SU1680386A1 - Method of cleaning interior surfaces of cylindrical parts - Google Patents
Method of cleaning interior surfaces of cylindrical parts Download PDFInfo
- Publication number
- SU1680386A1 SU1680386A1 SU894766157A SU4766157A SU1680386A1 SU 1680386 A1 SU1680386 A1 SU 1680386A1 SU 894766157 A SU894766157 A SU 894766157A SU 4766157 A SU4766157 A SU 4766157A SU 1680386 A1 SU1680386 A1 SU 1680386A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- gas
- liquid
- cavity
- product
- cleaning
- Prior art date
Links
Landscapes
- Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)
Description
Изобретение относится к способам очистки и позволяет повысить качество очистки внутренней поверхности цилиндрических изделий (ЦИ) за счет частичного заполненияThe invention relates to cleaning methods and allows you to improve the quality of cleaning the inner surface of cylindrical products (CI) due to partial filling
Изобретение относится к способам очистки внутренних полостей изделий от твердых нерастворимых загрязнений и может быть использовано в машиностроительной, химической и'других отраслях промышленности.The invention relates to methods for cleaning the internal cavities of products from solid insoluble contaminants and can be used in engineering, chemical and other industries.
Целью изобретения является повышение качества очистки внутренней поверхности полых цилиндрических изделий и снижение затрат на очистку, а также упрощение процесса очистки.The aim of the invention is to improve the quality of cleaning the inner surface of hollow cylindrical products and reducing the cost of cleaning, as well as simplifying the cleaning process.
Поставлнная цель достигается за счет того, что согласно способу очистки внутренней поверхности цилиндрических изделий путем частичного заполнения полости изделия моющим раствором и сообщения изделию виброколебаний на частоте резонансых колебаний моющей среды, изделие располагают вертикально и производят герметизацию его полости после заполненияThe goal is achieved due to the fact that according to the method of cleaning the inner surface of cylindrical products by partially filling the cavity of the product with a cleaning solution and giving the product vibrations at the frequency of resonant vibrations of the cleaning medium, the product is placed vertically and its cavity is sealed after filling
полости ЦИ моющим раствором (МР) и сообщения виброколебаний на частоте резонанса моющей среды. Для этого ЦИ располагают вертикально и после заполнения МР герметизируют его полость, в нижней части которой размещают локализованный газовый объем, образующий с МР нелинейную колебательную систему жидкость-газ, и дисперсные частицы абразивного материала. При сообщении ЦИ вертикальных колебаний с частотой резонанса системы жидкость-газ частицы абразивного материала под действием мощных турбулентных потоков МР совершают интенсивные хаотические движения в полости ЦИ, воздействуя при этом на внутреннюю поверхность ЦИ и способствуя эффективному удалению с нее загрязнений. 2 ил.CI cavity with cleaning solution (MR) and vibration oscillation messages at the frequency of the washing medium resonance. To do this, CI is positioned vertically and, after filling, the MR seals its cavity, in the lower part of which a localized gas volume is placed, which forms a liquid-gas non-linear oscillatory system with MR, and dispersed particles of abrasive material. When QI communicates vertical oscillations with the resonance frequency of the liquid-gas system, the particles of abrasive material under the action of powerful turbulent MR flows make intense chaotic movements in the QI cavity, affecting the inner surface of the QI and contributing to the effective removal of impurities from it. 2 Il.
моющим раствором, при этом в нижней части полости размещают локализованный газовый объем, образующий с моющим раствором нелинейную колебательную систему "газ-жидкость", и дисперсные частицы абразивного материала, а виброколебания изделию сообщают в вертикальном направлении на частоте резонанса колебательной системы "газ-жидкость".detergent solution, while in the lower part of the cavity a localized gas volume is placed, which forms a non-linear gas-liquid oscillatory system and dispersed particles of abrasive material with the cleaning solution, and oscillations of the product are reported in the vertical direction at the resonance frequency of the gas-liquid oscillatory system .
На фиг. 1 приведено устройство, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.FIG. 1 shows the device, a general view; in fig. 2 shows section A-A in FIG. one.
Очищаемое изделие 1 устанавливается в вертикальном положении открытым торцом вверх и жестко закрепляется на рабочей площадке 2 вибростенда. Полость изделия 1 на 80-85% заполняется моющим раствором, остальное - воздух или другой газ, и герметизируется, например, с помощью крышки 3 с уплотнением 4. подстыковываемой к открытому торцу изделия. ВThe product to be cleaned 1 is installed in a vertical position with the open end up and rigidly fixed on the working platform 2 of the shaker. The cavity of product 1 is 80-85% filled with detergent solution, the rest is air or other gas, and is sealed, for example, by means of a cover 3 with a seal 4. docked to the open end of the product. AT
„ 1680386 А1„1680386 A1
33
16803861680386
4four
нижней части полости изделия в жидкости размещен упругий газонаполненный элемент 5, представляющий собой заполненную газом эластичную сферическую оболочку 6. выполненную, например, из резиновой пленки. Газонаполненный элемент 5 свободно размещен в жидкости и удерживается в нижней части полости изделия на заданном уровне с помощью горизонтальной решетки 7, жестко закрепленной на нижнем конце вертикального стержня 8, установленного по оси изделия и закрепленного в крышке 3 с возможностью вертикального перемещения и фиксации положения. В нижней части полости размещен также слой дисперсных частиц абразивного материала 9, например электрон плавленного корунда размером 0,8-1,0 мм. Давление газа внутри упругого элемента 5 благодаря локализующей газ эластичной оболочке, равно давлению окружающей газ жидкости. При этом газ и жидкость постоянно находятся в устойчивом динамическом контакте между собой - всякое изменение давления жидкости немедленно передается газу, и наоборот. Поскольку жидкость инерционна, а газ обладает хорошими упругими свойствами, при своем взаимодействии они образуют в полости очищаемого изделия -нелинейную колебательную систему "газжидкость", обладающую высокой чувствительностью.The lower part of the cavity of the product in the liquid is placed elastic gas-filled element 5, which is a gas-filled elastic spherical shell 6. made, for example, from a rubber film. The gas-filled element 5 is freely placed in the liquid and held in the lower part of the cavity of the product at a predetermined level using a horizontal grid 7 fixed on the lower end of the vertical rod 8 mounted along the axis of the product and fixed in the cover 3 with the possibility of vertical movement and fixation of the position. In the lower part of the cavity there is also a layer of dispersed particles of abrasive material 9, for example, an electron of fused corundum with a size of 0.8-1.0 mm. The gas pressure inside the elastic element 5, due to the elastic sheath localizing the gas, is equal to the pressure of the liquid surrounding the gas. At the same time, gas and liquid are constantly in stable dynamic contact with each other - any change in fluid pressure is immediately transmitted to gas, and vice versa. Since the liquid is inertial, and the gas has good elastic properties, in their interaction, they form in the cavity of the product being cleaned a non-linear oscillatory system “gas liquid”, which is highly sensitive.
При включении вибростенда возбуждаются вертикальные периодические колебания рабочей площадки 2 (с заданными частотой и виброускорением), которые сообщаются очищаемому изделию 1. При этом в жидкости (моющем растворе), находящейся в полости изделия, возбуждается динамическое (переменное) давление, изменяющееся с частотой изменения внешнего вибровоздействия. Изменения давления жидкости через эластичную оболочку 6 упругого элемента передаются локализованному в ней газу, вызывая периодические пульсации его объема - возбуждаются пульсации колебательной системы "газ-жидкость" и полости очищаемого изделия. Эти пульсации вызывают турбулизацию объема жидкости в полости изделия. Однако при отсутствии резонанса динамическое давление в жидкости и ее турбулизация невелики и находящиеся в жидкости дисперсные частицы абразивного материала находятся в нижней части полости в состоянии покоя или слабого перемешивания. Экспериментально установлено, что собственная частота колебаний системы "газ-жидкость" такого типа равнаWhen the vibrostand is turned on, vertical periodic oscillations of the working platform 2 are excited (with a given frequency and acceleration), which are communicated to the product to be cleaned 1. In this case, a dynamic (variable) pressure is excited in the fluid (washing solution) located in the product cavity, changing with the frequency of external vibration effects. Changes in the fluid pressure through the elastic shell 6 of the elastic element are transmitted to the gas localized in it, causing periodic pulsations of its volume — the pulsations of the gas-liquid oscillatory system and the cavities of the product being cleaned are excited. These pulsations cause turbulization of the volume of fluid in the cavity of the product. However, in the absence of resonance, the dynamic pressure in the liquid and its turbulization are small and the dispersed particles of abrasive material in the liquid are in the lower part of the cavity in a state of rest or weak mixing. It was established experimentally that the natural frequency of a gas-liquid system of this type is equal to
где η - показатель адиабаты для газа;where η is the adiabatic index for gas;
р - давление в полости над свободнойp is the pressure in the cavity above the free
поверхностью жидкости, дин/см2;liquid surface, dyne / cm 2 ;
5 - площадь горизонтального сечения локализованного газа, см2;5 - the area of the horizontal section of the localized gas, cm 2 ;
О - объем локализованного газа в жидкости, см3;O is the volume of localized gas in a liquid, cm 3 ;
К - высота столба жидкости над локализованным газом, см;K is the height of the liquid column above the localized gas, cm;
р— плотность жидкости.p is the density of the liquid.
Согласно указанному способу вибровоздействие на изделие производят с частотой, равной собственной частоте колебательной системы "газ-жидкость”, что обеспечивает резонансный режим пульсаций этой системы. В условиях резонанса интенсивность пульсаций системы резко возрастает: увеличивается амплитуда объемных пульсаций локализованного газа и в 3-4 раза увеличивается амплитуда волн динамического давления в жидкости. В жидкости создаются мощные турбулентные пульсирующие потоки и она мгновенно вскипает, захватывая газ из верхней части полости, который в виде множества мелких пузырьков распределяется в объеме жидкости. Давление в очищаемой полости повышается и в ней образуется гомогенный гидрозоль, заполняющий весь ее объем, граница между жидкостью и газом в верхней части полости исчезает. Находящиеся в нижней части полости дисперсные частицы абразивного материала захватываются мощными турбулентными потоками жидкости и находятся в ней в виде взвеси, совершая очень интенсивные хаотические движения.According to this method, the vibration effect on the product is produced with a frequency equal to the natural frequency of the gas-liquid oscillatory system, which provides a resonant mode of pulsations of this system. Under resonance conditions, the intensity of the system pulsations increases dramatically: the amplitude of the volume pulsations of the localized gas increases and is 3-4 times the amplitude of the dynamic pressure waves in the liquid increases, powerful turbulent pulsating flows are created in the liquid and it instantly boils, trapping gas from the top spines, which in the form of a multitude of small bubbles are distributed in the liquid volume.The pressure in the cavity being cleaned rises and a homogeneous hydrosol is formed in it that fills its entire volume, the boundary between the liquid and the gas in the upper part of the cavity disappears. Dispersed particles of abrasive material in the lower part of the cavity captured by powerful turbulent fluid flows and are in it in the form of suspended matter, making very intense chaotic movements.
В данном режиме на очищаемую поверхность полости воздействуют интенсивные пульсирующие турбулентные потоки жидкости (моющего раствора), за счет чего происходит эффективное смывание загрязнений со стенок изделия. При этом взвешенные в жидкости и совершающие интенсивные движения дисперсные частицы, соударяясь с очищаемой поверхностью, оказывают на нее интенсивное абразивное воздействие, значительно повышая эффективность отделения загрязнений, особенно трудноудаляемых.In this mode, intensive pulsating turbulent flows of liquid (washing solution) affect the surface of the cavity to be cleaned, due to which there is an effective flushing of dirt from the walls of the product. At the same time, dispersed particles suspended in a liquid and performing intensive movements, colliding with the surface being cleaned, have an intense abrasive effect on it, significantly increasing the efficiency of separating contaminants, especially hard to remove.
Так как в условиях резонанса резко возрастают пиковые значения динамического давления в жидкости, в отрицательные полупериоды величина его уменьшается до значения давления насыщенных паров, что ведет к образованию в жидкости кавитационных пузырьков, которые, схлопываясьSince, under resonance conditions, peak values of dynamic pressure in a liquid sharply increase, during negative half-periods, its magnitude decreases to the value of saturated vapor pressure, which leads to the formation of cavitation bubbles in a liquid, which, collapsing
5five
16803861680386
66
вблизи очищаемой поверхности, способствуют эффективному удалению с нее загрязнений.near the surface to be cleaned, contribute to the effective removal of dirt from it.
Совместное воздействие этих факторов обеспечивает очень высокую интенсивность удаления загрязнений с очищаемой поверхности изделия.The combined effect of these factors provides a very high intensity of removing contaminants from the surface being cleaned.
Продолжительность процесса очистки составляет в среднем 0,5-2 мин, По окончании процесса очистки выключают источник виброколебаний, динамическое давление в жидкости исчезает и турбулентные пульсации прекращаются, захваченный жидкостью газ всплывает в верхнюю часть полости, а дисперсные частицы опускаются. При сильном загрязнении внутренней поверхности изделий процесс очистки можно повторить, залив в очищаемую полость свежий моющий раствор.The cleaning process lasts an average of 0.5-2 minutes. At the end of the cleaning process, the source of oscillations is turned off, the dynamic pressure in the liquid disappears and the turbulent pulsations stop, the gas trapped by the liquid floats to the upper part of the cavity, and the dispersed particles descend. If the inner surface of the products is heavily soiled, the cleaning process can be repeated by pouring fresh cleaning solution into the cavity to be cleaned.
Данный способ благодаря одновременному воздействию на очищаемую поверхность турбулентных потоков жидкости, кавитации и абразивных частиц позволяет повысить качество очистки при снижении ее продолжительности.This method due to the simultaneous impact on the surface being cleaned turbulent fluid flows, cavitation and abrasive particles allows to improve the quality of cleaning while reducing its duration.
Кроме того, образуемая в полости изделия нелинейная колебательная система "газ-жидкость" обладает высокой чувствительностью и поэтому возбуждение ее резонансных колебаний не связано с большими энергозатратами - оптимальная величина виброускорения составляет 5-7 д. Это позволяет значительно снизить энергозатраты по сравнению с известным способом очистки, в котором для возбуждения резонансного режима круговых колебаний моющего раствора необходимо виброускорение 20-40 д.In addition, the non-linear gas-liquid oscillatory system formed in the product cavity is highly sensitive and therefore the excitation of its resonant oscillations is not associated with large power consumption - the optimum amount of vibration acceleration is 5-7 d. This can significantly reduce energy consumption compared to the known cleaning method In which to excite the resonant mode of circular oscillations of the washing solution, acceleration of 20-40 days is necessary.
Предложенный способ позволяет также значительно упростить процесс очистки цилиндрических изделий и повысить его технологичность, поскольку вертикальное вибровоздействие на изделие осуществлять значительно проще, чем в наклонной плоскости, а значения основных параметров способа (ί, р. 5, О, Ь) легко устанавливаются заранее и не изменяются в процессе очистки.The proposed method also makes it possible to significantly simplify the process of cleaning cylindrical products and improve its manufacturability, since the vertical vibration effect on a product is much easier to implement than in an inclined plane, and the values of the main parameters of the method (, p. 5, O, b) are easily set in advance and not change during the cleaning process.
При экспериментальной отработке указанного способа проводилась очистка внутренней поверхности полых цилиндрических изделий диаметром 40-100 мм и длиной 100-300 мм. Изделия устанавливались в вертикальном положении на рабочей площадке электродинамического вибростенда ВЭДС-100. Внутренняя полость изделия на 70-90% заполнялась моющим раствором, остальное - воздух, и герметично закрывалась крышкой. В нижней части полости (на днище) размещался слой абразивных частиц корунда электросплавленного дисперсностью 0,8-1.0 мм, высота слоя составляла 0,05-0,1 высоты полости. В нижней части полости помещался газонаполненный упругий сферический элемент из эластичной резиновой пленки; диаметрDuring the experimental testing of this method, the inner surface of hollow cylindrical articles with a diameter of 40-100 mm and a length of 100-300 mm was cleaned. The products were installed in a vertical position on the working platform of the VEDS-100 electrodynamic shaker. The internal cavity of the product at 70-90% was filled with a cleaning solution, the rest - the air, and sealed with a lid. In the lower part of the cavity (on the bottom) there was a layer of abrasive particles of corundum electroplating with a dispersion of 0.8-1.0 mm, the height of the layer was 0.05-0.1 height of the cavity. A gas-filled elastic spherical element made of an elastic rubber film was placed in the lower part of the cavity; diameter
газонаполненных элементов в зависимости от размеров очищаемого изделия составлял 18-35 мм. Резонансный режим пульсаций моющей среды в полости изделий имел место на частотах 40-65 Гц при виброускорениях 5-7 д. Использование прозрачных моделей цилиндров (из оргстекла) показало, что наибольшая интенсивность резонансных пульсаций системы "газ-жидкость" имела место при исходном объеме верхней газовой подушки, равном 15-20% объема очищаемой полости. В этом случае динамическое давление было максимальным (1 ΙΟΙ 20 кПа) и активированная моющая среда в виде гомогенного гидрозоля заполняла всю полость изделия, а дисперсные частицы, находясь во взвешенном состоянии, равномерно распределялись в объеме гидрозоля, совершая высокоинтенсивные хаотические движения и интенсивно воздействуя на внутреннюю поверхность изделия.gas-filled elements, depending on the size of the product being cleaned, was 18-35 mm. The resonant mode of pulsations of the washing medium in the cavity of products took place at frequencies of 40-65 Hz with vibration accelerations of 5-7 d. The use of transparent models of cylinders (from plexiglas) showed that the greatest intensity of resonant pulsations of the "gas-liquid" system took place at the initial volume of the upper gas cushion equal to 15-20% of the volume of the cavity being cleaned. In this case, the dynamic pressure was maximum (1 ΙΟΙ 20 kPa) and the activated washing medium in the form of a homogeneous hydrosol filled the entire cavity of the product, and the dispersed particles, being suspended, were evenly distributed in the volume of the hydrosol, performing high-intensity chaotic movements and intensely affecting the internal surface of the product.
При величине газовой подушки более 20% объема полости снижаются относительное содержание жидкости в полости и плотность получаемого гидрозоля, что ведет к снижению динамического давления и уменьшению интенсивности резонансных пульсаций моющей среды, особенно в верхней части полости. В то же время при газовой подушке < 15% объема полости увеличивается плотность гидрозоля, снижается подвижность жидкости и повышается жесткость колебательной системы "газ-жидкость". Это также ведет к снижению амплитуды волн динамического давления и уменьшению интенсивности резонансных пульсаций моющей среды и, как следствие к снижению интенсивности очистки внутренней поверхности изделия.When the gas cushion is more than 20% of the volume of the cavity, the relative content of liquid in the cavity and the density of the hydrosol produced decrease, which leads to a decrease in dynamic pressure and a decrease in the intensity of resonant pulsations of the washing medium, especially in the upper part of the cavity. At the same time, with a gas cushion of <15% of the volume of the cavity, the density of the hydrosol increases, the mobility of the fluid decreases, and the rigidity of the gas-liquid oscillatory system increases. It also leads to a decrease in the amplitude of the dynamic pressure waves and a decrease in the intensity of the resonant pulsations of the washing medium and, consequently, to a decrease in the intensity of cleaning the inner surface of the product.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894766157A SU1680386A1 (en) | 1989-12-07 | 1989-12-07 | Method of cleaning interior surfaces of cylindrical parts |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894766157A SU1680386A1 (en) | 1989-12-07 | 1989-12-07 | Method of cleaning interior surfaces of cylindrical parts |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1680386A1 true SU1680386A1 (en) | 1991-09-30 |
Family
ID=21483165
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU894766157A SU1680386A1 (en) | 1989-12-07 | 1989-12-07 | Method of cleaning interior surfaces of cylindrical parts |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1680386A1 (en) |
-
1989
- 1989-12-07 SU SU894766157A patent/SU1680386A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3401708A (en) | Device for ultrasonically cleaning phonographic records | |
SU1680386A1 (en) | Method of cleaning interior surfaces of cylindrical parts | |
US3135274A (en) | Tube cleansing apparatus | |
CN211412995U (en) | Numerical control ultrasonic cleaner convenient to remove | |
SU1664428A1 (en) | Method of cleansing of inner surface of reservoirs | |
RU1776465C (en) | Method of cleaning inner surfaces of cylindrical articles | |
KR100242942B1 (en) | Washing apparatus for using a multi-oscillation ultrasonic wave | |
RU1798391C (en) | Device for application of galvanic coatings | |
RU2024337C1 (en) | Device for cleaning articles | |
SU779449A1 (en) | Device for galvanic plating | |
RU1784284C (en) | Washing installation | |
JPS5670841A (en) | Method of catalyst regeneration | |
SU618267A1 (en) | Component-working vibration unit | |
SU539843A1 (en) | Device for aeration of wastewater | |
RU99114186A (en) | METHOD OF VIBRATION PROCESSING | |
CN216655580U (en) | A anti-toppling device for ultrasonic cleaner article | |
SU1671241A1 (en) | Device for washing roots and tubers | |
SU1583299A1 (en) | Arrangement for stirring | |
SU965495A1 (en) | Apparatus for producing dispersed system | |
RU2089274C1 (en) | Method of preparing disperse systems | |
RU2178724C1 (en) | Self-cleaning resonant filter-activator | |
SU1205929A1 (en) | Apparatus for obtaining disperse system | |
RU2118417C1 (en) | Washing device | |
SU817481A1 (en) | Method and apparatus for discharging finely-dispersed dust | |
JPH10202211A (en) | Ultrasonic washing device |