RU2184625C2 - Apparatus for ultrasonic cleaning - Google Patents
Apparatus for ultrasonic cleaning Download PDFInfo
- Publication number
- RU2184625C2 RU2184625C2 RU2000124367A RU2000124367A RU2184625C2 RU 2184625 C2 RU2184625 C2 RU 2184625C2 RU 2000124367 A RU2000124367 A RU 2000124367A RU 2000124367 A RU2000124367 A RU 2000124367A RU 2184625 C2 RU2184625 C2 RU 2184625C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- outlet
- output
- ultrasonic
- inlet
- input
- Prior art date
Links
Landscapes
- Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к оборудованию для ультразвуковой (УЗ) очистки и может быть использовано для удаления различных загрязнений с поверхностей небольших партий мелких и средних деталей, лабораторного инструментария, медицинских инструментов и т.д. The invention relates to equipment for ultrasonic (ultrasonic) cleaning and can be used to remove various contaminants from the surfaces of small batches of small and medium parts, laboratory instruments, medical instruments, etc.
Как известно, воздействие упругих волн УЗ частот (18-60 кГц) на находящиеся в жидкой среде детали обеспечивает эффективное удаление с их поверхностей твердых или жидких пленок, твердых осадков, продуктов коррозии консервационных или защитных покрытий, которые образуются на них в процессе изготовления, сборки, испытания, хранения или эксплуатации. As is known, the action of elastic waves of ultrasonic frequencies (18-60 kHz) on parts in a liquid medium ensures the effective removal of solid or liquid films, solid sediments, corrosion products of conservation or protective coatings that form on them during manufacturing, assembly from their surfaces , testing, storage or operation.
Для целей очистки небольших партий мелких и средних деталей применяются малогабаритные УЗ установки, включающие ванну, в которую заливается моющая среда, электроакустические (как правило, пьезокерамические) преобразователи, устанавливаемые в дне ванны или на ее боковых стенках и акустически связанные с ванной, и генератор УЗ колебаний, обеспечивающий возбуждение преобразователей. For the purpose of cleaning small batches of small and medium parts, small-sized ultrasonic devices are used, including a bath into which the washing medium is poured, electro-acoustic (usually piezoceramic) transducers installed in the bottom of the bath or on its side walls and acoustically connected to the bath, and the ultrasonic generator oscillations, providing excitation of the transducers.
Акустическая связь преобразователей с дном ванны порождает колебания дна и стенок и тем самым обеспечивает передачу колебаний в рабочую среду. The acoustic connection of the transducers with the bottom of the bath generates oscillations of the bottom and walls and thereby ensures the transfer of vibrations to the working environment.
Известно устройство УЗ очистки, содержащее металлическую ванну, в которую залита жидкая среда, пьезоизлучатель, встроенный в дно ванны и акустически связанный с ней, и генератор УЗ колебаний, соединенный с излучателем. Ванна снабжена металлическим сетчатым контейнером, в который помещаются подлежащие очистке изделия, и крышкой, закрывающей ванну сверху. [1]
Известное устройство работает следующим образом. Подлежащие очистке изделия загружаются в сетчатый контейнер и помещаются в ванну. Излучаемые ультразвуковым пьезоизлучателем акустические колебания вызывают в жидкой среде пульсации давления. Пульсирующее давление жидкости ультразвуковой частоты воздействует на поверхность изделий, находящихся в контейнере. Возникающие в результате динамические нагрузки приводят к удалению загрязнений с поверхности очищаемых изделий.A device for ultrasonic cleaning is known, containing a metal bath, into which a liquid medium is poured, a piezoelectric transducer integrated in the bottom of the bath and acoustically connected with it, and a generator of ultrasonic vibrations connected to the radiator. The bath is equipped with a metal mesh container in which the items to be cleaned are placed, and a lid that covers the bath from above. [1]
The known device operates as follows. Items to be cleaned are loaded into a mesh container and placed in a bath. Acoustic oscillations emitted by an ultrasonic piezoelectric radiator cause pressure pulsations in a liquid medium. The pulsating fluid pressure of ultrasonic frequency acts on the surface of the products in the container. The resulting dynamic loads result in the removal of contaminants from the surface of the products being cleaned.
Недостатком известного устройства является невысокая эффективность очистки малогабаритных изделий. A disadvantage of the known device is the low cleaning efficiency of small-sized products.
Действительно, при очистке малогабаритных изделий приходится использовать контейнер с малым шагом сетки, что при расположении пьезоизлучателя в дне ванны приводит к увеличению отражения УЗ волн от внешней поверхности дна контейнера и, соответственно, к снижению эффективности очистки. Кроме того, накапливающиеся на дне ванны продукты очистки обуславливают дополнительное затухание УЗ волн, что также снижает в конечном счете эффективность очистки изделий. Indeed, when cleaning small-sized products, it is necessary to use a container with a small grid pitch, which, when the piezoelectric transducer is located in the bottom of the bath, leads to an increase in the reflection of ultrasonic waves from the outer surface of the bottom of the container and, accordingly, to a decrease in cleaning efficiency. In addition, cleaning products accumulated at the bottom of the bath cause additional attenuation of ultrasonic waves, which also ultimately reduces the efficiency of cleaning products.
В качестве прототипа заявляемого технического решения выбрано устройство для ультразвуковой очистки, содержащее ванну, заполненную жидкой средой и снабженную крышкой, в которую встроен пьезоизлучатель, соединенный с генератором УЗ колебаний [2]. Пьезоизлучатель механически связан с металлической пластиной, расположенной с возможностью акустического контакта в рабочем положении с жидкой средой. Наличие пластины и ее пространственное размещение увеличивает область возбуждения и обеспечивает доступ УЗ волн к очищаемым изделиям. As a prototype of the claimed technical solution, a device for ultrasonic cleaning was selected, containing a bath filled with a liquid medium and equipped with a lid, in which a piezoelectric transducer connected to a generator of ultrasonic vibrations is integrated [2]. The piezoelectric emitter is mechanically connected to a metal plate located with the possibility of acoustic contact in working position with a liquid medium. The presence of the plate and its spatial distribution increases the field of excitation and provides access for ultrasonic waves to the products being cleaned.
Недостатком известного устройства является отсутствие средств контроля наличия акустического контакта ультразвукового излучателя с жидкой средой, заполняющей контейнер. Отсутствие акустического контакта излучателя с жидкостью не позволяет возбуждать в среде моющего раствора УЗ колебания и не обеспечивает процесс УЗ очистки изделий, находящихся в контейнере, несмотря на то, что УЗ генератор находится во включенном состоянии и потребляет энергию. Наличие средств контроля исключает возможность работы устройства УЗ очистки в таком неэффективном режиме и не позволяет ввести в заблуждение обслуживающий персонал, который может принять неочищенные изделия за очищенные. A disadvantage of the known device is the lack of means to control the presence of acoustic contact of the ultrasonic emitter with a liquid medium filling the container. The absence of acoustic contact between the emitter and the liquid does not allow ultrasonic vibrations to be excited in the medium of the washing solution and does not provide the ultrasonic cleaning process for the products in the container, despite the fact that the ultrasonic generator is in the on state and consumes energy. The presence of control means eliminates the possibility of the ultrasonic cleaning device operating in such an ineffective mode and does not allow misleading service personnel who may take uncleaned products for cleaned ones.
Задача, решаемая заявляемым изобретением, - устранение возможности работы устройства в неэффективном режиме и тем самым повышение надежности очистки. The problem solved by the claimed invention is to eliminate the possibility of the device operating in an inefficient mode and thereby improving the reliability of cleaning.
Технический результат, который может быть получен при реализации заявляемого устройства, - устранение неэффективного режима работы и повышение надежности очистки изделий за счет обеспечения постоянного контроля наличия акустического контакта пьезоизлучателя с жидкой средой, заполняющей контейнер с обрабатываемыми изделиями. The technical result that can be obtained by implementing the inventive device is to eliminate the inefficient mode of operation and increase the reliability of cleaning products by providing constant monitoring of the presence of acoustic contact of the piezo emitter with a liquid medium filling the container with the processed products.
Для решения поставленной задачи в устройстве для УЗ очистки, содержащем ванну, заполненную жидкой средой с размещенным в ней контейнером и снабженную крышкой, в которую встроен ультразвуковой пьезоизлучатель, соединенный с металлической излучающей пластиной, расположенной с возможностью акустического контакта в рабочем положении с жидкой средой, и генератор ультразвуковых колебаний, содержащий задающий генератор и выходной усилитель, соединенные через ключ, управляющий вход которого подключен к первому выходу триггера, первый вход которого соединен с кнопкой включения "ВКЛ" и входом таймера, а второй - с кнопкой выключения "ОТКЛ" и выходом таймера, а выход выходного усилителя связан с пьезоизлучателем, генератор ультразвуковых колебаний снабжен каналом обратной связи, включающим датчик тока, например, в виде трансформатора тока, включенный в цепь питания пьезоизлучателя, выпрямитель, входами соединенный с выходами датчика тока, компаратор, первый вход которого подключен к выходу выпрямителя, источник опорного напряжения, выходом соединенный со вторым входом компаратора, при этом выход компаратора подключен ко второму входу триггера, второй выход которого соединен со входом устройства световой и звуковой сигнализации. С целью снижения стоимости устройства ванна, крышка и контейнер выполнены из пластмассы. На дне контейнера размещается металлическая пластина - отражатель. To solve the problem in a device for ultrasonic cleaning, containing a bath filled with a liquid medium with a container placed in it and equipped with a lid, in which an ultrasonic piezoelectric transducer is connected, connected to a metal radiating plate located with the possibility of acoustic contact in working position with a liquid medium, and an ultrasonic oscillation generator containing a master oscillator and an output amplifier connected through a key, the control input of which is connected to the first output of the trigger, the first input to connected to the ON button and the timer input, and the second to the OFF button and the timer output, and the output of the output amplifier is connected to the piezo emitter, the ultrasonic oscillator is equipped with a feedback channel that includes a current sensor, for example, in the form of a transformer a current included in the piezoelectric emitter power supply circuit, a rectifier connected to the outputs of the current sensor by inputs, a comparator, the first input of which is connected to the output of the rectifier, a voltage reference, connected to the second input of the compar ora, wherein the comparator output is connected to the second input flip-flop, the second output of which is connected to the input device light and sound alarm. In order to reduce the cost of the device, the bathtub, lid and container are made of plastic. At the bottom of the container is a metal plate - reflector.
Предлагаемое устройство поясняется чертежом, на котором схематически изображено устройство для УЗ очистки. Конструктивно устройство выполнено в виде двух блоков ультразвукового генератора и ванны для очистки. The proposed device is illustrated in the drawing, which schematically shows a device for ultrasonic cleaning. Structurally, the device is made in the form of two blocks of an ultrasonic generator and a bath for cleaning.
Устройство содержит ультразвуковой генератор 1, включающий задающий генератор 2, соединенный с выходным усилителем 3 через ключ 4, управляющий вход которого подсоединен к первому выходу триггера 5, первый вход которого соединен с кнопкой включения "ВКЛ" 6 и входом таймера 7, а второй соединен с кнопкой выключения "ОТКЛ" 8 и выходом таймера 7. Первый выход выходного усилителя 3 подключен к одному электроду пьезоизлучателя 9, второй электрод которого соединен с вторым выходом выходного усилителя 3 через датчик тока, выполненный, например, в виде трансформатора тока 10. Датчик тока 10 является одним из элементов цепи обратной связи, включающей, кроме того, выпрямитель 11, компаратор 12, источник опорного напряжения 13 и триггер 5. Выходы датчика тока соединены со входами выпрямителя 11, выход которого подключен к первому входу компаратора 12, ко второму входу которого подсоединен выход источника опорного напряжения 13. Выход компаратора 12 соединен со вторым входом триггера 5, второй выход которого подключен ко входу устройства световой и звуковой сигнализации 14. Пьезоизлучатель 9 размещен в ванне 15 и закреплен в ее крышке 16. С пьезоизлучателем 9 связана металлическая излучающая пластина 17. В ванну помещен контейнер 18, на дно которого уложена металлическая пластина-отражатель 19. The device contains an ultrasonic generator 1, including a master oscillator 2, connected to the output amplifier 3 through a key 4, the control input of which is connected to the first output of the trigger 5, the first input of which is connected to the ON button 6 and the input of the timer 7, and the second is connected to the OFF button 8 and the output of the timer 7. The first output of the output amplifier 3 is connected to one electrode of the piezo emitter 9, the second electrode of which is connected to the second output of the output amplifier 3 through a current sensor, made, for example, in the form of current transformer 10. The current sensor 10 is one of the elements of the feedback circuit, including, in addition, a rectifier 11, a comparator 12, a voltage reference 13 and a trigger 5. The outputs of the current sensor are connected to the inputs of a rectifier 11, the output of which is connected to the first input of the comparator 12, to the second input of which the output of the reference voltage source 13 is connected. The output of the comparator 12 is connected to the second input of the trigger 5, the second output of which is connected to the input of the light and sound signaling device 14. The piezo-emitter 9 is located in 15 and is fixed in its cover 16. A metal emitting plate 17 is connected to the piezo-emitter 9. A container 18 is placed in the bathtub, on the bottom of which a metal reflector plate 19 is laid.
Устройство для ультразвуковой очистки работает следующим образом. В контейнере 18 с уложенным на его дне отражателем 19 размещают изделия, подлежащие очистке. Контейнер с изделиями помещают в ванну 15, которую заполняют жидким моющим раствором. Уровень заполнения ванны моющим раствором должен обеспечивать акустический контакт пьезоизлучателя 9, закрепленного на излучающей пластине 17, с жидкостью при закрытом положении крышки ванны 16. A device for ultrasonic cleaning works as follows. In the container 18 with the reflector 19 laid on its bottom, the articles to be cleaned are placed. The product container is placed in a bath 15, which is filled with a liquid detergent solution. The filling level of the bath with the washing solution should provide acoustic contact of the piezoelectric transducer 9, mounted on the radiating plate 17, with the liquid when the bath lid 16 is closed.
При нажатии кнопки включения "ВКЛ" 6 триггер 5 устанавливается в единичное состояние и выходной сигнал с его первого выхода замыкает ключ 4. Кроме того, при нажатии кнопки "ВКЛ" происходит запуск таймера 7 на заранее заданное время обработки. Колебания задающего генератора 2 УЗ частоты через замкнутый ключ 4 поступают на вход выходного усилителя 3. УЗ электрические колебания с выхода выходного усилителя 3 поступают на пьезоизлучатель 9, в котором преобразуются в акустические УЗ колебания, излучаемые в жидкость, заполняющую ванну, и воздействующие на детали, находящиеся в контейнере 18, обеспечивая их очистку. Наличие излучающей пластины 17 позволяет распределить возбуждение акустических УЗ колебаний практически равномерно по всему объему ванны. Пластина-отражатель 19 устраняет затухание ультразвуковых волн в материале корпуса контейнера 18 и приводит к отражению излучаемых пьезоизлучателем 9 и пластиной 17 колебаний от пластины отражателя 19 и созданию в зоне расположения обрабатываемых изделий ультразвукового поля высокой интенсивности, приводящему к эффективной очистке этих изделий. Ток, протекающий в цепи питания пьезоизлучателя 9, проходя по датчику тока 10, вырабатывает сигнал обратной связи. В случае наличия акустического контакта значение величины сигнала обратной связи не вызывает срабатывания цепи обратной связи. Процесс очистки заканчивается, когда происходит окончание временного интервала, вырабатываемого таймером 7, или в результате нажатия кнопки выключения "ОТКЛ" 8. При этом триггер 5 устанавливается в нулевое состояние, что приводит к размыканию ключа 4 и прекращению генерации акустических УЗ колебаний в ванне 15. When the ON button is pressed “ON” 6, trigger 5 is set to a single state and the output signal from its first output closes key 4. In addition, when the ON button is pressed, timer 7 starts for a predetermined processing time. Oscillations of the master oscillator 2 of the ultrasonic frequency through a closed key 4 are fed to the input of the output amplifier 3. ultrasonic vibrations from the output of the output amplifier 3 are fed to a piezo emitter 9, which are converted into acoustic ultrasonic vibrations emitted into the liquid filling the bath, and affecting the parts, located in the container 18, ensuring their cleaning. The presence of the radiating plate 17 allows you to distribute the excitation of acoustic ultrasonic vibrations almost uniformly throughout the volume of the bath. The reflector plate 19 eliminates the attenuation of ultrasonic waves in the material of the container body 18 and leads to the reflection of the oscillations emitted by the piezoelectric emitter 9 and the plate 17 from the reflector plate 19 and the creation of a high-intensity ultrasonic field in the area of the processed products, leading to effective cleaning of these products. The current flowing in the power circuit of the piezoelectric emitter 9, passing through the current sensor 10, produces a feedback signal. In the case of an acoustic contact, the value of the feedback signal does not trigger the feedback circuit. The cleaning process ends when there is the end of the time interval generated by the timer 7, or as a result of pressing the off button "OFF" 8. In this case, the trigger 5 is set to zero, which leads to the opening of the key 4 and the generation of acoustic ultrasonic vibrations in the bath 15.
При недостаточном уровне жидкости, заполняющей ванну 15, отсутствует акустический контакт пьезоизлучателя 9 с жидкой средой. При этом изменяется значение величины, импеданса пьезоизлучателя 9 и, следовательно, величины тока, протекающего в цепи питания пьезоизлучателя. Это изменение отслеживается цепью обратной связи. В результате компаратор 12 срабатывает, что приводит к установлению триггера 5 в нулевое состояние. Переключение триггера 5 вызывает размыкание ключа 4 и прекращение поступления УЗ колебаний от задающего генератора 2 к выходному усилителю 3, а следовательно, и прекращение возбуждения УЗ колебаний в ванне 15. Кроме того, срабатывание триггера 5 приводит к срабатыванию устройства световой и звуковой сигнализации 14. Этим самым прекращается режим неэффективной работы устройства для УЗ очистки при отсутствии акустического контакта излучателя с жидкой средой и обслуживающий персонал получает сообщение о необходимости обеспечить требуемый уровень жидкости в ванне. With an insufficient level of liquid filling the bath 15, there is no acoustic contact of the piezoelectric transducer 9 with the liquid medium. In this case, the value of the magnitude, impedance of the piezoelectric emitter 9 and, therefore, the magnitude of the current flowing in the power supply circuit of the piezoelectric emitter changes. This change is tracked by the feedback loop. As a result, the comparator 12 is triggered, which leads to the establishment of the trigger 5 in the zero state. Switching the trigger 5 causes the key 4 to open and the ultrasonic vibrations from the master oscillator 2 to the output amplifier 3 to cease, and therefore the ultrasonic vibrations to be excluded from the bath 15. In addition, the trigger 5 triggers the light and sound alarm device 14. This thereby, the mode of inefficient operation of the device for ultrasonic cleaning is terminated in the absence of acoustic contact of the emitter with a liquid medium and maintenance personnel receive a message about the need to provide the required Aries liquid in the bath.
Таким образом, заявляемое устройство за счет обеспечения постоянного контроля за акустическим контактом пьезоизлучателя с рабочей жидкостью позволяет по сравнению с прототипом исключить неэффективный режим работы устройства для УЗ очистки и тем самым повысить надежность очистки. Thus, the claimed device by providing constant monitoring of the acoustic contact of the piezoelectric emitter with the working fluid allows, in comparison with the prototype, to exclude the inefficient mode of operation of the device for ultrasonic cleaning and thereby improve the reliability of cleaning.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000124367A RU2184625C2 (en) | 2000-09-25 | 2000-09-25 | Apparatus for ultrasonic cleaning |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000124367A RU2184625C2 (en) | 2000-09-25 | 2000-09-25 | Apparatus for ultrasonic cleaning |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2184625C2 true RU2184625C2 (en) | 2002-07-10 |
| RU2000124367A RU2000124367A (en) | 2002-09-20 |
Family
ID=20240345
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000124367A RU2184625C2 (en) | 2000-09-25 | 2000-09-25 | Apparatus for ultrasonic cleaning |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2184625C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2486971C2 (en) * | 2011-07-13 | 2013-07-10 | Яков Яковлевич Вельц | Method of making ultrasound processing units |
| RU2764511C1 (en) * | 2021-05-31 | 2022-01-18 | Общество с ограниченной ответственностью "Торговый Дом "ХИММЕД" | Individual uv mask-type recirculator |
-
2000
- 2000-09-25 RU RU2000124367A patent/RU2184625C2/en active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2486971C2 (en) * | 2011-07-13 | 2013-07-10 | Яков Яковлевич Вельц | Method of making ultrasound processing units |
| RU2764511C1 (en) * | 2021-05-31 | 2022-01-18 | Общество с ограниченной ответственностью "Торговый Дом "ХИММЕД" | Individual uv mask-type recirculator |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1063486A (en) | Ultrasonic cleaner | |
| US3985344A (en) | Ultrasonic cleaning apparatus | |
| RU2184625C2 (en) | Apparatus for ultrasonic cleaning | |
| JP4474883B2 (en) | Ultrasonic biological cleaning equipment | |
| FI99089C (en) | ultrasound device | |
| JP2002186921A (en) | Ultrasonic cleaning device | |
| KR100424351B1 (en) | Ultrasonic cleaning apparatus | |
| JPH11514924A (en) | Method for cleaning thread or tape-shaped articles, especially wires | |
| JPH03181378A (en) | Washing device | |
| KR102065067B1 (en) | An ultrasonic cleaning device based on multi-ultrasonic vibrator that drive multiple frequencies simultaneously | |
| JP3787024B2 (en) | Ultrasonic cleaning equipment | |
| KR20030003574A (en) | An ultrasonic cleansing device out which shoots water | |
| JP2002126668A (en) | Ultrasonic cleaning apparatus | |
| JPH07144180A (en) | Washing device | |
| KR20040089162A (en) | Ultrasonic generator | |
| KR20040013269A (en) | Tube type ultrasonic oscillation generator | |
| KR200272091Y1 (en) | Ultrasonic cleaning apparatus | |
| RU28993U1 (en) | Ultrasonic Cleaner | |
| RU2111301C1 (en) | Clothes washing method and apparatus | |
| JP3360941B2 (en) | Electromagnetic acoustic cleaning method and electromagnetic acoustic cleaning device | |
| KR200183765Y1 (en) | Cleansing device generating ultrasonic | |
| KR102161656B1 (en) | Multi-frequency dish wash apparatus using frequency variable | |
| KR200216490Y1 (en) | Ultrasonic cleaner | |
| KR200183862Y1 (en) | Cleansing device for artificial teeth using ultrasound | |
| KR101045963B1 (en) | Ultrasonic cleaning device |