RU2262397C1 - Method of ultrasonic cleaning of surfaces and a device for its realization - Google Patents
Method of ultrasonic cleaning of surfaces and a device for its realization Download PDFInfo
- Publication number
- RU2262397C1 RU2262397C1 RU2004108461/12A RU2004108461A RU2262397C1 RU 2262397 C1 RU2262397 C1 RU 2262397C1 RU 2004108461/12 A RU2004108461/12 A RU 2004108461/12A RU 2004108461 A RU2004108461 A RU 2004108461A RU 2262397 C1 RU2262397 C1 RU 2262397C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- emitters
- ultrasonic
- bath
- output
- working medium
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к ультразвуковой технике и может быть использовано в технологическом оборудовании при очистке деталей в жидкой среде.The invention relates to ultrasonic technology and can be used in technological equipment when cleaning parts in a liquid medium.
Современные технические моющие средства работают по принципу отщепления загрязнения от поверхностей. При воздействии на загрязненные поверхности в слое загрязнителя образуются микроскопические трещины. Моющий раствор проникает в них и концентрируется в полостях, образовавшихся между обрабатываемой поверхностью и загрязнителем. Далее сконцентрировавшийся в полостях раствор создает расклинивающий эффект и отрывает загрязнитель от поверхности. Для эффективной работы недостаточно пассивного нахождения деталей в моющем растворе. Раствор должен найти микротрещину в загрязнении и проникнуть в нее. Только в этой ситуации он сможет отщепить грязь от обрабатываемой поверхности, а для этого ему необходимо создать соответствующее возмущение. Наиболее эффективным источником такого возмущения является ультразвук. Однако при очистке поверхностей от различных твердых загрязнителей, обладающих повышенной адгезией и способностью к диффузии (нагар от продуктов сгорания топлива, окалина, ржавчина, накипь и т.д.), для повышения эффективности и сокращения времени процесса необходимо периодически удалять с обрабатываемой поверхности тонкий поверхностный слой продуктов распада загрязнителя. Для этого применяют различные способы: барботирование, покачивание обрабатываемой детали в рабочей среде, периодическое ополаскивание обрабатываемой поверхности проточной рабочей жидкостью. Для создания движения рабочей среды обычно используют механические устройства, компрессоры и насосы различных типов.Modern technical detergents work on the principle of cleavage of dirt from surfaces. When exposed to contaminated surfaces, microscopic cracks form in the contaminant layer. The cleaning solution penetrates into them and concentrates in the cavities formed between the treated surface and the contaminant. Further, the solution concentrated in the cavities creates a proppant effect and tears the pollutant from the surface. For effective operation, passive finding of parts in the washing solution is not enough. The solution should find a microcrack in the contamination and penetrate into it. Only in this situation will he be able to split off the dirt from the surface being treated, and for this he needs to create an appropriate disturbance. The most effective source of such a disturbance is ultrasound. However, when cleaning surfaces from various solid pollutants with increased adhesion and diffusion ability (carbon deposits from fuel combustion products, scale, rust, scale, etc.), to improve the efficiency and reduce the process time, it is necessary to periodically remove a thin surface from the treated surface layer of decay products of the pollutant. For this, various methods are used: sparging, swaying of the workpiece in the working medium, periodic rinsing of the treated surface with flowing working fluid. To create the movement of the working medium, mechanical devices, compressors and pumps of various types are usually used.
Известна ванна для ультразвуковой обработки в жидкости, с расположением излучателей в вершинах и центре правильного шестигранника, радиус описанной окружности которого λ/4 кратен начетному числу четвертей длины поперечной ультразвуковой волны поперечных ультразвуковых колебаний, возбуждаемых в материале ванны [1]. Такое расположение излучателей обеспечивает однородность акустического поля за счет исключения суперпозиции механических и акустических колебаний между соседними излучателями. Однако в однородном акустическом поле течение рабочей среды практически невозможно из-за отсутствия перепадов его напряженности в его локальных областях.A known bath for ultrasonic processing in a liquid, with the emitters located at the vertices and the center of a regular hexagon, the radius of the circumference of which λ / 4 is a multiple of an odd number of quarters of the length of the transverse ultrasonic wave of transverse ultrasonic vibrations excited in the bath material [1]. This arrangement of emitters ensures uniformity of the acoustic field by eliminating the superposition of mechanical and acoustic vibrations between adjacent emitters. However, in a homogeneous acoustic field, the flow of the working medium is almost impossible due to the absence of drops in its intensity in its local areas.
Известен ультразвуковой преобразователь, содержащий источник трехфазного переменного электрического напряжения с симметричным сдвигом фаз и излучатель с несколькими вибраторами, размещенными в вершинах равносторонних треугольников, сопряженных своими боковыми сторонами [2]. В таком преобразователе мгновенный перепад напряженности ультразвукового поля в его локальных областях приводит к образованию в рабочей среде над преобразователем пучка вихрей. Однако невысокое значение величины перепада давлений не позволяет создать условий для возникновения регулярного течения среды.Known ultrasonic transducer containing a source of three-phase alternating electric voltage with a symmetric phase shift and a radiator with several vibrators located at the vertices of equilateral triangles, conjugated by their sides [2]. In such a transducer, an instantaneous difference in the intensity of the ultrasonic field in its local areas leads to the formation of vortices in the working medium above the transducer. However, the low value of the pressure drop does not allow to create conditions for the emergence of a regular flow of the medium.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности работы ультразвуковых технологических установок за счет создания регулярного течения рабочей среды в ванне. The technical result of the invention is to increase the efficiency of ultrasonic processing units by creating a regular flow of the working medium in the bath.
Указанный результат достигается тем, что создают регулярное течение рабочей среды в ванне путем поочередного кратковременного выключения излучателей, установленных в вершинах и на сторонах правильных многоугольников, радиусы описанных окружностей которых кратны нечетному числу четвертей длины волны ультразвуковых колебаний, возбуждаемых в материале ванны, на расстоянии друг от друга, равном четверти длины указанной волны.This result is achieved by creating a regular flow of the working medium in the bath by alternately briefly turning off the emitters installed at the vertices and sides of regular polygons, the radii of the circumscribed circles of which are a multiple of an odd number of quarters of the wavelength of ultrasonic vibrations excited in the bath material at a distance from a friend equal to a quarter of the length of the specified wave.
Этот результат достигается также и тем, что производят одновременное выключение диаметрально расположенных излучателей. This result is also achieved by the fact that the diametrically located emitters are simultaneously turned off.
Указанный результат достигается и устройством для ультразвуковой очистки поверхностей, содержащим излучатели и генераторы переменного электрического напряжения, в котором для создания регулярного течения рабочей среды в ванне путем поочередного кратковременного выключения излучателей, генераторы выполнены автономными, и каждый из излучателей соединен с выходом одного генератора, вход которого соединен с выходом коммутатора, а вход коммутатора соединен с выходом процессора. This result is also achieved by a device for ultrasonic cleaning of surfaces, containing emitters and alternating voltage generators, in which, to create a regular flow of the working medium in the bath by alternately briefly turning off the emitters, the generators are autonomous, and each of the emitters is connected to the output of one generator, the input of which connected to the output of the switch, and the input of the switch is connected to the output of the processor.
Излучатели, расположенные в вершинах и на сторонах правильных многоугольников на одинаковом расстоянии λ/4 друг от друга (фиг.1), подключены к автономным генераторам переменного электрического напряжения. Каждый из генераторов подключен одним из своих входов к выходу коммутатора, обеспечивающего его кратковременное выключение. Частоту выключений, временной промежуток выключенного состояния, очередность выключений генераторов задает процессор (фиг.2). При выключении генератора происходит выключение соответствующего излучателя. При выключении одного из излучателей в рабочей среде создается мгновенный перепад давлений δР между областью однородного акустического поля максимальной интенсивности, расположенной над работающими излучателями, и областью нулевой интенсивности поля, расположенной над выключенным излучателем. Это приводит к возникновению течения рабочей среды из области высокого давления в область низкого давления. При включении первого излучателя и выключении следующего излучателя, расположенного рядом справа или слева, возникает новый перепад давлений δР и, как следствие, течение рабочей среды в область над выключенным излучателем. Таким образом, поочередное выключение излучателей обеспечивает регулярность и направленность течения рабочей среды. Emitters located at the vertices and sides of regular polygons at the same distance λ / 4 from each other (Fig. 1) are connected to autonomous alternating voltage generators. Each of the generators is connected by one of its inputs to the output of the switch, providing its short-term shutdown. The frequency of shutdowns, the time period of the off state, the sequence of shutdowns of the generators sets the processor (figure 2). When the generator is turned off, the corresponding emitter is turned off. When one of the emitters is turned off in the working medium, an instantaneous pressure drop δP is created between the region of a homogeneous acoustic field of maximum intensity located above the working emitters and the region of zero field intensity located above the switched off emitter. This leads to a flow of the working medium from the high-pressure region to the low-pressure region. When you turn on the first emitter and turn off the next emitter, located next to the right or left, a new pressure drop δP appears and, as a result, the flow of the working medium into the region above the turned off emitter. Thus, the alternate shutdown of the emitters provides regularity and directionality of the flow of the working medium.
При размещении излучателей на расстоянии, равном λ/4, в вершинах и на сторонах многоугольников, радиусы описанных окружностей которых кратны λ/4, и одновременном поочередном выключении излучателей, расположенных на одном диаметре указанных окружностей, достигается эффект регулярного движения рабочей среды относительно неподвижной обрабатываемой поверхности.When emitters are placed at a distance equal to λ / 4, at the vertices and sides of polygons, the radii of the circumscribed circles of which are multiples of λ / 4, and at the same time, the emitters located on the same diameter of these circles are turned off alternately, the effect of regular movement of the working medium relative to the motionless work surface is achieved .
При экспериментальной проверке преобразователя на резонансной частоте излучателей 33 кГц при частоте переключений коммутатора от 12 Гц до 1 кГц получена достаточно высокая эффективность работы преобразователя. Скорость течения рабочей среды составила от 0,5 до 5 см/с.During the experimental verification of the converter at the resonant frequency of the emitters of 33 kHz with a switching frequency of the switch from 12 Hz to 1 kHz, a rather high efficiency of the converter was obtained. The flow rate of the working medium ranged from 0.5 to 5 cm / s.
Технический результат - повышение КПД технологических ультразвуковых установок достигается за счет уменьшения на 50% доли энергии, используемой на создание движения рабочей среды, уменьшения на 15-20% времени очистки за счет удаления с очищаемой поверхности продуктов распада загрязнителя по мере их возникновения.EFFECT: increased efficiency of technological ultrasonic units is achieved by reducing by 50% the share of energy used to create movement of the working medium, reducing the cleaning time by 15-20% by removing pollutant decay products from the surface to be cleaned as they arise.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИSOURCES OF INFORMATION
1. Авторское свидетельство СССР №578127. Ванна для ультразвуковой обработки. МКИ В 08 В 3/12. Опубл. Бюл. №40, 1977 г.1. USSR copyright certificate No. 578127. Bathtub for ultrasonic processing. MKI V 08 V 3/12. Publ. Bull. No. 40, 1977
2. Авторское свидетельство СССР №359060. Ультразвуковой преобразователь. МКИ В 06 В 1/06. Опубл. Бюл. №35, 1973 г.2. USSR copyright certificate No. 359060. Ultrasonic transducer. MKI V 06 V 1/06. Publ. Bull. No. 35, 1973
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004108461/12A RU2262397C1 (en) | 2004-03-23 | 2004-03-23 | Method of ultrasonic cleaning of surfaces and a device for its realization |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004108461/12A RU2262397C1 (en) | 2004-03-23 | 2004-03-23 | Method of ultrasonic cleaning of surfaces and a device for its realization |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2262397C1 true RU2262397C1 (en) | 2005-10-20 |
Family
ID=35863075
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004108461/12A RU2262397C1 (en) | 2004-03-23 | 2004-03-23 | Method of ultrasonic cleaning of surfaces and a device for its realization |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2262397C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014133413A1 (en) * | 2013-02-27 | 2014-09-04 | Velts Iakov Yakovlevich | Method for the ultrasonic cleaning of materials during the production of artificial crystals |
-
2004
- 2004-03-23 RU RU2004108461/12A patent/RU2262397C1/en active IP Right Revival
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014133413A1 (en) * | 2013-02-27 | 2014-09-04 | Velts Iakov Yakovlevich | Method for the ultrasonic cleaning of materials during the production of artificial crystals |
RU2530469C1 (en) * | 2013-02-27 | 2014-10-10 | Яков Яковлевич Вельц | Method for ultrasonic cleaning of materials when producing artificial crystals |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2004287498B2 (en) | Ultrasonic Processing Method and Apparatus with Multiple Frequency Transducers | |
US5409594A (en) | Ultrasonic agitator | |
Duran et al. | Design and Implementation of an Intelligent Ultrasonic Cleaning Device. | |
RU2262397C1 (en) | Method of ultrasonic cleaning of surfaces and a device for its realization | |
US20090223542A1 (en) | Cleaning apparatus using ultrasonic waves | |
RU2357810C2 (en) | Cleaning method with application of ultrasonic energy of different frequency | |
KR100250402B1 (en) | Method and device for fickling the edge portions of a sheet immersed in a reactive solution, in particular a hot rolled sheet | |
US7299662B2 (en) | Ultrasonic cleaning system for cleaning a plurality of parallel extending, strand like products, such as example wire, profiles and pipes | |
RU2313408C1 (en) | Device for ultrasonic cleaning of items | |
KR20000064836A (en) | How to clean thread or strip-shaped articles, in particular wires | |
RU49740U1 (en) | DEVICE FOR ULTRASONIC CLEANING OF AVIATION AND TANK FILTERS | |
RU54828U1 (en) | ULTRASONIC PRODUCT CLEANING DEVICE | |
RU195914U1 (en) | Device for ultrasonic pipe cleaning | |
RU2163830C1 (en) | Method of acoustic regeneration of filter medium of water cleaning filter and device for realization of this method | |
SU1574285A1 (en) | Method of ultrasonic cleaning of articles | |
RU2049567C1 (en) | Method of cleaning of products | |
JPH11277010A (en) | Ultrasonic washing apparatus | |
RU2429916C1 (en) | Electrical cleaner of dielectric fluids with electric recovery of electrodes | |
JP2003033735A (en) | Ultrasonic cleaning unit and tool for ultrasonic cleaning unit | |
KR200388529Y1 (en) | Stream generating type ultrasonic cleaner | |
RU2492002C1 (en) | Precision bearing washing machine | |
RU2392097C1 (en) | Device for electrochemical treatment of profiled surfaces of metal parts | |
TW200724508A (en) | Method and apparatus of panel etching process (the fourth invention) | |
JP2006223968A (en) | Ultrasonic cleaner and ultrasonic washing method | |
RU2625465C1 (en) | Method of ultrasonic machining and installation for its implementation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110324 |
|
RZ4A | Other changes in the information about an invention | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190324 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20220118 |