RU2429086C1

RU2429086C1 - Method of cleaning wire and apparatus for realising said method

Info

Publication number: RU2429086C1
Application number: RU2010112176/05A
Authority: RU
Inventors: Сергей Дмитриевич Шестаков (RU); Сергей Дмитриевич Шестаков; Павел Анатольевич Городищенский (RU); Павел Анатольевич Городищенский
Original assignee: Сергей Дмитриевич Шестаков
Priority date: 2010-03-29
Filing date: 2010-03-29
Publication date: 2011-09-20

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: method of cleaning wire in aqueous solutions of detergents in form of one or more flat-elastic waves which give rise to cavitation through oscillations at ultrasonic frequency, involves moving the cleaned wire and the detergent solution along a beam which is common for said waves, as well as moving the wire and the detergent solution in opposite directions. The device has one or more acoustic cells. The volumes of the cells are cylindrical cavities lying on the axis of symmetry of a solid waveguide with coaxially connected coherent sources of ultrasonic oscillations. The radiating surfaces are surfaces of their bases which belong to partitions which have openings for free passage of the cleaned wire and detergent solution between volumes of the cells, as well as caps on both ends of the waveguide. The waveguide has outlet and inlet nozzles of that solution.

EFFECT: invention increases efficiency of cleaning without increasing dimensions and power consumption of the cleaning device by exciting elastic oscillations using one acoustic waveguide and non-parametric amplification of cavitation and provides rectilinearity of the path of motion of the wire.

6 cl, 11 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к способам очистки проволоки от технологических загрязнений типа остатков используемых при волочении смазочных материалов в водных растворах моющих средств, для осуществления которых применяется ультразвук и акустическая кавитация, порождаемая рассеянием части энергии возникающих при его распространении в растворе упругих колебаний, и к ультразвуковым устройствам для их осуществления. Очистку заявленным способом можно выполнять как вспомогательную операцию технологического процесса волочения или как самостоятельный процесс, осуществляемый в ходе перемотки проволоки, а заявленное устройство для осуществления этого способа использовать в составе волочильного стана или вместе с перемоточным станком.The invention relates to methods for cleaning wire from technological contaminants such as residues used when drawing lubricants in aqueous solutions of detergents, for which ultrasound and acoustic cavitation are used, generated by the dispersion of a part of the energy arising from its propagation in the solution of elastic vibrations, and to ultrasonic devices for them implementation. Cleaning by the claimed method can be performed as an auxiliary operation of the drawing process or as an independent process carried out during the rewinding of the wire, and the claimed device for implementing this method can be used as part of a drawing mill or together with a rewinder.

Преимущественная область применения изобретения - удаление с поверхности проволоки технологической смазки и подсмазочного слоя перед полировкой, омеднением и нанесением антикоррозийных покрытий в производстве сварочной проволоки или перед нанесением изоляции в производстве электротехнического провода.The preferred field of application of the invention is the removal of technological grease and a lubricant layer from the surface of the wire before polishing, copper plating and applying anti-corrosion coatings in the production of welding wire or before applying insulation in the production of electrical wire.

Известен способ очистки тонколистового проката, который можно применять и для очистки проволоки, заключающийся в механическом удалении остатков смазок и других технологических загрязнений различного вида щеток, скребков и валиков, в том числе с подачей в зону очистки моющей жидкости [US 5842368, 1998]. Также известен способ очистки проволоки на волочильном стане, осуществляемый путем снятия остатков смазки с ее поверхности листами нетканого волокнистого материала, в том числе пропитанными жидкими моющими средствами, которые протягивают во встречном волочению направлении по обе стороны проволоки между ней и металлическими пластинами [US 6505372, 2003].A known method of cleaning sheet metal, which can be used for cleaning wire, consisting in the mechanical removal of residual greases and other technological contaminants of various types of brushes, scrapers and rollers, including the supply of cleaning fluid to the cleaning zone [US 5842368, 1998]. Also known is a method of cleaning wire on a drawing mill, carried out by removing grease from its surface with sheets of non-woven fibrous material, including impregnated with liquid detergents, which are pulled in a direction opposite to drawing on both sides of the wire between it and metal plates [US 6505372, 2003 ].

Эти и подобные им механические и химико-механические способы требуют наличия специальных устройств управления движением чистящих приспособлений или протяжки протирочного материала и синхронизации их с работой стана. Такие устройства имеют крупные размеры составных частей, непосредственно входящих в состав стана, и увеличивают тем самым его габариты, что препятствует получению с их помощью технического результата изобретения. К тому же эффективность механической очистки низка и она нуждается в использовании сильных химических чистящих средств, которые сами требуют последующего удаления с поверхности проволоки, что делает процесс очистки многостадийным. Это не позволяет использовать способы механической очистки и реализующие их устройства для достижения сформулированного ниже технического результата изобретения.These and similar mechanical and chemical-mechanical methods require the availability of special devices for controlling the movement of cleaning devices or broaching cleaning materials and synchronizing them with the operation of the mill. Such devices have large dimensions of the components that are directly part of the mill, and thereby increase its dimensions, which prevents them from obtaining the technical result of the invention. In addition, the effectiveness of mechanical cleaning is low and it requires the use of strong chemical cleaners, which themselves require subsequent removal from the surface of the wire, which makes the cleaning process multi-stage. This does not allow the use of mechanical cleaning methods and devices that implement them to achieve the technical result of the invention formulated below.

Известны способы очистки, в которых используется нагрев проволоки за счет пропускания по ней тока высокой частоты [US 6365864, 2002] или создания вблизи нее тлеющего разряда в среде рабочего газа [RU 2098206, 1997], а также способы вакуумно-дуговой очистки [RU 2135315, 1999; RU 2181636, 2002; RU 2305716, 2007] с различными вариантами протяжки проволоки через камеру с откачанным воздухом. Эти способы используют электрическую проводимость самой проволоки, что требует дополнительных мер по обеспечению электробезопасности волочильного стана, на котором они применяются, а также значительно усложняют его конструкцию. Наполняемые газом для возбуждения тлеющего разряда или вакуумные камеры, в которых осуществляется вакуумно-дуговая очистка, представляют собой технически сложные и громоздкие объекты, а проблема герметизации их в узлах входа и выхода очищаемой проволоки является серьезной технической проблемой, требующей дополнительных изобретательских решений, например [WO 2006031151, 2006]. Это не позволяет достигнуть технического результата изобретения и при использовании этих электрических способов очистки и устройств для их осуществления.Known cleaning methods that use wire heating by passing a high frequency current through it [US 6365864, 2002] or creating a glow discharge near it in a working gas medium [RU 2098206, 1997], as well as vacuum arc cleaning methods [RU 2135315 , 1999; RU 2181636, 2002; RU 2305716, 2007] with various options for pulling the wire through the chamber with evacuated air. These methods use the electrical conductivity of the wire itself, which requires additional measures to ensure the electrical safety of the drawing mill on which they are used, and also significantly complicate its design. Filled with gas to excite a glow discharge or vacuum chambers in which vacuum arc cleaning is carried out are technically complex and bulky objects, and the problem of sealing them in the nodes of the input and output of the wire being cleaned is a serious technical problem requiring additional inventive solutions, for example [WO 2006031151, 2006]. This does not allow to achieve the technical result of the invention when using these electrical cleaning methods and devices for their implementation.

Наряду с механическими и электрическими способами известен способ очистки проволоки [RU 2238162, 2004], который можно классифицировать как акустический. В нем используют упругие колебания моющей жидкости, возникающие при излучении в жидкость с пропускаемой через нее проволокой ультразвука, образующуюся в растворе кавитацию и резонансные колебания самой очищаемой проволоки. Ультразвук излучают по нормали к траектории движения проволоки с плоских поверхностей, которые располагают на расстоянии, кратном половине длины волны колебаний моющего раствора на его частоте от этой траектории. Однако известно, что на таких расстояниях в акустической волне кавитации быть попросту не может, а энергия возмущений давления от кавитации, которая действует максимально, наоборот, на нечетно кратных четверти длины волны расстояниях от излучающей поверхности и плотность которой уменьшается пропорционально квадрату расстояния, доходит туда сильно ослабленной [1]. Поэтому кавитация, которая вообще считается очень эффективной в процессах очистки [2], так как обладает сонохимическим, усиливающим действие моющих средств, и эрозионным, способствующим отслоению твердых загрязнений от поверхности, эффектами [3, 4], используется здесь слабо. Кроме того, когда для осуществления этого способа проволоку на определенном участке пропускают под поверхностью моющей жидкости, от прямолинейной траектории волочения ее отклоняют посредством отжимных роликов. Проходя через них, она испытывает двойной перегиб в противоположных направлениях. При этом, вибрируя в резонансе изгибных колебаний, как струна, между роликами под воздействием упругих колебаний моющей жидкости, она еще испытывает и дополнительные знакопеременные вибрационные нагрузки в местах перегибов. Известно, что механические напряжения противоположных знаков, вызывающие даже слабые пластические деформации металлических объектов, снижают пределы их упругости и прочности (эффект Баушингера), особенно при наличии концентраторов напряжений. Поэтому струны музыкальных инструструментов чаще всего рвутся вблизи колков, с помощью которых их натягивают. Таким образом, использование для отслоения загрязнений изгибных колебаний проволоки в совокупности с перегибами на роликах разупрочняет ее, что препятствует получению технического результата изобретения описанным способом.Along with mechanical and electrical methods, a method for cleaning wire [RU 2238162, 2004] is known, which can be classified as acoustic. It uses the elastic vibrations of the washing liquid that arise when radiation is emitted into the liquid with an ultrasound wire passed through it, cavitation formed in the solution and resonant vibrations of the wire being cleaned. Ultrasound is radiated normal to the trajectory of the wire from flat surfaces that are located at a distance that is a multiple of half the wavelength of the vibrations of the washing solution at its frequency from this trajectory. However, it is known that at such distances in the acoustic wave there can simply be no cavitation, and the energy of pressure perturbations from cavitation, which acts as much as possible, on the contrary, at odd multiples of a quarter of the wavelength, the distances from the radiating surface and whose density decreases in proportion to the square of the distance, reaches it strongly weakened [1]. Therefore, cavitation, which is generally considered very effective in cleaning processes [2], since it has sonochemical, enhancing the action of detergents, and erosive, contributing to the separation of solid contaminants from the surface, effects [3, 4], is used poorly here. In addition, when to implement this method, the wire is passed under a surface of the washing liquid in a certain section, it is deflected from the rectilinear drawing path by squeezing rollers. Passing through them, she experiences a double bend in opposite directions. At the same time, vibrating in resonance of bending vibrations, like a string, between rollers under the influence of elastic vibrations of a washing liquid, it also experiences additional alternating vibrational loads at the places of kinks. It is known that mechanical stresses of opposite signs, which cause even slight plastic deformations of metal objects, reduce the limits of their elasticity and strength (Bausinger effect), especially in the presence of stress concentrators. Therefore, the strings of musical instruments most often break near the pegs with which they are pulled. Thus, the use of bending vibrations of the wire in combination with kinks on the rollers for exfoliating contaminants softens it, which prevents the obtaining of the technical result of the invention in the described manner.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному является способ изготовления проволоки, включающий ее очистку жидкостью, которую ведут с применением вызывающих кавитацию вблизи нее ультразвуковых колебаний [RU 2205711, 2003]. Этот способ принят за прототип. В нем на жидкость, в которой движется проволока, последовательно воздействуют ультразвуком с разными волновыми параметрами и поэтому, как сказано в описании способа, в этих разных волнах образуется кавитация, при которой сильнее пульсируют пузырьки разных начальных диаметров. При этом очищаемая проволока последовательно проходит через зоны колебаний с различной по величине рассеиваемой на кавитации мощностью, где происходит селективное взаимодействие чистящего фактора с загрязнениями, имеющими разную адгезию к поверхности. В целом это обеспечивает комплексность удаления загрязнений с разными физико-химическими свойствами. Но для осуществления такого способа требуется много излучателей ультразвуковых волн с разными параметрами и емкость с моющей жидкостью больших габаритов. Это обстоятельство и является причиной, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа.The closest method of the same purpose to the claimed one is a method of manufacturing a wire, including cleaning it with a liquid, which is carried out using ultrasonic vibrations causing cavitation near it [RU 2205711, 2003]. This method is adopted as a prototype. In it, the liquid in which the wire moves is subsequently subjected to ultrasound with different wave parameters, and therefore, as stated in the description of the method, cavitation forms in these different waves, in which bubbles of different initial diameters pulsate more strongly. In this case, the wire to be cleaned successively passes through the vibration zones with different power dissipated by cavitation, where the cleaning factor selectively interacts with contaminants having different adhesion to the surface. In general, this provides a comprehensive removal of contaminants with different physicochemical properties. But to implement this method requires a lot of emitters of ultrasonic waves with different parameters and a large capacity washing liquid. This fact is the reason that impedes the achievement of the following technical result when using the prototype.

Изобретение направлено на уменьшение размеров устройства за счет расположения вне траектории движения проволоки емкости с большей частью моющего раствора и осуществления его рециркуляции через зону очистки, повышение эффективности очистки за счет рационального использования рассеиваемой на кавитации энергии акустических колебаний, сохранение прямолинейной траектории движения проволоки без приводящих к ее разупрочнению перегибов.The invention is aimed at reducing the size of the device due to the location outside the trajectory of the wire of the tank with the majority of the washing solution and its recycling through the cleaning zone, increasing the efficiency of cleaning due to the rational use of the energy of acoustic vibrations dissipated by cavitation, preserving the rectilinear path of the wire without leading weakening of excesses.

Сущность изобретения в части, касающейся способа, заключается в следующем. В технике, использующей для получения кавитации гармонические упругие колебания жидких сред, известно понятие акустической ячейки [4, 5, РФ 2008152540, 2008]. Плоскоупругая волна, излучаемая в полупространство жидкости с приводящей к возникновению кавитации интенсивностью, способна возбуждать ее всего в нескольких прилежащих к излучающей поверхности полуволнах [6]. Если каким-либо образом физически ограничить распространение волны в жидкости этими полуволнами [ЕР 1629885, 2006, ЕР 1810747, 2007; РФ 2008152540, 2008], то поверхность, ограничивающая размер волны по лучу, и излучающая поверхность и составят акустическую ячейку. Когда эта ячейка содержит нечетное число полуволн, а обе ограничивающих ее поверхности когерентно излучают ультразвук, то, сделав встречные волны синфазными, можно усилить в ней кавитацию. Тогда результирующая волна в ячейке будет иметь неподвижные в пространстве поверхности равных фаз (фронты) [7], но рассеиваемая на кавитации энергия будет переноситься в ней от излучающих поверхностей вдоль оси (луча) по направлению к центру. Пропуская проволоку не поперек, а вдоль луча в одной такой или нескольких таких волнах, можно значительно увеличить количество получаемой ее поверхностью энергии кавитации, которая выполняет работу по очистке. К тому же, поскольку в каждой волне расстояние между центрами соседних кавитационных областей равно полуволне, а периоды сжатия там наступают в противофазе, то там будет действовать еще и эффект автоусиления кавитации [5]. Если при этом проволоку перемещать навстречу раствору, циркулирующему по замкнутой схеме с отфильтровыванием загрязнений в каждом цикле, то в процессе очистки можно не только отделять загрязнения от нее, но и непрерывно удалять их из зоны очистки. Надо заметить, что фазовый способ усиления кавитации известен [5, WO 2007120067, 2007; RU 2286205, 2006; RU 2372139, 2009], но в нем усиление получают не в одной образованной двумя источниками колебаний волне с несколькими пучностями звукового давления, а используют для этого несколько независимых друг от друга полуволн, образованных отдельными источниками. Поэтому он находится вне области притязаний заявленного способа.The invention in terms of the method is as follows. In the technique that uses harmonic elastic vibrations of liquid media to obtain cavitation, the concept of an acoustic cell is known [4, 5, RF 2008152540, 2008]. A plane-elastic wave emitted into the half-space of a liquid with an intensity leading to cavitation can excite it in only a few half-waves adjacent to the radiating surface [6]. If in any way physically limit the propagation of a wave in a liquid to these half-waves [EP 1629885, 2006, EP 1810747, 2007; RF 2008152540, 2008], then the surface limiting the wave size along the beam and the radiating surface will constitute an acoustic cell. When this cell contains an odd number of half-waves, and both surfaces bounding it emit ultrasound coherently, then by making counterpropagating waves in phase, one can enhance cavitation in it. Then the resulting wave in the cell will have surfaces of equal phases (fronts) that are motionless in space [7], but the energy dissipated by cavitation will be transferred in it from the radiating surfaces along the axis (beam) towards the center. By passing the wire not across, but along the beam in one such or several such waves, it is possible to significantly increase the amount of cavitation energy received by its surface, which does the cleaning work. Moreover, since in each wave the distance between the centers of neighboring cavitation areas is equal to a half wave, and the periods of compression there occur in antiphase, the effect of cavitation auto-amplification will also act there [5]. If at the same time the wire is moved towards the solution circulating in a closed circuit with filtering out the impurities in each cycle, then during the cleaning process it is possible not only to separate the impurities from it, but also to continuously remove them from the cleaning zone. It should be noted that the phase method for enhancing cavitation is known [5, WO 2007120067, 2007; RU 2286205, 2006; RU 2372139, 2009], but in it amplification is obtained not in one wave formed by two oscillation sources with several sound pressure antinodes, but for this purpose several half-waves formed by separate sources are used, which are independent of each other. Therefore, it is outside the scope of the claimed method.

Однако обеспечить реализацию описанной выше сущности этого заявленного способа невозможно, используя известные конструкции устройств ультразвуковой очистки проволоки, так как оси источников, то есть лучи испускаемых ими при работе упругих волн, во всех них, включая устройство для осуществления прототипа, направлены поперек траектории волочения. Это не позволяет в полной мере использовать энергию кавитации, которая выделяется в полуволнах, расположенных за пределами той, через которую проходит траектория движения проволоки. Кроме того, в описаниях аналогов моющую жидкость полагают занимающей все полупространство, с которым соприкасаются излучающие поверхности источников. На самом же деле, даже когда интенсивности упругой волны хватает на возбуждение кавитации на расстоянии ограниченного числа полуволновых отрезков от излучающей поверхности, отраженная от какой-либо преграды часть этой волны в результате суперпозиции может смещать расположение узлов и пучностей звукового давления и ощутимо менять величину выделяемой на кавитации мощности [6]. Таким образом, например, в устройстве для осуществления аналога заявленного способа [RU 2238162, 2004] эта мощность будет зависеть от уровня моющей жидкости в ванне, если излучатели установлены на ее дне, или от размеров ванны, если они установлены на боковых стенках. Однако об этих размерах в описании аналога ничего не сказано и размеры акустической ячейки, которая физически существует в устройстве, не охарактеризованы в виде признаков. Все это не позволяет получить технический результат изобретения с помощью такого или аналогичных ему устройств.However, it is impossible to implement the essence of this claimed method described above using known constructions of ultrasonic wire cleaning devices, since the axis of the sources, that is, the rays of elastic waves emitted by them during operation, in all of them, including the prototype device, are directed across the drawing trajectory. This does not allow the full use of the cavitation energy, which is released in half-waves located outside the one through which the trajectory of the wire passes. In addition, in the descriptions of analogues, the washing liquid is considered to occupy the entire half-space with which the emitting surfaces of the sources come into contact. In fact, even when the intensity of the elastic wave is enough to excite cavitation at a distance of a limited number of half-wave segments from the radiating surface, a part of this wave reflected from some obstacle as a result of superposition can shift the arrangement of nodes and antinodes of sound pressure and significantly change the value emitted by cavitation power [6]. Thus, for example, in a device for implementing an analog of the claimed method [RU 2238162, 2004], this power will depend on the level of washing liquid in the bath, if the emitters are installed on its bottom, or on the size of the bath, if they are installed on the side walls. However, nothing is said about these sizes in the description of the analogue and the dimensions of the acoustic cell that physically exists in the device are not characterized as signs. All this does not allow to obtain a technical result of the invention using such or similar devices.

Наиболее близким к заявленному является устройство для ультразвуковой очистки проволоки [RU 2360746, 2009], которое и принято за его прототип. В нем очищаемая проволока перемещается относительно излучателей также как и в аналоге [RU 2238162, 2004], но по траектории в виде многоугольника, углы при вершинах которого больше прямого, что обеспечивает ее меньшую, чем у аналога, кривизну и, следовательно, меньшую деформацию проволоки. К тому же в прототипе, в отличие от аналогов, есть акустические ячейки, составленные погружными излучателями ультразвуковых колебаний и отражателями, которые размещены в непосредственной близости от очищаемой проволоки параллельно излучающим поверхностям на расстоянии от них, кратном половине длины волны ультразвуковых колебаний в моющем растворе. Такое сочетание характеризующих устройство признаков говорит о том, что проволока пропускается от излучающей поверхности тоже на расстоянии, близком к полуволне колебаний жидкости, где в расположенной там пучности упругих колебаний амплитуда давления равна нулю [7]. Даже если, как сказано в описании прототипа, кавитационные пузырьки и выносятся туда акустическими течениями жидкости, но кавитация - чередующиеся этапы роста и коллапса пузырьков под воздействием переменного внешнего давления - практически невозможна, а значит, отсутствует и возможность получить технический результат изобретения с помощью этого прототипа устройства.Closest to the claimed is a device for ultrasonic cleaning of the wire [RU 2360746, 2009], which is taken as its prototype. In it, the cleaned wire moves relative to the emitters as in the analogue [RU 2238162, 2004], but along the trajectory in the form of a polygon, the angles at the vertices of which are larger than the straight line, which ensures its lesser curvature than the analogue and, therefore, less deformation of the wire . In addition, in the prototype, unlike analogs, there are acoustic cells composed by submersible emitters of ultrasonic vibrations and reflectors, which are located in the immediate vicinity of the wire being cleaned parallel to the radiating surfaces at a distance from them that is a multiple of half the wavelength of ultrasonic vibrations in the washing solution. This combination of features characterizing the device indicates that the wire is also passed from the radiating surface at a distance close to the half-wave of fluid oscillations, where the pressure amplitude is zero in the antinode of elastic vibrations located there [7]. Even if, as stated in the description of the prototype, cavitation bubbles are carried out by acoustic fluid flows, but cavitation - the alternating stages of growth and collapse of the bubbles under the influence of variable external pressure - is practically impossible, which means that there is no possibility to obtain the technical result of the invention using this prototype devices.

Сущность изобретения в части, касающейся устройства для ультразвуковой очистки проволоки, заключается в следующем. Чтобы, не изгибая пропускать очищаемую проволоку вдоль оси одной или нескольких акустических ячеек, расположенных как можно ближе друг к другу, нужно, чтобы упругие колебания раствора моющего средства в них возбуждались колебаниями общего для них твердого волновода, который должен быть соосен с прямолинейной траекторией проволоки. А колебания этого волновода следует возбуждать несоосно присоединенными к нему когерентными излучателями ультразвука наподобие 15 кГц converter MPI-6160F-15S-2 [10] или [RU 2332266, 2008; РФ 2009138952, 2009], тогда они не будут мешать движению проволоки и не удлинят участок его траектории в зоне очистки. Известно, что в пределах полуволны колебаний площадь сечения твердого обладающего упругостью формы волновода плоской волны резко можно изменять не более чем в 2,5 раза, чтобы в его частях не возникало неосновных мод колебаний [8, 9]. Поэтому ячейки следует выполнить в виде цилиндрических полостей в волноводе с как можно большим диаметром оснований цилиндров, но не превышающим 0,8 корня квадратного из минимальной площади его поперечного сечения. Если при этом поместить геометрические центры ячеек в плоскостях узлов продольных колебательных смещений волновода на частоте излучателей, то поверхностями, излучающими в ячейки встречные когерентные волны, будут основания объемов этих ячеек. При существующей разнице скоростей звука в твердом металлическом волноводе и водных растворах электролитов [11], какими являются промышленные моющие средства, нужно установить между ними расстояние больше 1 ¹/₄ длины волны колебаний жидкости. Тогда в каждой ячейке будет умещаться максимально возможное число пучностей звукового давления результирующей волны, обеспечивающей его максимально возможную амплитуду, а также будут обеспечены все условия для автоусиления кавитации. Для пропускания проволоки сквозь такие соосные ячейки в перегородках между ними и в заглушках на оконечностях волновода, обращенные внутрь поверхности которых играют роль излучающих поверхностей, должны быть соосно выполнены сквозные отверстия. Причем, если отверстия в перегородках будут больше диаметра проволоки, обеспечивая ее свободное прохождение, в заглушках приблизительно равны ему, обеспечивая скользящее прохождение, а крайние ячейки будут снабжены патрубками, то можно будет пропускать моющий раствор через устройство по замкнутому циклу. Если при этом патрубки будут расположены в узлах колебаний волновода, то они не будут препятствовать его колебаниям и бесполезно рассеивать энергию колебаний.The invention in terms of a device for ultrasonic cleaning of wire, is as follows. To, without bending, let the wire to be cleaned along the axis of one or several acoustic cells located as close as possible to each other, it is necessary that the elastic vibrations of the detergent solution in them be excited by vibrations of a common solid waveguide for them, which should be aligned with the straight path of the wire. And the oscillations of this waveguide should be excited by coaxially emitted coherent ultrasound emitters like 15 kHz converter MPI-6160F-15S-2 [10] or [RU 2332266, 2008; RF 2009138952, 2009], then they will not interfere with the movement of the wire and will not lengthen the portion of its trajectory in the cleaning zone. It is known that within the half-wave of oscillations, the cross-sectional area of a solid plane wave having an elastic waveguide shape can be sharply changed no more than 2.5 times so that minor parts of the oscillations do not appear in its parts [8, 9]. Therefore, the cells should be made in the form of cylindrical cavities in the waveguide with the largest possible diameter of the cylinder bases, but not exceeding 0.8 square root of the minimum cross-sectional area. If, at the same time, the geometric centers of the cells are placed in the planes of the nodes of the longitudinal vibrational displacements of the waveguide at the emitter frequency, then the surfaces emitting coherent waves in the cells will be the bases of the volumes of these cells. With the existing difference of sound velocity in a solid metal waveguide and aqueous electrolyte solutions [11], what are industrial detergents need to set the distance between them is greater than 1 ^_1/4 wavelength fluid oscillations. Then in each cell the maximum possible number of antinodes of sound pressure of the resulting wave will fit in, providing its maximum possible amplitude, and all conditions for auto-amplification of cavitation will be provided. To pass the wire through such coaxial cells in the partitions between them and in the plugs at the ends of the waveguide, whose inwardly facing surfaces play the role of radiating surfaces, through holes must be coaxially made. Moreover, if the holes in the partitions are larger than the diameter of the wire, ensuring its free passage, in the plugs are approximately equal to it, providing a sliding passage, and the extreme cells are equipped with nozzles, then it will be possible to pass the washing solution through the device in a closed cycle. If at the same time the nozzles are located in the nodes of the oscillations of the waveguide, then they will not impede its oscillations and uselessly dissipate the energy of the oscillations.

Технический результат изобретения состоит в увеличении эффективности очистки без увеличения размеров и потребляемой мощности чистящего устройства за счет возбуждения упругих колебаний раствора одним акустическим волноводом и непараметрического усиления кавитации, а также в обеспечении прямолинейности траектории движения проволоки за счет расположения акустических ячеек внутри волновода в ряд друг за другом.The technical result of the invention is to increase the cleaning efficiency without increasing the size and power consumption of the cleaning device due to the excitation of elastic oscillations of the solution by one acoustic waveguide and nonparametric amplification of cavitation, as well as to ensure the straightness of the trajectory of the wire due to the location of the acoustic cells in the waveguide in a row one after another .

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе очистки проволоки в водных растворах моющих средств установленными в виде одной или нескольких плоскоупругих волн вызывающими кавитацию колебаниями ультразвуковой частоты одно отличие состоит в том, что очищаемую проволоку и раствор моющего средства перемещают вдоль общего для этих волн луча. Другое отличие состоит в том, что проволоку и раствор моющего средства перемещают во встречных направлениях. В известном же устройстве для осуществления этого способа, содержащем одну или несколько акустических ячеек, первое отличие состоит в том, что объемами этих ячеек являются расположенные на оси симметрии твердого волновода с несоосно присоединенными к нему когерентными источниками ультразвуковых колебаний цилиндрические полости, геометрические центры которых принадлежит плоскостям узлов продольных колебательных смещений волновода на частоте источников колебаний, а излучающими поверхностями служат поверхности их оснований, которые принадлежат содержащим отверстия для свободного пропускания очищаемой проволоки и раствора моющего средства перегородкам между объемами ячеек, а также ввернутым в обе оконечности волновода заглушкам, содержащим отверстия для скользящего пропускания проволоки и задерживания раствора моющего средства, причем волновод оснащен выходным и входным патрубками для этого раствора, закрепленными в волноводе на перпендикулярах к оси его симметрии восстановленных из геометрических центров первой и последней по направлению пропускания проволоки акустических ячеек, соответственно. Второе отличие состоит в том, что расстояние между основаниями цилиндрических объемов каждой акустической ячейки составляет не менее 1,25 длины волны упругих колебаний раствора моющего средства на частоте источников колебаний. Третье отличие состоит в том, что диаметр оснований цилиндрических объемов акустических ячеек не превышает 0,8 квадратного корня из минимальной площади поперечного сечения волновода, но превышает диаметр проволоки. И четвертое отличие состоит в том, что диаметры отверстий во ввернутых в оконечности волновода заглушках составляют до 1,2 диаметра очищаемой проволоки, а в перегородках между ячейками до 3 ее диаметров, но не более трети диаметра ячейки.The specified technical result is achieved by the fact that in the known method of cleaning the wire in aqueous solutions of detergents installed in the form of one or more plane-elastic waves causing cavitation of ultrasonic frequency oscillations, one difference is that the wire being cleaned and the detergent solution are moved along a beam common to these waves . Another difference is that the wire and the detergent solution are moved in opposite directions. In the known device for implementing this method, which contains one or more acoustic cells, the first difference is that the volumes of these cells are cylindrical cavities located on the axis of symmetry of the solid waveguide with coaxially connected coherent sources of ultrasonic vibrations, the geometric centers of which belong to the planes nodes of longitudinal vibrational displacements of the waveguide at the frequency of the sources of oscillations, and the radiating surfaces are the surfaces of their bases, which belong to the partitions between the cell volumes containing openings for free passage of the wire to be cleaned and the detergent solution, as well as plugs screwed into both ends of the waveguide, containing holes for the sliding passage of the wire and the detergent solution to be retained, the waveguide equipped with outlet and inlet pipes for this solution, fixed in a waveguide on perpendiculars to the axis of its symmetry, reconstructed from the geometric centers of the first and last wires in the transmission direction oki acoustic cells, respectively. The second difference is that the distance between the bases of the cylindrical volumes of each acoustic cell is at least 1.25 the wavelength of the elastic vibrations of the detergent solution at the frequency of the oscillation sources. The third difference is that the diameter of the bases of the cylindrical volumes of the acoustic cells does not exceed 0.8 square root of the minimum cross-sectional area of the waveguide, but exceeds the diameter of the wire. And the fourth difference is that the diameters of the holes in the plugs screwed into the tip of the waveguide are up to 1.2 of the diameter of the wire being cleaned, and in the partitions between the cells up to 3 of its diameters, but not more than a third of the diameter of the cell.

На фиг.1 приведен общий вид устройства, содержащего четыре источника колебаний - пьезокерамических излучателя ультразвука 1, несоосно механически присоединенных к титановому монолитному волноводу 2, внутри которого размещены акустические ячейки и пропускается очищаемая проволока 3. Пунктиром показаны эластичные оболочки наподобие «flex housing» излучателей MPI-5020s-6PS [10], защищающие пьезоэлементы и их электрическое соединение посредством электродов и проводов с источниками питания (на других чертежах опущены).Figure 1 shows a general view of a device containing four oscillation sources — a piezoceramic ultrasound emitter 1, which are misaligned mechanically attached to a titanium monolithic waveguide 2, inside of which acoustic cells are placed and a cleaned wire 3 is passed through. Dashed lines show elastic shells like “flex housing” of MPI emitters -5020s-6PS [10], protecting the piezoelectric elements and their electrical connection via electrodes and wires with power sources (omitted in other drawings).

На фиг.2 показан разрез устройства, изображенного на фиг.1 по оси А-А. Черными стрелками здесь и далее обозначено направление движения проволоки, белыми - направление циркуляции раствора. Тоновым рисунком внутри ячеек здесь и далее показано двухмерное распределение в плоскости разреза относительной плотности кавитационной мощности (от белого - 0 до черного - max), построенное по [12]. Цифрами обозначены: 4 и 5 - акустические ячейки; 6 - монолитная с волноводом перегородка между ячейками с отверстием для свободного пропускания проволоки; 7, 8 - заглушки с отверстиями для скользящего пропускания проволоки и удержания раствора моющего средства; 9, 10 - напорный и расходный штуцеры для соединения с системой циркуляции раствора моющего средства.In Fig.2 shows a section of the device depicted in Fig.1 along the axis AA. Hereinafter, black arrows indicate the direction of wire movement, white arrows indicate the direction of circulation of the solution. The tone pattern inside the cells here and hereinafter shows the two-dimensional distribution in the section plane of the relative density of cavitation power (from white - 0 to black - max), constructed according to [12]. The numbers denote: 4 and 5 - acoustic cells; 6 - monolithic with a waveguide partition between cells with a hole for free transmission of wire; 7, 8 - plugs with holes for sliding transmission of the wire and holding the detergent solution; 9, 10 - pressure and consumable fittings for connection with a circulation system of a solution of detergent.

На фиг.3 изображен вид Б устройства со стороны выхода из него очищаемой проволоки, а на фиг.4 - вид В со стороны входа.Figure 3 shows a view B of the device from the exit side of it being cleaned wire, and figure 4 is a view of B from the input side.

На фиг.5 приведен вид спереди (со стороны входа проволоки) устройства, содержащего два источника колебаний - магнитострикционных излучателя 11, несоосно присоединенных к титановому составному волноводу 12. Цифрами обозначены: 13, 14 - расходный и напорный штуцеры для соединения с системой циркуляции раствора моющего средства; 15 - заглушка с отверстием для скользящего пропускания проволоки и удержания раствора.Figure 5 shows a front view (from the input side of the wire) of the device containing two oscillation sources - magnetostrictive emitter 11, misaligned to the titanium composite waveguide 12. The numbers denote: 13, 14 - flow and pressure fittings for connection to the washing solution circulation system facilities; 15 - plug with a hole for the sliding transmission of wire and retention of the solution.

На фиг.6 показан разрез Г-Г устройства, изображенного на фиг.5. Цифрами обозначены: 17, 18 - ячейки в передней и задней частях составного волновода, соединенных шпилькой 19 с осевым отверстием для свободного пропускания проволоки; 16 - заглушка в задней части волновода с отверстием для скользящего пропускания проволоки и удержания раствора; 20, 21 - закладные элементы конструкции волновода для крепления устройства на волочильном стане.In Fig.6 shows a section GG of the device depicted in Fig.5. The numbers indicate: 17, 18 — cells in the front and rear parts of the composite waveguide connected by a pin 19 with an axial hole for free passage of the wire; 16 - a plug in the rear of the waveguide with a hole for the sliding transmission of wire and retention of the solution; 20, 21 - embedded elements of the waveguide design for mounting the device on the drawing mill.

На фиг.7 изображен вид Д устройства со стороны выхода из него очищаемой проволоки.Figure 7 shows a view D of the device from the exit side of the cleaned wire.

На фиг.8 совмещенно изображена схема устройства с отличительными признаками аналога [RU 2238162, 2004], выполненного в двух вариантах, где в левой части чертежа поверхность раствора 22 находится на расстоянии трех полуволн от рабочей поверхности излучателя 1, в правой - двух с половиной. Проволока 3 перемещается под поверхностью раствора на роликах 23, два таких же по мощности, частоте и размерам, как в устройстве на фиг.1-4 излучателя, смонтированы в дне емкости 24, в которой этот раствор находится.Fig. 8 shows a combined diagram of the device with the distinguishing features of an analogue [RU 2238162, 2004], made in two versions, where on the left side of the drawing the solution surface 22 is located at a distance of three half waves from the working surface of the emitter 1, in the right - two and a half. The wire 3 moves under the surface of the solution on the rollers 23, two of the same power, frequency and size as in the device in FIGS. 1-4 of the emitter are mounted in the bottom of the tank 24 in which this solution is located.

На фиг.9 показана схема прототипа устройства, изображенного на фиг.1-4, с равными ему по мощности, частоте и размерам излучателями ультразвука 1. Они смонтированы так, что их части, требующие электрического соединения, размещены в герметичном кожухе 25 задними частями вплотную друг к другу, благодаря чему вся конструкция устройства приобретает минимально возможные габариты.Figure 9 shows a diagram of the prototype device shown in figures 1-4, with equal power, frequency and size of the ultrasound emitters 1. They are mounted so that their parts requiring electrical connection are placed in an airtight casing 25 back parts closely to each other, so the entire design of the device acquires the smallest possible dimensions.

На фиг.10, 11 приведена схема использования устройства, изображенного на фиг.5-7. Цифрами обозначены: 26 - патрубок для слива раствора самотеком; 27, 28 - части кожуха; 29 - трубка охлаждения преобразователя верхнего источника; 30 - герметичный электроввод; 31 - опора; 32 - патрубок подачи раствора.Figure 10, 11 shows a diagram of the use of the device depicted in figure 5-7. The numbers indicate: 26 - pipe for draining the solution by gravity; 27, 28 - parts of the casing; 29 - cooling tube of the converter of the upper source; 30 - sealed electrical input; 31 - support; 32 - pipe supply solution.

Реализация признаков изобретения иллюстрируется на следующем примере его сравнения с аналогом и прототипом. Сравниваемые устройства, изображенные на фиг.1-4, 8 и 9, содержат в качестве источников колебаний пьезокерамические излучатели частотой 28 кГц, потребляемой мощностью 200 Вт и диаметром излучающей поверхности 25 мм, соответствующие по техническим характеристикам излучателям типа MPI-2525D-28Н [10]. Аналог реализован в двух вариантах. Первый, когда расстояние между излучающими поверхностями и поверхностью раствора составляет три полуволны (фиг.8, слева) колебаний раствора, второй, когда две с половиной (фиг.8, справа). Длина прямолинейного участка проволоки в зоне действия излучателей составляет в том и другом вариантах по пять диаметров излучающей поверхности. Прототип соответствует фиг.9 с такой же, как у аналога длиной прямолинейных участков проволоки на всех сторонах шестиугольника, находящихся напротив шести излучателей.The implementation of the features of the invention is illustrated by the following example of its comparison with the analogue and prototype. The compared devices shown in figures 1-4, 8 and 9 contain, as sources of oscillation, piezoceramic emitters with a frequency of 28 kHz, a power consumption of 200 W and a radiating surface diameter of 25 mm, corresponding to the technical characteristics of MPI-2525D-28H emitters [10 ]. The analogue is implemented in two versions. The first, when the distance between the radiating surfaces and the surface of the solution is three half-waves (Fig. 8, left) of the oscillations of the solution, the second, when two and a half (Fig. 8, right). The length of the rectilinear section of wire in the zone of action of the emitters is in both versions five diameters of the radiating surface. The prototype corresponds to Fig. 9 with the same length as the analog of the straight sections of the wire on all sides of the hexagon opposite six emitters.

Используя известную закономерность распределения плотности потенциальной энергии кавитации от координат пространства, в котором она действует [12, 13], можно построить функции ее распределений за определенный промежуток времени, которые и показаны на фиг.2, 8, 9. А, воспользовавшись теорией подобия кавитационных процессов [6], можно рассчитать безразмерную величину, пропорциональную потенциальной энергии кавитации, которую получает поверхность проволоки за время ее нахождения в сравниваемых заполненных растворами с одинаковыми акустическими свойствами устройствах, если она движется в них с одинаковой скоростью.Using the well-known regularity of the distribution of the density of potential energy of cavitation from the coordinates of the space in which it acts [12, 13], it is possible to construct the functions of its distributions for a certain period of time, which are shown in Figs. 2, 8, 9. And, using the theory of similarity of cavitation processes [6], it is possible to calculate a dimensionless quantity proportional to the potential energy of cavitation that the surface of the wire receives during its stay in the compared filled solutions with identical acoustic their device properties if it moves in them at the same speed.

Результаты сравнительного компьютерного вычислительного эксперимента, проведенного с использованием описанной в [12] математической модели, транслированной в программу в среде MathCAD 2001 Professional, MathSoft, Inc., приведены в таблице. За единицу условно принята энергия кавитации, выделяемая на поверхности проволоки во время очистки в первом варианте аналога.The results of a comparative computer computational experiment conducted using the mathematical model described in [12] and translated into a program in the environment of MathCAD 2001 Professional, MathSoft, Inc. are shown in the table. The cavitation energy released on the surface of the wire during cleaning in the first version of the analogue is conventionally taken as a unit.

ОБЪЕКТ ПАРАМЕТРOBJECT PARAMETER АналогAnalogue ПрототипPrototype ИзобретениеInvention Вар. 1Var. one Вар. 2Var. 2 Число излучателей, шт.Number of emitters 22 22 66 4four Энергия кавитации, ед.Cavitation energy, units 1one 2,022.02 7,227.22 7,697.69 Удельная энергия очистки*, ед.Specific cleaning energy *, units 0,50.5 1,011.01 1,201.20 1,921.92 *энергия кавитации, отнесенная к числу излучателей.* cavitation energy, referred to the number of emitters.

Таким образом, поскольку во всех сравниваемых устройствах взяты однотипные излучатели, то при очистке в соответствии с признаками изобретения на единицу затраченной энергии поверхность проволоки получит больше энергии кавитации, чем при очистке в соответствии с признаками лучшего варианта аналога в 1,9 раза и чем прототипа в 1,6 раза. Значит и эффективность очистки, где полезная работа является эквивалентом этой энергии, будет при использовании изобретения пропорционально выше. Что касается габаритов устройства для очистки, то размер волновода заявленного устройства в направлении движения проволоки, в котором оно все и умещается (фиг.1), в рассмотренном примере определяется длиной волны колебаний в металле, то есть при частоте 28 кГц и использовании титанового сплава не превысит 180 мм. В прототипе же (фиг.9) описанная вокруг шестиугольной траектории движения проволоки окружность будет иметь диаметр около 250 мм.Thus, since the emitters of the same type are used in all compared devices, when cleaning in accordance with the characteristics of the invention per unit of energy expended, the surface of the wire will receive more cavitation energy than when cleaning in accordance with the characteristics of the best version of the analogue by 1.9 times and than the prototype in 1.6 times. This means that the cleaning efficiency, where useful work is the equivalent of this energy, will be proportionally higher when using the invention. As for the dimensions of the cleaning device, the waveguide size of the claimed device in the direction of movement of the wire, in which it all fits (Fig. 1), in the considered example is determined by the wavelength of vibrations in the metal, i.e., at a frequency of 28 kHz and using a titanium alloy will exceed 180 mm. In the prototype, as shown in FIG. 9, the circumference described around the hexagonal path of the wire will have a diameter of about 250 mm.

Этот пример сравнения показывает, что заявленные способ и устройство обладают существенными по отношению к техническому результату изобретения признаками, отличающими их от наиболее близких аналогов, характеризующих известный заявителю уровень техники в области предметов изобретения.This comparison example shows that the claimed method and device possess significant in relation to the technical result of the invention features that distinguish them from the closest analogues characterizing the prior art known to the applicant in the field of objects of the invention.

При анализе отличительных признаков изобретения не выявлено каких-либо известных аналогичных решений, касающихся установления подобных требований к способу очистки проволоки и устройству для его реализации с целью повысить ее очистку без увеличения габаритов и потребляемой мощности чистящего устройства и обеспечить прямолинейную траекторию движения проволоки.In the analysis of the distinguishing features of the invention, no known similar solutions have been identified regarding the establishment of similar requirements for the method of cleaning the wire and the device for its implementation in order to increase its cleaning without increasing the dimensions and power consumption of the cleaning device and to provide a straight line trajectory of the wire.

Изобретение в составе волочильного стана может быть осуществлено следующим образом. Пусть требуется снимать с поверхности проволоки, предназначенной стать электродом для автоматической сварки, слой остающейся после волочения технологической смазки перед операцией ее омеднения. Источниками используемых для этого ультразвуковых колебаний в водном растворе 15 г/дм³ моющего средства типа МС-15 по ТУ 2149-115-10968286-2000 являются два магнитострикционных излучателя частотой 22 кГц и мощностью 400 Вт производства ООО «Ультратехника - СИ» (г.Северодвинск). Такое устройство изображено на фиг.5-7, а схема его использования в составе стана на фиг.10, 11. Согласно этой схеме составной волновод 12 из титанового сплава ПТ-ЗВ с несоосно присоединенными к нему двумя излучателями 11 закладными элементами 20 и 21 вставлен сверху в пазы опоры 31, которая сквозь дно нижней части кожуха 28 герметично закреплена на волочильном стане. Эта часть кожуха служит для охлаждения раствором расположенного сверху преобразователя через трубку 29, а нижнего за счет погружения под поверхность собирающегося в ней раствора, который затем стекает через патрубок 26 в резервуар системы циркуляции (на схеме не показан). В ней также расположен герметичный электроввод 30 обмоток преобразователей, присоединяемых к общему для них или разным, но синхронизированным по фазе источникам питания (не показаны). Очищенный с помощью фильтров раствор поступает обратно в устройство через патрубок 32. Съемная верхняя часть 27 кожуха обеспечивает доступ к устройству для его технического обслуживания и заправки в него проволоки при подготовке его к работе.The invention in the drawing mill can be carried out as follows. Let it be required to remove from the surface of the wire intended to become an electrode for automatic welding, the layer remaining after drawing the process lubricant before the operation of copper plating. The sources of ultrasonic vibrations used for this purpose in an aqueous solution of 15 g / dm ^{3 of} detergent of type MS-15 according to TU 2149-115-10968286-2000 are two magnetostrictive emitters with a frequency of 22 kHz and a power of 400 W manufactured by Ultratekhnika - SI LLC (city of Severodvinsk). Such a device is shown in FIGS. 5-7, and a diagram of its use as a part of the mill in FIGS. 10, 11. According to this scheme, a composite waveguide 12 made of a PT-ZV titanium alloy with two emitters 11 imbalanced to it with embedded elements 20 and 21 is inserted from above into the grooves of the support 31, which through the bottom of the lower part of the casing 28 is hermetically fixed on the drawing mill. This part of the casing is used for cooling with a solution located on top of the converter through the tube 29, and the bottom due to immersion under the surface of the solution collected in it, which then flows through the pipe 26 into the tank of the circulation system (not shown in the diagram). It also contains a sealed electrical input 30 of the transformer windings, connected to a common or different, but phase-synchronized power supply (not shown). The solution cleaned with filters enters the device through the pipe 32. The removable upper part 27 of the casing provides access to the device for its maintenance and refueling the wire in preparation for its operation.

Устройство подготавливается к работе и работает следующим образом. Заправку проволоки 3 осуществляют при снятой верхней части кожуха 27, предварительно приподняв устройство в опоре 31, с помощью кондуктора (разрезной втулки с отверстием под проволоку), который вводят при снятых заглушках 15, 16 в переднюю ячейку волновода до шпильки 19 (фиг.6). После заправки в волновод предварительно пропущенной через заглушку 15 проволоки кондуктор извлекают из ячейки и, разделив пополам, снимают с нее. Затем устройство по пазам опоры 31 опускают на место, вворачивают заглушки 15 и 16, предварительно пропустив проволоку через отверстие в последней, устанавливают верхнюю часть кожуха и включают циркуляцию моющего раствора. Он, последовательно входя через патрубок 32, штуцер 14 (фиг.5-7) в ячейку 18 и через зазор между проволокой и стенками отверстия в шпильке 19 в ячейку 17, выходит через штуцер 16. Далее из трубки 29 он орошает сердечник с обмоткой преобразователя, расположенного сверху источника колебаний, который при работе будет выделять тепло рассеиваемой на потерях в обмотке и сердечнике части энергии. Небольшая часть раствора может вытекать в зазоры между проволокой и стенками отверстий в заглушках 15 и 16, хотя проволока в них имеет скользящую посадку и этот зазор минимален. Но, тем не менее, даже если это происходит, то раствор все равно попадет в нижнюю часть 28 кожуха, куда он собирается и из трубки 29 после орошения верхнего преобразователя. Заполнив эту часть кожуха до уровня патрубка 26, чем и обеспечивается погружение нижнего преобразователя под поверхность, он вытекает через этот патрубок и поступает в резервуар системы циркуляции, где фильтруется и подается обратно через патрубок 32.The device is prepared for work and works as follows. The refueling of the wire 3 is carried out when the upper part of the casing 27 is removed, having previously lifted the device in the support 31, using a conductor (split sleeve with a hole for the wire), which is inserted with the plugs 15, 16 removed into the front waveguide cell to the stud 19 (Fig. 6) . After filling the waveguide with the wire previously passed through the plug 15, the conductor is removed from the cell and, having been divided in half, removed from it. Then the device in the grooves of the support 31 is lowered into place, the plugs 15 and 16 are screwed, after passing the wire through the hole in the latter, the upper part of the casing is installed and the washing solution is circulated. He, sequentially entering through the pipe 32, the fitting 14 (Fig.5-7) in the cell 18 and through the gap between the wire and the walls of the holes in the stud 19 in the cell 17, exits through the fitting 16. Then he irrigates the core with the converter winding from the tube 29 located on top of the oscillation source, which during operation will emit heat dissipated from the losses in the winding and core of a part of the energy. A small portion of the solution may leak into the gaps between the wire and the walls of the holes in the plugs 15 and 16, although the wire in them has a sliding fit and this gap is minimal. But, nevertheless, even if this happens, the solution will still fall into the lower part 28 of the casing, where it is also collected from the tube 29 after irrigation of the upper transducer. Filling this part of the casing to the level of the nozzle 26, which ensures the immersion of the lower transducer under the surface, it flows out through this nozzle and enters the circulation system reservoir, where it is filtered and fed back through the nozzle 32.

Стан запускают после включения питания излучателей путем подачи тока частотой 22 кГц на обмотки магнитострикционных преобразователей 11, соединенных с источниками питания через герметичный электроввод 30. Они за счет магнитострикционного эффекта заставляют излучатели, а вместе с ними и волновод совершать упругие колебания вдоль оси, по которой движется проволока. При этом синхронные встречные колебания начинают попарно совершать и обращенные внутрь ячеек 17 и 18 поверхности заглушек 15, 16 и шпильки 19. Суперпозиция этих колебаний в находящемся в ячейках растворе вызывает появление там стоячих плоскоупругих волн с лучом, совпадающим с осью проволоки. Так как оси ячеек превышают размер двух с четвертью полуволн в растворе, то в них образуется по три пучности звукового давления, изменяющегося в соседних пучностях в противофазе. Вблизи этих пучностей амплитуда акустического давления будет периодически превышать предел прочности раствора на разрыв, чем вызовет возникновение кавитации. Импульсы давления, распространяющиеся от кавитационных пузырьков, которые сосредоточены вблизи центров каждой из полуволн в пучностях давлений, так как они испускаются, преимущественно, в конце полупериода сжатия стоячей волны, а распространяются со скоростью звука, будут совпадать во времени в центрах каждой из ячеек. При этом вероятность пространственного совпадения этих импульсов с местами нахождения кавитационных пузырьков там сильно увеличится. Это вызовет так называемый эффект непараметрического усиления кавитации [5]. В таких условиях проходящая через ячейки проволока будет получать наибольшее количество энергии, благодаря чему производительность очистки может быть увеличена, либо снижено потребление затрачиваемой на нее энергии. То есть эффективность очистки возрастет. При этом чистящее устройство будет иметь сравнительно небольшие габариты, а траектория движения проволоки в нем останется прямолинейной.The mill is started after turning on the power of the emitters by applying a current of 22 kHz to the windings of the magnetostrictive transducers 11 connected to the power sources through a sealed electrical input 30. They, due to the magnetostrictive effect, cause the emitters and, together with them, the waveguide to perform elastic oscillations along the axis along which it moves wire. In this case, the synchronized counter vibrations also begin to be performed in pairs, and the surfaces of the plugs 15, 16 and the stud 19 face inside the cells 17 and 18. The superposition of these vibrations in the solution in the cells causes the appearance of standing plane-elastic waves with a beam coinciding with the axis of the wire. Since the axes of the cells exceed the size of two and a quarter half-waves in the solution, three antinodes of sound pressure are formed in them, changing in opposite antinodes in antiphase. Near these antinodes, the amplitude of the acoustic pressure will periodically exceed the tensile strength of the solution, which will cause cavitation. Pressure pulses propagating from cavitation bubbles, which are concentrated near the centers of each half-wave in pressure antinodes, since they are emitted mainly at the end of the compression half-wave of a standing wave, but propagate with the speed of sound, will coincide in time in the centers of each cell. In this case, the probability of a spatial coincidence of these pulses with the locations of cavitation bubbles there will increase significantly. This will cause the so-called effect of nonparametric amplification of cavitation [5]. Under such conditions, the wire passing through the cells will receive the greatest amount of energy, due to which the cleaning performance can be increased, or the consumption of energy spent on it can be reduced. That is, the cleaning efficiency will increase. In this case, the cleaning device will have a relatively small size, and the trajectory of the wire in it will remain straightforward.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о возможности осуществления заявленного изобретения с помощью описанных в заявке или известных ранее средств и методов, а также о возможности достижения указанного выше технического результата при воплощении совокупности признаков изобретения.Thus, the above information indicates the possibility of carrying out the claimed invention using the means and methods described in the application or previously known, as well as the possibility of achieving the above technical result when implementing the totality of the features of the invention.

ЛИТЕРАТУРАLITERATURE

1. Физика и техника мощного ультразвука. Мощные ультразвуковые поля // под ред. Л.Д.Розенберга.- М: Наука, 1968.1. Physics and technology of powerful ultrasound. Powerful ultrasonic fields // ed. L.D. Rosenberg. - M: Science, 1968.

2. Багров И.В., Нигметзянов И.И., Прихотько В.М. Технологическое применение ультразвука в процессах очистки // в кн. «Ультразвуковые технологические процессы - 98».- М.: Изд. МАДИ (ТУ), 1998. - С.49-52.2. Bagrov I.V., Nigmetzyanov I.I., Prihotko V.M. Technological use of ultrasound in cleaning processes // in the book. "Ultrasonic Technological Processes - 98." - M .: Ed. MADI (TU), 1998 .-- S. 49-52.

3. Margulis M.A. Sonochemistry and Cavitation.-London: Gordon & Breach, 1995.3. Margulis M.A. Sonochemistry and Cavitation.-London: Gordon & Breach, 1995.

4. Шестаков С.Д. Основы технологии кавитационной дезинтеграции. - М.: ЕВА-пресс, 2001.4. Shestakov S.D. Fundamentals of cavitation disintegration technology. - M .: EVA-press, 2001.

5. Шестаков С.Д. Исследование возможности непараметрического усиления многопузырьковой кавитации // Прикладная физика. - 2008.- №6. - С.18-24.5. Shestakov S. D. Investigation of the possibility of nonparametric amplification of multi-bubble cavitation // Applied Physics. - 2008.- No. 6. - S.18-24.

6. Шестаков С.Д., Бефус А.П. Формулирование критерия подобия сонохимических реакторов при обработке сред, не обеспечивающих акустического резонанса, 2008. - Деп. в ВИНИТИ РАН, №840-В2008.6. Shestakov S.D., Befus A.P. Formulation of the similarity criterion for sonochemical reactors when processing media that do not provide acoustic resonance, 2008. - Dep. at VINITI RAS, No. 840-V2008.

7. Горелик Г.С. Колебания и волны. - М.: Ф-МЛ. - 1959.7. Gorelik G.S. Oscillations and waves. - M .: F-ML. - 1959.

8. Физическая акустика / под ред. У.Мэзона, Том 1, Часть А. - М: Мир, 1967.8. Physical Acoustics / Ed. W. Mason, Volume 1, Part A. - M: World, 1967.

9. Шестаков С.Д. Комплексная критериальная оценка качества трансформации плоской упругой волны // Труды XIII сессия Росс. акуст.об-ва, Т.1. - М: ГЕОС, 2003, с.31-35.9. Shestakov S.D. A comprehensive criterial assessment of the quality of transformation of a plane elastic wave // Transactions of XIII session Ross. acoustics, vol. 1. - M: GEOS, 2003, p.31-35.

10. http://www.ultrasonicsworld.com.10. http://www.ultrasonicsworld.com.

11. Бергман Л. Ультразвук и его применение в науке и технике. - М: ИИЛ, 1956.11. Bergman L. Ultrasound and its application in science and technology. - M: IIL, 1956.

12. Шестаков С.Д. О распределении плотности потенциальной энергии многопузырьковой кавитации относительно порождающей ее гармонической волны // Труды XVI сессии Росс. акуст. об-ва, T.1.- М.: ГЕОС, 2005, с.116-121.12. Shestakov S.D. On the distribution of the potential energy density of multi-bubble cavitation relative to the harmonic wave generating it // Transactions of the XVI Session Ross. acoustics. about-va, T.1.- M .: GEOS, 2005, p.116-121.

13. http://idea.emind.ru/discovery/show/81.13.Http: //idea.emind.ru/discovery/show/81.

Claims

1. The method of cleaning the wire in aqueous solutions of detergents installed in the form of one or more plane-elastic waves causing cavitation of ultrasonic frequency oscillations, characterized in that the wire to be cleaned and the detergent solution are moved along a beam common to these waves.

2. The method according to claim 1, characterized in that the wire and the detergent solution are moved in opposite directions.

3. The device for implementing the method according to claim 1, containing one or more acoustic cells, characterized in that the volumes of these cells are cylindrical cavities located on the axis of symmetry of the solid waveguide with coaxially attached coherent sources of ultrasonic vibrations, the geometric centers of which belong to the planes of the nodes longitudinal vibrational displacements of the waveguide at the frequency of the oscillation sources, and the radiating surfaces are the base surfaces of these cylindrical cavities, which they belong to the partitions between the cell volumes containing openings for the free passage of the wire to be cleaned and the detergent solution, as well as plugs screwed into both ends of the waveguide, containing holes for the sliding passage of the wire and to hold the detergent solution, the waveguide equipped with outlet and inlet pipes for this solution, fixed in the waveguide on perpendiculars to the axis of its symmetry, restored from the geometric centers of the first and last in the transmission direction Oloka acoustic cells, respectively.

4. The device according to claim 3, characterized in that the distance between the bases of the cylindrical volumes of each acoustic cell is at least 1.25 the wavelength of the elastic vibrations of the detergent solution at the frequency of the vibration sources.

5. The device according to claim 3, characterized in that the diameter of the bases of the cylindrical volumes of the acoustic cells does not exceed 0.8 square root of the minimum cross-sectional area of the waveguide, but more than the diameter of the wire.

6. The device according to claim 3, characterized in that the diameters of the holes in the plugs screwed into the tip of the waveguide are up to 1.2 of the diameter of the wire being cleaned, and in the partitions between the cells up to 3 of its diameters, but not more than a third of the diameter of the cell.