RU2575033C1

RU2575033C1 - Cavitation atromiser

Info

Publication number: RU2575033C1
Application number: RU2014136021/05A
Authority: RU
Inventors: Сергей Викторович Тюлевин; Владимир Валентинович Христофоров; Дмитрий Григорьевич Громаковский; Сергей Владимирович Шигин; Александр Петрович Бураков
Original assignee: Акционерное общество "Ракетно-космический центр "Прогресс" (АО "РКЦ "Прогресс")
Filing date: 2014-09-03
Publication date: 2016-02-10

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: in cavitation atomiser in series with jet vortex unit the initial and secondary compression circuits are installed. Between the circuits the Laval circuit is located. The clear opening diameters of holes of the atomiser elements exciting the washing fluid jet cavitation are made at quadratic relation of the diameters of the atomiser work contour ensuring maximum pressure of the washing fluid jet.

EFFECT: increased efficiency of washing of hollow long structures.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к моечной технике и может найти применение при промывке полых изделий, в частности топливных баков летательных аппаратов.The invention relates to washing equipment and may find application in the washing of hollow articles, in particular fuel tanks of aircraft.

Известны различные устройства для мойки полых изделий, в корпусах которых установлены патрубки с соосным ему диском и с отверстиями на боковой поверхности патрубка, оси которых смещены относительно оси патрубка и расположены с обеих сторон диска для подвода моющей жидкости в полость корпуса и ее закрутки относительно оси патрубка, и установленный на патрубке корпус с крышкой, образующий при соединении торообразную полость, соединенную окнами с полостью корпуса и соединенную с пазами на крышке, предназначенными для формирования моющей жидкости (патенты RU №2336958, RU №111781).There are various devices for washing hollow products, in the housings of which there are nozzles with a disk coaxial with it and with holes on the side surface of the nozzle, the axes of which are offset from the axis of the nozzle and are located on both sides of the disk for supplying washing liquid into the cavity of the housing and its twisting relative to the axis of the nozzle , and a body with a cover mounted on the nozzle, which forms a toroidal cavity when connected, connected by windows to the body cavity and connected to the grooves on the cover for forming a washing Liquids (patents RU №2336958, RU №111781).

Известна кавитационная форсунка, содержащая корпус с центральным проточным каналом, образованным входным конфузором, расширительную камеру, выходной диффузор, и снабжена компенсатором, в котором выполнены сквозные каналы (патент RU №2222464).Known cavitation nozzle containing a housing with a Central flow channel formed by the inlet confuser, an expansion chamber, an output diffuser, and is equipped with a compensator in which through channels are made (patent RU No. 2222464).

Основным недостатком известных устройств является их низкое качество промывки полых изделий (труб, топливных баков летательных аппаратов) из-за недостаточного давления подаваемой струи.The main disadvantage of the known devices is their low quality washing of hollow products (pipes, fuel tanks of aircraft) due to insufficient pressure of the supplied jet.

Известна установка для сушки и мойки подшипников (патент RU №2329879 - прототип), в которой устройство для мойки включает в себя завихрители, создающие кавитацию на сходе скоростного потока, за счет выполнения отверстий на острых кромках завихрителей.A known installation for drying and washing bearings (patent RU No. 2329879 is a prototype), in which the washing device includes swirlers that create cavitation at the gathering of the high-speed flow, due to the holes on the sharp edges of the swirls.

Известное техническое решение имеет ограниченные эксплуатационные возможности, так как не предназначено для полых крупногабаритных изделий, в частности для мойки внутренней полости топливных баков ракет-носителей, где необходима большая протяженность моющих струй, что в конечном итоге снижает эффективность промывки изделий.The known technical solution has limited operational capabilities, as it is not intended for hollow large-sized products, in particular for washing the internal cavity of the fuel tanks of launch vehicles, where a large length of washing jets is required, which ultimately reduces the efficiency of washing products.

Задачей заявленного технического решения является повышение эффективности промывки полых длинномерных конструкций.The objective of the claimed technical solution is to increase the washing efficiency of hollow lengthy structures.

1. Поставленная задача решается тем, что в кавитационной форсунке, содержащей блок завихрителя струи с отверстиями на его краях, включены первичный и вторичный контуры сжатия, между которыми размещен контур Лаваля, при этом диаметры проходных сечений отверстий указанных элементов форсунки, возбуждающие кавитацию струи моющей жидкости, выполнены при квадратичном соотношении диаметров рабочего контура форсунки, обеспечивающем максимальную величину давления струи моющей жидкости.1. The problem is solved in that in the cavitation nozzle containing the jet swirler unit with holes at its edges, the primary and secondary compression circuits are included, between which the Laval circuit is located, while the diameters of the bore holes of the indicated nozzle elements exciting cavitation of the washing liquid jet , made with a quadratic ratio of the diameters of the nozzle working circuit, providing the maximum value of the pressure of the jet of washing liquid.

2. Поставленная задача решается также тем, что диаметры проходных сечений выполнены, в частности: ⌀_{контура вторичного сжатия} =2 мм, ⌀_{контура Лаваля} =2²=4 мм, ⌀_{контура первичного сжатия} =4²=16 мм.2. The problem is also solved by the fact that the diameters of the bore sections are made, in particular: ⌀ _{secondary compression loop} = 2 mm, Л _{Laval loop} = 2 ² = 4 mm, ⌀ _{primary compression loop} = 4 ² = 16 mm.

На чертеже представлен общий вид кавитационной форсунки.The drawing shows a General view of the cavitation nozzle.

Кавитационная форсунка согласно изобретению содержит корпус 1 и последовательно расположенные блок завихрителя 2 струи, первичный контур сжатия 3, контур Лаваля 4, создающий кавитацию, вторичный блок сжатия 5 с выходным соплом 6. Блок завихрителя 2 струи имеет отверстия 7, а контур Лаваля размещен между первичным и вторичным контурами сжатия 3,5.The cavitation nozzle according to the invention comprises a housing 1 and sequentially arranged blast swirl unit 2, a primary compression circuit 3, a Laval circuit 4 creating cavitation, a secondary compression unit 5 with an output nozzle 6. The jet swirl unit 2 has openings 7, and the Laval circuit is located between the primary and secondary compression circuits 3.5.

При этом, как показано на чертеже, оптимизированы соединительные проходные сечения отверстий между элементами форсунки, возбуждающие кавитацию струи моющей жидкости (диаметр контура вторичного сжатия 5, диаметр входа в контур Лаваля 4 и диаметр контура первичного сжатия блока завихрителя 2 струи).At the same time, as shown in the drawing, the connecting passage cross-sections of the holes between the nozzle elements that excite cavitation of the washing liquid jet (diameter of the secondary compression circuit 5, the diameter of the entrance to the Laval circuit 4 and the diameter of the primary compression circuit of the swirl unit 2 of the jet) are optimized.

Форсунка работает следующим образом.The nozzle works as follows.

Моющая жидкость, например техническая вода, подается на вход форсунки и поступает в блок завихрителя 2 струи, имеющий входной диаметр ⌀=16 мм, при давлении на входе P=8 кг/см². Благодаря блоку завихрителя 2 струи и отверстиям 7 на его краях в нем формируются вращение и первичная пульсация струи. Первичное повышение давления происходит в первичном контуре сжатия 3.A washing liquid, such as industrial water, is fed to the nozzle inlet and enters the jet swirler unit 2 having an inlet diameter of ⌀ = 16 mm, with an inlet pressure of P = 8 kg / cm ² . Thanks to the swirl unit 2 of the jet and the openings 7 at its edges, rotation and primary pulsation of the jet are formed in it. The primary increase in pressure occurs in the primary compression circuit 3.

На контуре Лаваля 4, где реализуется возбуждение кавитации, проходное сечение уменьшается с ⌀ 16 мм до ⌀ 4 мм, что также повышает давление. Завершающее повышение давления происходит во вторичном контуре сжатия 5 с выходным его диаметром в сопле 6 ⌀_сопла=2 мм.On the Laval circuit 4, where cavitation excitation is realized, the flow area decreases from ⌀ 16 mm to ⌀ 4 mm, which also increases the pressure. The final increase in pressure occurs in the secondary compression circuit 5 with its output diameter in the nozzle 6 ⌀ _nozzle = 2 mm

Таким образом, наблюдаемый эффект повышения эффективности промывки обусловлен повышением давления на основных элементах форсунки за счет выполнения заданного (квадратичного) соотношения значений проходных соединительных отверстий между контурами форсунки, формирующими выходное давление.Thus, the observed effect of increasing the washing efficiency is due to an increase in pressure on the main elements of the nozzle due to the fulfillment of a predetermined (quadratic) ratio of the values of passage connecting holes between the nozzle circuits forming the outlet pressure.

Давление струй моющей жидкости, создаваемых в кавитационной форсунке, обеспечивает не только удаление загрязнений, образуемых смазочно-охлаждающими жидкостями, но и образивных частиц, образующихся при обработке поверхности изделий.The pressure of the jets of washing liquid created in the cavitation nozzle provides not only the removal of contaminants formed by cutting fluids, but also the particles formed during surface treatment.

Таким образом, заявленное техническое решение повышает эффективность промывки полых длинномерных крупногабаритных изделий.Thus, the claimed technical solution improves the washing efficiency of hollow long bulky products.

Claims

1. A cavitation nozzle, the housing of which contains a jet swirler unit with holes at its edges, characterized in that the primary and secondary compression circuits are included in series with the jet swirler unit, between which a Laval circuit is placed, while the diameters of the passage sections of the openings of these nozzle elements exciting cavitation jet of washing liquid, made with a quadratic ratio of the diameters of the working circuit of the nozzle, providing the maximum pressure of the jet of washing liquid.

2. The cavitation nozzle according to claim 1, characterized in that the diameters of the bore sections are made in particular: ⌀ _{secondary compression loop} = 2 mm; ⌀ _{Laval contour} = 2 ² = 4 mm; ⌀ _{primary compression contour} = 4 ² = 16 mm.