Результат интеллектуальной деятельности: КАВИТАЦИОННАЯ ФОРСУНКА

Изобретение относится к моечной технике и может найти применение при промывке полых изделий, в частности топливных баков летательных аппаратов.

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).

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).

Основным недостатком известных устройств является их низкое качество промывки полых изделий (труб, топливных баков летательных аппаратов) из-за недостаточного давления подаваемой струи.

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.

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.

Задачей заявленного технического решения является повышение эффективности промывки полых длинномерных конструкций.

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.

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.

На чертеже представлен общий вид кавитационной форсунки.

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.

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).

Форсунка работает следующим образом.

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.

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.

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.

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.

Таким образом, заявленное техническое решение повышает эффективность промывки полых длинномерных крупногабаритных изделий.