RU2238162C1

RU2238162C1 - Method for cleaning wire of belt and apparatus for performing the same

Info

Publication number: RU2238162C1
Application number: RU2003104082A
Authority: RU
Inventors: Н.М. Лебедев (RU); Н.М. Лебедев; Т.И. Жирнова (RU); Т.И. Жирнова; А.А. Ватолин (RU); А.А. Ватолин; О.В. Воронин (RU); О.В. Воронин; В.Д. Попов (RU); В.Д. Попов; Ю.А. Александров (RU); Ю.А. Александров; А.Н. Балин (RU); А.Н. Балин; А.В. Березовский (RU); А.В. Березовский
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Александра-Плюс"
Priority date: 2003-02-11
Filing date: 2003-02-11
Publication date: 2004-10-20

Abstract

FIELD: technological processes with use of ultrasonic oscillations.

SUBSTANCE: method comprises steps of exciting oscillations in washing liquid with use of ultrasound irradiators for tearing off dirt from surface of wire or belt; exciting oscillations at one resonance frequency of cleaned piece of wire or belt; arranging ultrasound irradiators in such a way that to space them from cleaned piece of wire or belt by distance multiple to half of wave length of ultrasonic oscillations in liquid; using cleaned piece of wire or belt as member of resonance oscillation system and using oscillation frequency of cleaned piece as feedback driving signal. Apparatus for performing the method includes mechanism for tensioning wire or belt in the form of two supports, bath with washing liquid and oscillation exciters. The last are in the form of ultrasound irradiators mounted on walls or bottom of bath and spaced from cleaned piece of wire or belt by distance multiple to half of wave length of ultrasound oscillation in liquid and they are connected through signal generator with feedback circuit.

EFFECT: enhanced quality of cleaning wire or belt.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к ультразвуковой технике и может быть использовано в технологическом оборудовании, например, при проведении очистки, обезжиривания, пропитки, травления и других процессов.The invention relates to ultrasonic technology and can be used in technological equipment, for example, when cleaning, degreasing, impregnating, etching and other processes.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является способ очистки проволоки или ленты, включающий возбуждение колебаний в моющей жидкости при помощи ультразвуковых излучателей для отрыва загрязнений от поверхности проволоки или ленты (см. авторское свидетельство SU №360188 А, В 08 В 3/12, 02.01.1973).The closest in technical essence to the proposed solution is a method of cleaning a wire or tape, including the excitation of vibrations in the washing liquid using ultrasonic emitters to tear contaminants from the surface of the wire or tape (see copyright certificate SU No. 360188 A, 08 V 3/12, 01/02/1973).

Известно также устройство для очистки проволоки или ленты, содержащее механизм натяжения проволоки или ленты в виде двух опор, ванну с моющей жидкостью и возбудители колебаний в виде ультразвуковых излучателей, смонтированных на ванне (см. авторское свидетельство SU №360188 А, В 08 В 3/12, 02.01.1973).A device for cleaning a wire or tape is also known, containing a mechanism for tensioning the wire or tape in the form of two supports, a bath with washing liquid and vibration exciters in the form of ultrasonic emitters mounted on the bath (see copyright certificate SU No. 360188 A, B 08 V 3 / 12, 01/02/1973).

Недостатками данных способа и устройства для очистки проволоки или ленты является то, что проволока или лента находятся на расстоянии от излучающей поверхности, не обеспечивающем качественную очистку от загрязнений, поэтому необходима дополнительная очистка или увеличение времени ультразвукового воздействия на очищаемую поверхность проволоки или ленты.The disadvantages of this method and device for cleaning a wire or tape is that the wire or tape is located at a distance from the radiating surface, which does not provide high-quality cleaning from contamination, therefore, additional cleaning or increase the time of ultrasonic exposure to the cleaned surface of the wire or tape.

Поставлена задача - повышение качества проволоки и ленты и расширение технологических возможностей за счет очистки проволоки и ленты от любых загрязнений.The task is to improve the quality of wire and tape and expand technological capabilities by cleaning the wire and tape from any contaminants.

Поставленная задача решена следующим образом. Предложен способ очистки проволоки или ленты, включающий возбуждение колебаний в моющей жидкости при помощи ультразвуковых излучателей для отрыва загрязнений от поверхности проволоки или ленты. Колебания в моющей жидкости возбуждают на одной из резонансных частот колебаний очищаемого отрезка проволоки или ленты. При этом ультразвуковые излучатели устанавливают на расстоянии от очищаемого отрезка проволоки или ленты, кратном половине длины волны ультразвуковых колебаний в жидкости, а очищаемый отрезок проволоки или ленты используют как элемент резонансной колебательной системы, а частоту его колебаний - в качестве задающего сигнала обратной связи.The problem is solved as follows. A method for cleaning a wire or tape, including the excitation of oscillations in the washing liquid using ultrasonic emitters to separate contaminants from the surface of the wire or tape. Oscillations in the washing liquid are excited at one of the resonant frequencies of oscillations of the cleaned section of wire or tape. In this case, the ultrasonic emitters are installed at a distance from the cleaned length of the wire or tape that is a multiple of half the wavelength of ultrasonic vibrations in the liquid, and the cleaned length of the wire or tape is used as an element of the resonant oscillatory system, and its frequency of oscillation is used as a driving feedback signal.

Для реализации данного способа предложено устройство для очистки проволоки или ленты, содержащее механизм натяжения проволоки или ленты в виде двух опор, между которыми установлено N (N - целое число>1) возбудителей колебаний проволоки или ленты, выполненных в виде ультразвуковых излучателей, и ванну с моющей жидкостью. Ультразвуковые излучатели установлены на стенках или дне ванны на расстоянии от очищаемого отрезка проволоки или ленты, кратном половине длины волны ультразвуковых колебаний в жидкости и соединены через генератор сигналов с обратной связью. В качестве опор используются отжимные ролики.To implement this method, a device for cleaning a wire or tape containing a mechanism for tensioning a wire or tape in the form of two supports, between which N (N is an integer> 1) vibration pathogens of a wire or tape made in the form of ultrasonic emitters, and a bath with washing liquid. Ultrasonic emitters are mounted on the walls or bottom of the bath at a distance from the cleaned length of wire or tape that is a multiple of half the wavelength of ultrasonic vibrations in the liquid and are connected through a signal generator with feedback. As supports, squeezing rollers are used.

По сравнению с прототипом новым в предложенном способе является то, что колебания в моющей жидкости возбуждают на одной из резонансных частот колебаний очищаемого отрезка проволоки или ленты, при этом ультразвуковые излучатели устанавливают на расстоянии от очищаемого отрезка проволоки или ленты, кратном половине длины волны ультразвуковых колебаний в жидкости, а очищаемый отрезок проволоки или ленты используют как элемент резонансной колебательной системы, а частоту его колебаний - в качестве задающего сигнала обратной связи.Compared with the prototype, the new in the proposed method is that the oscillations in the washing liquid excite at one of the resonant vibration frequencies of the cleaned section of wire or tape, while ultrasonic emitters are installed at a distance from the cleaned section of wire or tape that is a multiple of half the wavelength of ultrasonic vibrations in liquid, and the cleaned piece of wire or tape is used as an element of a resonant oscillatory system, and the frequency of its oscillations is used as a driving feedback signal.

По сравнению с прототипом новым в предложенном устройстве является то, что ультразвуковые излучатели установлены на стенках или дне ванны на расстоянии от очищаемого отрезка проволоки или ленты, кратном половине длины волны ультразвуковых колебаний в жидкости, и соединены через генератор сигналов с обратной связью.Compared with the prototype, the new in the proposed device is that the ultrasonic emitters are mounted on the walls or the bottom of the bath at a distance from the cleaned length of wire or tape, a multiple of half the wavelength of ultrasonic vibrations in the liquid, and are connected through a signal generator with feedback.

Такое сочетание признаков дает возможность повысить качество очистки проволоки и ленты шириной до 0,5d, где d - диаметр ультразвукового излучателя от любых загрязнений.This combination of features makes it possible to improve the quality of cleaning wire and tape up to a width of 0.5d, where d is the diameter of the ultrasonic emitter from any contaminants.

Описываемое устройство поясняется фиг.1 и 2.The described device is illustrated in figures 1 and 2.

Устройство состоит из ванны 1 с моющей жидкостью, через которую проходит проволока или лента 2. Проволока или лента 2 проходит через две опоры 3, в качестве которых используются отжимные ролики. На стенке или в дне ванны 1 установлен ультразвуковой возбудитель колебаний 4, который состоит из N излучателей 5, соединенных через генератор 6 сигналов с обратной связью. При необходимости устройство оснащается нагревателем (не показан).The device consists of a bath 1 with washing liquid through which the wire or tape 2 passes. The wire or tape 2 passes through two supports 3, which are used as squeeze rollers. An ultrasonic vibration exciter 4 is installed on the wall or in the bottom of the bath 1, which consists of N emitters 5 connected via a feedback signal generator 6. If necessary, the device is equipped with a heater (not shown).

Предложенный способ осуществляется следующим образом.The proposed method is as follows.

Проволоку или ленту пропускают через моющую жидкость. В качестве моющей жидкости используют водные растворы технических моющих средств (ТМС), воду или органические растворители. Температурный диапазон очистки 20-80°С. На стенках или дне ванны установлены ультразвуковые излучатели, с помощью которых в моющей жидкости возбуждаются ультразвуковые волны. При дальнейшем распространении волн возникает чередование зон сжатия и разрежения, причем амплитуды сжатия и разрежения равны. Ультразвуковые волны, распространяясь с большой скоростью, вызывают колебания всего объема жидкости и действуют на проволоку или ленту, т.к. ультразвуковые волны изменяются по гармоническому закону, то установившиеся колебания проволоки или ленты тоже гармонические и частота колебаний проволоки или ленты совпадает с частотой воздействия ультразвуковых волн. При прохождении фазы разрежения в жидкости образуется большое количество пузырьков, которые вызывают активную местную турбулизацию среды, особенно в местах скопления частиц посторонних примесей, пузырьков газа и т.д. После краткого существования часть пузырьков захлопывается, при этом возникают большие местные мгновенные давления, достигающие тысячи атмосфер, а также местное повышение температуры, что также способствует отрыву загрязнений от поверхности проволоки или ленты.A wire or tape is passed through a washing liquid. As a washing liquid, aqueous solutions of technical detergents (TMS), water or organic solvents are used. Temperature range of cleaning is 20-80 ° С. Ultrasonic emitters are installed on the walls or bottom of the bathtub with which ultrasonic waves are excited in the washing liquid. With the further propagation of waves, alternation of compression and rarefaction zones occurs, and the amplitudes of compression and rarefaction are equal. Ultrasonic waves, propagating at high speed, cause fluctuations in the entire volume of the liquid and act on the wire or tape, because Because ultrasonic waves change according to a harmonic law, the steady-state oscillations of a wire or tape are also harmonic and the frequency of oscillations of a wire or tape coincides with the frequency of exposure to ultrasonic waves. With the passage of the rarefaction phase in the liquid, a large number of bubbles are formed, which cause active local turbulization of the medium, especially in places where particles of foreign impurities, gas bubbles, etc. accumulate. After a brief existence, some of the bubbles collapse, and large local instantaneous pressures occur, reaching thousands of atmospheres, as well as a local increase in temperature, which also contributes to the separation of contaminants from the surface of the wire or tape.

При соединении ультразвуковых излучателей через генератор сигналов с обратной связью отрезок очищаемой проволоки или ленты используют и как элемент общей резонансной колебательной системы и как задающий элемент обратной связи, что значительно усиливает весь процесс очистки проволоки или ленты.When connecting ultrasonic emitters through a feedback signal generator, a section of the wire or tape being cleaned is used both as an element of the general resonant oscillating system and as a driving feedback element, which greatly enhances the entire process of cleaning the wire or tape.

В зависимости от размеров очищаемой проволоки или ленты на стенках или дне ванны устанавливают требуемое количество N возбудителей колебаний (ультразвуковых излучателей). Ультразвуковые излучатели установлены на расстоянии от проволоки или ленты, кратном половине длины волны ультразвуковых колебаний в жидкости.Depending on the dimensions of the wire or tape being cleaned, the required number N of vibration pathogens (ultrasonic emitters) is installed on the walls or bottom of the bath. Ultrasonic emitters are installed at a distance from a wire or tape that is a multiple of half the wavelength of ultrasonic vibrations in a liquid.

Предложенное техническое решение способа и устройства для очистки проволоки или ленты существенно улучшает качество очистки проволоки или ленты от любых загрязнений, т.к. только при этих условиях колебания ультразвуковых волн и проволоки или ленты совпадают по фазе.The proposed technical solution of the method and device for cleaning a wire or tape significantly improves the quality of cleaning the wire or tape from any contaminants, because only under these conditions the oscillations of the ultrasonic waves and the wire or tape coincide in phase.

Claims

1. A method of cleaning a wire or tape, including the excitation of oscillations in the washing liquid using ultrasonic emitters to separate contaminants from the surface of the wire or tape, characterized in that the oscillations in the washing liquid excite at one of the resonant vibration frequencies of the cleaned section of wire or tape, ultrasonic emitters are installed at a distance from the cleaned length of wire or tape, a multiple of half the wavelength of ultrasonic vibrations in the liquid, and the cleaned length of wire or linen s is used as an element of a resonant vibrating system and its oscillation frequency - as the master feedback signal.

2. A device for cleaning a wire or tape, containing a mechanism for tensioning the wire or tape in the form of two supports, a bath with washing liquid and vibration exciters made in the form of ultrasonic emitters mounted on the bath, characterized in that the ultrasonic emitters are mounted on the walls or bottom of the bath at a distance from the cleaned piece of wire or tape, a multiple of half the wavelength of ultrasonic vibrations in the liquid, and are connected through a signal generator with feedback.