Ультразвуковое устройство для очистки изделий

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСAНИЕ„„

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТБЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02.04.76 (21)2339531/12 с присоединением заявки №(23) Приоритет (43) Опубликовано 25.05.77 Бюллетень № 19 (45) Дата опубликования описания 14.07.77 (51) М. Кл.о

В 08 В 3/12

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изооретеннй и открытий (53) УДК 621.7.022.6 (088.8) Б. А. Агранат, Н. H. Хавский, H. H. Новиков, Б. С. Артамошкин, А, П. Чернов, М. В. Долгов, A. Н. Фрудкин, Ю. В. Кошелев, А. М. Серебренники Ю. P. Смирнов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ОЧИСТКИ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к области технологического использования ультразвука, а именно к устройствам для очистки от окисных пленок, жировых и механических загрязнений непрерывно движущейся полосы, например, трансформаторной стали, и может найти применение в черной и цветной металлургии.

Известна ультразвуковая автоматизирсванная устансвка для поточной очистки полосовой стали, содержащая ванну, заполненную моющей жидкостью, с встроенными. в направляющих блоками магнитострикционных преобразователей, расположенных по обе стороны движущейся полосы (1).

Для повышения эффективности эта установка снабжена форсунками, обеспечивающими прижатие движущейся полосы струями моющей жидкости к поверхности преобразователей.

Недостатком такой ультразвуковой автоматизированной установки является неполная очистка загрязнений, которые прочно связаны с поверхностью обрабатываемой полосы трансформаторной стали. Это объяс няется тем, что с одной стороны поверхность полосы обрабатывается за счет кавитационного эффекта, развивающегося в рабочей жидкости только под нормальным статическим давлением, с другой стороны— струями жидкости.

Известна также ультразвуковая установка для очистки полосового материала, содержащая ванну с рабочей жидкостью, источник акустических: колебаний, соединенных волноводной системой сультразвуковымк рОликами, транспортирующие валики, направляющие сегменты и систему трубопроводов с нагнетающим насосом (2).

Ускорение процесса очистки в этой установке достигается за счет создания потока моющей жидкости в зоне направляющих сегментов, имеющих переменное сечение, поз воляюшее получить ускорение скорости дви20 жения жидкости.

Недостатком этой установки является длительность процесса очистки трудноудаляемых загрязнений в результате снижения кавитационного воздействия на обрабатьвае«

25 мую полосу, вызванное снижением давления жидкости в зоне повышения скорости за счет сохранения постоянства расхода.

В такой установке трудно осуществить герметизацию ванны с рабочей жидкостью для непрерывно движущейся полосы с высокой скоростью (до 10 м/сек ),так как при таких скоростях возникает биение полосы, что приводит к быс грому, разрушению герметизируюших втулок у входного и выходно го каналов ванны, а также разрушение ультра- Ю звуковых роликов. Кроме того, источники ультразвуковых колебаний расположены только с одной сгороны, что значительно снижает качес газо очистки.

Таким образом, в известном устройстве р очистка:полосы. производится за счет направленного потока рабочего раствора и кавитационного воздействия при нормальном атмосферном давлении, что недостаточно эффективно для трудноудаляемых за- р грязнений, типа окисных пленокУЕО ТЕ 0» 0 В <0g, образующихся на полосе в агрегатах непрерывного отжига. Окисная пленка имеет микронную толщину и препятст» вует процессу пластической деформации при уд дальнейшей холодной прокатке, вызывая увеличение давления на прокатные валки до 1500т, что снижает производительность прокатных станов, ухудшает качество и про филь полосы, 3О

B акустическом поле ускорение процесса очистки обеспечивается в основном за счет кавитационного воздействия на поверхностные планки и интенсивных акустических потоков, возникающих в кавитирующей жидкости. 8g

Известна также ультразвуковая устанэвка, работающая под повышенным статическим давлением $3).

Путем подбора определенных соотношений между звуковым и статическим давлением в жидкости в этой установке значите п но повышается интенсивность кавитации и, соответственно, ускоряется процесс очистки. Однако данная установка неприспособлена дпя очистки непрерывно движу- 4б

-шейся ленты.

Белью изобретения является обеспечение возможности очистки движущейся ленты в условиях высокопроизводительной и качес венной очистки. 5О

Зто достигается гвм, чтэ в ультразвуковой установке дпя очистки изделий пэд повышенным статическим давлением в гермвтизирэваннэй ванне, снабженнэй нагнетающим трубопроводом дпя подачи мэ5ошей жидкости, выполнены входное и выходное отверстия, в которых размещены реактивные запэрные заслэнки, установленные с В эзм эжнэсгью пэв эрота на пэiп.lx эс5!х

4 и выполненные в виде запорной пластины, снабженной реактивной насадкой с канала ми для выхода рабочей жидкости на обрабатываемое изделие, причем полость оси заслонки сообщена с этими каналами и с нагнетающим трубопроводом.

На фиг. 1 изображено предложенное ультразвуковое устройство для очистки, общий вид; на фиг. 2 - реактивная запорная заслонка, внд спереди; на фиг. 3то же, вид сбоку.

Ультразвуковое устройство для очисч ки под давлением непрерывно движущейся полосы содержит ванну 1, заполненную рабочей жидкостью 2, в верхнюю и нижнюю части которой встроены источники 3 ульч развуковых колебаний (преобразователи) .

Ультразвуковые инструменты 4 жестко пэдсоединены к трансформаторам 5 упругих колебаний преобразователей 3 и расположены по обе стороны обрабатываемой полосы 6, перемещаемой в ванне 1 с помощью транспортирующих валиков 7, У входного 8 и выходного 9 отверстий ванны 1 расположены реактивные запорные заслонки 10. Рабочая жидкость, к заслонкам

10 подается с помощью нагнетающего насоса 11 по системе трубопроводов 12.

Дпя создания более пэпнэй герметичности ванны 1 входное 8 и выходное 9 отверстия с боков ограничены щеками 13. i

Между этими щеками перемещаются реактивныв эапэрныв заслонки.

Заслонки 10 свободно устанэвпены на пустстелых осях 14 и 15 (см. фиг. 2 и 3), имеющих кольцевые уплотнения 16. Заслонки в месте соприкосновения с корпусом герметичной ванны 1 имеют уплотнения 17, выполненные, например, из тексталита. Сами заслонки выполнены в виде запорной пластины 18, снабженной реактивной насадкой 19. Внутренняя полость пустотелых осей 15 соединена с нагнетающим трубопроводом 12 и с реактивными насадками 19, имеющими каналы дпя выхода рабочей жидкости на эбрабатываемую полосу

6. Ванна 1 окружена кожухом 20 для слива моющей жидкости.

Ультразвуковое устройство для очистки под давлением непрерывно движущейся по» посы работает спеду эщим образом.

Кожух 20 заполняется рабочей жидкостью (например щелочным раствором) так, чтобы верхний уровень превышал нижний уровень очищаемэй попось. 6 на 0,2-0,6 м. Вкпочается привод транспэртирующих валиков

7 и лента начинает перемешаться через герметичную ванну 1. При этом эна проходит через входное отверстие 8, область

558722 ультразвукового воздействия от торцов иис грументов 4 и выходного отверстия 9.

Предварительно подается питание от ультразвуковых генераторов к преобразсьвателям 3, в качестве которых могут б быть использованы серийно выпускаемые стержневые магнитострикционные преобразователи ПМС-15А-18. Затем вкшочается нагнетающий насос 11 и рабочий раствор под давлением, превышающим давление 10 внутри герметичной ванны 1, через систему трубопроводов 12, пустотелые оси

14 подается к реакторным насадкам 19 запорных заслонок 10.

При истечении жидкости с большой ско- 15 ростью через реактивные насадки 19 создается реактивная сила (тяга), приложенная к запорным пластинам 18, противолежащим реативным насадкам, и направленная в сторону, противоположнуюнаправлению истече- 20 ния жидкости.

Эта реактивная сила является силой тя ги, поворачивающей запорные заслонки 10 относительно осей 14 и 15 на определенный угол. При этом противоположные концы заслонок подходят одновременно к верхней и нижней поверхностям очищаемой полосы, регулируя выход рабочей жидкости из герме тичной ванны 1. Изменяя давление подачи жидкости к реактивным запорным заслонкам О

10 можно регулировать их запирающее воздействие и, соответственно, избыточное давление в зоне ультразвукового воэдейст вия на обрабатываемую полосу.

Таким образом, предлагаемое техкичео85 кое решение позволяет создать принципиально новую установку, позволяющую впервые в потоке осуществить высокоэффектив ное воздействие мощного ультразвука на процессы очистки полосы. Кроме того, ус40 коряется процесс очистки непрерывно .движущейся полссы за счет одновременного воздействия капоркой струи, истекающей иэ реактивных сопел, на обрабатываемую полосу и кавитациокной обработки с избыточным гидродинамическим давлением, что позволяет удалить любые загрязнения

1 вплоть до окисных пленок. За счет ускоре- . ния операции очистки полосы повышается ее скорость в зоне обработки до 10 м/сек, а соответственно, и скорость прокатных станов металлургических цехов.

Ф ормула изобретения

Ультразвуковое устройство для очистки изделий под повышенным статическим давлением B герметизированкой ванне, снабженной нагнетающим трубопроводом для подачи моющей жидкости, о т л и ч а ю щ е— е с я тем, что, с целью обеспечения возможности очистки непрерывно движущейся полосы, например, трансформаторной стали, в ванне выполнены входное и выходное отверстия, в которых размещены реактивные запорные заслонки, установленные с .воэможностью поворота на полых осях и выполненные в виде запорной пластины, снабженной реактивной насадкой с каналами для выхода рабочей жидкости на сбрабатываемое изделие, причем полость оси заслонки сообщена с этими каналами и с нагнетающим трубопроводом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 199633 М.Кл. С 23 G 5/04, 1962 r. .

2. Патент США № 3572352, кл. 134122, 1971.

3." Физические основы ультразвуковой технологии под ред. проф. Л. Д. Розенберга.

М., "Наука", 197 0 г, с, 246,