Патент на полезную модель Республики Беларусь

1. ОПИСАНИЕ
ПОЛЕЗНОЙ
МОДЕЛИ К
ПАТЕНТУ
(12)
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(19) BY (11) 6850
(13) U
(46) 2010.12.30
(51) МПК (2009)
B 08B 3/10
B 01D 27/00
(54) УСТАНОВКА ОЧИСТКИ ПОРИСТО-КАПИЛЛЯРНЫХ
МАТЕРИАЛОВ ИЛИ МНОГОСЛОЙНЫХ СЕТЧАТЫХ ФИЛЬТРОВ
(21) Номер заявки: u 20100451
(22) 2010.05.13
(71) Заявитель: Государственное науч-
ное учреждение "Институт физики
имени Б.И.Степанова Националь-
ной академии наук Беларуси" (BY)
(72) Авторы: Мухуров Николай Иванович;
Кривоносов Сергей Сергеевич; Жва-
вый Сергей Павлович; Гасенкова Ири-
на Владимировна (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Институт физи-
ки имени Б.И.Степанова Националь-
ной академии наук Беларуси" (BY)
(57)
Установка очистки пористо-капиллярных материалов или многослойных сетчатых
фильтров, содержащая рабочую камеру с ультразвуковым преобразователем, соединен-
ную с системой подачи и слива моющего раствора в рабочую камеру, отличающаяся тем,
что рабочая камера снабжена вторым ультразвуковым преобразователем и соединена с
датчиком перепада давления в рабочей камере, исполнительным механизмом открытия-
закрытия крышки рабочей камеры, управляемым верхним и нижним электронными ваку-
умными клапанами, соединенными с микропроцессорным устройством и водокольцевым
вакуумным насосом, соединенным с микропроцессорным устройством; датчиком закры-
того-открытого положения крышки рабочей камеры, соединенным с микропроцессорным
устройством; электронным вакуумным клапаном для вакуумирования рабочей камеры,
соединенным с микропроцессорным устройством и водокольцевым вакуумным
BY6850U2010.12.30

2. BY 6850 U 2010.12.30
2
насосом; электронным вакуумным клапаном для разгерметизации рабочей камеры, соеди-
ненным с микропроцессорным устройством, причем частоты ультразвуковых преобразо-
вателей равны 22 кГц и 44 кГц, а моющий материал размещают между ультразвуковыми
преобразователями, при этом система подачи и слива моющего раствора в рабочую каме-
ру состоит из электронных вакуумных клапанов, количество которых равно количеству
видов используемого моющего раствора, соединенных с емкостью подготовки соответ-
ствующего моющего раствора и микропроцессорным устройством.
(56)
1. А.с. СССР 344903, МПК В08 В 3/10, В23 Р 1/00 // БИ - 1973.- № 45.- С. 223.
2. А.с. СССР 664669, МПК В08 В3/12, B 01 D 27/12 // БИ - 1979.- № 20.- С. 22.
Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в
технологических устройствах для очистки в жидкой среде пористо-капиллярных материа-
лов и многослойных сетчатых фильтров, применяемых в гидравлических, масляных и
топливных системах самолетов, кораблей, ракет, дизельных установках, станкостроении.
Известна ультразвуковая установка для очистки деталей [1], содержащая цилиндриче-
скую магнитострикционную ванну, внутри которой находится кассета для размещения
обрабатываемых деталей, фильтрующий элемент, предназначенный для очистки моющей
жидкости, полый шток гидропривода, который служит для подачи моющей жидкости и
для соединения фильтрующего элемента с поршнем, к штоку прикреплена шайба, между
ней и гидроцилиндром установлена пружина сжатия, возвращающая кассету в крайнее
верхнее положение при отключении насоса, предусмотрены бак-отстойник для моющей
жидкости, трубопровод, патрубки для подачи и слива охлаждающей жидкости, ультразву-
ковой генератор.
Данная установка для ультразвуковой очистки деталей не позволяет получать высоко-
качественную очистку пористо-капиллярных фильтроэлементов в связи с тем, что очистка
происходит только внешней поверхности, а внутренние поверхности пор остаются загряз-
ненными, т.к. моющая жидкость имеет низкую проникающую способность за счет своего
поверхностного натяжения, а также в связи с тем, что поры имеют не прямолинейную
форму, а хаотично связанную систему пор (отверстий), в которых наряду с органическими
загрязнениями в больших количествах накапливаются неорганические загрязнения в виде
нагара и солей, прочно соединенных с поверхностью, кроме того, при опускании (или
напуске) в моющую жидкость происходит завоздушивание пор, что также препятствует
их очистке.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является
устройство для ультразвуковой очистки пористо-капиллярных фильтроэлементов [2], со-
держащее две соосно установленные стаканообразные камеры, плоскую перегородку, раз-
общающую эти камеры и их рабочие полости одна от другой, два держателя,
предназначенные для фиксированного расположения фильтроэлементов во время их
очистки, и систему циркуляции моющего раствора, оснащенную средством периодическо-
го изменения направления движения моющего раствора, каждая из камер установлена на
основании устройства с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения
относительно стационарной перегородки и оснащена индивидуальным источником уль-
тразвуковых колебаний, расположенным в ее донной части, которые жестко закреплены
на мембране, являющейся дном рабочей полости камеры, расположенных один относи-
тельно другого под углом 60°.
Данное устройство для ультразвуковой очистки пористо-капиллярных фильтроэле-
ментов не позволяет получать высококачественную их очистку в связи с тем, что очистка

3. BY 6850 U 2010.12.30
3
происходит только поверхностей фильтроэлементов, а внутренние поверхности пор оста-
ются загрязненными, т.к. моющая жидкость имеет низкую проникающую способность за
счет своего поверхностного натяжения, а также в связи с тем, что поры имеют не прямо-
линейную форму, а хаотически связанную систему пор (отверстий), в которых наряду с
органическими загрязнениями в больших количествах накапливаются неорганические за-
грязнения в виде нагара и солей, прочно соединенных с поверхностью, кроме того, при
опускании (или напуске) в моющую жидкость фильтроэлементов происходит завоздуши-
вание пор, что также препятствует их очистке. Использование однородного по составу
моющего раствора позволяет активно воздействовать на определенный вид загрязнений и
не воздействует на другие загрязнения.
Технической задачей полезной модели является улучшение качества очистки пористо-
капиллярных материалов и многослойных сетчатых фильтров от органических и неорга-
нических соединений.
Решение технической задачи достигается тем, что в установке очистки пористо-
капиллярных материалов или многослойных сетчатых фильтров, содержащей рабочую
камеру с ультразвуковым преобразователем, соединенную с системой подачи и слива мо-
ющего раствора в рабочую камеру, рабочая камера снабжена вторым ультразвуковым
преобразователем и соединена с датчиком перепада давления в рабочей камере, исполни-
тельным механизмом открытия-закрытия крышки рабочей камеры, управляемым верхним
и нижним электронными вакуумными клапанами, соединенными с микропроцессорным
устройством и водокольцевым вакуумным насосом, соединенным с микропроцессорным
устройством; датчиком закрытого-открытого положения крышки рабочей камеры, соеди-
ненным с микропроцессорным устройством; электронным вакуумным клапаном для ваку-
умирования рабочей камеры, соединенным с микропроцессорным устройством и
водокольцевым вакуумным насосом; электронным вакуумным клапаном для разгермети-
зации рабочей камеры, соединенным с микропроцессорным устройством, причем частоты
ультразвуковых преобразователей равны 22 кГц и 44 кГц, а моющий материал размещают
между ультразвуковыми преобразователями, при этом система подачи и слива моющего
раствора в рабочую камеру состоит из электронных вакуумных клапанов, количество ко-
торых равно количеству видов используемого моющего раствора, соединенных с емко-
стью подготовки соответствующего моющего раствора и микропроцессорным
устройством.
Совокупность указанных признаков обеспечивает цикличный перепад давления, кави-
тационный и капиллярный процессы в объеме пористо-капиллярных материалов или мно-
гослойных сетчатых фильтров, вызванные ультразвуковым воздействием, применение
разных по воздействию на загрязнения моющих растворов, что приводит к качественной
очистке и значительному сокращению технологического цикла очистки.
В результате дегазации пор за счет вакуумирования рабочей камеры 1 и цикличного
перепада давления, а также ультразвуковой обработки, т.е. капиллярного эффекта и кави-
тационных процессов, а также применения разных по воздействию на загрязнения мою-
щих растворов происходит качественная их очистка.
Сущность полезной модели поясняется фигурой, где:
1 - рабочая камера;
2 - ультразвуковые преобразователи;
3 - материал для очистки;
4 - датчик перепада давления;
5 - датчик закрытого-открытого положения крышки;
6 - исполнительный механизм открытия-закрытия крышки;
7 - верхний электронный вакуумный клапан;
8 - нижний электронный вакуумный клапан;
9 - микропроцессорное устройство;

4. BY 6850 U 2010.12.30
4
10 - водокольцевой вакуумный насос;
11 - электронный вакуумный клапан для вакуумирования рабочей камеры;
12 - электронный вакуумный клапан для разгерметизации рабочей камеры;
13 - электронные вакуумные клапаны подачи и слива моющего раствора;
14 - емкости подготовки моющего раствора.
Установка очистки пористо-капиллярных материалов или многослойных сетчатых
фильтров содержит рабочую камеру 1, внутри которой расположены два ультразвуковых
преобразователя 2 с частотами соответственно 22 кГц и 44кГц и промежутком между ни-
ми для размещения материала для очистки 3. Рабочая камера соединена с датчиком пере-
пада давления 4; датчиком закрытого - открытого положения крышки 5 рабочей камеры 1,
соединенным с микропроцессорным устройством 9; исполнительным механизмом откры-
тия-закрытия крышки 6, управляемым верхним 7 и нижним 8 электронными вакуумными
клапанами, обеспечивающими движение исполнительного механизма 6 вниз-вверх, со-
единенными с микропроцессорным устройством 9 и водокольцевым вакуумным насосом
10, соединенным с микропроцессорным устройством 9; электронным вакуумным клапа-
ном для вакуумирования рабочей камеры 11, соединенным с микропроцессорным устрой-
ством 9 и водокольцевым вакуумным насосом 10; электронным вакуумным клапаном для
разгерметизации рабочей камеры 12, соединенным с микропроцессорным устройством 9;
электронными вакуумными клапанами подачи и слива моющего раствора 13 в рабочую
камеру 1, количество которых равно количеству видов используемого моющего раствора,
каждый из которых соединен с соответствующей емкостью подготовки моющего раствора
14 и микропроцессорным устройством 9.
Установка работает следующим образом. Оператор вручную устанавливает материал
для очистки 3 в рабочую камеру 1 между ультразвуковыми преобразователями 2. В при-
мере используются три вида моющего раствора: MC1 - щелочной, МС2 - кислотный, МС3
- поверхностно-активное вещество (ПАВ). Три электронных вакуумных клапана подачи и
слива моющего раствора 13 соединены с рабочей камерой 1 и каждый из них с емкостью
соответствующего моющего раствора 14. После подготовки моющих растворов MC1,
МС2, МС3 (подогрев до температуры 60-65 °С) в емкостях подготовки моющих растворов
14 по команде микропроцессорного устройства 9 включаются водокольцевой вакуумный
насос 10 и верхний электронный вакуумный клапан 7, обеспечивающий срабатывание ис-
полнительного механизм 6, закрывающий крышку рабочей камеры 1, срабатывает датчик
5, сигнализируя о закрытии крышки; после чего подается команда от микропроцессорного
устройства 9 на электронный вакуумный клапан 11 и происходит вакуумирование рабочей
камеры 1, что приводит к дегазации пор материала для очистки 3. По достижении вакуума
0,8 Па, контролируемого датчиком 4, по команде микропроцессорного устройства 9 за-
крывается электронный вакуумный клапан для вакуумирования рабочей камеры 11 и от-
крывается электронный вакуумный клапан подачи и слива моющего раствора 13,
соединенный с емкостью 14 подготовки моющего раствора MC1, и моющий раствор пода-
ется в рабочую камеру 1, происходит заполнение рабочей камеры 1 моющим раствором
MC1, после чего по команде микропроцессорного устройства 9 этот клапан 13 закрывает-
ся и включаются ультразвуковые преобразователи 2, начинается цикл ультразвуковой об-
работки, продолжительность которого предварительно запрограммирована в микро-
процессорном устройстве 9 (в нашем примере 5 мин). По окончании ультразвуковой
обработки материала для очистки 3 моющим раствором MC1 по команде микропроцес-
сорного устройства 9 открываются электронный вакуумный клапаны для разгерметизации
рабочей камеры 12 и соответствующий электронный вакуумный клапан подачи и слива
моющего раствора 13, происходит слив моющего раствора MC1 в соответствующую ем-
кость 14. После этого происходит поочередно технологический процесс очистки материа-
ла 3 моющим раствором МС2, а затем и МС3 аналогично технологическому процессу
очистки моющим раствором MC1. Количество циклов обработки материала для очистки

5. BY 6850 U 2010.12.30
5
одним моющим раствором можно увеличивать, изменяя программу микропроцессорного
устройства 9.
После технологических циклов очистки моющими растворами MC1, МС2, МС3 по
команде микропроцессорного устройства 9 поочередно открывается-закрывается элек-
тронный вакуумный клапан 11 и закрывается-открывается электронный вакуумный кла-
пан 12, происходит сушка материала для очистки 3 за счет перепада давления. После
цикла сушки по команде микропроцессорного устройства 9 включается нижний электрон-
ный вакуумный клапан 8 и открывается крышка камеры 1. Оператор вручную достает ма-
териал для очистки 3 из рабочей камеры 1.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.