RU2555489C2

RU2555489C2 - High frequency atomiser

Info

Publication number: RU2555489C2
Application number: RU2012152238/05A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Григорьевич Громаковский; Александр Петрович Бураков; Наталья Анатольевна Карева; Михаил Васильевич Карпухин; Евгений Павлович Кочеров
Priority date: 2012-12-04
Filing date: 2012-12-04
Publication date: 2015-07-10
Also published as: RU2012152238A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to machine building, maintenance and repair of machines and parts due to highly intensive cavitation saturation of a liquid jet. Technical result is achieved due to the fact that a high frequency atomiser comprising a casing with a mixing chamber, a nozzle communicated with the mixing chamber, flow swirling units, a swirler, spacers with axial spiral channels, is equipped by a dynamic cavitator at the output nozzle, the cavitator provides for the saturation of a jet coming out of the atomiser nozzle by cavitation masses. The dynamic cavitator is made as a resilient plate set perpendicular to the nozzle axis at the height of ≈0.3 nozzle diameter, the specified natural vibration frequency of the unit is equal to approximately 120 Hz. The total pressure at the atomiser nozzle output shall be not less than the cavitation threshold value.

EFFECT: invention provides for high quality cleaning of surfaces without cleaning agents being used.

1 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, конкретно, к разработке оборудования для струйной мойки деталей машин и приборов, при которой для повышения эффективности удаления загрязнений с их поверхностей используется возбуждение кавитации в струях моющей жидкости.The invention relates to mechanical engineering, in particular, to the development of equipment for jet washing of machine parts and devices, in which cavitation excitation in jets of washing liquid is used to increase the efficiency of removing contaminants from their surfaces.

Известны установки для промывки деталей в ультразвуковых ваннах (Голямина И.П. Ультразвук. - М., Изд-во «Советская энциклопедия», 1979 г., с. 245-246), где также используется кавитация моющей жидкости, однако такие установки применимы только для мойки малогабаритных деталей, кроме того, они не обеспечивают высокой производительности мойки и имеют высокую стоимость.Known installations for washing parts in ultrasonic baths (Golyamina IP Ultrasound. - M., Publishing house "Soviet Encyclopedia", 1979, S. 245-246), which also uses cavitation washing liquid, however, such settings are applicable only for washing small parts, in addition, they do not provide high washing performance and have a high cost.

Известны устройства для мойки железнодорожных подшипников, выпускаемые ОАО «ИНТРАНС» г. Москва, под шифром МСП-01.00.00.000, в которых мойка производится струйным методом, без погружения деталей в ванну, при помощи подачи жидкости на омываемые поверхности с помощью сопел.Known devices for washing railway bearings manufactured by INTRANS, Moscow, under the code MSP-01.00.00.000, in which they are washed by the jet method, without immersing parts in the bath, by supplying liquid to the surfaces being washed using nozzles.

Недостатком данных установок является непрерывная подача жидкости через сопла (отверстия) на выходе трубок в виде непрерывных струй, при которой не достигается энергия, необходимая для отделения прочно закрепившихся частиц загрязнений, закоксованной смазки, шаржированных твердых частиц и др.The disadvantage of these installations is the continuous supply of fluid through nozzles (openings) at the outlet of the tubes in the form of continuous jets, at which the energy required to separate firmly fixed particles of contaminants, coked grease, sharpened solid particles, etc. is not achieved.

Указанного недостатка лишены моющие головки, предложенные в Патенте РФ №2329879, содержащие завихрители моющей жидкости, причем во встречно расположенных форсунках струи закручиваются в противоположных направлениях, что создает пульсацию струи выходящей жидкости.The indicated disadvantages are deprived of the washing heads proposed in the RF Patent No. 2329879 containing swirls of the washing liquid, the jets being twisted in opposite directions in the opposite nozzles, which creates a pulsation of the jet of the outgoing liquid.

Недостатком данного устройства является недостаточный уровень интенсивности пульсации моющей жидкости, не обеспечивающий высокого качества промывки.The disadvantage of this device is the insufficient level of intensity of the pulsation of the washing liquid, which does not provide high quality flushing.

В качестве прототипа предлагаемого изобретения используется Патент РФ №2287739 на форсунку, содержащую корпус, камеру смешения, сопло, сообщенное с камерой смешения; элементы закрутки потока и завихритель, размещенный в центральном отверстии крышки, благодаря чему повышается качество отмывки деталей.As a prototype of the invention, RF Patent No. 2287739 is used for an injector containing a housing, a mixing chamber, a nozzle in communication with the mixing chamber; flow swirl elements and a swirl placed in the central hole of the lid, thereby improving the quality of washing parts.

Однако уровень качества и производительности промывки деталей с помощью форсунки-прототипа остается недостаточно высокими.However, the level of quality and performance of washing parts using the nozzle prototype remains not high enough.

Заявляемое изобретение - высокочастотная форсунка устраняет указанный недостаток.The claimed invention is a high-frequency nozzle eliminates this drawback.

Сущность изобретения состоит в том, что высокочастотная форсунка, содержащая корпус, имеющий камеру смешения, сопло, сообщенное с камерой смешения, завихритель, размещенный в центральном отверстии крышки, и проставки с осевыми спиральными каналами, отличаетя тем, что на выходном сопле установлен динамический кавитатор, насыщающий струю, выходящую из сопла форсунки, кавитационными образованиями, выполненный в виде упругой пластины, установленной перпендикулярно оси сопла на высоте ≈0,3 диаметра сопла и имеющий заданную собственную частоту колебаний порядка 120 Гц, при этом суммарное давление на выходе из сопла форсунки устанавливается не менее величины порога кавитации.The essence of the invention lies in the fact that a high-frequency nozzle containing a housing having a mixing chamber, a nozzle in communication with the mixing chamber, a swirler located in the center hole of the lid, and spacers with axial spiral channels, characterized in that a dynamic cavitator is installed on the output nozzle, saturating the jet emerging from the nozzle of the nozzle by cavitation formations made in the form of an elastic plate mounted perpendicular to the axis of the nozzle at a height of ≈0.3 nozzle diameter and having a predetermined proper often the oscillations of the order of 120 Hz, while the total pressure at the outlet of the nozzle of the nozzle is set at least the value of the cavitation threshold.

Анализ формулы изобретения показывает, что в предложенном техническом решении введен новый элемент - кавитатор, имеющий собственную частоту колебаний f_собст=120 Гц, соответствующую собственной частоте колебаний струи, задаваемой завихрителями при установленном давлении на входе в форсунки.The analysis of the claims shows that in the proposed technical solution a new element is introduced - a cavitator having its own oscillation frequency f _dext = 120 Hz, corresponding to the natural oscillation frequency of the jet, set by the swirlers at the set pressure at the inlet to the nozzles.

Этот признак отсутствует в прототипе и известных технических решениях и позволяет решить поставленную техническую задачу - обеспечить повышение качества и производительности промывки поверхностей деталей при производстве, техническом обслуживании и ремонте машин.This feature is absent in the prototype and well-known technical solutions and allows us to solve the technical problem - to improve the quality and productivity of washing surfaces of parts during production, maintenance and repair of machines.

Устройство форсунки приведено на Фиг. 1, где обозначены: 1 - корпус форсунки; 2 - крышка; 3 - завихритель; 4 - обтекатель; 5 - каналы в проставке; 6 - камера предварительной турбулизации; 7 - экраны; 8 и 9 - дополнительные турбулизаторы, взаимодействующие с экранами - 7, благодаря которым жидкость из камеры смешения поступает в дополнительные турбулизаторы, 10 - кавитатор, имеющий собственную частоту - f_собст=120 Гц, 11 - выходное сопло форсунки, в которой струя моющей жидкости приобретает необходимую интенсивность кавитации.The nozzle device is shown in FIG. 1, where are indicated: 1 - nozzle body; 2 - cover; 3 - swirl; 4 - fairing; 5 - channels in the spacer; 6 - a chamber of preliminary turbulization; 7 - screens; 8 and 9 - additional baffles which interact with the screens - 7, through which from the mixing chamber the liquid flows into the additional baffles 10 - cavitator having a natural frequency of - f _sobst = 120 Hz, 11 - outlet nozzle, wherein the cleaning fluid jet acquires necessary cavitation intensity.

Высокочастотная форсунка работает следующим образом. Моющая жидкость (техническая вода) поступает в центральное отверстие корпуса 1, проходит через завихритель 3, обходит обтекатель 4 и далее через каналы кольцевой проставки 5 поступает в камеру смешения 6, где получает дополнительную турбулизацию от экранов 7. Турбулизованная жидкость вначале поступает в проставки 8 и 9, для повышения пульсации давления проходит через кавитатор 10, что обеспечивает высокопроизводительную мойку деталей.High-frequency nozzle operates as follows. The washing liquid (process water) enters the central opening of the housing 1, passes through the swirl 3, bypasses the fairing 4 and then through the channels of the annular spacer 5 enters the mixing chamber 6, where it receives additional turbulization from the screens 7. The turbulized liquid first enters the spacers 8 and 9, to increase the pressure pulsation passes through the cavitator 10, which provides a high-performance washing of parts.

Пример реализации. Предложенные высокочастотные форсунки испытаны при промывке деталей приборных подшипников в ООО «Завод приборных подшипников» в г. Самаре. Промывку производили на партиях наружных колец подшипников 018 мм после доводки на притирочной пасте. При контроле качества промывки ОТК завода было принято более 95% промытых колец.Implementation example. The proposed high-frequency nozzles were tested during the flushing of parts of instrument bearings in LLC “Plant of instrument bearings” in Samara. Washing was carried out on lots of outer rings of bearings 018 mm after fine-tuning on lapping paste. When controlling the quality of washing the quality control department of the plant, more than 95% of the washed rings were taken.

При этом промывка проводилась технической водой, без подогрева и добавок моющих веществ. Только для предотвращения коррозии в промывочную жидкость вводили антикоррозионную присадку «Хакапур». Время промывки партии (порядка 300 деталей) составляло 5-8 минут. При этом не производилась принятая в производстве предварительная промывка в углеводородных жидкостях (керосин, бензин).In this case, the washing was carried out with technical water, without heating and additives of detergents. Only to prevent corrosion, the anti-corrosion additive “Hakapur” was introduced into the washing liquid. The batch washing time (about 300 parts) was 5-8 minutes. At the same time, the preliminary washing in production of hydrocarbon liquids (kerosene, gasoline) accepted in production was not carried out.

В 2014 году форсунки были испытаны, внедрены и подтвердили свою эффективность при промывке баков ракет-носителей в ГНП РКЦ «ЦСКБ -Прогресс».In 2014, the nozzles were tested, implemented and proved to be effective in flushing launcher tanks in the GNP RCC “TsSKB-Progress”.

Claims

A high-frequency nozzle comprising a housing, a mixing chamber, a nozzle in communication with the mixing chamber, a swirler located in the center hole of the lid, and spacers with axial spiral channels, characterized in that a dynamic cavitator is installed on the output nozzle, saturating the jet leaving the nozzle of the nozzle by cavitation formations formed as an elastic plate mounted perpendicularly to the axis of the nozzle at a height ≈0,3 nozzle diameter, and has a predetermined natural frequency f = 120 Hz _sobst, the pressure and outlet nozzles of the nozzle is set not less than the threshold value of cavitation.