RU3704U1

RU3704U1 - PIEZOELECTRIC DEVICE FOR ULTRASONIC CLEANING OF AIRCRAFT FILTERS AND FILTER ELEMENTS

Info

Publication number: RU3704U1
Application number: RU96104828/20U
Authority: RU
Inventors: Олег Григорьевич Павленко
Original assignee: Олег Григорьевич Павленко
Priority date: 1996-03-22
Filing date: 1996-03-22
Publication date: 1997-03-16

Abstract

1. Пьезоэлектрическое устройство для ультразвуковой очистки авиационных фильтров и фильтроэлементов, содержащее один ультразвуковой генератор, N усилителей мощности, выходы которых соединены соответственно с входами N ультразвуковых преобразователей, и ванну с моющим раствором, отличающееся тем, что в него введены N - 1 ультразвуковых генераторов, N блоков автоподстройки частоты и N блоков защиты от перегрузки, причем выход каждого ультразвукового генератора соединен с входом соответствующего блока защиты от перегрузки, выход которого соединен с входом соответствующего усилителя мощности, к управляющему входу каждого ультразвукового генератора подключен выход соответствующего блока автоподстройки частоты, своим входом соединенный с электрическим выходом соответствующего ультразвукового преобразователя, при этом сами преобразователи закреплены на съемной раме, которая в зависимости от конфигурации и размеров обрабатываемых авиационных фильтров может быть размещена внутри ванны в произвольном положении, а каждый ультразвуковой преобразователь содержит излучающую и пассивную накладки, между которыми расположены пьезоэлементы.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что излучающая накладка ультразвукового преобразователя имеет форму усеченного конуса, причем пьезоэлементы крепятся к его меньшему основанию.3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что к большему основанию конуса излучающей накладки ультразвукового преобразователя крепится фланец, который соединяется со стаканом, герметично закрывающим преобразователь.4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что излучающая накладка имеет форму цилинд�1. A piezoelectric device for ultrasonic cleaning of aircraft filters and filter elements, containing one ultrasonic generator, N power amplifiers, the outputs of which are connected respectively to the inputs of N ultrasonic transducers, and a bath with a washing solution, characterized in that N - 1 ultrasonic generators are introduced into it, N frequency lock blocks and N blocks of overload protection, and the output of each ultrasonic generator is connected to the input of the corresponding block of overload protection, the output of which it is single with the input of the corresponding power amplifier, the output of the corresponding frequency locking unit is connected to the control input of each ultrasonic generator, connected with its input to the electrical output of the corresponding ultrasonic transducer, while the transducers themselves are mounted on a removable frame, which, depending on the configuration and size of the processed aviation filters, be placed inside the bathtub in an arbitrary position, and each ultrasonic transducer contains emitting uy and passive pads, between which there are piezoelectric elements. 2. The device according to claim 1, characterized in that the radiating pad of the ultrasonic transducer has the shape of a truncated cone, the piezoelectric elements being attached to its smaller base. The device according to claim 2, characterized in that a flange is attached to the larger base of the cone of the radiating lining of the ultrasonic transducer, which is connected to a glass that seals the transducer. The device according to claim 1, characterized in that the radiating pad has the shape of a cylinder�

Description

ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОЧИСТКИ АВИАЦИОННЫХ ФИЛЬТРОВ И ФИЛЬТГОЭЛЕМЕНТОВ. Область техники. Полезная модель относится к ультразвуковой очистке авиахц-юнных фильтров для гидравлических, топливных и масляных систем в моющей жидкости с использованием технологических эффектов развитой кавитации. Уровень техники. Наиболее близким по технической сущности к предложенной модели является устройство для ультразвуковой обработки изделий в жидкой среде, содержащее трехканальный ультразвуковой генератор, к выходам которого параллельно подключены триады ультразвуковых преобразователей, установленных в стенках ванны. (Авторское свидетельство СССР No 925437, КЛ.В08В 3/12, 1979г.). Данное устройство не создает достаточно интенсивных кавитационных потоков, в СВЯЗИ с тем, что преобразование осуществляется на одной частоте и, кроме того, единая конструкция ультразвуковых преобразователей и ванны ограничивает номенклатуру обрабатываемых изделий по типоразмеру и конфигурации. Сущность полезной модели. Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повьшение качества очистки авиационных фильтров. Техническим результатом, полученным при осуществлении полезной модели является повышение эффекта кавитации за счет расщирения МПКб В08В 3/12PIEZOELECTRIC DEVICE FOR ULTRASONIC CLEANING OF AIRCRAFT FILTERS AND FILTER ELEMENTS. The field of technology. The utility model relates to ultrasonic cleaning of aviation filters for hydraulic, fuel and oil systems in a washing liquid using the technological effects of developed cavitation. The prior art. The closest in technical essence to the proposed model is a device for ultrasonic processing of products in a liquid medium containing a three-channel ultrasonic generator, the outputs of which are connected in parallel to the triads of ultrasonic transducers installed in the walls of the bath. (USSR author's certificate No. 925437, KL.V08V 3/12, 1979). This device does not create sufficiently intense cavitation flows, due to the fact that the conversion is carried out at the same frequency and, in addition, the unified design of ultrasonic transducers and baths limits the range of processed products by size and configuration. The essence of the utility model. The task to which the claimed utility model is directed is to improve the quality of cleaning aviation filters. The technical result obtained in the implementation of the utility model is to increase the effect of cavitation due to the expansion of MPKb V08V 3/12

частотного спектра ультразвукового преобразования, а также расширение номенклатуры обрабатываемьлх фильтров за счет выделения блока ультразвуковшс преобразователей в отдельную конструктивную единицу.the frequency spectrum of ultrasonic conversion, as well as expanding the range of processed filters by allocating a block of ultrasonic transducers into a separate structural unit.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее ОДРШ ультразвуковой генератор, N усилителей мощности, выходы которых соединены соответственно с входами N ультразвуковых преобразователей, и ванну с моющим раствором, введены N-1 ультразвуковых генераторов, N блоков автоподстройки частоты и N блоков защиты от перегрузки, причем выход каждого ультразвукового генератора соединен с входом соответствующего блока защиты от перегрузки, выход которого соединен с входом соответствующего усилителя мощности, к управляющему входу каждого ультразвукового генератора подключен выход соответствующего блока автоподстройки частоты, своим входом соединенный с электрическим выходом соответствующего ультразвукового преобразователя, при этом сами ультразвуковые преобразователи закреплены на съемной раме, которая, в зависимости от конфигурации и размеров обрабатываемых авиационных фильтров, может быть размещена внутри ванны в произвольном положении, а каждый ультразвуковой преобразователь содержит излучающую и пассивную накладки, между которыми расположены пьезоэлементы. Излучающая накладка может иметь форму усеченного конуса с креплением пьезоэлементов к его меньшему основанию, или цилиндра с креплением пьезоэлементов нормально к его образующей поверхности. Для защиты ультразвукового преобразователя от воздействия агрессивной среды (моющей жидкостЮ он помещен в стакан, который герметично прикреплен к боковой поверхности цилршдрической излучающей накладки или к фланцу, который соединен с большимThe indicated technical result is achieved by the fact that N-1 ultrasonic generators, N frequency locked loops and N protection units are introduced into a device containing an ODS ultrasonic generator, N power amplifiers, the outputs of which are connected respectively to the inputs of N ultrasonic transducers, and a bath with a washing solution. from overload, and the output of each ultrasonic generator is connected to the input of the corresponding overload protection unit, the output of which is connected to the input of the corresponding power amplifier, to control the output of each ultrasonic generator is connected to the output of the corresponding frequency-locking unit, connected by its input to the electrical output of the corresponding ultrasonic transducer, while the ultrasonic transducers themselves are mounted on a removable frame, which, depending on the configuration and size of the processed aviation filters, can be placed inside the bath arbitrary position, and each ultrasonic transducer contains radiating and passive plates, between which there is enes piezoelectric. The radiating patch may be in the form of a truncated cone with the fastening of the piezoelectric elements to its smaller base, or a cylinder with the fastening of the piezoelectric elements normally to its generating surface. To protect the ultrasonic transducer from exposure to aggressive media (washing liquid, it is placed in a glass that is tightly attached to the side surface of the cylindrical radiating plate or to a flange that is connected to a large

- и основанием конусной излучающей накладки, причем это соединение осуществляется с помощью крепежного винта или клея. Фланец и стакан выполнены из материалов, стойких по отношению к агрессивньш средам. Связи ультразвуковых преобразователей с усилителями мощности и блоками автоподстройки частоты выполнены посредством герметичных кабелей. Перечень фигур чертежей. На фиг.1 представлена блок-схема N-канального устройства. На фиг.га представлен пример конструкции излучающей накладки в форме усеченного конуса. На фиг.26 представлен пример конструкции излучающей накладки в форме цилиндра. На фиг.За, Зб,3 представлены примеры крепления ультразвуковых преобразователей. На фиг.4а, 46 представлены примеры расположения рам с ультразвуковыми преобразователями в ванне с моющим раствором. Возможность осуществления полезной модели. Устройство, как показано на фиг.1, содержит N каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных ультразвукового генератора 1, блока 2 защиты от перегрузки, усилителя 3 мощности, выход которого посредством герметичного кабеля 4 подключен к ультразвуковому преобразователю 5, электрический выход которого посредством герметичного кабеля 6 подключен к входу блока 7 автоподстройки частоты, выход которого соединен с управляющим входом ультразвукового генератора 1. Каждый ультразвуковой преобразователь 5, как показано на фиг.2, имеет пассивную и излучающую накладки 8, 9, между которыми расположены пьезоэлементы 10,- and the base of the conical radiating lining, and this connection is carried out using a fixing screw or glue. The flange and the cup are made of materials resistant to aggressive media. The connections of ultrasonic transducers with power amplifiers and self-tuning frequency blocks are made using sealed cables. The list of figures drawings. Figure 1 presents a block diagram of an N-channel device. On figa presents an example of the design of the radiating lining in the form of a truncated cone. On Fig presents an example design of a radiating lining in the form of a cylinder. In Fig. 3a, 3b, 3 examples of fastening of ultrasonic transducers are presented. On figa, 46 presents examples of the location of the frames with ultrasonic transducers in the bath with a washing solution. The ability to implement a utility model. The device, as shown in Fig. 1, contains N channels, each of which consists of a series-connected ultrasonic generator 1, an overload protection unit 2, a power amplifier 3, the output of which is connected through a sealed cable 4 to an ultrasonic transducer 5, whose electrical output is a sealed cable 6 is connected to the input of the automatic frequency control unit 7, the output of which is connected to the control input of the ultrasonic generator 1. Each ultrasonic transducer 5, as shown in figure 2, has and passive radiating laths 8, 9, between which the piezo elements 10,

причем излучающая накладка 9 может иметь различную конфигурацию, например, в виде усеченного конуса (фиг.Еа) или в виде цилиндра (фиг.26). Каждый ультразвуковой преобразователь 5 с излучающей накладкой 9 в виде усеченного конуса, как показано на фиг.З, крепится его большим основанием к фланцу 11, выполненному, например, из титана, и герметично закрывается стаканом IS, выполненным, например, из нержавеющей стали, причем крепеж фланца 11 может осуществляться как с помощью стягивающего винта (фиг.За), так и с помощью клея (фиг.36)Указанные сборки закрепляются на съемных рамах 13 в различных плоскостях и под различными углами. Рамы 13 размещаются внутри ванны 14 с моющим раствором в положении, которое зависит от конфигурации и размеров обрабатываемых авиационных фильтров 15.moreover, the radiating pad 9 may have a different configuration, for example, in the form of a truncated cone (Fig. Ea) or in the form of a cylinder (Fig. 26). Each ultrasonic transducer 5 with a radiating plate 9 in the form of a truncated cone, as shown in FIG. 3, is fastened with its large base to the flange 11, made of, for example, titanium, and hermetically closed by a glass IS made, for example, of stainless steel, and fastening of the flange 11 can be carried out both with the help of a tightening screw (Fig. 3a), and with glue (Fig. 36). These assemblies are fixed on removable frames 13 in different planes and at different angles. The frames 13 are placed inside the bath 14 with the washing solution in a position that depends on the configuration and size of the processed aviation filters 15.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

В ванну 14 с требуемыми размерами устанавливают в определенном положении рамы 13 с ультразвуковыми преобразователями 5 и обрабатываемые авиационные фильтры 15, после чего в нее заливают моющий раствор и включают напряжение питания. Электрические сигналы, сформированные генераторами 1 в виде пачек радиоимпульсов ультразвуковой частоты, следующих с частотой, равной удвоенному значению частоты промышленной сети, через блоки 2 защиты от перегрузки поступают на соответствующие усилители 3 мощности и далее, посредством герметичных кабелей 4, на ультразвуковые преобразователи 5 ультразвуковой частоты в механические колебания, которые вместе с элементами согласования (на схеме не показаны) образуют резонансные контуры, настроенные на частоту основного механического резонанса ультразвуковых преобразователей 5. В процессе работы устройства происходит разогрев пьезоэлементов 10, в результате чего изменяется частота механического резонанса каждо-4 го из ультразвуковых преобразователей 5 и снижается амплитуда их механических колебаний. Однако, с помо1цью блоков 7 автоматической подстройки частоты, введенных в цепи обратной связи каждого канала, производится соответствующая корректировка выходных частот радиоимпульсов ультразвуковых генераторов 1, в результате которой каждый ультразвуковой преобразователь 5 настраивается на свою новую частоту механического резонанса, не совпадающую с частотой любого другого ультразвукового преобразователя 5. Таким образом, использование автоматической подстройки частоты механических колебаний ультразвуковых преобразователей 5 на различные частоты, использование излучающих накладок 9 различных конфигураций и возможность крепления отдельных ультразвуковых преобразователей 5 внутри рамы 13 в разных плоскостях и под разными углами позволяет создать внутри моющей жидкости макропотоки, имеющие различные скорости, направления и развитую кавитацию, что, в конечном итоге, приводит к повышению качества очистки авиационных фильтров 15, а использование конструкции крепления ультразвуковых преобразователей 5 на съемных рамах 13 позволяет вести обработку изделий любого типоразмера и конфигурации.The bath 14 with the required dimensions is installed in a certain position of the frame 13 with ultrasonic transducers 5 and the processed aviation filters 15, after which the washing solution is poured into it and the supply voltage is turned on. Electrical signals generated by generators 1 in the form of packs of radio pulses of ultrasonic frequency, following with a frequency equal to twice the frequency of the industrial network, through blocks 2 of the overload protection are supplied to the respective power amplifiers 3 and then, through sealed cables 4, to ultrasonic transducers 5 of ultrasonic frequency into mechanical vibrations, which together with matching elements (not shown in the diagram) form resonant circuits tuned to the frequency of the main mechanical cut nance ultrasonic transducers 5. In operation, the device heats up piezoelectric elements 10, thereby changing the frequency of mechanical resonance of each of the 4 th ultrasonic transducers 5 and decreases the amplitude of mechanical oscillations. However, with the help of automatic frequency adjustment blocks 7 introduced into the feedback circuit of each channel, the output frequencies of the radio pulses of the ultrasonic generators 1 are adjusted accordingly, as a result of which each ultrasonic transducer 5 is tuned to its new frequency of mechanical resonance that does not coincide with the frequency of any other ultrasonic transducer 5. Thus, the use of automatic tuning of the frequency of mechanical vibrations of ultrasonic transducers 5 on different frequencies, the use of radiating pads 9 of various configurations and the possibility of mounting individual ultrasonic transducers 5 inside the frame 13 in different planes and at different angles allows you to create macro flows inside the washing fluid with different speeds, directions and developed cavitation, which ultimately leads to improving the quality of cleaning aviation filters 15, and the use of the mounting structure of ultrasonic transducers 5 on removable frames 13 allows you to process products of any type size and configuration.

Claims

1. A piezoelectric device for ultrasonic cleaning of aircraft filters and filter elements, containing one ultrasonic generator, N power amplifiers, the outputs of which are connected respectively to the inputs of N ultrasonic transducers, and a bath with a washing solution, characterized in that N - 1 ultrasonic generators are introduced into it, N frequency lock blocks and N blocks of overload protection, and the output of each ultrasonic generator is connected to the input of the corresponding block of overload protection, the output of which it is single with the input of the corresponding power amplifier, the output of the corresponding frequency locking unit is connected to the control input of each ultrasonic generator, connected with its input to the electrical output of the corresponding ultrasonic transducer, while the transducers themselves are mounted on a removable frame, which, depending on the configuration and size of the processed aviation filters, be placed inside the bathtub in an arbitrary position, and each ultrasonic transducer contains emitting uy and passive overlays between which piezoelectric elements are located.

2. The device according to claim 1, characterized in that the radiating pad of the ultrasonic transducer has the shape of a truncated cone, and the piezoelectric elements are attached to its smaller base.

3. The device according to claim 2, characterized in that a flange is attached to the larger base of the cone of the radiating lining of the ultrasonic transducer, which is connected to a glass that seals the transducer.

4. The device according to claim 1, characterized in that the radiating plate has the shape of a cylinder, and the piezoelectric elements are attached normally to the generatrix of the cylinder.

5. The device according to claim 4, characterized in that the piezoelectric elements and the passive pad of the ultrasonic transducer are hermetically closed by a glass that is attached to the side surface of the radiating pad.

6. The device according to paragraphs. 3 and 5, characterized in that the flange and the glass are made of materials resistant to aggressive environments.

7. The device according to claim 1, characterized in that the connection of the ultrasonic transducers with power amplifiers and frequency locked loops is made through sealed cables.