 11 перепадом давлений и отрывает его от золотника, возвращая в положение, близкое 1 исходному. Через канал 12 идет расход из полости 2 в канал 14 давление Рвых, возбуждая в нем импульс давления. Давление в полости 2 снижается и пружина 18 возвращает золотник 11 в положение, близкое к исходному, где он встречается «мягко с клапаном 21, который перекрывает канал 12; давление в полости 2 возрастает, золотник 11 останавливается и цикл повторяется. При этом бурт 19 золотника не «стучит о торец обоймы 8, так как движение золотника 11 вверх останавливается гидроупором, который образуется при перекрытии центрального канала 12 клапаном 21. При движении золотника 11 вниз цилиндрическая часть 1R насадка 13 перекрывает канал 30 давления РЗ, генерируя гидроударный импульс давления в канале 5 и импульсное падение давления в сопле 14 и канале 29 давления Рвых. При этом отраженная волна гидроудара через жиклер 32 канала 33 проходит в канал 6 и через косые каналы 31 поступает в канал 29, генерируя Б нем импульсный скачок давления. Таким образом, частота колебаний давлений в потоке рабочего агента канала 29, кото- .с рую генерирует золотник 11 и клапан 21, возрастает при ходе золотника 11 вниз. При подъеме золотника 11 вверх срез цилиндрической части 15 насадка 13 проходит вверх и канал 30 открывается, генерируя при этом скачок давления в сопле 14 и канале 29. Такое выполнение насадка золотника 11 и канала 30 в узкой части сопла 14 позволило расширить диапазон частоты колебаний давлений в потоке рабочего агента, так как к частоте, которую генерирует золотник 11 при - открытии и закрытии канала 12 клапаном 21 (в потоке канала 29), добавилась частота импульсов давлений, которую генерирует цилиндрическая часть 15 насадка при закрытии и открытии канала 30 сопла 14, что расширило функциональные возможности устройства. При этом давление РЗ по каналу 4 нагружает полость пружины 18, из которой часть рабочего агента поступает в сопло 14, а часть - в косые каналы 28, которые закручивают поток в ту же сторону, что и

кавитационный «факел увеличивается при движении золотника 11 вверх кольцевой зазор 16 увеличивается и давление в сопле 14 возврастает, а длина кавитационного «факела уменьшается. Такой «рваный ритм потока, закрутки и «факела в канале 29 давления Рвых , обеспечивает эффективную промывку полостей и каналов объекта 34. При этом центральное углубление 22 клапана 21 исключает его кавитационный размыв,

10 а разность диаметров углубления 22 и центрального канала 12 золотника 11 обеспечивает дифференциальную зависимость усилий прижатия клапана 21 к золотнику 11, которая гарантирует релейность отрыва клапана 21 от золотника 11. Кроме того, в устройстве предусмотрено регулирование жесткости пружины 23. Осуществляется это тем, что часть 27 винта 26 имеет винтовую канавку, шаг и диаметр которой равен шагу витков пружины 23, которая навернута на

20 винт 26 и образует с ним винтовую пару винт-пружина. При этом противоположный от клапана 21 концевой виток 24 пружины 23 закреплен жестко наружним диаметром в глухом торце 25 обоймы 8 корпуса 1. Так, например, при вращении винта 26 по часовой стрелке винт 26 опускается вниз, наво- рачиваясь на витки пружины 23. При этом количество рабочих витков пружины 23 сокращается и жесткость пружины увеличивается. Это приводит к тому, что отрыв кла30 пана 21 от торца золотника 1 происходит раньше, т. е. при меньшем смещении золотника вниз. Следовательно, частота пульсации давления возрастает, а амплитуда уменьшается и наоборот. Такое выполнение расширило диапазон параметров пульсации

косые каналы 31. При этом в потоке, про- 35 давлений и облегчило регулирование, что ходящем через критическое сопла 14 в его расширило функциональные возможности узкой части с кольцевым зазором 17 (см. устройства. При этом необходимый для каж45

фиг. 2), генерируется кавитационный «факел, длина которого увеличивается вследствие высокой скорости потока рабочего агента при прохождении критического сопла 14 и 40 эффективной закрутки потока, которая уплотняет поток и уменьшает гидравлические потери за счет уменьшения толщины граничного (стоячего) слоя жидкости в канале 29. Величина гидравлических потерь также снижается вследствие того, что косые каналы 28 выполнены в .виде диффузорных насадков, которые обеспечивают высокие расходы при незначительных затратах энергии. Выполнение насадка 13 коническим (до цилиндрической части 15) позволяет создавать дополнительный импульс давления в потоке моющей жидкости (рабочего агента) канала 29 за счет переменного кольцевого зазора 16 (см. фиг. 1), который начинает активно влиять на расход через сопло 14

дои конкретной промывки режим определяется как величиной расхода давления Рвх в каналы 3, 4, 5, 6 через регулируемые сопротивления 7, так и числом использования этих каналов. Такое выполнение устройства позволило увеличить его мощность без увеличения габаритных размеров, что повысило его экономические характеристики. При этом суммарная площадь сечений каналов 28 и 3 больше площади постоянного кольцевого зазора, а сечение переменного больше постоянного, причем направления косых каналов 28 и 31 совпадают, что усиливает закрутку потока рабочего агента в канале 29 5Q С давлением Рвых.

Формула изобретения

1. Устройство для промывки полостей и каналов, содержащее корпус с цилиндричеспосле перекрытия цилиндрической частью 1555 кими полостями, с патрубками в хвостовой

канала 30 сопла 14. При этом кольцевойи головной его частях, снабженными регупеременный зазор 16 резко уменьщается и влируемыми сопротивлениями для подачи раканале 29 давление импульсно падает, абочего агента, и выпускным осевым сопс

кавитационный «факел увеличивается при движении золотника 11 вверх кольцевой зазор 16 увеличивается и давление в сопле 14 возврастает, а длина кавитационного «факела уменьшается. Такой «рваный ритм потока, закрутки и «факела в канале 29 давления Рвых , обеспечивает эффективную промывку полостей и каналов объекта 34. При этом центральное углубление 22 клапана 21 исключает его кавитационный размыв,

0 а разность диаметров углубления 22 и центрального канала 12 золотника 11 обеспечивает дифференциальную зависимость усилий прижатия клапана 21 к золотнику 11, которая гарантирует релейность отрыва клапана 21 от золотника 11. Кроме того, в устройстве предусмотрено регулирование жесткости пружины 23. Осуществляется это тем, что часть 27 винта 26 имеет винтовую канавку, шаг и диаметр которой равен шагу витков пружины 23, которая навернута на

0 винт 26 и образует с ним винтовую пару винт-пружина. При этом противоположный от клапана 21 концевой виток 24 пружины 23 закреплен жестко наружним диаметром в глухом торце 25 обоймы 8 корпуса 1. Так, например, при вращении винта 26 по часовой стрелке винт 26 опускается вниз, наво- рачиваясь на витки пружины 23. При этом количество рабочих витков пружины 23 сокращается и жесткость пружины увеличивается. Это приводит к тому, что отрыв кла0 пана 21 от торца золотника 1 происходит раньше, т. е. при меньшем смещении золотника вниз. Следовательно, частота пульсации давления возрастает, а амплитуда уменьшается и наоборот. Такое выполнение расширило диапазон параметров пульсации

дои конкретной промывки режим определяется как величиной расхода давления Рвх в каналы 3, 4, 5, 6 через регулируемые сопротивления 7, так и числом использования этих каналов. Такое выполнение устройства позволило увеличить его мощность без увеличения габаритных размеров, что повысило его экономические характеристики. При этом суммарная площадь сечений каналов 28 и 3 больше площади постоянного кольцевого зазора, а сечение переменного больше постоянного, причем направления косых каналов 28 и 31 совпадают, что усиливает закрутку потока рабочего агента в канале 29 С давлением Рвых.

Формула изобретения

1. Устройство для промывки полостей и каналов, содержащее корпус с цилиндрическими полостями, с патрубками в хвостовой

лом в головной части, расположенные соос- но с корпусом внутри него золотник с насадком, подпружиненный относительно корпуса в направлении выпускного осевого сопла, осевой канал которого сообщен с каналом сопла, клапан и регулировочную пружину для нагрузки клапана, обойму, выполненную в корпусе с образованием кольцевой камеры, которая через каналы в обойме сообщена с внутренней полостью корпуса над золотником и на уровне, обеспечи- вающем перекрытие соответствующих каналов золотником, при этом наружная поверхность насадка выполнена конической с заглубленным в выпускное осевое сопло срезом, клапан установлен в хвостовой части с возможностью перекрытия осевого канала золотника и контакта одним своим торцом с торцом золотника, причем клапан жестко соединен с одним из концов регулировочной пружины, другой конец которой связан с заглущкой, при этом один из патрубков для подачи рабочего агента через соответствующие каналы сообщается с внутренней полостью обоймы, расположенной над клапаном, а другой патрубок сообщается с внутренней полостью корпуса, расположенной перед выпускным соплом по ходу движения рабочего агента, отличающееся тем, что, с целью расщирения технологических возможностей и повышения надежности работы.

О

сопло выполнено критическим, насадок снабжен цилиндрической частью, расположенной за конической частью по ходу движения рабочего агента в узкой части сопла для образования переменного и постоянного кольцевых зазоров, корпус снабжен дополнительными патрубками, а сопло - соответствующими проходными каналами для подвода рабочего агента в узкую и в выходную части сопла, а также автономными каналами для сообщения давления входа перед соплом с давлением выхода из сопла, при этом автономные каналы и проходные каналы выходной части сопла наклонены к оси сопла и направлены тангенциально для за- крутки потока рабочего агента, причем суммарная площадь сечений, наклонных к оси сопла каналов, больше площади постоянного кольцевого зазора между соплом и цилиндрической частью насадка, а площадь сечения переменного кольцевого зазора между соплом и конической частью насадка больше постоянного, при этом дополнительные патрубки закольцованы между собой через регулируемое сопротивление.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что нерабочий торец клапана выполнен выпуклым, а в его рабочем торце, контактирующем с торцом золотника, выполнено центральное углубление, диаметр которого больше диаметра осевого канала золотника.

0

5

Изобретение позволяет расширить технологические возможности устройства и повысить надежность работы. В полом корпусе 1 расположены соосно клапан 21 и золотник 11 с насадком 13, имеющим коничес- кую и цилиндрическую части. Насадок заглублен в критическое сопло 14, при этом в сопле выполнены косые каналы 28 и 31, обеспечивающие закрутку потока рабочей жидкости. Кроме того, в нем выполнены прямые каналы 30. Золотник 11 подпружинен относительно корпуса и установлен в обойме 8, имеющей отверстия 20, перекрываемые золотником, и дроссельное отверстие 9, через которое давление рабочей жидкости подается в полость клапана 21, нагрузочная пружина 23 которого имеет регулировочный элемент. При подаче рабочей жидкости под давлением в полость 10 обоймы 8 и в полость перед соплом 14, а также в каналы 28, 31 и 30 золотник совершает возвратно-поступательные перемещения вдоль корпуса, при этом к частоте колебаний давления в потоке рабочего агента на выходе из сопла, которую генерирует золотник, добавляется частота импульсов давлений, которую генерирует цилиндрическая часть 15 насадка при открытии и закрытии каналов 30 сопла 14, S а в потоке, проходящем через-узкую часть сопла 14, генерируется кавитацоинный фа- |// кел. 1 з.п.ф-лы, 3 ил. О сд Ot) О5 fiia

А-Л

28

30

5-6

J7