RU2106210C1 - Устройство для очистки изделий - Google Patents

Abstract

Изобретение предназначено для очистки изделий с использованием жидкостей в поле ультразвуковых колебаний. Устройство содержит ванну для моющей жидкости, размещенный в ней барботер с выходными сверхзвуковыми соплами, сообщенный со средством подачи в него газа. 3 з.п.ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относится к оборудованию для очистки изделий с использованием моечных жидкостей в поле акустических колебаний.

Известно устройство для очистки изделий, содержащее ванну для моечной жидкости и электромагнитное средство для создания колебаний и нагрева жидкости.

Недостатком этого устройства является высокая энергоемкость, связанная с низким КПД преобразования энергии электрического тока в энергию колебаний.

Техническим результатом изобретения является снижение энергоемкости.

Этот результат достигается тем, что в устройстве для очистки изделий, содержащем ванну для моющей жидкости и средство создания колебаний, согласно изобретению средство создания колебаний выполнено в виде размещенного в ванне барботера, имеющего выходные сверхзвуковые сопла и сообщенного со средством подачи газа.

Это позволяет сократить энергоемкость за счет повышения КПД преобразования подводимой энергии в энергию ультразвуковых колебаний по меньшей мере в 50 раз.

В предпочтительном варианте на входах в сопла барботера установлены завихрители.

Это позволяет дополнительно снизить энергоемкость за счет повышения мощности генерируемых колебаний при неизменном энерговводе.

В другом предпочтительном варианте между средством подачи газа и барботером установлен пульсатор.

Это приводит к достижению аналогичного результата по аналогичной причине.

Последним предпочтительным вариантом воплощения настоящего изобретения предусмотрена установка между средством подачи газа и барботером нагревателя.

Это позволяет осуществлять очистку изделий при регулируемом температурном режиме, что расширяет технологические возможности устройства, при этом достигается КПД теплопередачи выше, чем в наиболее близком аналоге.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3 показаны варианты выполнения сопел барботера.

Устройство для очистки изделий содержит ванну 1 для моющей жидкости, размещенный в ней барботер 2, соединенный со средством 3 подачи газа непосредственно, или через пульсатор 4 и/или нагреватель 5. Выходные отверстия барботера 2 выполнены в виде сверхзвуковых сопел 6, на входах в которые могут быть установлены завихрители 7.

При работе устройства очищаемые изделия размещают в ванне 1, заполненной моющей жидкостью, а средством 3 создают подачу газа в барботер 2. В соплах 6 газ достигает сверхзвуковой скорости и на выходе из них создает турбулентный срыв, сопровождающийся образованием и схлопыванием кавитационных полостей, особенно интенсивными при пульсирующем режиме подачи газа, который создается при наличии пульсатора 4. При наличии завихрителей 7 сверхзвуковые закрученные потоки газа на некотором расстоянии от выхода из сопел 6 сохраняют бочкообразную форму и создают регулярные скачки уплотнений в узлах бочек до дробления на отдельные пузырьки. КПД преобразования энергии в энергию ультразвуковых колебаний при таком способе их создания согласно расчету и данным опытной проверки достигает 40-60%, в то время как создание акустических колебаний с использованием высокочастотного тока не превышает 1,5%.

При необходимости нагрева моющей жидкости, в частности при очистке металлических изделий от масел в щелочном растворе перед нанесением гальванических покрытий или при мойке в мыльной воде молочных фляг, между средством 3 подачи газа и барботером 2 целесообразна установка нагревателя 5. В этом случае газ используется в качестве теплоносителя. В процессе барботирования за счет высокой скорости обновления поверхности контакта фаз и интенсификации теплообмена в поле ультразвуковых колебаний газ достигает равновесной температуры, то есть полностью передаст полученное количество теплоты жидкости. Это подтверждается теоретическим расчетом, согласно которому при характерных для данного процесса контакта фаз числах Рейнольдса в интервале от 100 до 1000 осредненные по времени числа Нуссельта достигают значений 15-20. В то же время следует отметить, что диссипативные тепловыделения в электромагнитных вибраторах передаются моющей жидкости максимально на 45%.

Под действием ультразвуковых колебаний жидкости в очищаемых изделиях возникают автоколебания, частота которых зависит от физических свойств изделий, в частности от плотности и модуля упругости. Загрязнения, как правило, резко отличаются по этим параметрам от материала очищаемых изделий, поэтому происходит отслаивание загрязнений от изделий в силу несинфазности собственных колебаний их сопряженных поверхностей. Это приводит к увеличению скорости отделения загрязнений выше значения, определяемого растворимостью загрязнителя в используемой моющей жидкости с учетом ускорения массообмена в поле ультразвуковых колебаний. При этом следует отметить, что с поверхности изделий удаляются даже загрязнения, не растворимые в используемой моющей жидкости. В частности, в воде происходит смывание со стекла минеральных масел, растительных и животных жиров, со стали в горячей воде происходит смывание минеральных масел и окалины.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет снизить энергоемкость очистки изделий, повысить производительность и качество очистки, осуществлять очистку при регулируемых температурных условиях.

Claims (4)

1. Устройство для очистки изделий, содержащее ванну для моющей жидкости и средство создания колебаний, отличающееся тем, что средство создания колебаний выполнено в виде размещенного в ванне барботера, имеющего выходные сверхзвуковые сопла и сообщенного со средством подачи газа.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на входах в сопла барботера установлены завихрители.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что между средством подачи газа и барботером установлен пульсатор.

4. Устройство по любому из пп.1 - 3, отличающееся тем, что между средством подачи газа и барботером установлен нагреватель.

Images