Способ ультразвуковой очистки деталей в жидкости

 

СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОЧИСТКИ ДЕТАЛЕЙ В ЖИДКОСТИ, при котором жидкость в объеме ванны поддерживают при температуре ниже температурного интервала максимальной кавитационноэрозионной активности для данной жидкости , а в зоне обработки деталей нагревают , отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности ультразвуковой очистки деталей, нагрев жидкости в зоне обработки осуществляют в пределах от температурного интервала ее максимальной кавитационно-эрозионной активности до температуры кипения данной жидкости.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А

3151) В 08 В 3/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2631780/28-12 (22) 21.06.78 (46) 23.04.84. Бюл. Р 15 (72) Г.Д.Лубяницкий (53) 621.7.08(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 732039. кл. В 08 В 3/12, 1978. (54)(57) СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОЧИСТКИ ДЕТАЛЕЙ В ЖИДКОСТИ, при котором жидкость в объеме ванны поддерживают при температуре ниже температурного интервала максимальной кавитационноэрозионной активности для данной жидкости, а в зоне обработки деталей нагревают, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности ультразвуковой очистки деталей, нагрев жидкости в зоне обработки осуществляют в пределах от температурного интервала ее максимальной кавитационно-эрозионной активности до температуры кипения данной жидкости.

1087217

11зобрс тение относится к ультра яук зяой очистке деталей .

Наиболее близким к изобретению является способ ультразвуковой очист— ки деталей в жидкости, при котором жидкость в объеме ванны поддерживают при температуре ниже температурного интервала максимальной кавитационноэрозионной активности для данной жидкости, а в sn»e обработки деталеи 10 нагревают ft) .

Недостатком известного способа является то, что поскольку нагрев изделия осуществляют импульсами до значений температур, превышающих точ- 15 ку кипения моющей жидкости, образовавшаяся паровая подушка разделяет объект и жидкость до окончания действия нагревающего импульса. В это время ультразвук никакой обработки объек-2g та не производит, ега энергия затрачивается преимущественно на перемешивание моющей жидкости„ что в данном случае является процессом вредным, так как способствует выравнива- 25 нию температуры жидкости во всем объеме, повышает равномерность распределения центров кавитации по всему объему, что в свою очередь способствует развитию паразитной кавитации, 11 т.е. кавитации вне зоны обработки.

При этом также ухудшаются условия распространения акустических волн в объем жидкости, удаленной от акустического излучателя, вследствие преимущественного образования кавитирующих и пульсирующих пузырьков у излучающей поверхности акустического излучателя. Это отрицательно сказывается на проведении процессов, связан-@ ных с обработкой, например очисткой объектов сложной конфигурации или объектов, удаленных от излучателя.

В период гидросбивного и паровзрывного механизма очистки паровые пузырь- 45 ки также разносятся возникающими мощными потоками по всему объему жидкости. Это также усугубляет развитие паразитной кавитации и ухудшает условия распространения акустических волн.

59

Целью изобретения является повышение эффективности процесса.

Поставленная цель достигается тем, Ъ что согласна способу ультразвуковой очистки деталей в жидкости, при ко,тором жидкость в объеме ванны поддерживают при температуре ниже температурного интервала максимальной кавитационно-эрозионнои активности для данной жидкости, а в зоне обработки деталей нагревают, нагрев жидкости в зоне обработки осуществляют в пределах от температурного интервала ее максимальной кавитационно-эрозионной активности до температуры кипения данной жидкости.

Положительный эффект от предлагаемого способа достигается за счет того, что у поверхности излучателя, контактирующей с жидкостью, температура которой лежит ниже ее температурного интервала максимальной кавитационноэрозионной активности жидкости не создается экранирующий пузырьковый слой, илн его сплошность и толщина становятся значительно ниже, чем в известных способах акустической обработки объектов в жидкости. Поэтому создаются условия для лучшего распространения акустических волн к зоне обработки, что особенно важно при аку" стической очистке объектов сложной конфигурации с каналами, глухими отверстиями, проточками и другими труднодоступными неоднородностями поверхностного рельефа, а также при обработке длиномерных объектов и объектов, находящихся на значительном расстоянии от излучателя. В зоне же обработки, напротив, создаются оптимальные условия для развития кавитации вследствие того, что в ней прочность жидкости ослаблена за счет выделяющихся пузырьков газа, а количество поступающей в нее акустической энергии возрастает. Кроме того, физикохимическая активность жидкости в зоне обработки также повышена вследствие ее более высокой температуры. При этом ее эрозианная активность по отношению к загрязнениям пе только не снижается, но, напротив., повьппается вследствие более полного полезного выделения акустической энергии именно в зоне обработки.

Таким образом, повышение эффективности процесса обусловлено повьппением эрозионной и физико-химической активности жидкости, более полным полезным использованием излучаемой акустической энергии и улучшением условий распространения акустических волн к малодоступным поверхностям. При необходимости можно увеличить интенсивность звука (ультразвука) на излучателе беэ ухудшения передачи акусти1087

217

С подогревом всего объема

6-7

70 раствора

50-60

100

То же

С подогревом эоны раствора, прилегающей к очищаемой проволоке 20

4-5

То же

7-9

100

Составитель В.Датько

Редактор Н.Данкулич Техред М.Гергель Корректор А.Зимокосов

Заказ 2536/7 Тираж 567 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Ужгород, ул.Проектная, 4 з ческой энергии в зону обработки, поскольку зона обработки может быть отнесена от поверхности излучателя и, следовательно, прочность жидкости и обусловленное ею количество формируемых у излучающей поверхности кавитационных и пульсирующих пузырьков, препятствующих прохождению ультразвуковых колебаний в объем жидкости, понижено. 1О

Предлагаемый способ может быть реализован путем нагрева обрабатываемых в жидкости объектов различными средствами, например тепловыми трубками, инфракрасным излучением и т.п.

Однако при обработке объектов из электропроводных материалов целесообразнее их подогрев осуществлять путем пропускания через нех электрического тока или токами высокой час- 2О тоты. Благодаря созданию зоны нагрева непосредственно у поверхности обрабатываемого объекта процесс обработки интенсифицируется и повышается его качество, так как кавитационная об- 25 ласть располагается непосредственно у очищаемой поверхности.

Пример . Проводилась ультразвуковая очистка проволоки иэ спецплавов, загрязненной волочильной смаз- щб кой. Частота колебаний составляла t6-20 кГц. Очистка проводилась в щелочном растворе с добавкой детергентов. Температура раствора в первом случае составляла 70 С, во вто0 ром — 20 C. Расстояние от излучателя составляло в обоих случаях 10 и 100 мм. Во втором случае по проволоке пропускался переменный электрический ток, величина которого обеспечивала нагрев пограничного с поверхностью проволоки слоя раствора толо щиной порядка 1 мм до 70 С. Таким образом, за пределами эоны обработки температура жидкости поддерживалась ниже температурного интервала максимальной кавитационно-эрозионной активности данной жидкости, а в зоне обработки — вьппе этого температурного интервала.

Остальные условия были одинаковыми в обоих случаях.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Анализ табличных данных показывает, что при очистке проволоки соглас,но предлагаемому способу эффективность процесса значительно вышее, чем при использовании традиционных способов. !