Способ ультразвуковой очистки изделий

Изобретение относится к области ультразвуковой обработки и может применяться для очистки изделий от технологических и эксплуатационных загрязнений. Способ заключается в том, что на изделие 5, помещенное в рабочую емкость 1 с моющей жидкостью 2, воздействуют ультразвуковыми колебаниями с амплитудой колебательных смещений 15…50 мкм на частотах 20…30 кГц. Для этого используют источник 3 излучения в виде поршневого ультразвукового излучателя, устанавливаемого в емкости 1 и создающего направленный на изделие 5 поток 6 жидкости с кавитационными свойствами шириной l. Вращение подставки 4 с емкостью 1, жидкостью 2 и изделиями 5 формирует под действием центробежной силы гидродинамический поток приводимой в движение моющей жидкости 2, образующий совместно с излучением источника 3 ультразвуковых колебаний общую расширенную зону устойчивого кавитационного воздействия на изделие. Ширина L зоны совместного воздействия источника акустических колебаний и давления, создаваемого гидродинамическим потоком жидкости, зависит от частоты вращения подставки и может достигать размера до 3l. Технический результат: создание в моющей жидкости общей расширенной зоны эрозионного воздействия на изделие, обеспечивающей более устойчивый процесс кавитации в моющей жидкости. 1 ил.

 

Изобретение относится к области ультразвуковой обработки и может применяться для очистки изделий от технологических и эксплуатационных загрязнений.

Известны способы ультразвуковой очистки изделий, при которых изделия погружают в моющую жидкость и создают в ней ультразвуковое поле стержневым излучателем, излучающая поверхность которого совершает поршневые колебания с амплитудой смещений 15…30 мкм. К недостаткам таких способов относится сравнительно малая по протяженности, до 15…20 мм в направлении излучения, зона интенсивной кавитационной эрозии, обеспечивающая очистку поверхности изделий. Существует способ ультразвуковой очистки изделий, согласно которому для увеличения протяженности зоны коллапсовой ультразвуковой очистки в область обработки вводят затопленную струю моющей жидкости со скоростью, превышающей скорость создаваемых излучателем крупномасштабных акустикогидродинамических течений и совпадающей с ними по направлению (см. а.с. СССР №1574285, В08В 3/12, опубл. 1990 г.). Недостатком этого способа является регулярное снижение эффективности очистки с увеличением расстояния от излучателя до обрабатываемого изделия (до 30 мм).

Наиболее близким аналогом, принятым в качестве прототипа, является способ ультразвуковой очистки изделий, согласно которому для создания в моющей жидкости дополнительной зоны эрозионного воздействия в той области крупномасштабного акустического течения, в которой из-за снижения амплитуды звукового давления с расстоянием не происходит захлопывания кавитационных пузырьков, т.е. не осуществляется эрозионное разрушение загрязнений, в качестве дополнительной энергии используют энергию ультразвукового низкоамплитудного излучения, создающего совместно с излучением основного источника общую, удаленную от него зону устойчивого кавитационного воздействия на изделие за счет взаимодействия двух потоков акустического излучения (см. патент РФ №2378058, В08В 3/12, опубл. 2010 г.).

Недостатками этого способа являются возможность увеличения зоны устойчивого кавитационного воздействия, направленной только вдоль крупномасштабного акустического течения, создаваемого источником колебаний, и необходимость использования второго ультразвукового низкоамплитудного излучателя.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание общей расширенной зоны эрозионного воздействия на изделие, обеспечивающей более устойчивый процесс кавитации в моющей жидкости.

Решение поставленной технической задачи достигается тем, что на изделие, помещенное в рабочую емкость с моющей жидкостью, воздействуют ультразвуковыми колебаниями от высокоамплитудного источника излучения с амплитудой колебательных смещений 15…50 мкм и частотой 20…30 кГц, создавая направленный на изделие поток жидкости с кавитационными свойствами, одновременно на изделие направляют поток дополнительной энергии, согласно изобретению в качестве дополнительной энергии используют воздействие, создаваемое гидродинамическим потоком приводимой в движение моющей жидкости, образующим совместно с излучением источника ультразвуковых колебаний общую зону устойчивого кавитационного воздействия на изделие.

На решение поставленной технической задачи направлено и то, что воздействие от гидродинамического потока осуществляют за счет организации вращательного движения моющей жидкости вокруг общей вертикальной оси с потоком жидкости, создаваемым излучением источника ультразвуковых колебаний.

Решение поставленной технической задачи достигается тем, что в результате в зоне совместного воздействия ультразвука и гидродинамического давления создаются условия схлопывания пузырьков паровоздушной смеси, не имеющих достаточной первоначальной энергии, т.е. условия кавитационного процесса очистки изделий. При этом процесс происходит в общей расширенной зоне по сравнению с прототипом.

Способ поясняется чертежом, на котором схематически представлено устройство для ультразвуковой очистки изделий.

На чертеже используются следующие обозначения: - ширина зоны акустического воздействия источника излучения, L - ширина зоны совместного воздействия источника акустических колебаний и давления, создаваемого гидродинамическим потоком жидкости, n - частота вращения подставки, ξ - амплитуда колебательных смещений излучателя.

Способ ультразвуковой очистки изделий заключается в том, что изделие помещают в рабочую емкость, заполненную моющей жидкостью, а затем на него осуществляют воздействие ультразвуковыми колебаниями, используя высокоамплитудный источник излучения. Амплитуду колебательных смещений ξ назначают в пределах 15…50 мкм с частотой колебаний в пределах 20…30 кГц, создавая в результате направленный на изделие поток моющей жидкости, воздействующий на загрязнение. Одновременно на изделие направляют поток дополнительной энергии за счет воздействия, создаваемого гидродинамическим потоком моющей жидкости, приводимой в движение. При этом оба источника энергии образуют общую расширенную зону устойчивого кавитационного воздействия на изделие. Дополнительное воздействие может, например, осуществляться за счет организации вращательного движения моющей жидкости вокруг общей вертикальной оси с потоком жидкости, создаваемым излучателем ультразвуковых колебаний.

Устройство состоит из рабочей емкости 1, заполняемой моющей жидкостью 2, источника 3 излучения в виде поршневого ультразвукового излучателя, а также вращающейся подставки 4. В емкости 1 размещаются изделия 5, требующие очистки, с использованием потока 6 моющей жидкости.

Предлагаемый способ ультразвуковой очистки изделий реализуется следующим образом.

На изделие 5, помещенное в рабочую емкость 1 с моющей жидкостью 2, воздействуют ультразвуковыми колебаниями с амплитудой колебательных смещений 15…50 мкм на частотах 20…30 кГц от источника 3 излучения в виде поршневого ультразвукового излучателя, устанавливаемого в емкости 1 и создающего направленный на изделие 5 поток 6 жидкости с кавитационными свойствами шириной . Вращение подставки 4 с емкостью 1, моющей жидкостью 2 и изделиями 5 формирует под действием центробежной силы гидродинамический поток приводимой в движение моющей жидкости 2, образующий совместно с излучением источника 3 ультразвуковых колебаний общую расширенную зону устойчивого кавитационного воздействия на изделие. Ширина L зоны совместного воздействия источника акустических колебаний и давления, создаваемого гидродинамическим потоком жидкости зависит от частоты n вращения подставки и может достигать размера до 3 . Так методом эрозионных тестов установлено, что при частоте вращения подставки с жидкостью с частотой n=0,5 с-1 при совместном воздействии гидродинамического потока приводимой в движение моющей жидкости и излучения источника ультразвуковых колебаний общая зона устойчивого кавитационного воздействия на изделие увеличивается с 40 мм до 120 мм.

Таким образом, в моющей жидкости создается общая расширенная зона эрозионного воздействия на изделие, обеспечивающая более устойчивый процесс кавитации в моющей жидкости.

Способ ультразвуковой очистки изделий, заключающийся в том, что на изделие, помещенное в рабочую емкость с моющей жидкостью, воздействуют ультразвуковыми колебаниями от высокоамплитудного источника излучения с амплитудой колебательных смещений 15-50 мкм и частотой 20-30 кГц, создавая направленный на изделие поток жидкости с кавитационными свойствами, одновременно на изделие воздействуют гидродинамическим потоком приводимой в движение моющей жидкости, образующим совместно с излучением источника ультразвуковых колебаний общую зону устойчивого кавитационного воздействия на изделие, отличающийся тем, что воздействие от гидродинамического потока осуществляют за счет организации вращательного движения подставки с емкостью, приводящего к вращению моющей жидкости вокруг общей вертикальной оси с потоком жидкости, создаваемым излучением источника ультразвуковых колебаний.



 

Похожие патенты:
Использование: для ультразвуковой очистки янтаря. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют последовательную очистку и промывку янтарного сырья в двух ультразвуковых установках: в первой установке – очистка в растворе нейтрального моющего средства в морской воде концентрацией 5%, температурой не выше 40°С, ультразвуком удельной мощностью 18 Вт/л при регулярном движении раствора относительно неподвижных обрабатываемых образцов за счет движущегося ультразвукового поля в течение 10 минут, последующее барботирование раствора сжатым воздухом давлением 0,02 МПа в течение 2 минут без ультразвука; во второй установке – промывка в чистой пресной воде при температуре не выше 40°С, ультразвуком удельной мощностью 18 Вт/л при регулярном движении воды относительно неподвижных обрабатываемых образцов за счет движущегося ультразвукового поля в течение 3 минут.

Изобретение относится к способу деполимеризации лаковой системы изоляции электродвигателей ультразвуковым излучением. Статор с неисправной обмоткой размещают в емкости аппаратного комплекса с рабочим раствором гидроксида натрия.

Изобретение относится к области очистки медицинских инструментов от труднорастворимых загрязнений. Устройство содержит корпус с откидной крышкой, ванну с дном.

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для предстерилизационной очистки (ПСО) медицинских изделий, в том числе содержащих внутренние сквозные каналы и полости.

Изобретение относится к устройству для ультразвуковой очистки изделий. Устройство содержит рабочую емкость (1), заполняемую моющей жидкостью (2), источник ультразвуковых колебаний (3), размещенный в рабочей емкости (1), и генератор колебаний.

Группа изобретений относится к способу и устройству ультразвуковой очистки изделий и может быть использована для очистки закрытых радиационных источников (ЗРИ) в радиационно-защитной камере.

Изобретение относится к оборудованию для регенерации бытовых фильтр-картриджей питьевой воды. Устройство для регенерации содержит преобразователь ультразвукового генератора, волноводно-излучающую систему в виде ультразвукового стакана, куда помещают регенерируемый фильтр-картридж, устройство фиксации фильтр-картриджа в ультразвуковом стакане, патрубок с краном для подачи и регулирования потока моющей жидкости и воздуха через канал в волноводно-излучающей системе, патрубок с краном для слива использованной промывочной воды.

Использование: в лазерной технике, где необходима прецизионная очистка оптических поверхностей. Способ очистки рабочих поверхностей призм при изготовлении оптико-механического модулятора добротности лазера на эффекте нарушения полного внутреннего отражения включает погружение призм в водный раствор поверхностно-активных веществ (ПАВ), возбуждение в нем ультразвуковых колебаний и постановку призм на оптический контакт.

Изобретение может быть использовано при подготовке поверхности фольги, ленты припоя после прокатки перед низкотемпературной бесфлюсовой пайкой, в частности, при сборке изделий РЭА и СВЧ-техники.
Изобретение относится к области обработки ископаемых смол и может быть использовано, в частности для очистки и удаления окисленной корки с поверхности янтарного сырья.
Изобретение относится к нефтеперерабатывающей, нефтяной и газовой промышленности, в частности к очистке резервуаров от тяжелых нефтяных остатков. Способ включает промывку водой сверху вниз колонны с дренированием грязной воды в промышленную канализацию.
Наверх