Установка для очистки изделий Советский патент 1991 года по МПК B08B3/10 

Изобретение относится к машиностроению, может быть использовано для очистки поверхности изделий различной конфигурации от производственных загрязнений и полировки поверхности и кроме того может быть использовано как универсальный смеситель, гомогенизатор, диспергатор жидких и газообразных продуктов в различных отраслях промышленности

Целью изобретения является снижение энергоемкости, повышение производительности и расширение технологических возможностей

На фиг 1 показано устройство с рабочим органом, выполненным в виде диска, общий вид; на фиг 2 - то же, с рабочим органом в виде дна рабочей камеры; на фиг. 3 - то же, с рабочим органом, связанным с рабочей камерой

Установка для очистки изделий содержит две одинаковые цилиндрические рабочие камеры 1, снабженные в средней части загрузочными люками с крышками 2 и технологическими штангами 3, на которых закреплены обрабатываемые изделия 4 и вибратор 5,в корпусе 6 которого на двух подшипниках 7 и 8 установлен эксцентриковый вал 9, снабженный двумя эксцентриками 10 и 11, повернутыми на оси один относительно другого на 180° и расположенными симметрично по осям рабочих камер 1. Эксцентриковый вал 9 соединен с валом приводного электродвигателя 12 Эксцентрики 10 и 11 соединены подвижно с шатунами 13, другой конец шатунов 13 шарнирно соединен со штоками 14, на концах которых закреплены рабочие органы, выполненные в виде дисков 15, установленных в рабочих камерах 1 (фиг. 1) или в виде подвижных доньев 16 рабочих камер 1, соединенных с ней гибкими элементами, например, силь- фонами 17 (фиг. 2), или в виде подвижных рабочих камер 1 (фиг. 3) Вибратор 5 со штоками 14 и рабочими органами 15. 16 или 1 составляют генератор колебаний

Регулятор 18 содержит регулирующие емкости 19. насосы 20 с приводами 21 и блок 22 управления.

(Л

ON 4

Ч) 00 00

Каждая регулирующая емкость 19 верхней частью соединена при помощи трубопровода с соответствующей рабочей камерой 1, а нижней частью также соединена с рабочей камерой 1 через насос 20. Блок 22 управления соединен электрическими коммуникациями с датчиком 23 давления. установленным на рабочей камере 1 и с приводом 21 насоса 20.

В исходном состоянии рабочие камеры 1 заполнены моющей жидкостью с примесью газа, например воздуха. Для абразивной обработки поверхности (полировки) в моющую жидкость добавляют абразивный порошок. Регулирующие емкости 19 заполнены наполовину моющеЛ жидкостью и газом.

Установка работает следующим образом.

Вращение эксцентрикового вала 9, приводимого электродвигателем 12 с постоянной скоростью вращения, преобразуется в осевое колебательное движение рабочих органов. Действие колебаний на газожидкс- стную среду приводит к образованию внутри рабочих камер 1 специфических нелинейных колебательных систем, в которых упругим элементом является газ, а инерционным - жидкость. Резонансные колебания этой системы являются рабочим режимом устройства и называются режимом резонансного виброперемешивания.

Резонансный режим характеризуется распределением газовых пузырей по всему обьему камер 1, существованием в газожидкостной среде активных течений, максимальной амплитудой динамического давления и существенным увеличением статического давления.

Требуемый технологический эффект очистки и полировки достигается в результате взаимодействия потоков газожидкостной среды в смеси с абразивными частицами с поверхностью обрабатываемых изделий 4. Существование в рабочих камерах 1 резонансного режима колебаний определяется работой регулятора 18, который изменяет газосодержание среды внутри рабочей камеры 1 таким образом, чтобы собственная частота колебаний газожидкостной смеси стала равной частоте возбуждающих колебаний,

Регулятор 18 работает следующим образом. По сигналам отдатчика 23 давления блок 22 управления вырабатывает сигнал на привод 21, вследствие чего насос 20 перекачивает газожидкостную смесь из рабочей камеры 1 в регулирующую емкость 19, при этом газ из регулирующей емкости 19 вытесняется в рабочую камеру 1, газосодержание в ней увеличивается, а собственная частота уменьшается, или, при соответствующем сигнале от блока 22 управления, насос 20 перекачивает жидкость в обратном нзправлении, что приводит к увеличению собственной частоты газожидкостной смеси в рабочей камере 1. Этот процесс продолжается до получения максимального давления в рабочей камере 1, что соответствует резо

0 нэнсному режиму,

Использование предлагаемой устаноь ки позволяет реализовать эффективный тех нологический процесс очистки о. растворимых загрязнений и полировки по

5 верхностей различных машиностроитель ных деталей, включая детали, не стойкие кавитационной эрозии, с минимальными энергозатратами вследсн ие резонансного характера рабочего процесса и отсутствия

0 развитой кавитационной области, использования для возбуждения колебаний низкочастотного близкого к гармоническому генератора колебаний постоянной частоты, имеющего высокую энергетическую эффек5 тивность. и получения полигармонического поля колебаний в рабочих камерах 1 за счет нелинейных свойств газожидкостной среды: наличия не менее, чем двух динамически уравновешенных рабочих камер 1, что при0 водит к уменьшению рассеивания колебательной энергии в окружающую среду и вместе с тем увеличивает производительность,

Горизонтальное расположение оси ра5 бочих камер по сравнению с вертикальным существенно облегчает процесс запуска и уменьшает его время, увеличивает устойчивость рабочего режима и уменьшает энергозатраты.

0Процесс запуска в вертикальной камере

включает следующие операции: приводят в колебания рабочий орган с частотой более высокой, чем резонансная в рабочем режиме, при этом пузыри газа от свободной по5 верхности жидкости опускаются против подъемной архимедовой силы и образуют газовое скопление в нижней части камеры, а г.чзожидкостная среда приобретает свойства колебательной системы, а затем посте0 пенно уменьшают частоту колебаний рабочего органа до собственной частоты образующейся газожидкостной колебательной системы, вследствие чего наступают требуемые резонансные колебания.

5Так как в горизонтально расположенной

камере подъемная сила пузырей действует перпендикулярно оси камеры и газ первоначально уже распределен по оси камеры, запуск горизонтальной камеры осуществляется непосредственно на резонансной частоте.

Резонансный рабочий режим устанавливат- ся сразу за время менее 1 с и является более устойчивым, так как самовосстанавливается

мри случайных срывах. Экономия энергозатрат и повышение производительности происходит за счет сокращения времени запуска и .ч счет уменьшения энергии колеба- ний, требуемой дпн поддержания динамическою равновесия пузырей в жидкости.

Сокращение энергозатрат в горизонтальной камере по сравнению с вертикальной обьясняется рязличными механизмами образования пузырей газа. В вертикальной камере свободная поверхность подвергается действию цилиндрических волн. Смыкание гребней и образование пузырей является следствием взаимодействия вязкой жидкости со стенками камеры. Требуемая энергия тени больше, чем меньше вязкость и диаметр камеры.

В горизонтальной камере ведущую роль играют гравитационные плоские волны, которые обладают дисперсией. Моды для высоких частот распространяются с большей скоростью, чем моды низких частот, что приводит к опрокидыванию волны (волны Ри- мана) и захвату газа естественным образом.

Отсутствие кавитации позволяет обрабатывать изделия где разрушающий эффект кавитации противопоказан, например детали из легких сплавов.

Формула изобретения 1 Установка для очистки изделий, содержащая рабочую камеру для моющей жидкости и газа, генератор колебаний газожидкостной смеси и систему регулирования для поддержания резонансного режима колебаний, включающую встроенный в камеру датчик давления и связанный с ним блок

управления, отличающаяся ем, что. с целью снижения энергоемкости, повышения производительности и расширения тех нологических возможностей, рабочая

камера расположена горизонтально, генератор колебаний выполнен в виде вибратора с линейным перемещением его рабочего органа, причем последний установлен с возможностью передачи колебаний вдоль оси

камеры, а система регулирования имеет емкость и масос, при этом блок управления связан с камерой посредством насоса средства регулирования, а емкость связана с верхней частью с камерой и нижней частью - с

насосом.

2.Установка по п. 1,отличающая- с я тем, что она имеет по меньшей мере одну дополнительную рабочую камеру с системой управления, генератор колебаний

снабжен дополнительными рабочими органами для дополнительных рабочих камер, причем все рабочие камеры и рабочие органы генератора выполнены идентично и расположены попарно оппозитно относительно оси генератора.

3.Установка по п. 1,отличаю щая- с я тем, что рабочий орган генератора выполнен в виде расположенного внутри камеры, перпендикулярно ее оси, диска.

4. Установка по п. 1, отличаю щ а я с я тем, что дно камеры связано с ее боковыми стенками посредством гибких элементов и образует рабочий орган генератора колебаний.

5 Установка по п. 4, о т л и ч а ю щ а я с я тем. что гибкие элементы выполнены в виде сильфона.

6. Установка по п. 1,отличающая- с я тем, что рабочая камера установлена с

возможностью осевого перемещения, а рабочий орган связан с дном камеры.

г 15 8 10 Ц

0. v / -гаД

12

19 21

20 W1

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для очистки поверхности изделий различной конфигурации от производственных загрязнений и полировки поверхности. Изобретение позволяет снизить энергозатраты, повысить производительность и расширить технологические возможности. Установка состоит из двух динамически уравновешенных и горизонтально расположенных рабочих камер, низкочастотного генератора колебаний и регулятора рабочего режима за счет изменения газосодержания. Такое расположение камер приводит к непосредственному выходу рабочего обьема на резонансный режим. Отсутствие кавитации позволяет обрабатывать кавитационно нестойкие детали. 5 з.п.ф-лы, 3 ил.

ч

Й/Z.

0«/I.J