RU2357810C2 - Способ очистки с использованием ультразвуковой энергии различной частоты - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области ультразвуковой очистки предметов от различных загрязнений в жидких моющих средствах, в частности, сложного профиля и с глубокими сквозными каналами и может быть использовано в различных отраслях промышленности и сферах услуг. Способ включает погружение подлежащих очистке предметов в ванну с моющим раствором и воздействие на него ультразвуковых преобразователей, размещенных на прилегающей к ванне вибрационной диафрагме и разбитых на несколько групп, излучающих ультразвуковую энергию в диапазоне частот. Места излучения выбраны на определенном расстоянии одно от другого, обеспечивающем направление в ванну потока ультразвуковых колебаний с разными длинами волн от всех ультразвуковых преобразователей и отсутствием неблагоприятной границы раздела. Работа каждого ультразвукового преобразователя осуществляется на частоте собственного механического резонанса, ультразвуковые колебания подвергают амплитудной модуляции с глубиной модуляции от 90 до 95 процентов, а импульсы этих колебаний с равной по величине амплитудой, излучаемых ультразвуковыми преобразователями одной группы, сдвигают по фазе напряжения модуляции относительно излучаемых ультразвуковыми преобразователями других групп на величину, равную плюс/минус π/3 радиан. Изобретение повышает качество очистки предметов. 2 ил.

Description

Область техники

Изобретение относится к области ультразвуковой очистки от технологических и эксплуатационных загрязнений в жидких моющих растворах различных предметов, в том числе сложного профиля и с глубокими сквозными каналами с применением технологических эффектов явления кавитации в жидкости и может использоваться в различных отраслях промышленности и сферы услуг.

Уровень техники

Известен способ очистки с использованием ультразвуковых колебаний, включающий погружение подлежащих очистке предметов в ванну с моющим раствором и возбуждение в нем ультразвуковых колебаний различных частот, создаваемых ультразвуковыми преобразователями (патент РФ на изобретение №2129921, МПК В08В 3/12, «Способ очистки изделий с использованием ультразвуковых колебаний»). Ультразвуковые колебания возбуждают от каждого ультразвукового преобразователя с девиацией частоты одним общим ультразвуковым генератором.

Данный способ обладает следующими недостатками. Диапазон изменения частоты ультразвукового генератора выбирают исходя из возможности получения максимального значения амплитуды колебаний каждого ультразвукового преобразователя на его определенной резонансной частоте, так как в реальной практике получить ультразвуковые преобразователи с одинаковой резонансной частотой невозможно, что обусловлено несовпадением конструктивных и технологических параметров их составных частей (например, при применении пьезоэлектрических преобразователей - это неточность геометрических размеров пьезокерамических шайб и металлических деталей, а также невозможность достижения одинакового усилия осевого сжатия конструкции преобразователя при его сборке), при этом разброс резонансных частот может достигать от десятков герц до единиц килогерц. Диапазон девиации частоты не может быть широким, в противном случае достаточная амплитуда колебаний отдельного ультразвукового преобразователя будет достигаться только в незначительной части диапазона девиации, что приведет к его очень низкой средней акустической мощности и сделает ультразвуковое воздействие неэффективным, а качество очистки неудовлетворительным. При нормативном сроке службы ультразвуковых устройств не ниже 5 лет после нескольких лет работы происходит естественное изменение резонансных частот ультразвуковых преобразователей (в случае применения пьезоэлектрических преобразователей это обусловлено старением пьезокерамических шайб, приводящим к изменению их электрических и механических характеристик, изменением усилия сжатия конструкции преобразователя из-за постоянного и длительного приложения знакопеременных усилий обратного пьезоэлектрического эффекта и изменением изоляционных свойств конструкции преобразователя из-за старения лаковых покрытий). При этом некоторые из них могут выйти за диапазон девиации частоты, что исключит их из работы и сделает очистку с девиацией частоты неэффективной. Кроме того, способ с использованием одного ультразвукового генератора не позволяет применить возбуждение в моющем растворе ультразвуковых колебаний различных частот, значительно отличающихся друг от друга, что снижает как номенклатуру очищаемых предметов по размерам и форме, так и номенклатуру загрязнений, которые можно удалить ультразвуковой очисткой.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному способу является способ очистки с использованием ультразвуковой энергии различной частоты, включающий погружение подлежащих очистке предметов в ванну с моющим раствором и воздействие на него ультразвуковых преобразователей, размещенных на прилегающей к ванне вибрационной диафрагме и разбитых на несколько групп, излучающих ультразвуковую энергию в диапазоне частот, при этом места излучения выбраны на определенном расстоянии одно от другого, обеспечивающем направление в ванну потока ультразвуковых колебаний с разными длинами волн от всех ультразвуковых преобразователей и отсутствием неблагоприятной границы раздела, являющейся следствием различных частот излучения (патент США №6019852А, МПК В08В 3/12 «Способ очистки с использованием ультразвуковой энергии различной частоты»). Из приведенного в патенте устройства для осуществления этого способа следует, что ультразвуковые колебания каждой группы ультразвуковых преобразователей возбуждаются от одного ультразвукового генератора, а размеры ультразвуковых преобразователей одной группы могут значительно отличаться от размеров ультразвуковых преобразователей других групп, вследствие чего ультразвуковые преобразователи излучают ультразвуковую энергию в широком диапазоне частот.

Однако данный способ также имеет недостатки.

Как уже отмечалось, достигнуть на практике для всех ультразвуковых преобразователей одного типоразмера (одной группы) одинаковой резонансной частоты невозможно, поэтому возбуждение ультразвуковых колебаний от ультразвуковых преобразователей в данной группе одним общим ультразвуковым генератором, работающим на фиксированной частоте, приводит к тому, что большинство ультразвуковых преобразователей данной группы работают не на резонансной частоте, а с отклонением от нее. При этом реальная амплитуда ультразвуковых колебаний значительно снижается по сравнению с колебаниями на резонансной частоте, снижая тем самым суммарную акустическую мощность в моющем растворе, что приводит к снижению эффективности удаления загрязнений. Исключение этого явления за счет применения ультразвуковых преобразователей не с высокой добротностью при узкой частотной полосе работы, а с низкой добротностью при широкой частотной полосе работы неэффективно, так как требует создания на них очень высокого напряжения (до 400…500 В по эффективному значению), и на практике, как правило, не применяется. Повышение амплитуды ультразвуковых колебаний за счет повышения амплитуды выходного напряжения ультразвукового генератора обладает этим же недостатком. Повышение амплитуды ультразвуковых колебаний за счет снижения резонансного сопротивления ультразвуковых преобразователей усложняет процесс их изготовления и сборки, а также может привести к излишней амплитуде ультразвуковых колебаний в том случае, когда рабочая частота ультразвукового генератора совпадает с резонансной частотой ультразвукового преобразователя. Естественно, что при работе большинства ультразвуковых преобразователей одной группы с отклонением от частоты резонанса (это отклонение для каждого ультразвукового преобразователя имеет свое значение) в случае, если какие-нибудь из них имеют общую границу раздела направляемых в ванну с моющим раствором каналов (столбов) ультразвуковых колебаний, в моющем растворе за счет разной амплитуды этих колебаний создаются акустические макро- и микротечения между столбами, повышающие качество очистки. Однако уровень этого повышения незначительный и достигается за счет значительного снижения суммарной акустической мощности, излучаемой в ванну с моющим раствором, что резко снижает главную (кавитационную) составляющую процесса очистки, в результате чего общая эффективность очистки значительно ниже той, которая достигалась бы при работе всех ультразвуковых преобразователей в резонансе.

Кроме того, работа ультразвукового преобразователя не на резонансной частоте не позволяет достичь наиболее оптимального режима - наименьшее потребление электрической энергии при наибольшей амплитуде колебаний, которое достигается только на частоте механического резонанса, несколько сдвинутой от частоты электрического резонанса (в случае пьезоэлектрического преобразователя за счет его емкостного характера).

Сущность изобретения

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение качества очистки.

Техническим результатом, получаемым при осуществлении способа, является повышение эффективности удаления загрязнений за счет увеличения акустических макро- и микротечений в моющем растворе и в совокупности с созданием оптимальных режимов работы ультразвуковых преобразователей на частоте их собственного механического резонанса.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе очистки с использованием ультразвуковой энергии различной частоты, включающем погружение подлежащих очистке предметов в ванну с моющим раствором и воздействие на него ультразвуковых преобразователей, размещенных на прилегающей к ванне вибрационной диафрагме и разбитых на несколько групп, излучающих ультразвуковую энергию в диапазоне частот, при этом места излучения выбраны на определенном расстоянии одно от другого, обеспечивающем направление в ванну потока ультразвуковых колебаний с разными длинами волн от всех ультразвуковых преобразователей и отсутствием неблагоприятной границы раздела, новым является работа каждого ультразвукового преобразователя на частоте собственного механического резонанса и в совокупности с тем, что ультразвуковые колебания подвергают амплитудной модуляции с глубиной модуляции до 95 процентов, а большинство импульсов этих колебаний с близкой по величине амплитудой, излучаемых ультразвуковыми преобразователями одной группы, сдвигают по фазе напряжения модуляции относительно излучаемых ультразвуковыми преобразователями других групп на величину, близкую к плюс/минус π/3 радиан.

Перечень чертежей

На фиг.1 приведен пример временных диаграмм электрических напряжений ультразвуковой частоты на ультразвуковых преобразователях различных групп при трех группах.

На фиг.2 приведен пример схемы построения устройства для осуществления способа при трех группах ультразвуковых преобразователей.

Возможность осуществления изобретения

Способ очистки с использованием ультразвуковой энергии различной частоты включает погружение очищаемых предметов в ванну с моющим раствором, например, водным раствором технического моющего средства типа «Вертолин-74», «Импульс», и воздействие на него ультразвуковых преобразователей. При этом ультразвуковые преобразователи размещены на прилегающей к ванне вибрационной диафрагме и разбиты на несколько групп, излучающих ультразвуковую энергию в диапазоне частот, например, первая группа - в диапазоне частот (22±7,5%) кГц, вторая группа - в диапазоне частот (28±7,5%) кГц, третья группа - в диапазоне частот (44±10%) кГц, или, например, все три группы работают в одном диапазоне частот, например, (44±10%) кГц. Места излучения ультразвуковых преобразователей выбраны на определенном расстоянии одно от другого, обеспечивающем направление в ванну потока ультразвуковых колебаний с разными длинами волн от всех ультразвуковых преобразователей и отсутствием неблагоприятной границы раздела, являющейся следствием различных частот излучения.

Каждый ультразвуковой преобразователь работает на частоте собственного механического резонанса, характеризующегося наиболее эффективным способом создания ультразвуковых колебаний.

Электрические напряжения ультразвуковой частоты 1, 2, 3 (см. фиг.1) на ультразвуковых преобразователях имеют амплитудную модуляцию, соответствующую электрическим напряжениям низкой частоты 4, 5, 6, частота которых составляет, например, 100 Гц, а глубина (с позиции применения для модуляции) может доходить до 95 процентов. Форма электрических напряжений ультразвуковой частоты 1, 2, 3 может быть, например, синусоидальной или прямоугольной. Фаза соответствующих электрических напряжений низкой частоты 4, 5, 6 совпадает для всех ультразвуковых преобразователей соответствующих групп. Фаза электрического напряжения низкой частоты 4 первой группы сдвинута относительно электрического напряжения низкой частоты 5 второй группы на минус 2π/3 радиан, а относительно электрического напряжения низкой частоты 6 третьей группы на минус π/3 радиан (что равнозначно на плюс π/3 радиан). Точно также вторая группа имеет сдвиг относительно первой группы на плюс π/3 радиан, относительно третьей группы на минус π/3 радиан, а третья группа - относительно первой группы на плюс π/3 радиан, относительно второй группы на минус π/3 радиан.

Все это приводит к тому, что большинство импульсов электрических напряжений ультразвуковой частоты 1, 2, 3 с близкой по величине амплитудой на ультразвуковых преобразователях одной группы (например, в т. А) сдвинуто по фазе электрического напряжения низкой частоты 4 (напряжения модуляции) относительно других групп (например, в т. В и С) на величину, близкую к плюс/минус π/3 радиан.

В соответствии с этими изменениями амплитуды электрических напряжений ультразвуковой частоты 1, 2, 3 на ультразвуковых преобразователях аналогично будет изменяться и амплитуда ультразвуковых колебаний в моющем растворе, создаваемых ультразвуковыми преобразователями. На фиг.1 для простоты понимания процесса частота электрических напряжений ультразвуковой частоты 1, 2, 3 изображена одинаковой, как для того случая, когда она одинакова для всех трех групп, например, в диапазоне (44±10% кГц). Однако закономерности описанного выше распределения амплитуд сохраняются и в том случае, когда диапазоны частот в каждой группе разные. Это объясняется тем, что соотношение частоты электрических напряжений ультразвуковой частоты 1, 2, 3 и частоты электрических напряжений низкой частоты 4, 5, 6 имеет достаточно большое количественное значение (22000 Гц : 100 Гц=220; 2800 Гц : 100 Гц=280; 44000 Гц : 100 Гц=440), поэтому сдвиг импульсов электрических напряжений ультразвуковой частоты 1, 2, 3 с близкой по величине амплитудой в разных группах по фазе электрического напряжения низкой частоты 4 все равно составляет значение, близкое к плюс/минус π/3 радиан.

На фиг.2 приведен один из возможных вариантов устройства для осуществления заявляемого способа, которое содержит ванну, выполненную из тонколистовой нержавеющей стали, заполненную моющим раствором и находящуюся в зоне действия ультразвуковых преобразователей 1-1…1-6, 2-1…2-6, 3-1…3-12, представляющих из себя, например, пакетную стержневую конструкцию из металлических излучающей и тыльной накладок и расположенных между ними двух пьезокерамических шайб, стянутых резьбовой металлической шпилькой, двухполупериодные выпрямители 7…9, выполненные, например, в виде полупроводникового диодного моста и помехоподавляющего фильтра, и генерирующие устройства 10…12 в виде, например, модульного или рамочного каркаса, состоящие из соответствующих ультразвуковых генераторов 10-1…10-6, 11-1…11-6, 12-1…12-12, каждый из которых представляет из себя электронный узел, смонтированный на печатной плате и имеет выход для подключения к соответствующим ультразвуковым преобразователям 1-1…1-6, 2-1…2-6, 3-1…3-12. Ультразвуковые преобразователи установлены методом приклеивания или сварки на вибрационной диафрагме 13, выполненной также из тонколистовой нержавеющей стали. Она плотно прилегает к дну или стенке ванны, а также может быть непосредственно дном или стенкой. Ультразвуковые преобразователи разбиты на три группы: 1-1…1-6 (первая группа), 2-1…2-6 (вторая группа), 3-1…3-12 (третья группа). Ультразвуковые преобразователи каждой группы имеют свои размеры, определяющие резонансную частоту излучения, например, в первой группе - в диапазоне частот (22±7,5%) кГц, во второй группе - в диапазоне частот (28±7,5) кГц, в третьей группе - в диапазоне частот (44±10%) кГц. Возможен случай, когда принципиальной разницы между размерами ультразвуковых преобразователей разных групп нет, при этом все они имеют резонансную частоту излучения, например, в диапазоне частот (44±10%) кГц. Различие резонансных частот ультразвуковых преобразователей одной группы не выполняется специально, а получается за счет разброса геометрических размеров их деталей и режимов сборки.

Схемотехника ультразвуковых генераторов 10-1…10-6, 11-1…11-6, 12-1…12-12 построена так, что обеспечивает работу каждого ультразвукового преобразователя на частоте его собственного механического резонанса. В мозаичной системе расположения ультразвуковых преобразователей на вибрационной диафрагме 13 расстояния между ними выбраны исходя из определенного соотношения с длиной волны поперечных колебаний излучающей диафрагмы 13, возбуждаемых каждым конкретным ультразвуковым преобразователем. Подключение входного напряжения на двухполупериодные выпрямители 7…9 осуществляется, например, от фаз L1…L3 трехфазной сети с нулевым проводом с линейным напряжением 380 В и частотой 50 Гц, что не требует применения специальных устройств для создания амплитудной модуляции и сдвига фазы.

Предлагаемый способ на приведенном устройстве реализуется следующим образом. Очищаемые предметы помещают в корзину или специальную подвеску и погружают в ванну с моющим раствором. Фазные напряжения трехфазной сети L1…L3 сдвинуты относительно друг друга по фазе на плюс/минус 2 π/3 радиан. При подаче этих напряжений на соответствующие двухполупериодные выпрямители 7…9 на их выходе формируются выпрямленные напряжения частотой 100 Гц, сдвинутые относительно друг друга на плюс/минус π/3 радиан, причем из-за наличия на выходе двухполупериодных выпрямителей 7…9 индуктивно-емкостного помехоподавляющего фильтра минимальное значение амплитуды этих напряжений составляет не менее 5 процентов от максимальной амплитуды (реальное значение зависит от номиналов элементов помехоподавляющего фильтра и выбирается исходя из компромисса между получением достаточно высокого уровня ослабления импульсных помех, возникающих при работе ультразвуковых генераторов и попадающих в электрическую сеть, и достаточно минимальных габаритов помехоподавляющего фильтра). Эти выпрямленные напряжения являются соответствующими напряжениями питания соответствующих генерирующих устройств 10…12, а именно - соответствующих ультразвуковых генераторов 10-1…10-6, 11-1…11-6, 12-1…12-12, которые формируют на соответствующих ультразвуковых преобразователях 1-1…1-6, 2-1…2-6, 3-1…3-12 соответствующие электрические напряжения ультразвуковой частоты 1, 2, 3, имеющие частоту механического резонанса соответствующих ультразвуковых преобразователей и двухстороннюю амплитудную модуляцию соответствующими напряжениями питания соответствующих ультразвуковых генераторов, то есть электрическими напряжениями низкой частоты 4, 5, 6, которые имеют форму двухполупериодного выпрямленного напряжения электрической сети и частоту 100 Гц. Амплитудная модуляция обеспечивает плавное изменение амплитуды импульсов электрических напряжений ультразвуковой частоты 1, 2, 3 в первый полупериод электрических напряжений низкой частоты 4, 5, 6 от величины, имеющей значение 5…10 процентов от значения максимальной амплитуды, до значения максимальной амплитуды, и за второй полупериод - в обратном направлении. Так как ультразвуковые преобразователи в каждой группе имеют разброс технических характеристик, то каждый из них работает на своей частоте механического резонанса, которая однако не выходит за пределы допустимого диапазона частот, при этом минимальная и максимальная амплитуда электрического напряжения ультразвуковой частоты (соответственно и промежуточные амплитуды по периоду модуляции) на всех ультразвуковых преобразователях одной группы отличаются очень незначительно (это объясняется тем, что амплитуда в основном определяется напряжением питания ультразвуковых генераторов этой группы, которое для всех одно и то же, а незначительные отличия определяются некоторыми отличиями резонансного сопротивления ультразвуковых преобразователей, связанными с тем, что их характеристики имеют разброс). Это приводит к тому, что в один и тот же короткий (относительно длительности периода напряжения модуляции) промежуток времени амплитуды импульсов электрического напряжения ультразвуковой частоты на всех ультразвуковых преобразователях одной группы имеют близкое по величине значение. Так как напряжения питания двухполупериодных выпрямителей 7…9 являются фазами сетевого напряжения, то в соответствии с нормами качества электроэнергии их амплитуда изменяется по одному закону, но со сдвигом по фазе на плюс/минус 2 π/3 радиан, а эффективные значения близки по величине. В соответствии с этим амплитуда напряжений модуляции (электрических напряжений низкой частоты) на ультразвуковых преобразователях разных групп изменяется также по одному закону, но со сдвигом по фазе на плюс/минус π/3 радиан, а эффективные значения близкие по величине. Поэтому большинство импульсов электрических напряжений ультразвуковой частоты 1, 2, 3 с близкой по величине амплитудой на ультразвуковых преобразователях одной группы сдвинуто по фазе электрического напряжения низкой частоты (напряжения модуляции) относительно других групп на величину, близкую к плюс/минус π/3 радиан. Исключение составляет очень узкий диапазон амплитуд в точках встречи разнонаправленного изменения амплитуд (например, точка D относительно точки В на фиг.1), где сдвиг близок к нулю. В соответствии с приложенными электрическими напряжениями ультразвуковой частоты 1, 2, 3 пьезокерамические шайбы за счет обратного пьезоэлектрического эффекта изменяют свои размеры в продольном направлении пакета каждого ультразвукового преобразователя, заставляя колебаться излучающую накладку и прилегающие к ней в радиальном направлении участки излучающей диафрагмы 13. В соответствии с выбранным расстоянием между соседними двумя ультразвуковыми преобразователям на их границе раздела колебания излучающей диафрагмы 13 отсутствуют от обоих ультразвуковых преобразователей. В результате этого излучающая диафрагма 13 передает механические колебания дну или стенке ванны (если она является непосредственно дном или стенкой ванны, то процесс промежуточной передачи отсутствует), заставляя их колебаться. Механические колебания преобразуются в акустические колебания, заставляющие колебаться частицы моющего раствора, причем закономерности этих колебаний идентичны закономерностям изменения амплитуды соответствующих электрических напряжений ультразвуковой частоты 1, 2, 3 на соответствующих ультразвуковых преобразователях. При этом каждый ультразвуковой преобразователь создает в моющем растворе собственный столб колебаний, который оказывает минимальное воздействие на столбы колебаний от других преобразователей за счет отсутствия колебаний на границе раздела столбов. Частицы жидкости в каждом столбе колеблются со своей частотой (соответственно имеют свою длину волны колебаний), причем эта частота в пределах одной группы отличается незначительно (не более ±7,5% для основной частоты 22 и 28 кГц и не более ±10% для 44 кГц), а между группами - значительно. Так создается поток ультразвуковых колебаний. За счет колебаний частиц моющего раствора в нем создаются зоны с разным давлением: высоким (сжатие) и низким (разряжение), которые попеременно меняются. В зонах низкого давления создаются разрывы (полости) жидкости, которые в момент наступления высокого давления захлопываются, создавая микровзрывы с выделением значительной энергии в виде ударных волн. Это и есть явление кавитации в жидкости. Ударные волны воздействуют на загрязнения на поверхности очищаемых предметов, разрушая их. Чем выше частота колебаний, тем меньший размер имеют создаваемые полости, тем в более малых объемах они могут возникать - это обеспечивает получение микровзрывов в пазах и отверстиях малого размера. Колебания, создаваемые ультразвуковыми преобразователями группы 22 кГц, в большей степени обеспечивают разрушение загрязнений на поверхности изделий, группы 28 кГц - в пазах и отверстиях среднего размера, группы 44 кГц - в пазах и отверстиях малого размера. За счет того, что импульсы колебаний частиц моющего раствора с близкой по величине амплитудой, возбуждаемые соседними ультразвуковыми преобразователями разных групп, сдвинуты по фазе напряжения модуляции на плюс/минус π/3 радиан, в каждый определенный момент времени они имеют значительное отличие по амплитуде. Это приводит к значительным акустическим макро- и микротечениям между столбами моющего раствора, что обеспечивает постоянный унос оторвавшихся частиц загрязнений от поверхности предметов и интенсифицирует химическое взаимодействие поверхностно-активных веществ (ПАВ) моющего раствора с загрязнениями, обеспечивающие повышение качества очистки и расширение номенклатуры загрязнений, поддающихся ультразвуковой очистке. Наличие различия в частоте колебаний частиц моющего раствора в столбах, возбуждаемых соседними ультразвуковыми преобразователями одной группы, также создает акустические макро- и микротечения между столбами, которые вносят дополнительный вклад в повышение качества очистки. Узкий диапазон амплитуд колебаний частиц моющего раствора в соседних столбах, возбуждаемый соседними ультразвуковыми преобразователями разных групп и сдвинутый относительно друг друга по фазе напряжения модуляции на величину, близкую к нулю (точка D относительно точки В на фиг.1), также вносит дополнительный вклад в повышение качества очистки: на очень короткое время резко снижается величина акустических макро- и микротечений моющего раствора между этими столбами, что создает эффект постоянного ударного чередования их возникновения, приводящего еще к более интенсивному уносу загрязнений от поверхности очищаемых предметов. Очень часто на практике (это касается массового производства, когда постоянно идет очистка одних и тех же предметов) нет необходимости в использовании ультразвуковых преобразователей со значительным отличием рабочей частоты, поэтому используется один и тот же диапазон частот для всех групп, например, (44±10%) кГц. При этом для получения качественной очистки вполне достаточно создания акустических макро- и микротечений за счет сдвига фаз между группами и небольшой разницы в рабочей частоте отельных ультразвуковых преобразователей в пределах диапазона частот, а сложность устройства для осуществления способа значительно снижается.

Применение отдельного ультразвукового генератора для каждого ультразвукового преобразователя позволяет выполнить его очень простым, поэтому энергетические и экономические затраты на одно генерирующее устройство по сравнению с общим ультразвуковым генератором, выполненным, например, с девиацией частоты, практически одинаковы.

Так как все ультразвуковые преобразователи работают на частоте собственного механического резонанса, то при длительном сроке службы, даже в случае ухода этой частоты за пределы допустимого диапазона группы, они продолжают эффективно работать. Простые полупроводниковые выпрямители 7…9 не являются дополнительными затратами, так как используются и в общих ультразвуковых генераторах.

Таким образом, использование способа позволяет повысить качество очистки предметов за счет увеличения акустических макро- и микротечений в моющем растворе, получаемых введением глубокой амплитудной модуляции ультразвуковых колебаний и сдвигом этих колебаний в разных группах ультразвуковых преобразователей друг относительно друга по фазе напряжения модуляции, и в совокупности с обеспечением работы ультразвуковых преобразователей на частоте их собственного механического резонанса.

Claims (1)

1. Способ очистки с использованием ультразвуковой энергии различной частоты, включающий погружение подлежащих очистке предметов в ванну с моющим раствором и воздействие на него ультразвуковых преобразователей, размещенных на прилегающей к ванне вибрационной диафрагме и разбитых на несколько групп, излучающих ультразвуковую энергию в диапазоне частот, при этом места излучения выбраны на определенном расстоянии одно от другого, обеспечивающем направление в ванну потока ультразвуковых колебаний с разными длинами волн от всех ультразвуковых преобразователей и отсутствием неблагоприятной границы раздела, отличающийся тем, что работа каждого ультразвукового преобразователя осуществляется на частоте собственного механического резонанса, ультразвуковые колебания подвергают амплитудной модуляции с глубиной модуляции от 90 до 95%, а импульсы этих колебаний с равной по величине амплитудой, излучаемых ультразвуковыми преобразователями одной группы, сдвигают по фазе напряжения модуляции относительно излучаемых ультразвуковыми преобразователями других групп на величину, равную плюс/минус π/3 радиан.

Images