Способ очистки проволоки или ленты и устройство для его осуществления
Изобретение относится к ультразвуковой технике. При очистке проволоки или ленты возбуждают колебания в моющей жидкости при помощи ультразвуковых излучателей для отрыва загрязнений от поверхности проволоки или ленты. Колебания возбуждают на одной из резонансных частот колебаний очищаемого отрезка проволоки или ленты. Ультразвуковые излучатели устанавливают на расстоянии от очищаемого отрезка проволоки или ленты, кратном половине длины волны ультразвуковых колебаний в жидкости. Очищаемый отрезок проволоки или ленты используют как элемент резонансной колебательной системы, а частоту его колебаний - в качестве задающего сигнала обратной связи. Устройство для очистки содержит механизм натяжения проволоки или ленты в виде двух опор, ванну с моющей жидкостью и возбудители колебаний. Возбудители колебаний выполнены в виде ультразвуковых излучателей. Ультразвуковые излучатели установлены на стенках или дне ванны на расстоянии от очищаемого отрезка проволоки или ленты, кратном половине длины волны ультразвуковых колебаний в жидкости и соединены через генератор сигналов с обратной связью. Изобретение позволяет повысить качество очистки проволоки или ленты от любых загрязнений. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к ультразвуковой технике и может быть использовано в технологическом оборудовании, например, при проведении очистки, обезжиривания, пропитки, травления и других процессов.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является способ очистки проволоки или ленты, включающий возбуждение колебаний в моющей жидкости при помощи ультразвуковых излучателей для отрыва загрязнений от поверхности проволоки или ленты (см. авторское свидетельство SU №360188 А, В 08 В 3/12, 02.01.1973).
Известно также устройство для очистки проволоки или ленты, содержащее механизм натяжения проволоки или ленты в виде двух опор, ванну с моющей жидкостью и возбудители колебаний в виде ультразвуковых излучателей, смонтированных на ванне (см. авторское свидетельство SU №360188 А, В 08 В 3/12, 02.01.1973).
Недостатками данных способа и устройства для очистки проволоки или ленты является то, что проволока или лента находятся на расстоянии от излучающей поверхности, не обеспечивающем качественную очистку от загрязнений, поэтому необходима дополнительная очистка или увеличение времени ультразвукового воздействия на очищаемую поверхность проволоки или ленты.
Поставлена задача - повышение качества проволоки и ленты и расширение технологических возможностей за счет очистки проволоки и ленты от любых загрязнений.
Поставленная задача решена следующим образом. Предложен способ очистки проволоки или ленты, включающий возбуждение колебаний в моющей жидкости при помощи ультразвуковых излучателей для отрыва загрязнений от поверхности проволоки или ленты. Колебания в моющей жидкости возбуждают на одной из резонансных частот колебаний очищаемого отрезка проволоки или ленты. При этом ультразвуковые излучатели устанавливают на расстоянии от очищаемого отрезка проволоки или ленты, кратном половине длины волны ультразвуковых колебаний в жидкости, а очищаемый отрезок проволоки или ленты используют как элемент резонансной колебательной системы, а частоту его колебаний - в качестве задающего сигнала обратной связи.
Для реализации данного способа предложено устройство для очистки проволоки или ленты, содержащее механизм натяжения проволоки или ленты в виде двух опор, между которыми установлено N (N - целое число>1) возбудителей колебаний проволоки или ленты, выполненных в виде ультразвуковых излучателей, и ванну с моющей жидкостью. Ультразвуковые излучатели установлены на стенках или дне ванны на расстоянии от очищаемого отрезка проволоки или ленты, кратном половине длины волны ультразвуковых колебаний в жидкости и соединены через генератор сигналов с обратной связью. В качестве опор используются отжимные ролики.
По сравнению с прототипом новым в предложенном способе является то, что колебания в моющей жидкости возбуждают на одной из резонансных частот колебаний очищаемого отрезка проволоки или ленты, при этом ультразвуковые излучатели устанавливают на расстоянии от очищаемого отрезка проволоки или ленты, кратном половине длины волны ультразвуковых колебаний в жидкости, а очищаемый отрезок проволоки или ленты используют как элемент резонансной колебательной системы, а частоту его колебаний - в качестве задающего сигнала обратной связи.
По сравнению с прототипом новым в предложенном устройстве является то, что ультразвуковые излучатели установлены на стенках или дне ванны на расстоянии от очищаемого отрезка проволоки или ленты, кратном половине длины волны ультразвуковых колебаний в жидкости, и соединены через генератор сигналов с обратной связью.
Такое сочетание признаков дает возможность повысить качество очистки проволоки и ленты шириной до 0,5d, где d - диаметр ультразвукового излучателя от любых загрязнений.
Описываемое устройство поясняется фиг.1 и 2.
Устройство состоит из ванны 1 с моющей жидкостью, через которую проходит проволока или лента 2. Проволока или лента 2 проходит через две опоры 3, в качестве которых используются отжимные ролики. На стенке или в дне ванны 1 установлен ультразвуковой возбудитель колебаний 4, который состоит из N излучателей 5, соединенных через генератор 6 сигналов с обратной связью. При необходимости устройство оснащается нагревателем (не показан).
Предложенный способ осуществляется следующим образом.
Проволоку или ленту пропускают через моющую жидкость. В качестве моющей жидкости используют водные растворы технических моющих средств (ТМС), воду или органические растворители. Температурный диапазон очистки 20-80°С. На стенках или дне ванны установлены ультразвуковые излучатели, с помощью которых в моющей жидкости возбуждаются ультразвуковые волны. При дальнейшем распространении волн возникает чередование зон сжатия и разрежения, причем амплитуды сжатия и разрежения равны. Ультразвуковые волны, распространяясь с большой скоростью, вызывают колебания всего объема жидкости и действуют на проволоку или ленту, т.к. ультразвуковые волны изменяются по гармоническому закону, то установившиеся колебания проволоки или ленты тоже гармонические и частота колебаний проволоки или ленты совпадает с частотой воздействия ультразвуковых волн. При прохождении фазы разрежения в жидкости образуется большое количество пузырьков, которые вызывают активную местную турбулизацию среды, особенно в местах скопления частиц посторонних примесей, пузырьков газа и т.д. После краткого существования часть пузырьков захлопывается, при этом возникают большие местные мгновенные давления, достигающие тысячи атмосфер, а также местное повышение температуры, что также способствует отрыву загрязнений от поверхности проволоки или ленты.
При соединении ультразвуковых излучателей через генератор сигналов с обратной связью отрезок очищаемой проволоки или ленты используют и как элемент общей резонансной колебательной системы и как задающий элемент обратной связи, что значительно усиливает весь процесс очистки проволоки или ленты.
В зависимости от размеров очищаемой проволоки или ленты на стенках или дне ванны устанавливают требуемое количество N возбудителей колебаний (ультразвуковых излучателей). Ультразвуковые излучатели установлены на расстоянии от проволоки или ленты, кратном половине длины волны ультразвуковых колебаний в жидкости.
Предложенное техническое решение способа и устройства для очистки проволоки или ленты существенно улучшает качество очистки проволоки или ленты от любых загрязнений, т.к. только при этих условиях колебания ультразвуковых волн и проволоки или ленты совпадают по фазе.
Формула изобретения
1. Способ очистки проволоки или ленты, включающий возбуждение колебаний в моющей жидкости при помощи ультразвуковых излучателей для отрыва загрязнений от поверхности проволоки или ленты, отличающийся тем, что колебания в моющей жидкости возбуждают на одной из резонансных частот колебаний очищаемого отрезка проволоки или ленты, при этом ультразвуковые излучатели устанавливают на расстоянии от очищаемого отрезка проволоки или ленты, кратном половине длины волны ультразвуковых колебаний в жидкости, а очищаемый отрезок проволоки или ленты используют как элемент резонансной колебательной системы, а частоту его колебаний - в качестве задающего сигнала обратной связи.
2. Устройство для очистки проволоки или ленты, содержащее механизм натяжения проволоки или ленты в виде двух опор, ванну с моющей жидкостью и возбудители колебаний, выполненные в виде ультразвуковых излучателей, установленных на ванне, отличающееся тем, что ультразвуковые излучатели установлены на стенках или дне ванны на расстоянии от очищаемого отрезка проволоки или ленты, кратном половине длины волны ультразвуковых колебаний в жидкости, и соединены через генератор сигналов с обратной связью.
