ES2227806T3 - Procedimiento y dispositivo para la limpieza en forma de hilo o banda, sobre todo, alambres. - Google Patents
Procedimiento y dispositivo para la limpieza en forma de hilo o banda, sobre todo, alambres.Info
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Abstract
LA INVENCION ESTA RELACIONADA CON UN PROCEDIMIENTO PARA LA LIMPIEZA DE PRODUCTOS EN FORMA DE HILOS O DE BANDAS, ESPECIALMENTE DE ALAMBRE, POR MEDIO DE ULTRASONIDO A TRAVES DE UN SONOTRODE ULTRASONICO Y UN LIQUIDO, SEGUN EL DOCUMENTO DE 196 02 917.1-15. LA TAREA DE LA INVENCION, BASADA EN EL DESARROLLO DE UN PROCEDIMIENTO GENERICO CON EL QUE SE GARANTICE LA ACTUACION DIRECTA DEL ULTRASONIDO EN EL PRODUCTO A LIMPIAR, SE RESUELVE GRACIAS A QUE EL PRODUCTO A LIMPIAR SE CONDUCE A TRAVES DE, AL MENOS, UN ORIFICIO (2) ADAPTADO AL DIAMETRO DEL PRODUCTO, AL EJE LONGITUDINAL Y/O A TRAVES DE, AL MENOS, UN ORIFICIO TRANSVERSAL CON RESPECTO AL EJE LONGITUDINAL, AL PUNTO MAXIMO DE OSCILACION DE UN OSCILADOR DE FLEXION (3) ESPECIAL QUE OSCILA EN EL AIRE CON UNA AMPLITUD MUY ELEVADA A FIN DE GENERAR UN CAMPO DE CAVITACION INTENSIVO EN LOS ORIFICIOS (2), ACTIVANDOSE EL OSCILADOR DE FLEXION (3) MEDIANTE EL SONOTRODE ULTRASONICO (1) PUNTUAL O LINEALMENTE EN LA LINEA DE UNA AMPLITUD CONSTANTE Y GRACIAS A QUE EL LIQUIDO DE LIMPIEZA SE APORTA AL ORIFICIO (2) HASTA LLENARLO POR COMPLETO Y SE EXTRAE DEL OSCILADOR DE FLEXION (3) A TRAVES DEL ORIFICIO (2).
Description
Procedimiento y dispositivo para la limpieza de
productos en forma de hilo o banda, sobre todo, alambres.
La presente invención se refiere a un
procedimiento y a un dispositivo para la limpieza de alambres y
perfiles mediante un líquido excitado por ultrasonidos.
Ya se conoce la limpieza de alambres y perfiles,
así como otros productos, mediante ultrasonidos y un líquido.
En los procedimientos conocidos, por ejemplo para
la limpieza de alambres, se utilizan transductores sumergibles que
se introducen en recipientes rellenos de líquido. Los transductores
sumergibles emiten energía ultrasónica en el líquido. En el líquido
se produce una cavitación, es decir, el líquido se "separa"
debido a la energía elevada, dando lugar a la formación de pequeñas
burbujas, cuyo interior está lleno de gas que está bajo presión
negativa. Las burbujas de gas hacen implosión, liberando una
energía elevada y provocando una fuerte microcorriente. Dicha
corriente actúa sobre la superficie sucia del producto a limpiar y
elimina residuos como grasas, aceites o similares.
En los dispositivos conocidos o en los
procedimientos aplicados mediante los mismos, se pasa el producto a
limpiar o alambre por el líquido contenido en un gran recipiente,
generalmente un tanque, en el cual la intensidad sonora es de 1
vatio por cm^{2} o de 15 vatios por litro de líquido en promedio,
haciendo necesaria la aplicación de mucha energía para aumentar
dicha intensidad a la magnitud requerida para los fines de
limpieza. La potencia efectiva en la superficie del alambre está
muy por debajo de la potencia total del tanque de limpieza
ultrasónica. Los ultrasonidos no actúan de forma suficientemente
enfocada, por ejemplo, en la superficie del alambre, de manera que
se necesita aplicar mucha energía para conseguir el efecto de
limpieza.
Por el documento US 41 00 926 se conoce, además,
un procedimiento según el cual se utiliza un comúnmente conocido
sonotrodo cilíndrico, que está atravesado por un agujero pasante
que contiene el alambre a limpiar. El líquido limpiador se
pulveriza y se pone en contacto con el alambre en las cámaras y en
el agujero pasante. El sonotrodo ni siquiera entra en contacto con
el limpiador. El sonotrodo ha de excitar un volumen relativamente
grande de agua, de manera que la concentración de la energía
sonora es demasiado baja para conseguir una potencia limpiadora
suficiente. Los ultrasonidos no actúan de manera bastante directa
sobre la superficie del alambre a limpiar. Por el documento DE 40
09 721 Al se conoce un dispositivo que actúa sobre el producto a
limpiar mediante ultrasonidos pero, por razones físicas, lo hace
con una longitud de trabajo o tramo activo muy corto y sólo desde
un lado.
Por el documento AT 350 493 se conoce otra
instalación de limpieza de poca eficacia que trabaja según el
principio del oscilador longitudinal. El alambre a limpiar se
conduce a través de un agujero de un cuerno, que oscila en su eje
longitudinal y está compuesto de muchas piezas individuales que se
juntan con tornillos de forma complicada y propensa a averías.
En el documento DE 196 02 917 se describe un
procedimiento del mismo género, según el cual el producto a limpiar
es conducido por un agujero de un sonotrodo ultrasónico especial,
que vibra en el aire, dejando fluir por dicho agujero un líquido
limpiador.
Mediante dicho procedimiento ya se consigue
excitar solamente una pequeña cantidad de agua por ultrasonidos, de
forma muy intensa y directamente en un agujero de trabajo del
sonotrodo especial. Se genera una intensidad sonora muy alta,
aproximadamente mayor en dos órdenes de magnitud que según el
estado de la técnica conocido, con la que se lleva a cabo una
limpieza muy directa y eficaz por medio de un campo de cavitación
intenso.
El objetivo de la invención es desarrollar un
procedimiento y un dispositivo para la limpieza de productos en
forma de hilo, que garanticen que los ultrasonidos aplicados actúen
directamente sobre el producto a limpiar.
La solución de este problema resulta de las
características de las reivindicaciones 1 y 2, así como de las
reivindicaciones 5 y 6.
El procedimiento, según la invención, está
caracterizado porque el dispositivo de sonotrodos, que comprende un
transductor ultrasónico y, fijado en éste, un resonador de flexión,
es excitado por una gran amplitud de aproximadamente 20 hasta 250
\mum de forma puntual o lineal sobre la línea de una amplitud
constante, siendo el producto a limpiar conducido a través de al
menos un agujero, que está adaptado a la sección transversal del
producto a limpiar, y que está dispuesto en el eje longitudinal del
resonador de flexión o bien, en el punto de máxima oscilación
respectivamente, en dirección transversal a dicho eje longitudinal
del resonador de flexión, y porque el agujero o agujeros están
totalmente rellenos de líquido limpiador.
El dispositivo, según la invención, está
caracterizado porque el dispositivo de sonotrodos comprende un
transductor ultrasónico y, fijado en éste, un resonador de flexión,
y puede ser excitado por una gran amplitud de aproximadamente 20
hasta 250 \mum de forma puntual o lineal sobre la línea de una
amplitud constante, estando dispuesto al menos un agujero, que está
adaptado a la sección transversal del producto a limpiar, en el eje
longitudinal del resonador de flexión o, en un punto de máxima
oscilación respectivamente, en dirección transversal a dicho eje
longitudinal del resonador de flexión, pudiéndose conducir el
producto a limpiar a través de dicho agujero, y pudiéndose rellenar
totalmente el agujero o agujeros de líquido limpiador.
Utilizando un resonador de flexión monolítico
especial, a través del cual se conduce el producto a limpiar, en el
caso de que sea necesario también se conduce a través de varios
agujeros del resonador de flexión a la vez, se pueden aumentar las
longitudes efectivas para la limpieza. Con un menor coste material
se pueden conseguir los mismos resultados.
Al concentrar el volumen de líquido efectivo para
la limpieza en un agujero de trabajo de un resonador de flexión
que oscila con una gran amplitud de aproximadamente 20 hasta 250
\mum, la potencia ultrasónica introducida se concentra en este
volumen reducido de forma que, aplicando poca energía, se genera un
campo de cavitación intenso que garantiza una limpieza altamente
eficaz del alambre que pasa por el mismo. Los ultrasonidos actúan
dentro del agujero de trabajo, desde todos los lados, a poca
distancia y a través de un tramo relativamente largo comparado con
el del sonotrodo ultrasónico, en dirección vertical y de forma
intensiva sobre la superficie del alambre. Comparado con los
procedimientos conocidos se consigue una intensidad sonora 20 hasta
100 veces mayor (referido a la superficie que emite ondas sonoras),
de forma que aplicando una energía comparable se consigue un
rendimiento en kilómetros considerablemente mayor, por ejemplo, en
la limpieza de alambre. Además, se ahorra líquido limpiador, se
requiere una instalación más pequeña y se consigue una velocidad de
paso más alta del producto a limpiar. El impacto medioambiental es
mínimo. La utilización de limpiadores contaminantes es fuertemente
reducida.
El procedimiento y el dispositivo, según la
invención, pueden ser utilizados con gran eficiencia para la
limpieza de un alambre, para la limpieza de varios alambres, aún
estando unidos en un cordón, y también para la limpieza de perfiles
redondos, cuerdas o similares.
Se puede seleccionar y aplicar la potencia
ultrasónica adecuada para cualquier sección de alambre o para
cualquier tipo de material. La amplitud de oscilación del resonador
de flexión se puede ajustar según cada caso de aplicación. Otras
realizaciones ventajosas de la invención resultan de las
características de las reivindicaciones dependientes. A
continuación, se describe más detalladamente la invención a través
de un ejemplo de realización de un resonador de flexión mostrado en
la única figura.
En la única figura 1 se muestra una sección
esquemática de un resonador de flexión (3), que es excitado por un
sonotrodo ultrasónico (1), generando oscilaciones ultrasónicas
(US). El resonador de flexión (3) presenta a lo largo de su eje
longitudinal un primer agujero (2), a través del cual se conduce el
producto a limpiar, por ejemplo, el alambre. Este primer agujero
(2) comunica con otros agujeros (4) en la zona de los nudos de
oscilaciones (SK) del resonador de flexión (3). Dichos agujeros (4)
están dispuestos en dirección perpendicular con respecto al agujero
(2) y sirven para la admisión de un líquido limpiador adecuado.
Si se conecta al sonotrodo (1) un procesador de
ultrasonidos suficientemente dimensionado para cada caso de
aplicación, el líquido limpiador que ha entrado a través de los
agujeros (4) empieza a oscilar en el resonador de flexión (3) en
dirección vertical, y estas oscilaciones se transmiten del líquido
a la superficie de un alambre conducido de forma concéntrica a
través del agujero (2). Se ha de controlar que el agujero (2) quede
completamente relleno de líquido. Debido a la concentración de la
potencia ultrasónica que irradia sobre el pequeño volumen en el
agujero (2) y, sobre todo, sobre el volumen entre la pared del
agujero (2) y el alambre conducido de forma concéntrica a través
del mencionado agujero (2), se genera un campo de cavitación muy
intenso, en el cual se lleva a cabo una limpieza muy intensa,
eliminando toda suciedad de la superficie del alambre. La suciedad
desprendida es arrastrada por el flujo del líquido limpiador que
sale por ambos lados del agujero (2). Después de un tratamiento
adecuado, el líquido limpiador puede ser utilizado de nuevo en el
proceso.
El sonotrodo (1) y el resonador de flexión (3)
vibran en el aire con una amplitud ajustada en función del producto
a limpiar. El sonotrodo (1) excita el resonador de flexión (3) de
forma puntual o lineal sobre la línea de una amplitud constante. El
sonotrodo tiene, preferentemente, una forma rectangular, pero
también se puede utilizar un sonotrodo (1) redondo.
Asimismo, se pueden limpiar o acondicionar para
su tratamiento posterior cintas de tela, de metal, cuerdas o
similares.
- 1
- Transductor ultrasónico
- 2
- Agujero
- 3
- Resonador de flexión
- 4
- Agujero
- SK
- Nudo de oscilaciones
- US
- Oscilación ultrasónica
Claims (8)
1. Procedimiento para la limpieza de alambres y
perfiles mediante un líquido excitado por ultrasonidos, en el cual
dicho líquido es conducido conjuntamente con el producto a limpiar
a través de un agujero de un dispositivo de sonotrodos que vibra en
el aire, caracterizado porque el dispositivo de sonotrodos,
que comprende un transductor ultrasónico y, fijado en éste, un
resonador de flexión, es excitado por una gran amplitud de
aproximadamente 20 hasta 250 \mum de forma puntual o lineal sobre
la línea de una amplitud constante, siendo el producto a limpiar
conducido a través de al menos un agujero, que está dispuesto en el
eje longitudinal del resonador de flexión y está adaptado a la
sección transversal del producto a limpiar, y porque el agujero o
agujeros están totalmente rellenos de líquido limpiador.
2. Procedimiento para la limpieza de alambres y
perfiles mediante un líquido excitado por ultrasonidos, en el cual
dicho líquido es conducido conjuntamente con el producto a limpiar
a través de un agujero de un dispositivo de sonotrodos que vibra en
el aire, caracterizado porque el dispositivo de sonotrodos,
que comprende un transductor ultrasónico y, fijado en éste, un
resonador de flexión, es excitado por una gran amplitud de
aproximadamente 20 hasta 250 \mum de forma puntual o lineal sobre
la línea de una amplitud constante, siendo el producto a limpiar
conducido a través de al menos un agujero, que está dispuesto en un
punto de máxima oscilación respectivamente en dirección transversal
al eje longitudinal del resonador de flexión y está adaptado a la
sección transversal del producto a limpiar, y porque el agujero o
agujeros están totalmente rellenos de líquido limpiador.
3. Procedimiento, según una de las
reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque el producto a
limpiar es conducido concéntricamente por el agujero sin que toque
la pared del agujero.
4. Procedimiento, según una de las
reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque el líquido
limpiador es suministrado al resonador de flexión en el punto del
nodo de oscilaciones (SK).
5. Dispositivo para la limpieza de alambres y
perfiles mediante un líquido excitado por ultrasonidos, en el cual
dicho líquido puede ser conducido conjuntamente con el producto a
limpiar a través de un agujero de un dispositivo de sonotrodos que
vibra en el aire, caracterizado porque dicho dispositivo de
sonotrodos comprende un transductor ultrasónico (1) y, fijado en
éste, un resonador de flexión (3) y puede ser excitado por una gran
amplitud de aproximadamente 20 hasta 250 \mum de forma puntual o
lineal sobre la línea de una amplitud constante, estando dispuesto
en el eje longitudinal del resonador de flexión al menos un agujero
(2) que está adaptado a la sección transversal del producto a
limpiar y a través del cual se puede conducir dicho producto, y
porque el agujero o agujeros (2) se pueden rellenar totalmente de
líquido limpiador.
6. Dispositivo para la limpieza de alambres y
perfiles mediante un líquido excitado por ultrasonidos, en el cual
dicho líquido puede ser conducido conjuntamente con el producto a
limpiar a través de un agujero de un dispositivo de sonotrodos que
vibra en el aire, caracterizado porque dicho dispositivo de
sonotrodos comprende un transductor ultrasónico (1) y, fijado en
éste, un resonador de flexión (3) y puede ser excitado por una gran
amplitud de aproximadamente 20 hasta 250 \mum de forma puntual o
lineal sobre la línea de una amplitud constante, estando dispuesto
en un punto de máxima oscilación respectivamente en dirección
transversal al eje longitudinal del resonador de flexión al menos
un agujero (2), que está adaptado a la sección transversal del
producto a limpiar y a través del cual se puede conducir dicho
producto, y porque el agujero o agujeros (2) se pueden rellenar
totalmente de líquido limpiador.
7. Dispositivo, según una de las reivindicaciones
5 a 6, caracterizado porque el producto a limpiar puede ser
conducido concéntricamente por el agujero (2) sin que toque la
pared del mismo.
8. Dispositivo, según una de las reivindicaciones
5 a 6, caracterizado porque el líquido limpiador puede ser
suministrado al resonador de flexión en el punto del nudo de
oscilaciones (SK).
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