Электрогидравлическое устройство для гидроочистки изделий

Полезная модель относится к устройствам для создания с помощью электрического разряда высокоскоростной струи жидкости и предназначена для использования при гидроочистке поверхностей деталей и изделий.
Известно устройство для электрогидравлической очистки изделий (например, литья или поковок) от загрязнения, включающее корпус с электродами и трубопровод для подачи воды в корпус, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности очистки, оно выполнено в виде импульсного электрогидравлического насоса, снабженного удлиненным стволом, над выходом которого размещен бункер для абразива, соединенный со стволом наклонным каналом [1].
Недостатками указанного устройства являются: сложность в конструктивном обеспечении герметичности гидравлической разрядной камеры совместно со стволом и бункером для абразива, так как при такой конструкции устройства может произойти обратный выброс жидкости в бункер; при проведении электрических разрядов в закрытых камерах небольших объёмов эффективность передачи энергии от канала разряда в рабочую жидкость снижается.
Цель заявляемой полезной модели — расширение возможностей создания высокоскоростных струй жидкости и повышение эффективности ультраструйных гидротехнологий.
В предлагаемой конструкции корпус электрогидравлического устройства представляет собой цилиндр со встроенными перегородками-лопастями. Внутри корпуса расположены электроды. Отрицательный электрод выполнен в виде кольца, в центре которого расположен положительный электрод. При этом положительный электрод служит и осью для вращения цилиндрического корпуса. В положительном электроде выполнен канал подачи воды.
В цилиндр по каналу поступает рабочая жидкость, например, технически чистая вода. Цилиндрическому корпусу придаётся вращательное движение. Расположенные внутри корпуса перегородки-лопасти раскручивают находящуюся внутри цилиндра воду. Быстро движущаяся по кругу вода стремится к стенке
цилиндра, а в середине образуется воровка (водоворот в миниатюре). У основания воронки происходит высоковольтный электрический разряд между электродами.
При этом внутри корпуса в канале разряда давление достигает больших величин, за счёт которого вода выбрасывается из цилиндра с высокой скоростью. Образованная при раскрутке воды воронка (подобно выемке в кумулятивном заряде) позволяет усилить действие жидкости на объект очистки путём концентрации высокоскоростной водяной струи в осевом направлении. Наибольший эффект достигается на так называемом «фокусном расстоянии», на котором струя максимально будет «растянута», но ещё не разорвана на отдельные фрагменты. За счёт изменения частоты вращения цилиндра есть возможность регулировать глубину образующейся воронки, таким образом изменять данное «фокусное расстояние».
На фиг. 1 изображён общий вид заявляемого электрогидравлического устройства для очистки изделий от загрязнений. Устройство содержит вращающийся цилиндрический корпус 1, снабжённый внутри перегородками - лопастями 2 для раскручивания рабочей жидкости 3, в качестве которой может быть использована, например, технически чистая вода. Внутри корпуса размещены электроды, причём отрицательный электрод 4 выполнен в виде кольца, в центре которого расположен положительный электрод 5. Такая электродная система компактна, позволяет преобразовать большую часть накопленной в конденсаторах энергии в кинетическую энергию плазмы и получать направленный удар. Положительный электрод служит также осью вращения цилиндрического корпуса. В положительном электроде выполнен канал 6, по которому рабочая жидкость поступает в цилиндр.
Устройство работает следующим образом. В цилиндр по каналу непрерывно подаётся вода. За счёт вращения цилиндра с внутренними лопастями вода раскручивается. На поверхности воды образуется воронка, глубина которой зависит от частоты вращения цилиндра. Происходит высоковольтный электрический разряд между электродами. Из-за быстротечного выделения энергии в канале разряда давление резко возрастает. Вода выталкивается из цилиндра в виде высокоскоростной струи (фиг. 2). При этом за cчëт образованной воронки происходит концентрация струи в осевом направлении, и усиление его действия на
обрабатываемое изделие. Далее электрические разряды повторяются. Так, сменяющиеся ударные волны создают на поверхности обрабатываемого изделия чередующиеся напряжения сжатия и растяжения, что приводит к удалению загрязнений.
Применение заявляемого устройства позволит расширить возможности создания высокоскоростных струй жидкости и повысить эффективность ультраструйных гидротехнологий.
Использованные источники
1. Устройство для электрогидравлической очистки изделий, SU 446159 А, В 22 D 29/00, 15.05.1983. Бюл. N 18.