RU16835U1 - Устройство пьезоэлектрическое для ультразвуковой очистки авиационных фильтроэлементов, фильтропакетов и фильтров - Google Patents

Description

2000119546

. : filjilM ,,,03, Зд,

дач yjibTP/ лвуковой очистки двидщонных

ФИЯЫРОЭЛЕМШТОВ, ФйЛЫРОПАКЕТОВ И ФИЛЬТРОВ

Область техники

Полезная модель относится к ультразвуковой очистке фильтроэлементов, фильтропакетов и фильтров топливных, масляных, гидравлических и пневматических систем летательных аппаратов от механических частиц, смолистых веществ и прода ктов коксования в растворах моющих средств с приг енением технологических эффектов явления кавитации в жщшости.

Уровень техники

Известно устройство для очистки фильтроэлементов и фильтропакетов, содержащее ванну с моющим раствором, ультразвуковой генератор, ультразвуковой преобразователь магнитострикционного типа, фильтр, узел рещфкуляции моющего раствора (А.В.Донской, О.К.Келлер, Г.С.Кратны. Ультразвуковые электротехнологические установки. Ленинград, Энергоиздат, Ленинградское отделение, 1982г.,стр.148149). В данном устройстве кавитационньзе течения жидкости недостаточный уровень, так как преобразование электрической энергии в акустическую производится на одной частоте, а из-за пртФ/генения магнитострикционного преобразователя распределение излучения по объему ванны носит неравномерный характер и отличается низкиг4 коэффициентом полезного действия. Прш енение только одной ванны с моющда раствором приводит к наличию на фильтроэлементах и фильтропакетах остатков солей моющего раствора, что сни(Кает стойкость к коррозии.

ультразвуковой генератор, две ванны с моющим раствором, каждая из которых содержит ультразвуковой преобразователь магнмтострикционного типа, блок вращения фильтроэлементов и датчик температуры (А.В.Донской, О.К.Келлер, Г.С.Кратыш. Ультразвуковые электрочрехнологические установки. Ленинград, Энергоиздат, Ленинградское отделение, 1982г., стр.149-150).

Наряду с теми же недостатками, присущими этому устройству применения ультразвукового преобразователя магнитострикционного типа, оно не обеспечивает высококачественной очистки из-за отсутствия операций финишной отмывки от остатков солей раствора, что способствует коррозии, и сушки, что также способствует коррозии и набору загрязнений за счет влажной поверхности фияьтроэлементов.

Наиболее близким по технической сущности к предложенной модели является пьезоэлектрическое устройство для ультразвуковой очистки авиационных фильтров и фильтроэлементов, содержащее ванну с моющуад раствором, / ультразвуковых генераторов, X усилителей мощности. Л/ блоков защиты от перегрузки, ультразвуковых преобразователей, установленных на съемной, раме и содержащих излучающую и тыльную накладки, которыми расположены льезоэлементы, и У блоков автоподстройки частоты (свидетельство на Ш № 3704, КЛ.В08В 3/12). Однако данное устройство обладает определенными недостатками. В каждом из каналов ультразвуковой генератор самостоятельно формирует сигналы ультразвуковой часто- ты, поэтому определяющее влияние на точность поддержания механического резонанса ультразвукового преобразователя оказывает не ультразвуковой преобразователь, а ультразвуковой генератор, в то время как для создания максимального эффекта кавитации должно быть наоборот. Включение блока защиты от перегрузки межд ультразвуковым генератором и усилителем мощности, т.е. в управляющей цепи, а не в силовой, дает низкое быстродействие защиты, что не

/W (/e

всегда защищает от отказов. Наличие в устройстве только одной

ванны не позволяет получить высокое качество очистки. Отсутствие в устройстве блоков вращения фильтроэлементов и фильтропакетов существенно снижает скорость и качество очистки.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение качества очистки авиационных: фильтроэлементов, фильтропакетов и фильтров. Техническим результатом, полученным при осуществлении полезной модели, является повышение эффекта кавитации за счет увеличения точности поддержания работы ультразвукового преобразователя на частоте его механического резонанса и, как следствие, увеличение акустической мощности излучения в моющий раствор.

Задачей заявляемой полезной модели является повышение надежности устройства за счет увеличения быстродействия защиты от перегрузки и гарантированного начального запуска, а также различная, в зависимости от требований, степень очистки за счет расширения номенклатуры технологических операций, выполняемых устройством.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее ванну с моющим раствором, У ультразвуковых генераторов. И/ усилителей мощности, X блоков защиты от перегрузки, А/ ультразвуковых преобразователей, установленных на излучающей раме и содержащих излучающую и тыльную накладки, которыми расположены пьезоэлементы и /v блоков автоподстройки частоты, введены У блоков начального запуска, а каждый генератор состоит из усилителя мощности, блока защиты от перегрузки, ультразвукового преобразователя, блока автоподстройки частоты и блока начального запуска, причем, выход усилителя мощности соединен со входом блока защиты от перегрузки, силовой выход которого соединен с входом ультразвукового преобразователя, конструкционнь й выход которого и вход блока автоподстройки частоты соединены с корпусом излучающей рамы, а силовой выход блока автоподстройки частоты соединен с силовым входом усилителя мощности,

первый управляющий вход которого соединен с управляющим выходом блока защиты от перегрузки, второй - с выходом блока начального зшуска, третий - с управляющим выходом блока автоподстройки частоты. Для повышения очищающей способности моющего раствора в устройство может быть введен блок его подготовки, содержащий бак с нагревателями и датчиками контроля уровня и температуры, фильтр, обратный клапан и узел рециркуляции моющего раствора, вход которого через фильтр соединен с баком, а выход через обратный клапан с ванной. Для отмывки фильтроэлементов, фильтропакетов и фильтров от моющего раствора в устройство может быть введено еще одно такое ке устройство, отличающееся только тем, что количество ультразвуковых генераторов, усилителей мощности, блоков защиты от перегрузки, ультразвуковых преобразователей, блоков автоподстройки частоты и блоков начального запуска « К, а моющий раствор другого типа. Для удаления остатков солей моющего раствора с поверхности фильтроэлементов, фильтропакетов и фильтров и введения ингибитора коррозии в устройство могут быть введены ванна с раствором ополаскивания и блок его подготовки, содержащий бак с датчиком контроля уровня, фильтр, обратный клапан и узел рециркуляции раствора ополаскивания, вход которого через фильтр соединен с баком, а выход через обратный клапан с ванной. Для удаления влаги с фильтроэлементов, фильтропакетов и фильтров в устройство может быть введен блок сушки, содержащий вентил.ятор, нагреватель и камеру сушки с датчиком температ.уры, причем, вентилятор через нагреватель связан с камерой сушки. Для ловыщения качества очистки в каждой ванне и блоке сушки может быть уетановлен блок вращения фильтроэлементов и ф.ильтропакетов.

4

Перечень чертежей

Hg фиг.I приведена бяок-схема устройства.

На фиг.2 приведен прт-шер .установки ультразвуковых преобразователей на na/T uafomeE раме, являющейся составной частью ванны с моющим раствором.

На фиг.З приведен npi-iMep установки ультразвуковых преобразователей на излучающей раме, являющейся составной частью погружного блока. , На фиг.4 приведен пример схекш построения ванны с моющим раствором с У ультразвуковыми генераторами и блоком подготовки моющего раствора.

На фиг.5 приведен пршлер схему .построения ванны с К ультразвуковыми генераторами и моющи / раствором другого типа.

На фиг.6 приведен пршюр схемы построения ванны с раствором ополаскивания и блоком подготовки раствора ополаскивания.

На фиг.7 приведен npi-m ep схемы построения блока сушки с блоком вращения фильтроеяементов и ф.ильтропакетов.

Возможность ос Тцествления полезной модели

Устройство, как показано на фигЛ, содержит А ультразвуковых генераторов I, каждый из которых состоит из блока начального запуска 2, усилителя мощности 3, блока защиты от перегрузки 4, ультразвукового преобразователя 5, блока автоподстройки частоты 6. Количество ультразвуковых генераторов зависит от габаритов otimnaeMoro изделия. Выход усилителя мощности 3 соединен со входом блока защиты от перегрузки 4, силовой выход которого соединен с входом ультразвукового преобразователя 5, конструкционный выход которого и вход блока автоподстройки частоты б соединен с корпусом излучающей рамы 7 (см,фиг.2, фиг.З), а силовой выход блока автоподстройки частоты б соединен с силовым входом усилителя мощности 3, первый управляющий вход которого соединен с управляющим выходом блока защиты от перегрузки 4, второй - с выходом блока начального запуска 2, третий - с управляющим выходом блока автоподстройки частоты б. Ультразвуковой преобразователь 5, состоящий из излучающей 8 и тыльной 9 накладок, между, которытли расположены пьезоэлементы 10, установлен в отверстие излучающей рамы 7 посредством, например, герметичной сварки так, что, поверхность излучающей накладки 8 т-шеет контакт с МОЮЩРШ раствором. Излучающая рама 7 может быть составной частью ванны с моющим раствором II, например, дном, как показано на фиг.2, или боковыми стенками, а также составной частью погружного блока 12 (см.фиг.3). Излучающая рама 7, излучающая накладка 8,- , ванна с моющшл раствором II и все конструкционные элементы погружного блока 12 выполнены из нержавеющей стали. В качестве моющего раствора могут пршленяться водные растворы ТМС, такие, например, как Вертолин74, Синвал, 4тульс и др.

-раствора 20, зкполненный, например, в виде герметичного химстойного насоса и системы трубопроводов и вход которого через фильтр 18 соединен с баком 14, а выход через обратный клапан 19 с ванной II.

Второе устройство ультр;азвуковой очистки имеет ту же конструкцию, что и описанное выше, только количество входящюс в его состав ультразвуковых генераторов может быть другим - К, и применяемая моющая жидкость в данном устройстве тоже другая, обусловленная его назначанием - отмывкой очщаемого изделия от моющего раствора первого устройства. В качестве моющей жидкости во втором устройстве моясет быть использована проточная водопроводная вода.

Ванна ополаскивания 21 (см.фиг.б) снабжена блоком подготовки раствора ополаскивания 22, содержащим бак 14 с датчиком контроля уровня 16, фильтром 18, обратным клапаном 19 и узлом рециркуляции раствора ополаскивания 20,вход которого через фильтр 18 соединен с баком 14,а выход через обратный клапан 19 с ванной ополаскивания 21,заполненной раствором ополаскивания,в качестве которого может служить дистиллированная вода с добавлением ингибитора коррозии.

Блок сушки 23 (см.фиг.7) содержит вентилятор 24, нагреватель 25 и камеру сушки 26 с датчиком температ фы 27,причем,вентилятор 24 через нагреватель 25 связан с камерой сушки 2б,а для снижения потребляемой электрической мощности выход камеры соединен со входом вентилятора.

В каждую из вышеприведенных ванн может быть установлен бяок вращения 28 с обрабатываемым фильтроэлементом (фильтропакетом) 29, который показан на фиг.7.

Все конструкционные части вышеприведенных элементов, узлов и блоков, контактирующие с растворами и оптики, выполнены из материалов, стойкт- к коррозии, напртщер, нержавеющей стали и полипропилена.

разБУКОВЫМИ преобразователями 5. Для размещения в ванне II фильтров можно использовать сетчатые корзины или держатели.

После подачи напряжения питания Соно представляет из себя напряжение промышленной сети, прошедшее через двухполупериодный выпрямитель) блок начального запуска 2, выполненный , например, в в1/1де динисторно-резисторной цепи, формирует импульс, обеспечивающий гарантированный запуск ультразвукового генератора I в начале ка кдого полупериода сетевого напряжения. Необходимость начального запуска объясняется тем, что ультразвуковой генератор I представляет из себя автогенератор (генератор с самовозбуждением) где главным элементом, определяющим частоту колебаний, является ультразвуковой преобразователь 5 электро механические характеристики которого зависят не только от его конструкции, но и от условий его работы: амплитуды напряжения питания, конфигурации ванны, объема, типа и температуры моющего раствора, поэтогду самовозбуждение ультразвукового генератора I в начале каждого полупериода сети (при малой в это время амплитуде напряжения) не всегда гарантировано. Ультразвуковой преобразователь 5 через блок защиты от перегрузки 4 и блок автоподстройки частоты б включен в силовую цепь усилителя мощности 3, выполненного, например, по схеме двухтактного высокочастотного преобразователя напряжения, что обеспечивает запуск ультразвукового генератора I на частоте механического резонанса ультразвукового преобразователя 5, причем, определяющее влияние на точность поддержания механического резонанса оказывает именно сам ультразвуковой преобразователь 5, а основное назначение блока автоподстройки частоты - исключение срывов колебаний при резком изменении нагрузки на ультразвуковой преобразователь 5 (кавитационные потоки, изменение уровня раствора, внесение и вынесение обрабатываемых фильтроэлементов, фильтропакетов и фильтров) за

/,

Пьезоэлементы 10 преобразуют электрические сигналы ультразвуковой частоты в механические колебания, которые через излучаю1щ-ю накладку 8 за счет распространения акустических колебаний в моющем растворе создают эффект кавитации, причем, за счет точного поддержания механического резонанса ультразвукового преобразователя 5 акустическая мощность увеличивается и эффект кавитации повышается.

Излучающая накладка 8 имеет непосредственный контакт с моющим раствором, поэтому получаемый кавитационный эффект, характеризуемый рштенсивностью кавитации, значительно выше, чем если бы этот контакт осуществлялся через промежуточный элемент, напршлер, фланец.

Блок защиты от перегрузки 4 включен в силовую цепь непосредственно перед ультразвуковым преобразователем 5, поэтому он мгновенно реагирует на резкий рост тока в силовой цепи и своим управляющим выходом блокирует работу усилителя мощности 3, что отключает ультразвуковой генератор I.

Аналогичным образом происходит работа каждого из ультразвуковых генераторов I, причем, реальная их частота различная, т.к. практически невозможно изготовить ультразвуковые преобразователи 5 с соверщенно идентичны ли характеристиками, но при этом раз.брос этих частот находится, в пределах стандартного допуска На применяемую частоту (например, +10 для частоты 44 кГц, 7,5 для частоты 22 кГц). Этот разброс частот позволяет получить дополнительные, достаточно интенсивные потоки внутри моющего раствора, что способствует более эффективной очистке погруженных в него очищаемых изделий. Для повышения очищающей способности моющего раствора

он проходит постоянную подготовку по температ -ре и содержанию мехдничесних пршесей в блоке подготовки моюгдего раствора 13, где в баке 14 нагревателями 15 производится его нагрев до требуемой температуры, контролируемой датчиком температ фы 17, и постоянная прокачка через ванну II при помощи узла рециркуляции 20, забтфающего моющий раствор из бака 14 через очищающий фильтр 18, причем, работу системы рециркуляции обеспечивает датчик фовня 16. На входе ванны II установлен обратный клапан 19 для . исключения слива моющего раствора в бак 14 при работе без рециркуляции. Возврат моющего раствора из ванны II в бак 14 происходит через переливное отверстие ванны II. После очистки в моющем растворе очщаемое изделие 29 переносится во второе устройство ультразвуковой очистки, где происходит очистка изделий от моющего раствора по описанной выше технологии в проточной водопроводной воде.

Для удаления остатков солей моющего раствора очищаемое изделие 29 переносится в ванну 21 с раствором ополаскивания, в качестве которого может быть использована дистиллированная вода. Раствор ополаскивания проходит постоянную подготовку по содержанию механических примесей в блоке подготовки раствора ополаскивания 22. Для повышения коррозионноетоикости фильтроэлемента (фильтропакета) 29 в раствор ополаскивания может добавляться ингибитор коррозии.

Для сушки очищаемое изделие 29 переносится в камеру сушки 26 блока сушки 23, где происходит удаление следов влаги в струях горячего , прогоняемого через нагреватель 25 вентилятором 24, причем, нагрев до требуемой тешературы контролируется датчиком температуры 27,

моюпего раствора в ваннах промывки II и струям горячего воздуха в камере сушки Лб.

Таким образом предлагаемая конструкция ультразвукового устройства очистки авиационных фильтров, фильтропакетов и фильтроэлементов позволяет повысить качество их очистки и обеспечивает различную степень очистки в зависимости от технологических требований.

Claims (6)

1. Устройство пьезоэлектрическое ультразвуковой очистки авиационных фильтроэлементов, фильтропакетов и фильтров, содержащее ванну с моющим раствором, N ультразвуковых генераторов, N усилителей мощности, N блоков защиты от перегрузки, N ультразвуковых преобразователей, установленных на излучающей раме и содержащих излучающую и тыльную накладки, между которыми расположены пьезоэлементы, и N блоков автоподстройки частоты, отличающееся тем, что в него введено N блоков начального запуска, а каждый генератор состоит из усилителя мощности, блока защиты от перегрузки, ультразвукового преобразователя, блока автоподстройки частоты и блока начального запуска, причем выход усилителя мощности соединен с входом блока защиты от перегрузки, силовой выход которого соединен с входом ультразвукового преобразователя, конструкционный выход которого и вход блока автоподстройки частоты соединены с корпусом излучающей рамы, а силовой выход блока автоподстройки частоты соединен с силовым входом усилителя мощности, первый управляющий вход которого соединен с управляющим выходом блока защиты от перегрузки, второй - с выходом блока начального запуска, третий - с управляющим выходом блока автоподстройки частоты.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в него введен блок подготовки моющего раствора, содержащий бак с нагревателями и датчиками контроля уровня и температуры, фильтр, обратный клапан и узел рециркуляции моющего раствора, вход которого через фильтр соединен с баком, а выход через обратный клапан - с ванной.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что в него введено второе устройство по п.1, причем количество ультразвуковых генераторов, усилителей мощности, блоков защиты от перегрузки, ультразвуковых преобразователей, блоков автоподстройки частоты и блоков начального запуска - К, а моющий раствор другого типа.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что в него введена ванна ополаскивания с блоком подготовки раствора ополаскивания, содержащим бак с датчиком контроля уровня, фильтр, обратный клапан и узел рециркуляции раствора ополаскивания, вход которого через фильтр соединен с баком, а выход через обратный клапан - с ванной.

5. Устройство по пп. 2 и 4, отличающееся тем, что в него введен блок сушки, содержащий вентилятор, нагреватель и камеру сушки с датчиков температуры, причем вентилятор через нагреватель связан с камерой сушки.

6. Устройство по пп. 1-5, отличающееся тем, что в каждой ванне установлен блок вращения фильтроэлементов и фильтропакетов.