CN1166462C - 清洗线材或者型材的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种按照DE 19602917.1-15借助于超声波采用超声波振子和流体清洗线形或带形物品的方法，本发明通过，待清洗物品被引导穿过在空气中振动的特殊挠性振动器(3)上沿纵轴线延伸的至少一个与该物品直径相适应的孔(1)，该物品也可以穿过在振幅最高各处垂直于该纵轴线的至少一个孔，使得超声波直接作用在待清洗物品上。振动器以很高的振幅振动，以便在孔(2)中产生很强的空化作用场，其中超声波振子(1)以恒振幅点形或者线形地激励挠性振动器(3)，而且清洗液注满所述孔(2)，并经孔(2)从挠性振动器(3)排出。

Description

清洗线材或者型材的方法
技术领域
本发明涉及借助于超声波激励液体清洗线材和型材的方法。
背景技术
用超声波能和液体清洗线材和型材已经是公知的方法。
已知的方法，例如清洗线材时，利用放在充以液体的容器中的浸入式换能器。浸入式换能器向流体中发射超声波能量，于是流体中产生空化作用，也就是说，在高能量输入下流体破裂，从而产生细小的气泡，气泡内充满负压气体。结果，这些气泡受到聚爆作用释放出高能量从而产生强的微水流，微水流作用在待洗物品的脏污表面上，去掉诸如脂肪、油等类似物的残迹。
就这种已知装置和使用方法而言，待清洗物品，或者说线材通过一个装液体的大容器，一般地使用盆子，其中超声波能量密度平均为每平方厘米1瓦特，或者说每升15瓦特，因而要耗用很高的能量才能达到清洗所需要的强度。在线材表面上得到的有效功率远低于超声波池的全部功率。超声波不能充分地对准线材表面，因而为了达到清洗的作用，需要投入较高的能量。
US4100926公开了一种方法，使用一种众所周知的圆柱形超声振子，它有一个穿过该振子的传输筒，引导待清洗线材安放在此传输筒中。清洗液在空腔内与在传输筒中的线材接触。超声波振子甚至不接触清洗剂。超声振子必须激励相对较大容积的水，从而超声波能量密度很小，不足以产生清洗效果。超声波不足以直接作用在要被清洗的线材的表面上。
由DE40 09 721A1公知一种装置，出于物理原因，工作长度或者说有效作用段很短，仅从一侧对要被清洗的材料起超声波作用。因此效率不高。
由AT350 493还公知一种低效率的清洁装置，它按纵向换能器的原理工作。要被清洗的线材经沿纵轴线振荡的号筒状装置的膛孔导入。所述号筒状装置含有用螺丝拧在一起的数个零件。其结构复杂并且易于受干扰。
DE9602917公开了一种与本发明目的相关的方法，根据该方法，待清洗的物品被引导穿过一个在空气中振动的特殊振子中的膛孔，膛孔中注入清洗液。
通过这种方法，仅仅直接在该特殊构造的超声振子的工作膛孔中的很少量的水受到超声波的很强烈的激励。产生了约高于现有技术两个数量级的声能密度，从而通过强空化作用场得到非常直接并且非常有效的清洗作用。
这种设有膛孔的特殊的超声波振子可以使通过液体在要被清洗的物品上产生的超声波能量的有效作用限制到约λ1/4的长度。出于物理原因不能够随意地增加有效作用段。因此，即使振幅非常高输入进工作膛孔中的超声波能量也受到限制。例如10毫米的膛孔最高为400W，而用于细线材的5毫米的膛孔最高为100W。
另外在工作膛孔中高速拉过的线材在工作膛孔逗留时间很短。
发明内容
本发明的目的是提供一种清洗线形产品的方法，确保基本上超过λ1/4长度的以非常高振幅的超声波能量直接有效作用在待清洗的物品上。
此处所要达到的目的是可以把数KW的超声波功率导入超声振子的膛孔中，同时增加逗留时间，从而可以把清洗效率和要被清洗的物品的吞吐速度加以倍增。
为实现本发明的上述目的，本发明提供一种借助于超声波激励液体清洗线材及型材的方法，所述超声波激励的液体与待清洗的物品一起通过超声波振子装置的膛孔，其特征在于，超声振子装置由超声波变换器和连接于其上挠性换能器组成的，并且用约20至250微米的非常高的振幅激励，在此，所述挠性换能器中至少有一个膛孔，为了达到理想的清洗结果，所述膛孔的直径仅稍大于要待清洗物品的直径，所述膛孔沿纵轴线安排，要受清洗的物品经所述膛孔导入。
因此，根据本发明的方法的特征在于，超声振子安排由一种超声波变换器和一种连接于其上挠性换能器建立的，并且用约20至250微米的非常高的振幅激励，在此，所述挠性换能器中至少有一个膛孔，为了达到理想的清洗结果，所述膛孔的直径仅稍大于要受清洗的物品横截面的最大对角线，所述膛孔沿纵轴安排，要被清洗的物品经所述膛孔导入。
使用一种特殊的挠性换能器，引导受清洗物品穿过所述换能器，需要时甚至可以同时引导所述物品通过设在所述挠性换能器上的多个膛孔，从而可以增加清洗过程中的总有效作用长度。可以用较少的材耗达到同等的性能。
由于在振幅高达20至250微米振动的挠性换能器工作膛孔中有效清洗液的集中作用，输入的超声波功率集中在这样一个小小的体积中，从而用低能量的输入产生强的空化场，保证了对穿过振动器的线材高效地清洗。用与超声波振子相比较长的有效作用段，以及用极小的间隔，超声波在工作膛孔内，从各个方向集中垂直地作用在线材相对较长的部分上。
与已知方法相比，可以获得20至100倍于超声波容量的声波强度(相对发波面积而言)，从而以清洗线材为例消耗同样的能量可以达到高得多的效能。另外还可以节省清洗液，需要的设备小型化，待清洗物品的输送速度高。环境污染大大降低。大大地减少了污染环境的清洗液的用量。
根据本发明的方法可用于清洗单根线材料、多根线材、多股线、也可以用于清洗圆形线材、缆线等等，效率很高。
对于每个直径范围以及每种材料可以选择设定适宜的超声波功率。挠性换能器的振幅可以根据具体应用而设定。
本发明的其它优越性由从属权利要求的特征给出。
附图简述
图1是挠性换能器的截面示意图。
具体实施方式
下面借助于挠性换能器的实施例的一个单张附图较详细地阐述本发明。
仅有的图1示意了挠性换能器3的截面，超声波振子1激励换能器3产生超声波振动波。挠性换能器3沿纵轴有一个第一膛孔2，待清洗物品，例如线材，受引导穿过该膛孔。第一膛孔与挠性换能器3的振荡波节SK区域的第二膛孔4相通。膛孔4与膛孔2垂直安排，作用是输进适当的清洗液。
在超声波振子1接通对具体应用大小适当的超声波处理器时在经膛孔4注入挠性换能器3的清洗液开始竖直振动，这些振动从流体传向同轴心穿过膛孔2的线材表面。这里要注意的是，必须确保流体充满膛孔2。
由于引入的超声波能量集中在膛孔2内的小体积流体上，尤其是膛孔2内壁与同轴心穿过膛孔2的线材之间的小小体积上，从而产生一个非常强的空化作用。洗涤下的污物随清洗液一起从膛孔2的两端冲洗出。清洗液可以经适当的处理后重新用于清洗过程。
超声波振子1和挠性换能器3按根据待清洗物品设定的振幅在振荡。超声波振子1以恒振幅形或者线形地激励换能器3。超声波振子优选为矩形，也可以采用圆形的超声波振子。
本方法还可用于纤维带、金属带、缆线等等的清洗或者预处理。

Claims (4)

1.一种借助于超声波激励液体清洗线材及型材的方法，所述超声波激励的液体与待清洗的物品一起通过超声波振子装置的膛孔，其特征在于，超声振子装置由超声波变换器(1)和连接于其上的挠性换能器(3)组成，并且用约20至250微米的非常高的振幅激励，在此，所述挠性换能器(3)中至少有一个膛孔(2)，为了达到理想的清洗结果，所述膛孔的直径仅稍大于待清洗物品的直径，所述膛孔沿纵轴线安排，待清洗物品经所述膛孔导入。
2.权利要求1所述的方法，其特征在于，供待清洗物品穿过的膛孔(2)布置在与纵轴垂直的最大振幅处。
3.权利要求1或2所述的方法，其特征在于，待清洗的物品同轴穿过膛孔(2)，不与膛孔壁接触。
4.权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在振动波节(SK)处将清洗液注入挠性换能器(3)。
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