Устройство для промывки полостей и каналов Советский патент 1990 года по МПК B08B3/02 

Изобретение относится к очистке, а именно к устройствам для подачи пульсирующего моющего агента в промываемые полости и каналы, и может быть использовано в машиностроении, а также в других отраслях народного хозяйства.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса промывки ,и надежности работы.

На чертеже показано предлагаемое устройство, вертикально-поперечный разрез.

Устройство содержит корпус 1 с отверстиями 2 и 3 давлений входа и выхода, обводной трубопровод , соединяющий через отверстие 5 полость у нерабочего торца корпуса 6 с полостью 7 давления Рм магистрали 8 моющей жидкости, образованной патрубком на рабочем торце корпуса, поршен 9 клапана с соплом 10 и в виде Т-образного канала в поршне 9 углублением 1 1 , сечение которого больше сечения сопла 10, но всегда меньше сечения рабочего торца запорного органа 12 клапана, шток 13 клапана поршня 9, размещенный в вертикальной подшто ковой полости I клапана в осевом канале штока 15 поршня 16 золотника, внутри которого размещен поршень 9 клапана, регулируемая по жесткости пружина 17 запорного органа 12, концевые витки которой закреплены на запорном органе 12 и внутри резьбовой

5

0

5

0

5

0

5

пробки 18 корпуса 1, причем внутри пружины 17 установлен элемент 19 в виде регулировочного винта для регулирования числа работы витков (жест- ,кости) пружины 17, кольцевые проточки 20 и 21, выполненные на боковых поверхностях поршней 9 и 16, сообщенные каналом между собой и с обводным трубопроводом 22 давления выхоца,поц- поршневой полостью 23 кчнэлэ и полостью сопла 10,кольцевая проточка 2 поршня 16, сообщенная каналами 25 с полостью 1,обводные трубопроводы 26 и 27 с установленными в них обратными клапанами

28и 29, включенные в магистраль давления Рм, причем обратный клапан 28 нормально открыт в направлении диффу- зорных сопловых насадков 30, включенных по касательной 31 в магистраль

8 трубопровода 32, а обратный клапан

29 в сторону полости 1 высокого давления, фильтр 33 тонкой очистки, расположенный между клапаном 28 и диффузорным сопловым насадком 30, регулируемые сопротивления в виде дросселя 3, установленные в трубопроводах , 22 и автономном трубопроводе 35 высокого давления. В устройстве имеется также подпоршневая полость 36 золотника, сообщенная с отверстием 3 давления выхода.

Автономный трубопровод 35f давление в котором может быть выше давления Рм, включается только при специальных режимах промывки, например

при добавках в моющую жидкость магистрали 8 специальных компонентов. Причем ход поршней 9 и 16 никогда не превышает ширины проточек 20 и 21, 2ч. Кроме того, в полости 23 клапана размещена пружина 37, в поршнях клапана и золотника выполнены отверстия 38 и 39.

Устройство работает следующим образом .

Устройство занимает в пространств безразличное положение относительно магистрали 8 моющей жидкости трубопровода 32. Так, например, давление Рн на шток 15 золотника и шток 13 клапана поршней 16 и 9 через открытый обратный клапан 29, трубопровод 27 и каналы 25 поднимает их в ПОЛОГЕ- ние, указанное на чертеже, где запорный орган 12 мягко перекрывает сопло 10. Давление Рм через трубопровод и отверстие 2, а также канал 5 резьбовой пробки 18 корпуса 1 нагружает полость 6. При этом величина расхода из магистрали 8 в полость 6 определяется регулируемым сопротивлением Зч трубопровода ч. Давление в полости 6 увеличивается и поршень 9 начинает смещаться вниз, растягиви при этом пружину 17, так как запорный орган 12 прижат к сечению углубления 11 сопла 10 перепадом давления

Р рм реых- ПРИ этом Давление Р8ь1, находится внутри сопла 10 и полости 23, так как проточки 20, 21 и полост 23 сообщены отверстиями 38 и 39 выполненными в поршнях 16 и 9. Движение вниз поршня 9 начинается раньше движения поршня 16, так как разность сечения площадей поршня 9 и его шток 13 больше разности сечений поршня 16 и его штока 15. Растяжение пружины 17 и сжатие пружины 37 увеличивает давление в полости 6, и начинается движение вниз поршня 16. Шток 13 увеличивает давление в полости , так как отсечной клапан 29 перекрывает канал 27. При этом отсечной клапан 28 канала 26 открывается и расход канала 26, равный вытесняемому плунжером 13 объему жидкости из полости 1ч, преодолевая сопротивление узкой части диффузорных сопловых насадков 30, впрыскивается по касательной 31 в осноечой поток моющей жидкости магистрали 8.

В узкой части диффузорного соплового насадка 30 генерируется кавита5

ционный факел, который врезается импупьсно в магистраль 8 моющей жидкости, смешиваясь с ней и образуя мелкие кавитэционные пузырьки, активно воздействующие на стенки промываемых каналов и полостей, повышая качество промывки. При этом поток закручивается, уменьшая гидрав, яические потери, и повышается ак- гизность воздействия моющей жидкос- к, фильтры 3 исключают попадание в магистраль 8 продуктов износа устройства. Работа пружины 17 на растяжен.-е, равная рабочему ходу поршней 9 16, достигает своего максимума и она, преодолевая силу прижатия запорного органа 12 к сечению углубления И сопла 10 перепадом давления

Р РМ РВЫЛ релейно отрывает ее от поршня 9 и возвращает в положение, близкое к исходному. Через сопло 10 идет расход по проточкам 20 и 21 в трубопровод 22 давления PRb,x . Давление в полости 6 снижается до Р6ык

и поошень 9 вместе с поршнем 16 перемещаются вверх, так как на шток 13 давит давление Рм (а на поршень 9 пружина 37) поступающее через открыво шийся обратный клапан 29 трубопровода 27, проточку и каналы 25 в полость 1ч, а на шток 15 действует давление РМ полости 7, равное давлению в магистрали 8, оршень 9 мягко встречается с запорным органом 12, его сопло 10 вновь перекрывается, давление в полости 6 растет и оба поршня 9 и 16 останавливаются, не доходя до жесткого упора в резьбовую пробку 18.

д При этом исключается их соударение, обеспечивающее мягкую работу устройства. После этого циклы повторяются с частотой, пропорциональной расходу через сопротивление 3 трубопрое; вода k в полость 6. Таким образом, достигается повышение мощности устройства в процессе генерирования параметров пульсации давлений в моющем потоке, увеличивая его активность

о воздействия на промываемые каналы и полости различных изделий. Это достигается тем, что на основной поток магистрали 8 воздействуют импульсы давления как штока 15, так и штока

е 13. Кроме того, на поток магистрали 8 воздействуют импульсы давлений, которые генерируют запорный орган 12 при срабатывании. При этом активность воздействия потока на промываемые объекты возрастает также за счет рваного ритма колебания давлений, который достигается разными скоростями перемещения поршней 9 и 16 и разностью сечений штоков 13 и 15. Наряду с этим, исключается засорение Ноющей жидкости в магистрали 8 трубопровода 32 продуктами износа трущихс элементов (поршней и штоков) за счет трго, сто элементы устройства, после завершения давлением Рм полезной работы, перепускают отработанную жидкость не в магистраль 8, а в бак стенда, перед сбросом в который она очищается через систему фильтров 33 тонкой очистки и центрифуги (не обозначены). Кроме того, все утечки по прецизионным зазорам направлены также в бак. Это позволяет повысить ка- ,чество промывки и увеличить сроки эксплуатации моющей жидкости и устройства .

Ширина проточек 20, 21 и поршней 9 и 16 выполнена такой, что ход поршней никогда не превышает их ширины, причем подштоковая полость 36 всегда с давлением РВЫ( отверстия 3. Трубопровод 35 автономного давления включается в работу только при специальных режимах промывки, например при добавлении в моющую жидкость основного бака различных компонентов и присадков, повышающих ее активность промывки, что расширяет функциональные возможности устройства. Кроме того, трубопровод 35 позволяет увеличить расход в полость 6, а следовательно, расширить диапазон частоты колебаний давлений моющей жидкости, что также расширяет функциональные возможности и повышает эффективность процесса промывки. Регулируемое сопротивление 3 трубопровода 22 позволяет воздействовать на регулирование хода поршней 9 и 16 путем изменения перепада давления на запорном органе 12 за счет изменения давления Рвы, в полости 23, сопле 10 и углублении 11, при котором изменяется величина растяжения пружины 17 при отрыве запорного органа 12. Так, например, при увеличении давления РВЬц перепад давлений на запорном органе 12 уменьшается, что уменьшает ход поршней 9 и 16, а следовательно, и амплитуду колебаний давлений жидкости. При этом углубление 11 сопла 10 повышает эффективность регулирования усилий

5

0

5

и предохраняет запорный орган 12 от кавитационных разрушений рабочей поверхности. При понижении давления Рвых в трубопроводе 22 перепад давлений на запорном органе 12 возрастает, что ведет к увеличению растяжения пружины 17 перед отрывом запорного органа 12. Ход поршней 9 и 16 увеличивается, следовательно, возрастает амплитуда колебаний давлений моющей жидкости и т.п. Причем в динамике поршни 9 и 16 никогда не контактируют с резьбовой г,робкой 18. Это достигается тем, что пружина 17 в свободном состоянии (при открытом сопле 10) опускает запорный орган 12 ниже, чем это указано на чертеже. Следовательно, встреча поршня 9 с запорным органом 12 произойдет раньше, сопло 10 перекрывается и оба поршня 9 и 16 остановливаются гидроупором в полости 6. Регулирование хода поршней 9 и 16 осуществляется также регулировочным элементом 19, который (вращаясь) увеличивает или уменьшает число рабочих витков пружины 17, воздействуя на отрыв запорного органа 12, т.е. ход.

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в повышении эффективности процесса промывки и надежности устройства в работе, что позволяет применить его в качестве устройства для промывки полостей и каналов большой мощности, причем без увеличения энергетической мощности насосных установок.

до Формула изобретения

5

0

5

1. Устройство для промывки полостей и каналов, содержащее корпус с цилиндрической полостью, расположенный на его рабочем торце патрубок для подачи моющей жидкости в промываемую полость, размещенные в ципиндрической полости подпружиненный в осевом направлении золотник с осевым каналом и установленный со стороны нерабочего торца корпуса клапан для перекрытия осевого канала золотника, имеющий Т-образный канал, осевая часть которого открыта со стороны нерабочего торца корпуса, а выходные отверс- ,тия перемычки расположены на боковой поверхности клапана, и кольцевую про-1 точку на наружной стенке у выходных отверстий перемычки канала, подпру

жиненныи в осевом направлении запорный орган клапана, расположенный перед открытой осевой частью его канала , и сопловой насадок для подачи моющей жидкости в промываемые каналы причем цилиндрическая полость в зоне нерабочего торца корпуса и полость патрубка сообщены посредством обводного трубопровода с встроенным в нег дросселем, а жесткость пружины золотника превышает жесткость пружины зэ- порного органа клапана, отличающееся тем, что, с ЦРЛЬЮ повышения надежности в работе и эффективности процесса промывки, золотник и клапан выполнены в виде поршне со штоками, причем поршень и шток клапана расположены соответственно в осевом канале поршня и штока золотника с возможностью осевого перемещения по соответствующим стенкам канала, осевой канал золотника заглушен на свободном торце его штока, на наружной поверхности поршня золотника выполнены две кольцевые проточки, Т-образный канал выполнен в поршне клапана, подпоршневая полость которого сообщена посредством отверстий в его поршне через перемычку Т-образного канала,кольцевую проточку клапана и посредством отверстий в боковой стенке золотника с одной из кольцевых проточек последне

го, свободный конец пружины запорного органа связан с нерабочим торцом корпуса, пружина золотника размещена в подпоршневой полости клапана и связана свободным концом с торцом поршня клапана, подпоршневые полости клапана и золотника сообщены между собой посредством отверстий в боковой стенке корпуса и сообщенного с этими отверстиями обводного трубопровода с встроенным в него дросселем через кольцевую проточку клапана и сообщенную с ней кольцевую проточку поршня золотника, причем обводной трубопровод для сообщения этих полостей имеет встроенный в него патрубок выхода,

5

0

5

0

5

0

5

0

полость патрубка на рабочем торце корпуса сообщена с подштоковой полостью клапана пос0едством канала в штоке и поршне золотника с выходом этого канала в кольцевую проточку поршня золотника, не сообщенную с кольцевой проточкой клапана и отверстиями в боковой стенке корпуса и обводного трубопровода, сообщенного с этими отверстиями и имеющего обратный клапан, нормально открытый в сторону подштоковой полости клапана, а сопловой насадок сообщен посредством дополнительного канала в штоке и поршне золотника с выходом этого канала в кольцевую проточку поршня золотника, не сообщенную с кольцевой проточкой к/1апанэ, отверстием в боковой стенке корпуса и сообщенного с этим отверстием трубопроводом с обратным клапаном, нормально открытым в сторону соплового насадка.

2.Устройство по п. 1, о т л и - ч.ающееся тем, что сопловой насадок имеет в средней части сужающийся участок, проходное сечение которого меньше проходного сечения встроенного в обводной трубопровод, связанный с сопловым насадком, обратного клапана.

3.Устройство по п. 1, о т л и - чающееся тем, что нерабочий торец корпуса имеет резьбовую пробку с регулировочным винтом, расположенным внутри пружины запорного органа для регулировки числа витков пружины.

. Устройство по п. 1, о т л и - чающееся тем, что оно имеет дополнительный трубопровод для подвода в моющую жидкость химических реагентов, сообщенный с отверстием в корпусе, выполненным в его боковой стенке в зоне нерабочего торца.

5. Устройство по п. 1, о т л и - чающееся тем, что трубопровод, связанный с сопловым насадком, имеет встроенный в него между обратным клапаном и сопловым насадком фильтр тонкой очистки.

I

Изобретение относится к области очистки, а именно к устройствам для подачи пульсирующего моющего агента в промываемые полости и каналы, и может быть использовано в машиностроении и других отраслях народного хозяйства. Изобретение позволяет повысить эффективность промывки и надежность работы устройства. Предложено устройство для промывки полостей и каналов, содержащее корпус 1 и размещенный в нем двухкаскадный усилитель мощности, состоящий из управляющего поршня клапана 9 дифференциального типа с соплом 10 и запорным органом 12, удерживаемым в корпусе пружиной 17, размещенный внутри поршня 16 золотника, шток которого включен в магистраль давления P_м моющей жидкости, а также диффузорные сопловые насадки 30, включенные в полость высокого давления усилителя мощности по касательным к магистрали. Запорный орган 12 перекрывает сопло 10, и клапан смещается вниз, растягивая пружину 17, при этом давление P_м перед клапаном растет и поршень 16 смещается вниз, вытесняя в магистраль своим штоком определенный объем. При этом шток клапана 9 вытесняет импульс высокого давления через насадки 30 в магистраль 8, создавая в ней закрутку потока моющей жидкости, кавитационный "факел" и пульсацию давления. Затем пружина 17 открывает запорный орган 12, усилитель мощности возвращается давлением P_м магистрали 8 вверх и цикл повторяется. Такое выполнение позволяет повысить эффективность промывки и надежность работы устройства. 4 з.п.ф-лы, 1 ил.