RU2360746C1 - Device for ultrasound wire or tape surface clearing - Google Patents
Device for ultrasound wire or tape surface clearing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2360746C1 RU2360746C1 RU2007137502/12A RU2007137502A RU2360746C1 RU 2360746 C1 RU2360746 C1 RU 2360746C1 RU 2007137502/12 A RU2007137502/12 A RU 2007137502/12A RU 2007137502 A RU2007137502 A RU 2007137502A RU 2360746 C1 RU2360746 C1 RU 2360746C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rollers
- roller
- product
- groove
- wire
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к чистке жидкостью с использованием ультразвуковых колебаний и может быть использовано, в частности, в качестве одного из этапов непрерывного технологического процесса для очистки поверхностей гибких длинномерных изделий, например, движущейся проволоки различного профиля, а также движущейся ленты.The invention relates to liquid cleaning using ultrasonic vibrations and can be used, in particular, as one of the stages of a continuous technological process for cleaning surfaces of flexible long products, for example, a moving wire of various profiles, as well as a moving tape.
В непрерывном технологическом процессе время пребывания движущегося изделия в моющем растворе ограничено, поскольку это время определяется заданной скоростью движения очищаемой поверхности в моющем растворе. Последняя не может быть изменена из-за требований технологического цикла, в котором очистка движущейся поверхности является одним из его этапов. Отсюда возникает задача получения качественной очистки движущейся поверхности при ограниченном времени пребывания изделия в моющем растворе, которое определяется скоростью движения очищаемой поверхности.In a continuous process, the residence time of a moving product in a washing solution is limited, since this time is determined by the set speed of the surface being cleaned in the washing solution. The latter cannot be changed due to the requirements of the technological cycle in which cleaning a moving surface is one of its stages. Hence the task of obtaining high-quality cleaning of a moving surface with a limited residence time of the product in a washing solution, which is determined by the speed of movement of the surface being cleaned.
Известна установка для ультразвуковой очистки изделий типа лент, перемещаемых в ванне с моющим раствором по направляющим, закрепленным на опорной раме, в которую встроены ультразвуковые преобразователи. Направляющие и опорная рама расположены так, что образуют совместно с очищаемым изделием ограниченную полость. Кроме того, в направляющих и в опорной раме выполнена система каналов, через которую упомянутая полость соединена с источником сжатого газа (СССР, а.с. №524576, В08В 3/12, 05.08.76.). В известном устройстве качество очистки повышается путем увеличения количества воздушных пузырьков в моющем растворе барботированием моющего раствора.A known installation for ultrasonic cleaning of products such as tapes that are moved in a bath with a washing solution along the guides mounted on a support frame in which ultrasonic transducers are built-in. The guides and the support frame are arranged so that together with the product being cleaned, they form a limited cavity. In addition, a channel system is made in the guides and in the support frame through which the cavity is connected to a source of compressed gas (USSR, AS No. 524576, B08B 3/12, 05.08.76.). In the known device, the quality of cleaning is improved by increasing the number of air bubbles in the washing solution by sparging the washing solution.
Известно ультразвуковое устройство для очистки изделий, например, движущейся полосы трансформаторной стали, содержащее ванну с моющим раствором, закрепленные в ней с возможностью вращения транспортирующие валики, погружные ультразвуковые излучатели, активные поверхности которых расположены вблизи очищаемой поверхности и обращены в сторону очищаемой поверхности полосы стали, которая имеет возможность перемещения в ванне посредством транспортирующих валиков. Кроме того, в устройстве, для повышения качества очистки одновременно с ультразвуковой очисткой, содержатся реактивные запорные заслонки с соплами для дополнительной очистки поверхности напорной струей моющего раствора на входе и выходе из моющего раствора (СССР, а.с. №558722, В08В 3/12, 25.05.77).An ultrasonic device is known for cleaning products, for example, a moving strip of transformer steel, containing a bath with a washing solution, transporting rollers fixed thereto, rotatable ultrasonic emitters, the active surfaces of which are located near the surface being cleaned and facing the surface of the steel strip to be cleaned, which has the ability to move in the bath by means of conveyor rollers. In addition, the device, to improve the quality of cleaning at the same time as ultrasonic cleaning, contains reactive shutter dampers with nozzles for additional cleaning of the surface with a pressure stream of the washing solution at the inlet and outlet of the washing solution (USSR, AS No. 558722, B08B 3/12 , 05.25.77).
Выявленные в результате патентного поиска устройства ультразвуковой очистки поверхностей типа ленты повышают качество очистки движущейся поверхности путем комбинации с ультразвуковой других средств очистки. Однако поскольку скорость движения очищаемой поверхности задана, то это позволяет оставаться изделию в растворе строго ограниченное время, и не позволяет увеличить до оптимальной величины время его пребывания в моющем растворе. Это при заданной скорости движения очищаемой поверхности снижает качество очистки. Кроме того, выявленные устройства ультразвуковой очистки поверхностей не позволяют выполнять очистку проволоки.Identified as a result of a patent search device for ultrasonic cleaning of surfaces such as tape improve the quality of cleaning a moving surface by combining with ultrasonic other cleaning agents. However, since the speed of movement of the surface to be cleaned is specified, this allows the product to remain in the solution for a strictly limited time, and does not allow to increase the time spent in the washing solution to the optimum value. This at a given speed of movement of the surface being cleaned reduces the quality of cleaning. In addition, the identified devices for ultrasonic cleaning of the surfaces do not allow cleaning the wire.
Наиболее близким к предлагаемому является устройство для очистки проволоки или ленты, содержащее ванну с моющим раствором, закрепленные в ней с возможностью вращения транспортирующие валики, погружные ультразвуковые излучатели, активные поверхности которых обращены в сторону очищаемой поверхности проволоки или ленты, которая имеет возможность перемещения в ванне посредством транспортирующих валиков. Кроме того, активные поверхности ультразвуковых излучателей установлены от очищаемой поверхности на расстоянии, кратном длине волны ультразвуковых колебаний в моющем растворе, и соединены через генератор сигналов обратной связью. При этом очищаемый отрезок поверхности проволоки или ленты является элементом резонансной колебательной системы при осуществлении цепи обратной связи с генератором сигналов (РФ, патент №2238162, В08В 3/12, 20.10.2004 г.). Качество очистки повышается благодаря тому, что в части ленты или проволоки, находящейся в зоне действия ультразвукового излучателя, возникают колебания на своей частоте, которые усиливают эффект кавитации, так как тоже способствуют отрыву загрязняющих частиц от поверхности проволоки или ленты.Closest to the proposed device is a wire or tape cleaner containing a bath with a washing solution, conveyor rollers fixed thereto, rotatable, submersible ultrasonic emitters, the active surfaces of which face the surface of the wire or tape being cleaned, which can be moved in the bath by conveying rollers. In addition, the active surfaces of the ultrasonic emitters are installed from the surface being cleaned at a distance multiple of the wavelength of ultrasonic vibrations in the washing solution, and are connected via a feedback signal generator. In this case, the cleaned segment of the surface of the wire or tape is an element of the resonant oscillatory system when implementing a feedback circuit with a signal generator (RF, patent No. 2238162, B08B 3/12, 10/20/2004). The quality of cleaning is improved due to the fact that in the part of the tape or wire located in the zone of action of the ultrasonic emitter, oscillations occur at its frequency, which enhance the effect of cavitation, since they also contribute to the separation of polluting particles from the surface of the wire or tape.
Недостаток известного устройства состоит в следующем. Несмотря на то что активная поверхность ультразвукового излучателя расположена от очищаемой поверхности на расстоянии половины длины формируемой в моющем растворе ультразвуковой волны, ввиду малой площади отражающей поверхности очищаемого участка проволоки или ленты, большая часть кавитацонных пузырьков огибает очищаемую поверхность и уходит дальше в моющий раствор, что снижает эффективность ультразвуковой очистки. Кроме того, поскольку в известном устройстве используют ультразвуковые излучатели с активной поверхностью в форме круга, это вносит ограничения на размеры диаметра очищаемой проволоки и ширины ленты, при которых достигается повышение качества очистки, а именно, рекомендуемые оптимальные размеры до 0,5d, где d - диаметр активной поверхности ультразвукового излучателя. В результате при размерах проволоки и ленты выше рекомендуемых качество очистки ухудшается. При этом необходимость в точной настройке всей резонансной цепи усложняет известное устройство, а также ставит качество очистки изделия в зависимость от точности выполнения условий резонанса, касающихся участвующего в нем отрезка проволоки или ленты.A disadvantage of the known device is as follows. Despite the fact that the active surface of the ultrasonic emitter is located at a distance of half the length of the ultrasonic wave formed in the washing solution, due to the small area of the reflecting surface of the cleaned section of the wire or tape, most cavitational bubbles envelope the surface to be cleaned and go further into the washing solution, which reduces ultrasonic cleaning efficiency. In addition, since the known device uses ultrasonic emitters with an active surface in the form of a circle, this imposes restrictions on the dimensions of the diameter of the wire being cleaned and the width of the tape, at which an improvement in the quality of cleaning is achieved, namely, the recommended optimal sizes are up to 0.5d, where d is diameter of the active surface of the ultrasonic emitter. As a result, with wire and tape sizes higher than recommended, the quality of the cleaning deteriorates. Moreover, the need to fine-tune the entire resonant circuit complicates the known device, and also makes the quality of cleaning the product dependent on the accuracy of the resonance conditions regarding the piece of wire or tape involved in it.
Кроме того, как и в предыдущих технических решениях, использование дополнительных технических решений для повышения качества очистки движущейся поверхности изделия не позволяет увеличить до оптимальной величины время ее пребывания в моющем растворе, что при заданной скорости движения очищаемой поверхности снижает качество очистки.In addition, as in previous technical solutions, the use of additional technical solutions to improve the quality of cleaning the moving surface of the product does not allow to increase to the optimum value the time it stays in the washing solution, which at a given speed of movement of the surface being cleaned reduces the quality of cleaning.
Предлагаемое устройство для ультразвуковой очистки поверхностей проволоки или ленты решает задачу создания соответствующего устройства, осуществление которого позволяет достичь технического результата, заключающегося в повышении качества очистки движущейся поверхности проволоки или ленты за счет возможности регулирования времени ее пребывания в моющем растворе при заданной скорости движения очищаемой поверхности изделия и независимо от диаметра очищаемой проволоки и ширины ленты, в упрощении устройства.The proposed device for ultrasonic cleaning of the surfaces of the wire or tape solves the problem of creating the corresponding device, the implementation of which allows to achieve a technical result, which consists in improving the quality of cleaning the moving surface of the wire or tape due to the possibility of regulating the time of its stay in the washing solution at a given speed of movement of the surface of the product and regardless of the diameter of the wire being cleaned and the width of the tape, in simplifying the device.
Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве для ультразвуковой очистки поверхностей проволоки или ленты, включающем ванну с моющим раствором, закрепленные в ванне с возможностью вращения транспортирующие валики, жестко закрепленные погружные ультразвуковые излучатели, активные поверхности которых обращены в сторону очищаемой поверхности проволоки или ленты (далее - изделия), которая имеет возможность перемещения в ванне посредством транспортирующих валиков, новым является то, что валики размещены в ванне таким образом, что их образующие являются вершинами правильного многоугольника, при этом валик одной из вершин многоугольника (далее - первый валик) выступает над уровнем моющего раствора, кроме того, на боковой поверхности валиков выполнены кольцевые направляющие канавки, на которые намотано очищаемое изделие, причем валики последовательно смещены относительно друг друга по осевой на постоянную величину, при которой все канавки последнего валика смещены относительно канавок первого валика на один шаг, где шаг - это расстояние между средними линиями двух соседних канавок, при этом очищаемое изделие намотано на валики путем укладки его в направляющие канавки в следующей последовательности: первая направляющая канавка первого валика, далее последовательно первая канавка каждого следующего валика и после первой канавки последнего валика вторая канавка первого валика, затем также последовательно вторые канавки следующих валиков и после второй канавки последнего валика третья канавка первого валика и так далее, и последняя - это соответствующая направляющая канавка первого валика, кроме того, дополнительно введены отражатели ультразвуковых колебаний в виде продолговатых пластин, которые размещены в непосредственной близости к очищаемой поверхности изделия, напротив и параллельно активной поверхности соответствующего излучателя и на расстоянии, кратном 1/2λ от него, где λ - длина волны ультразвуковых колебаний в моющем растворе, причем активная поверхность ультразвуковых излучателей имеет продолговатую форму, а излучатели и отражатели размещены между валиками с противоположных сторон изделия и параллельны их осям. Причем длина отражателя и длина вытянутой активной поверхности излучателя вдоль по осевой равны длине валика. Кроме того, каждый отражатель имеет ширину, кратную длине волны возникающих в нем изгибных колебаний, и закреплен в точках нулевых смещений возникающей в нем изгибной волны. При этом вращение валиков осуществляют приводом.The essence of the invention lies in the fact that in the device for ultrasonic cleaning of the surfaces of a wire or tape, including a bath with a washing solution, transporting rollers fixed in the bath rotatably, rigidly mounted immersion ultrasonic emitters, the active surfaces of which are turned towards the surface of the wire or tape to be cleaned ( hereinafter referred to as products), which can be moved in the bath by means of conveying rollers, it is new that the rollers are placed in the bath in such a way that then their generators are the vertices of the regular polygon, while the roller of one of the vertices of the polygon (hereinafter referred to as the first roller) protrudes above the level of the washing solution, in addition, annular guide grooves are made on the lateral surface of the rollers, onto which the product to be wound, the rollers are sequentially shifted relative to each other axially by a constant value at which all the grooves of the last roller are offset relative to the grooves of the first roller by one step, where the step is the distance between the middle lines d adjacent grooves, while the product to be cleaned is wound on the rollers by stacking it in the guide grooves in the following sequence: the first guide groove of the first roller, then the first groove of each subsequent roller, and after the first groove of the last roller, the second groove of the first roller, then also the second grooves sequentially of the next rollers and after the second groove of the last roller, the third groove of the first roller and so on and the last is the corresponding guide groove of the first roller, In addition, reflectors of ultrasonic vibrations are introduced in the form of elongated plates, which are located in close proximity to the product surface being cleaned, opposite and parallel to the active surface of the corresponding emitter and at a distance multiple of 1/2 λ from it, where λ is the wavelength of ultrasonic vibrations in the washing solution, and the active surface of the ultrasonic emitters has an oblong shape, and emitters and reflectors are placed between the rollers on opposite sides of the product and parallel to their axes. Moreover, the length of the reflector and the length of the elongated active surface of the emitter along the axial equal to the length of the roller. In addition, each reflector has a width that is a multiple of the wavelength of the bending vibrations arising in it, and is fixed at the points of zero displacements of the bending wave arising in it. In this case, the rotation of the rollers is carried out by a drive.
Технический результат достигается следующим образом. Существенные признаки в формуле изобретения, характеризующей заявленное устройство для ультразвуковой очистки поверхностей проволоки или ленты: «…включающее ванну с моющим раствором, закрепленные в ванне с возможностью вращения транспортирующие валики, жестко закрепленные погружные ультразвуковые излучатели, активные поверхности которых обращены в сторону очищаемой поверхности проволоки или ленты (далее - изделия), которая имеет возможность перемещения в ванне посредством транспортирующих валиков…» являются неотъемлемой частью заявленного устройства, так как обеспечивают работоспособность заявленного устройства с достижением заявленного технического результата.The technical result is achieved as follows. The essential features in the claims that characterize the claimed device for ultrasonic cleaning of the surfaces of a wire or tape: "... including a bath with a washing solution, transporting rollers fixed in the bath rotatably, rigidly mounted immersion ultrasonic emitters, the active surfaces of which are turned towards the surface of the wire to be cleaned or tapes (hereinafter referred to as products), which has the ability to move in the bath by means of conveyor rollers ... ”are an integral part the claimed device, as they ensure the operability of the claimed device with the achievement of the claimed technical result.
Благодаря тому что в заявленном устройстве валики размещены в ванне таким образом, что их образующие являются вершинами правильного многоугольника, а на боковой поверхности валиков выполнены кольцевые направляющие канавки, на которые намотано очищаемое изделие, обеспечивается равномерное натяжение изделия, что не снижает качество очистки. Кроме того, в этом случае отрезки очищаемой поверхности изделия, расположенные между вершинами правильного многоугольника, при перемещении посредством валиков имеют равное время нахождения в моющем растворе при заданной скорости движения изделия, что обеспечивает равномерность очистки изделия от загрязнения и улучшает качество очистки, а следовательно, обеспечивает достижение заявленного технического результата. Кроме того, качество очистки движущегося в моющем растворе изделия повышается за счет того, что в моющем растворе формируется равномерное ультразвуковое воздействие на очищаемую поверхность изделия. Последнее обеспечивается тем, что в заявленном устройстве отрезки изделия между валиками равны, активная поверхность ультразвуковых излучателей имеет продолговатую форму, излучатели и отражатели размещены между валиками с противоположных сторон изделия и параллельны их осям, длина отражателя и длина активной поверхности излучателя вдоль по осевой равны длине валика.Due to the fact that in the claimed device, the rollers are placed in the bath so that their generators are the vertices of a regular polygon, and annular guide grooves are made on the lateral surface of the rollers, onto which the product to be wound, uniform tension of the product is ensured, which does not reduce the quality of cleaning. In addition, in this case, the segments of the surface to be cleaned between the vertices of the regular polygon, when moving by means of rollers, have an equal residence time in the washing solution at a given speed of movement of the product, which ensures uniform cleaning of the product from contamination and improves the quality of cleaning, and therefore provides achievement of the claimed technical result. In addition, the cleaning quality of the product moving in the washing solution is improved due to the fact that a uniform ultrasonic effect on the surface of the product being cleaned is formed in the washing solution. The latter is ensured by the fact that in the claimed device the product sections between the rollers are equal, the active surface of the ultrasonic emitters is oblong, the emitters and reflectors are placed between the rollers on opposite sides of the product and parallel to their axes, the length of the reflector and the length of the active surface of the emitter along the axial length of the roller .
Благодаря тому что на боковой поверхности валиков выполнены кольцевые направляющие канавки, на которые намотано очищаемое изделие, а валики последовательно смещены друг относительно друга по осевой на постоянную величину, при которой все канавки последнего валика смещены относительно канавок первого валика на один шаг, где шаг - это расстояние между средними линиями двух соседних канавок, обеспечивается возможность получения винтовой направляющей по образующим валиков, что обеспечивает плавность намотки изделия. При этом начало и окончание витка выполняется на первом валике, поскольку очищаемое изделие намотано на валики путем укладки его в направляющие канавки в следующей последовательности: первая направляющая канавка первого валика, далее последовательно первая канавка каждого следующего валика и после первой канавки последнего валика вторая канавка первого валика, затем также последовательно вторые канавки следующих валиков и после второй канавки последнего валика третья канавка первого валика и так далее, и последняя - это соответствующая направляющая канавка первого валика. Возможность возврата каждый раз на первый валик, а также то, что первый валик выступает над уровнем моющего раствора, позволяет использовать его для введения изделия в моющий раствор и вывода из него без каких - либо дополнительных средств для герметизации ванны, что упрощает устройство. Кроме того, выполнение на боковой поверхности валиков направляющих канавок позволяет задать любое количество витков изделия, а благодаря тому, что первый валик выступает над уровнем моющего раствора, проконтролировать это визуально. В результате любой отрезок изделия находится в моющем растворе под воздействием ультразвуковой волны до тех пор, пока не выходит из моющего раствора через направляющую канавку первого валика. При этом продолжительность нахождения любого отрезка изделия в моющем растворе определяется длиной намотки изделия на валики: количеством задействованных направляющих канавок на каждом валике и диаметром намотки. Поскольку изделие размещают на валиках намоткой, то возможность изменения количества задействованных канавок на валиках позволяет регулировать продолжительность нахождения изделия в моющем растворе, т.е. изменять тем самым время пребывания изделия в моющем растворе, не изменяя заданную скорость его движения. В свою очередь, возможность регулирования времени нахождения изделия в моющем растворе без изменения его заданной скорость движения позволяет получить практически любую требуемую степень очистки поверхности изделия. Заявленное устройство упрощает простота регулирования времени нахождения изделия в моющем растворе, а следовательно, и регулирования степени очистки поверхности изделия, именно, простым изменением количества задействованных для намотки изделия направляющих канавок на валиках.Due to the fact that annular guide grooves are made on the lateral surface of the rollers, onto which the product to be wound, and the rollers are sequentially offset relative to each other axially by a constant value, at which all the grooves of the last roller are offset by one step relative to the grooves of the first roller, where the step is the distance between the middle lines of two adjacent grooves, it is possible to obtain a helical guide along the generatrix of the rollers, which ensures smooth winding of the product. In this case, the beginning and end of the turn is performed on the first roller, since the product to be cleaned is wound on the rollers by stacking it in the guide grooves in the following sequence: the first guide groove of the first roller, then the first groove of each subsequent roller, and after the first groove of the last roller, the second groove of the first roller , then also sequentially the second grooves of the next rollers and after the second groove of the last roller, the third groove of the first roller and so on, and the last one corresponds to Single guide groove of the first roller. The possibility of returning each time to the first roller, as well as the fact that the first roller protrudes above the level of the washing solution, allows it to be used to introduce the product into the washing solution and withdraw from it without any additional means for sealing the bath, which simplifies the device. In addition, the implementation on the lateral surface of the rollers of the guide grooves allows you to set any number of turns of the product, and due to the fact that the first roller protrudes above the level of the washing solution, visually check this. As a result, any segment of the product is in the washing solution under the influence of an ultrasonic wave until it leaves the washing solution through the guide groove of the first roller. At the same time, the length of time that any segment of the product is in the washing solution is determined by the length of the product on the rollers: the number of guide grooves on each roller and the diameter of the winding. Since the product is placed on the rollers by winding, the possibility of changing the number of involved grooves on the rollers allows you to adjust the duration of the product in the washing solution, i.e. thereby changing the residence time of the product in the washing solution without changing the set speed of its movement. In turn, the ability to control the residence time of the product in the washing solution without changing its predetermined speed allows you to get almost any required degree of cleaning the surface of the product. The claimed device simplifies the simplicity of regulating the residence time of the product in the washing solution, and therefore, regulating the degree of cleaning the surface of the product, namely, by simply changing the number of guide grooves used for winding the product on the rollers.
Введение отражателей ультразвуковых колебаний в виде продолговатых пластин, которые размещены в непосредственной близости к очищаемой поверхности изделия, напротив и параллельно активной поверхности соответствующего излучателя и на расстоянии, кратном 1/2λ от него, где λ - длина волны ультразвуковых колебаний в моющем растворе, позволяет образовать своеобразный щит, который является препятствием на пути движения кавитационных пузырьков от активной поверхности излучателя. В результате кавитационные пузырьки, которые обогнули поверхность изделия, не уходят за изделие в моющий раствор, а концентрируются в узком пространстве между отражателем и очищаемой поверхностью. В этом случае между поверхностью отражателя и очищаемой поверхностью изделия образуется область повышенного гидростатического давления, что повышает эффективность ультразвукового воздействия и инициирует активное удаление загрязнений с очищаемой поверхности изделия. При этом, так как отражатель находится в непосредственной близости от очищаемой поверхности изделия, а от активной поверхности излучателя на расстоянии, кратном 1/2λ, то эффективная очистка изделия происходит и со стороны, обращенной к активной поверхности излучателя. В этом случае отражатель также удерживает кавитационные пузырьки в зоне очищаемой поверхности. В результате, очищаемая поверхность изделия как бы обволакивается кавитационными пузырьками, что повышает качество очистки.The introduction of reflectors of ultrasonic vibrations in the form of elongated plates that are located in close proximity to the surface of the product being cleaned, opposite and parallel to the active surface of the corresponding emitter and at a distance multiple of 1/2 λ from it, where λ is the wavelength of ultrasonic vibrations in the washing solution, allows a kind of shield, which is an obstacle to the movement of cavitation bubbles from the active surface of the emitter. As a result, the cavitation bubbles that circled the surface of the product do not leave the product in a washing solution, but are concentrated in a narrow space between the reflector and the surface being cleaned. In this case, a region of increased hydrostatic pressure is formed between the surface of the reflector and the surface to be cleaned, which increases the efficiency of ultrasonic exposure and initiates the active removal of contaminants from the surface to be cleaned. Moreover, since the reflector is in close proximity to the surface of the product being cleaned, and from the active surface of the emitter at a distance that is a multiple of 1/2 λ, effective cleaning of the product also occurs from the side facing the active surface of the emitter. In this case, the reflector also holds cavitation bubbles in the area of the surface being cleaned. As a result, the surface of the product being cleaned is enveloped, as it were, by cavitation bubbles, which improves the quality of cleaning.
Поскольку каждый отражатель имеет ширину, кратную длине волны возникающих в нем изгибных колебаний, то под действием приходящего на него фронта ультразвуковой волны, в пластине отражателя возникают собственные изгибные колебания. В результате формируется дополнительный гидравлический удар, который воздействует на всю намотанную на валик очищаемую поверхность, усиливая очищающий эффект от воздействия ультразвуковой волны.Since each reflector has a width that is a multiple of the wavelength of the bending vibrations arising in it, then under the action of the front of the ultrasonic wave coming to it, intrinsic bending vibrations occur in the reflector plate. As a result, an additional hydraulic shock is formed, which acts on the entire surface to be cleaned wound on the roller, enhancing the cleaning effect of ultrasonic waves.
Закрепление отражателя в точках нулевых смещений возникающей в нем изгибной волны позволяет максимально использовать эффект возникновения собственных изгибных колебаний в пластине отражателя для достижения заявленного технического результата, а также обеспечивает прочность при закреплении отражателя, что повышает надежность устройства.Fixing the reflector at the points of zero displacements of the bending wave that appears in it allows you to maximize the effect of the occurrence of your own bending vibrations in the reflector plate to achieve the claimed technical result, and also provides strength when fixing the reflector, which increases the reliability of the device.
Кроме того, введение отражателя облегчает условия работы излучателя, так как позволяет отодвинуть активную поверхность излучателя от очищаемой поверхности на расстояние, при котором кавитационные пузырьки оказывают на активную поверхность излучателя минимальное разрушительное воздействие, что повышает надежность работы устройства с получением заявленного технического результата.In addition, the introduction of a reflector facilitates the operating conditions of the emitter, as it allows you to move the active surface of the emitter from the surface to be cleaned at a distance at which cavitation bubbles have a minimal destructive effect on the active surface of the emitter, which increases the reliability of the device to obtain the claimed technical result.
Кроме того, поскольку изделие намотано на валики, а предлагаемая последовательность намотки изделия на валики увеличивает площадь очищаемой поверхности изделия, так как витки изделия проходят близко друг от друга, образуя практически сплошную поверхность, повышается степень ультразвукового воздействия на очищаемую поверхность каждого витка изделия, так как, в отличие от прототипа, плотность намотки препятствует огибанию кавитационными пузырьками очищаемого изделия и способствует их концентрации вблизи очищаемой поверхности изделия. Кроме того, в заявленном устройстве обеспечивается одновременное ультразвуковое воздействие по всей площади очищаемой поверхности изделия, образованной в результате намотки изделия на валики, поскольку активная поверхность ультразвуковых излучателей имеет продолговатую форму, излучатели и отражатели размещены между валиками с противоположных сторон изделия и параллельны их осям, а длина отражателя и длина активной поверхности излучателя вдоль по осевой равны длине валика. В результате в предлагаемом устройстве заявленное размещение излучателей между валиками, форма активной части излучателя, введение и размещение отражателей в совокупности обеспечивают возможность одновременной очистки движущейся поверхности проволоки или ленты по всей площади, образованной поверхностью изделия, намотанного на валики, при этом не зависимо от диаметра очищаемой проволоки и ширины ленты. Это обеспечивает достижение заявленного технического результата: повышение качества очистки движущейся поверхности проволоки или ленты за счет возможности регулирования времени ее пребывания в моющем растворе при заданной скорости движения очищаемой поверхности изделия, независимо от диаметра очищаемой проволоки и ширины ленты.In addition, since the product is wound on rollers, and the proposed sequence of winding the product on the rollers increases the surface area of the product being cleaned, since the product turns pass close to each other, forming an almost continuous surface, the degree of ultrasonic effect on the surface to be cleaned of each turn of the product increases, since , unlike the prototype, the density of the winding prevents the cavitation bubbles from enveloping the product being cleaned and contributes to their concentration near the product surface being cleaned . In addition, in the claimed device provides simultaneous ultrasonic exposure over the entire area of the cleaned surface of the product, formed as a result of winding the product on the rollers, since the active surface of the ultrasonic emitters has an oblong shape, emitters and reflectors are placed between the rollers on opposite sides of the product and parallel to their axes, and the length of the reflector and the length of the active surface of the emitter along the axial equal to the length of the roller. As a result, in the proposed device, the claimed placement of emitters between the rollers, the shape of the active part of the emitter, the introduction and placement of reflectors together provide the ability to simultaneously clean the moving surface of the wire or tape over the entire area formed by the surface of the product wound on the rollers, regardless of the diameter of the cleaned wire and tape widths. This ensures the achievement of the claimed technical result: improving the quality of cleaning the moving surface of the wire or tape due to the possibility of regulating the time of its stay in the washing solution at a given speed of movement of the cleaned surface of the product, regardless of the diameter of the wire being cleaned and the width of the tape.
Поскольку устройство состоит из трех основных узлов: валики с направляющими канавками, ультразвуковые излучатели, активная поверхность которых имеет продолговатую форму, и отражатели в виде продолговатых пластин, а также выполнение в заявленном устройстве длины отражателя и длины активной поверхности излучателя вдоль по осевой равными длине валика, все это позволяет унифицировать эти узлы устройства, а следовательно, позволяет упростить устройство. Возможность унификации позволяет легко изменять конфигурацию устройства простым варьированием количеством валиков, излучателей и отражателей, что также упрощает заявленное устройство.Since the device consists of three main nodes: rollers with guide grooves, ultrasonic emitters, the active surface of which has an oblong shape, and reflectors in the form of elongated plates, as well as the implementation in the inventive device of the length of the reflector and the length of the active surface of the emitter along the axial equal to the length of the roller, all this allows you to unify these nodes of the device, and therefore, allows you to simplify the device. The possibility of unification allows you to easily change the configuration of the device by simply varying the number of rollers, emitters and reflectors, which also simplifies the claimed device.
Увеличение нагрузки на валик, вызванной, например, увеличением числа занятых направляющих канавок или увеличением диаметра проволоки, может несколько изменить заданную скорость движения изделия относительно заданной по технологическому процессу. Применение привода обеспечивает возможность перемещения изделия не только за счет силы натяжения проволоки или ленты. Использование для вращения валиков, например, электродвигателя, позволяет скорректировать отставание и, тем самым сохранить требования технологического процесса, а следовательно, обеспечить достижение заявленного технического результата.An increase in the load on the roller, caused, for example, by an increase in the number of occupied guide grooves or an increase in the diameter of the wire, can somewhat change the set speed of the product relative to the set speed according to the technological process. The use of the drive provides the ability to move the product not only due to the tension force of the wire or tape. Using for rotation of the rollers, for example, an electric motor, allows you to adjust the lag and, thereby, save the requirements of the process, and therefore, ensure the achievement of the claimed technical result.
Таким образом, из изложенного выше следует, что заявленное устройство для ультразвуковой очистки поверхностей проволоки или ленты при осуществлении обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в повышении качества очистки движущейся поверхности проволоки или ленты за счет возможности регулирования времени ее пребывания в моющем растворе при заданной скорости движения очищаемой поверхности изделия и независимо от диаметра очищаемой проволоки и ширины ленты, в упрощении устройства.Thus, from the foregoing, it follows that the claimed device for ultrasonic cleaning of the surfaces of a wire or tape in the implementation ensures the achievement of a technical result, which consists in improving the quality of cleaning the moving surface of the wire or tape due to the possibility of regulating the time of its stay in the washing solution at a given speed of cleaning the surface of the product and regardless of the diameter of the wire being cleaned and the width of the tape, to simplify the device.
На фиг.1 изображено устройство для ультразвуковой очистки поверхностей проволоки или ленты с шестью валиками, вертикальный разрез; на фиг.2 - схема взаимного расположения валиков, активных поверхностей ультразвуковых излучателей и отражателей; фиг.3 поясняет процесс намотки изделия на валики.Figure 1 shows a device for ultrasonic cleaning of the surfaces of a wire or tape with six rollers, a vertical section; figure 2 - diagram of the relative position of the rollers, the active surfaces of the ultrasonic emitters and reflectors; figure 3 explains the process of winding the product on the rollers.
Устройство для ультразвуковой очистки поверхностей проволоки или ленты содержит ванну 1 с моющим раствором 2, закрепленные в ванне с возможностью вращения транспортирующие валики с 31 по 36, жестко закрепленные погружные ультразвуковые излучатели 4. Активные поверхности 5 излучателей 4 обращены в сторону очищаемой поверхности проволоки 6 (или ленты) (далее - изделия). Изделие 6 перемещается в ванне 1 посредством транспортирующих валиков с 31 по 36. Валики с 31 по 36 размещены в ванне 1 таким образом, что их образующие являются вершинами правильного многоугольника, при этом валик 31 соответствующей вершины многоугольника (далее - первый валик) выступает над уровнем моющего раствора 2. На боковой поверхности валиков с 31 по 36 выполнены кольцевые направляющие канавки 7, на которые намотано очищаемое изделие 6. Валики с 31 по 36 последовательно смещены друг относительно друга по осевой на постоянную величину, при которой все канавки 7 последнего валика 36 смещены относительно канавок первого валика 31 на один шаг, где шаг - это расстояние между средними линиями двух соседних канавок 7. Очищаемое изделие 6 намотано на валики с 31 по 36 путем укладки его в направляющие канавки 7 в следующей последовательности (фиг.3): первая направляющая канавка первого валика 31, далее последовательно - первая канавка каждого следующего валика 32-35 и после первой канавки последнего валика 36 - вторая канавка первого валика 31, затем также последовательно вторые канавки следующих валиков 32-35 и после второй канавки последнего валика 36 - третья канавка первого валика 31 и так далее, и последняя - это соответствующая направляющая канавка первого валика 31.A device for ultrasonic cleaning of the surfaces of a wire or tape contains a bath 1 with a detergent solution 2, transporting rollers 3 1 to 3 6 fixed in the bath rotatably, immersed
Кроме того, устройство содержит отражатели ультразвуковых колебаний 8 в виде продолговатых пластин, которые размещены (фиг.1, фиг.2) в непосредственной близости к очищаемой поверхности изделия 6, напротив и параллельно активной поверхности 5 соответствующего излучателя 4 на расстоянии от него, кратном 1/2λ, где λ - длина волны ультразвуковых колебаний в моющем растворе 2. Каждый отражатель 8 имеет ширину, кратную длине волны возникающих в нем изгибных колебаний и закреплен в точках нулевых смещений возникающей в нем изгибной волны.In addition, the device contains reflectors of
Активная поверхность 5 ультразвуковых излучателей 4 имеет продолговатую форму (фиг.2). Излучатели 4 и отражатели 8 размещены между валиками с противоположных сторон изделия 6 и параллельны их осям (фиг.2). При этом длина отражателя 8 и длина активной поверхности 5 излучателя 4 вдоль по осевой равны длине валика 7. Последнее позволяет унифицировать основные узлы заявленного устройства. В свою очередь, унифицированные узлы, ввиду своей повторяемости, позволяют формировать одинаковые условия очистки для каждого отрезка изделия: время пребывания в моющем растворе и эффект от воздействия ультразвукового поля.The active surface 5 of the
Вращение валиков может осуществляться приводом (на фиг.1 не показано).The rotation of the rollers can be carried out by the drive (not shown in figure 1).
Количество излучателей 4 равно количеству валиков 3n, так как каждый излучатель 4 размещен напротив отрезка 9 очищаемой поверхности изделия 6, которая является стороной правильного многоугольника. Количество валиков n (с 31 по 3n), которое определяет длину отрезка 9 очищаемой поверхности изделия 6, и количество излучателей 4 выбирают исходя из электрических параметров излучателя 4 таким образом, чтобы, в отношении действия ультразвуковой волны, минимизировать возможность образования мертвых зон между активной поверхностью 5 излучателя 4 и валиками с 31 по 3n, на краях отрезков 9 поверхности очищаемого изделия 6.The number of
Отражатели 8 выполняют, например, прямоугольной формы из листа нержавеющей стали, толщиной, например, 0,8 мм. Ширина отражателя 8 не превышает расстояние между валиками.
Для осуществления устройства могут быть использованы, например, ультразвуковые излучатели с продолговатой формой активной поверхности типа UR. 04.39.00.00.000-01, изготавливаемые ЗАО «РЭЛТЕК».For the implementation of the device can be used, for example, ultrasonic emitters with an elongated shape of the active surface type UR. 04.39.00.00.000-01 manufactured by RELTEK CJSC.
Для удобства сборки устройства валики с 31 по 36 и отражатели 8 могут быть закреплены на специальной раме, которая закрепляется съемно в ванне с моющим раствором. Излучатели 4 закрепляют жестко, например, на боковой стене ванны 1. Излучатели 4 размещают таким образом, чтобы при помещении в раствор валиков с 31 по 36 с намотанным на них изделием, активные поверхности 5 излучателей 4 были направлены в сторону очищаемой поверхности изделия 6, а сами излучатели 4 располагались между валиками с 31 по 36 симметрично для равномерного распределения ультразвукового поля.For ease of assembly of the device, rollers 3 1 to 3 6 and
Устройство работает следующим образом. Проволоку 6 (или ленту) наматывают на валики с 31 по 36 по описанной в формуле схеме, оставляя небольшой выходной конец изделия. Затем раму с намотанным на валики с 31 по 36 изделием 6 и отражателями 8 закрепляют в ванне 1. Заполняют ванну 1 моющим раствором 2. Через направляющую канавку 7 первого 31 валика выводят из ванны 1 выходной конец изделия к механизму протяжки (на фиг.1 не показан). На входе в ванну 1 проволоку 6 вставляют, например, в специальную выемку в стенке ванны 1 (на фиг.1 не показано). Включают задающий генератор ультразвуковых колебаний (не показан). Чтобы качественно очистить проволоку 6, намотанную на валики с 31 по 36 в начале технологического процесса, ее в течение времени, близком к требуемому времени нахождения в моющем растворе 2, без перемещения выдерживают в ванне 1 с моющим раствором под воздействием ультразвукового поля. Затем включают механизм протяжки проволоки 6 с требуемой в соответствии с техпроцессом скоростью ее перемещения. Проволока 6 перемещается по направляющим канавкам 7 валиков с 31 по 36, которые вращаются за счет сил натяжения проволоки. Пройдя задействованные направляющие канавки всех валиков с 31 по 36, проволока 6 выходит из моющего раствора через направляющую выходную канавку первого валика 31.The device operates as follows. Wire 6 (or tape) is wound on rollers 3 1 to 3 6 according to the scheme described in the formula, leaving a small output end of the product. Then the frame with the product 6 wound on rollers 3 1 to 3 6 and the
Очистка поверхности проволоки 6 происходит следующим образом. После подачи напряжения питания в моющем растворе 2 вдоль продолговатой активной поверхности 5 излучателя 4 в направлении очищаемой поверхности изделия 6 формируется фронт ультразвуковой волны, действующий посредством ультразвуковых колебаний, формируемых в моющем растворе 2, одновременно по всей площади очищаемой поверхности изделия 6, образованной в результате намотки изделия 6 на валики с 31 по 36. Под воздействием ультразвуковых колебаний в моющем растворе 2 возникает кавитация, приводящая к формированию кавитационных пузырьков. В кавитирующей жидкой среде пузырьки проникают в трещины и полости загрязнений на поверхности изделия 6 и, захлопываясь, формируют микроударные воздействия, ослабляя целостность загрязняющего покрытия изнутри и разбивая его. Отражатели ультразвуковых колебаний 8, установленные вблизи очищаемой поверхности изделия 6, напротив и параллельно активной поверхности излучателей на расстоянии, кратном половине длины ультразвуковой волны в моющем растворе, удерживают кавитационные пузырьки около очищаемой поверхности изделия 6, концентрируя их в узком пространстве между своей поверхностью и очищаемой поверхностью изделия 6, а так и со стороны активной части 5 излучателя 4. В результате, очищаемая поверхность изделия 6 как бы обволакивается кавитационными пузырьками, которые, захлопываясь разрушают загрязнения на поверхности изделия 6. При этом скопившиеся между поверхностью отражателя 8 и очищаемой поверхностью изделия 6 кавитационные пузырьки счет захлопывания, образуют область повышенного гидростатического давления, дополнительно инициируя активное удаление загрязнений с очищаемой поверхности изделия 6.Cleaning the surface of the wire 6 is as follows. After applying a supply voltage in the washing solution 2 along the elongated active surface 5 of the
Кроме того, под действием фронта ультразвуковой волны в пластинах отражателей 8 возникают изгибные колебания, приводящие к резкому гидравлическому удару, что приводит к еще более интенсивному разрушению грязевых наслоений на очищаемой поверхности 6. Многократные изгибы очищаемого изделия 6, возникающие при огибании валиков с 31 по 36, дополнительно способствуют отделению разбиваемых кавитационным воздействием загрязнений.In addition, under the action of the front of the ultrasonic wave, bending vibrations occur in the plates of the
При необходимости изменения качества очистки без изменения скорости перемещения проволоки 6 в моющем растворе, изменяют в ту или иную сторону количество витков намотки проволоки на валики с 31 по 36. Соответственно изменяется и время нахождения изделия 6 в моющем растворе 2.If necessary, change the quality of cleaning without changing the speed of movement of the wire 6 in the washing solution, change in one direction or another the number of turns of winding the wire on the rollers 3 1 to 3 6 . Accordingly, the residence time of the article 6 in the washing solution 2 also changes.
Излучатели 4 могут быть размещены по обе стороны изделия 6, например, нечетные - внутри многоугольника, а четные - снаружи. Соответственно и соответствующие им отражатели 8.The
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007137502/12A RU2360746C1 (en) | 2007-10-09 | 2007-10-09 | Device for ultrasound wire or tape surface clearing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007137502/12A RU2360746C1 (en) | 2007-10-09 | 2007-10-09 | Device for ultrasound wire or tape surface clearing |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2360746C1 true RU2360746C1 (en) | 2009-07-10 |
Family
ID=41045664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007137502/12A RU2360746C1 (en) | 2007-10-09 | 2007-10-09 | Device for ultrasound wire or tape surface clearing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2360746C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2557752C2 (en) * | 2013-03-22 | 2015-07-27 | Яков Яковлевич Вельц | Ultrasound processing of safety equipment |
| CN104971922A (en) * | 2015-07-13 | 2015-10-14 | 东莞市同亚电子科技有限公司 | Ultrasonic cleaning device for cables |
| CN117380655A (en) * | 2023-12-11 | 2024-01-12 | 丹凤县恒发铜业有限公司 | Copper line belt cleaning device |
-
2007
- 2007-10-09 RU RU2007137502/12A patent/RU2360746C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2557752C2 (en) * | 2013-03-22 | 2015-07-27 | Яков Яковлевич Вельц | Ultrasound processing of safety equipment |
| CN104971922A (en) * | 2015-07-13 | 2015-10-14 | 东莞市同亚电子科技有限公司 | Ultrasonic cleaning device for cables |
| CN117380655A (en) * | 2023-12-11 | 2024-01-12 | 丹凤县恒发铜业有限公司 | Copper line belt cleaning device |
| CN117380655B (en) * | 2023-12-11 | 2024-03-12 | 丹凤县恒发铜业有限公司 | Copper line belt cleaning device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2360746C1 (en) | Device for ultrasound wire or tape surface clearing | |
| US5289838A (en) | Ultrasonic cleaning of interior surfaces | |
| JP5648047B2 (en) | Semiconductor wafer cleaning method and cleaning apparatus | |
| CN210754173U (en) | Cleaning device for stainless steel pipe | |
| CN102119060A (en) | Ultrasonic cleaning apparatus | |
| JP2012217987A (en) | Ultrasonic cleaning apparatus | |
| CN107413757A (en) | Tin band cleaning machine | |
| US20180230634A1 (en) | Apparatus for textile processing and method of manufacturing | |
| US7185661B2 (en) | Reciprocating megasonic probe | |
| EP3976282B1 (en) | A system and use of the system for cleaning a device | |
| US7299662B2 (en) | Ultrasonic cleaning system for cleaning a plurality of parallel extending, strand like products, such as example wire, profiles and pipes | |
| JP2006007104A (en) | Ultrasonic cleaning device | |
| JP2003313688A (en) | Continuous ultrasonic-cleaning apparatus | |
| RU2759938C1 (en) | Management of ultrasonic degreasing | |
| RU2140469C1 (en) | Apparatus for continuous thermal treatment of elongated material | |
| RU1780878C (en) | Belt ultrasonic cleaning unit | |
| JP3075356B1 (en) | Ultrasonic cleaning equipment | |
| KR101238948B1 (en) | Ultrasonic waveguide device approaching to narrow space | |
| SU825202A1 (en) | Plant for cleaning articles | |
| CN215314159U (en) | Steel strand water washing treatment device | |
| SU787530A1 (en) | Device for cleaning paper-making machine felts | |
| RU2193462C1 (en) | Device for ultrasonic cleaning of plates | |
| EP0733779A3 (en) | Method and apparatus for cleaning wells by means of ultrasound | |
| JP4249604B2 (en) | Substrate processing apparatus and substrate processing method | |
| RU2191641C1 (en) | Apparatus for supersonic cleaning of tape products (version) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20130212 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151010 |