УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ ПРОВОЛОКИ ИЛИ ЛЕНТЫ Российский патент 2009 года по МПК B08B3/12 

Изобретение относится к чистке жидкостью с использованием ультразвуковых колебаний и может быть использовано, в частности, в качестве одного из этапов непрерывного технологического процесса для очистки поверхностей гибких длинномерных изделий, например, движущейся проволоки различного профиля, а также движущейся ленты.

В непрерывном технологическом процессе время пребывания движущегося изделия в моющем растворе ограничено, поскольку это время определяется заданной скоростью движения очищаемой поверхности в моющем растворе. Последняя не может быть изменена из-за требований технологического цикла, в котором очистка движущейся поверхности является одним из его этапов. Отсюда возникает задача получения качественной очистки движущейся поверхности при ограниченном времени пребывания изделия в моющем растворе, которое определяется скоростью движения очищаемой поверхности.

Известна установка для ультразвуковой очистки изделий типа лент, перемещаемых в ванне с моющим раствором по направляющим, закрепленным на опорной раме, в которую встроены ультразвуковые преобразователи. Направляющие и опорная рама расположены так, что образуют совместно с очищаемым изделием ограниченную полость. Кроме того, в направляющих и в опорной раме выполнена система каналов, через которую упомянутая полость соединена с источником сжатого газа (СССР, а.с. №524576, В08В 3/12, 05.08.76.). В известном устройстве качество очистки повышается путем увеличения количества воздушных пузырьков в моющем растворе барботированием моющего раствора.

Известно ультразвуковое устройство для очистки изделий, например, движущейся полосы трансформаторной стали, содержащее ванну с моющим раствором, закрепленные в ней с возможностью вращения транспортирующие валики, погружные ультразвуковые излучатели, активные поверхности которых расположены вблизи очищаемой поверхности и обращены в сторону очищаемой поверхности полосы стали, которая имеет возможность перемещения в ванне посредством транспортирующих валиков. Кроме того, в устройстве, для повышения качества очистки одновременно с ультразвуковой очисткой, содержатся реактивные запорные заслонки с соплами для дополнительной очистки поверхности напорной струей моющего раствора на входе и выходе из моющего раствора (СССР, а.с. №558722, В08В 3/12, 25.05.77).

Выявленные в результате патентного поиска устройства ультразвуковой очистки поверхностей типа ленты повышают качество очистки движущейся поверхности путем комбинации с ультразвуковой других средств очистки. Однако поскольку скорость движения очищаемой поверхности задана, то это позволяет оставаться изделию в растворе строго ограниченное время, и не позволяет увеличить до оптимальной величины время его пребывания в моющем растворе. Это при заданной скорости движения очищаемой поверхности снижает качество очистки. Кроме того, выявленные устройства ультразвуковой очистки поверхностей не позволяют выполнять очистку проволоки.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для очистки проволоки или ленты, содержащее ванну с моющим раствором, закрепленные в ней с возможностью вращения транспортирующие валики, погружные ультразвуковые излучатели, активные поверхности которых обращены в сторону очищаемой поверхности проволоки или ленты, которая имеет возможность перемещения в ванне посредством транспортирующих валиков. Кроме того, активные поверхности ультразвуковых излучателей установлены от очищаемой поверхности на расстоянии, кратном длине волны ультразвуковых колебаний в моющем растворе, и соединены через генератор сигналов обратной связью. При этом очищаемый отрезок поверхности проволоки или ленты является элементом резонансной колебательной системы при осуществлении цепи обратной связи с генератором сигналов (РФ, патент №2238162, В08В 3/12, 20.10.2004 г.). Качество очистки повышается благодаря тому, что в части ленты или проволоки, находящейся в зоне действия ультразвукового излучателя, возникают колебания на своей частоте, которые усиливают эффект кавитации, так как тоже способствуют отрыву загрязняющих частиц от поверхности проволоки или ленты.

Недостаток известного устройства состоит в следующем. Несмотря на то что активная поверхность ультразвукового излучателя расположена от очищаемой поверхности на расстоянии половины длины формируемой в моющем растворе ультразвуковой волны, ввиду малой площади отражающей поверхности очищаемого участка проволоки или ленты, большая часть кавитацонных пузырьков огибает очищаемую поверхность и уходит дальше в моющий раствор, что снижает эффективность ультразвуковой очистки. Кроме того, поскольку в известном устройстве используют ультразвуковые излучатели с активной поверхностью в форме круга, это вносит ограничения на размеры диаметра очищаемой проволоки и ширины ленты, при которых достигается повышение качества очистки, а именно, рекомендуемые оптимальные размеры до 0,5d, где d - диаметр активной поверхности ультразвукового излучателя. В результате при размерах проволоки и ленты выше рекомендуемых качество очистки ухудшается. При этом необходимость в точной настройке всей резонансной цепи усложняет известное устройство, а также ставит качество очистки изделия в зависимость от точности выполнения условий резонанса, касающихся участвующего в нем отрезка проволоки или ленты.

Кроме того, как и в предыдущих технических решениях, использование дополнительных технических решений для повышения качества очистки движущейся поверхности изделия не позволяет увеличить до оптимальной величины время ее пребывания в моющем растворе, что при заданной скорости движения очищаемой поверхности снижает качество очистки.

Предлагаемое устройство для ультразвуковой очистки поверхностей проволоки или ленты решает задачу создания соответствующего устройства, осуществление которого позволяет достичь технического результата, заключающегося в повышении качества очистки движущейся поверхности проволоки или ленты за счет возможности регулирования времени ее пребывания в моющем растворе при заданной скорости движения очищаемой поверхности изделия и независимо от диаметра очищаемой проволоки и ширины ленты, в упрощении устройства.

Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве для ультразвуковой очистки поверхностей проволоки или ленты, включающем ванну с моющим раствором, закрепленные в ванне с возможностью вращения транспортирующие валики, жестко закрепленные погружные ультразвуковые излучатели, активные поверхности которых обращены в сторону очищаемой поверхности проволоки или ленты (далее - изделия), которая имеет возможность перемещения в ванне посредством транспортирующих валиков, новым является то, что валики размещены в ванне таким образом, что их образующие являются вершинами правильного многоугольника, при этом валик одной из вершин многоугольника (далее - первый валик) выступает над уровнем моющего раствора, кроме того, на боковой поверхности валиков выполнены кольцевые направляющие канавки, на которые намотано очищаемое изделие, причем валики последовательно смещены относительно друг друга по осевой на постоянную величину, при которой все канавки последнего валика смещены относительно канавок первого валика на один шаг, где шаг - это расстояние между средними линиями двух соседних канавок, при этом очищаемое изделие намотано на валики путем укладки его в направляющие канавки в следующей последовательности: первая направляющая канавка первого валика, далее последовательно первая канавка каждого следующего валика и после первой канавки последнего валика вторая канавка первого валика, затем также последовательно вторые канавки следующих валиков и после второй канавки последнего валика третья канавка первого валика и так далее, и последняя - это соответствующая направляющая канавка первого валика, кроме того, дополнительно введены отражатели ультразвуковых колебаний в виде продолговатых пластин, которые размещены в непосредственной близости к очищаемой поверхности изделия, напротив и параллельно активной поверхности соответствующего излучателя и на расстоянии, кратном 1/2λ от него, где λ - длина волны ультразвуковых колебаний в моющем растворе, причем активная поверхность ультразвуковых излучателей имеет продолговатую форму, а излучатели и отражатели размещены между валиками с противоположных сторон изделия и параллельны их осям. Причем длина отражателя и длина вытянутой активной поверхности излучателя вдоль по осевой равны длине валика. Кроме того, каждый отражатель имеет ширину, кратную длине волны возникающих в нем изгибных колебаний, и закреплен в точках нулевых смещений возникающей в нем изгибной волны. При этом вращение валиков осуществляют приводом.

Технический результат достигается следующим образом. Существенные признаки в формуле изобретения, характеризующей заявленное устройство для ультразвуковой очистки поверхностей проволоки или ленты: «…включающее ванну с моющим раствором, закрепленные в ванне с возможностью вращения транспортирующие валики, жестко закрепленные погружные ультразвуковые излучатели, активные поверхности которых обращены в сторону очищаемой поверхности проволоки или ленты (далее - изделия), которая имеет возможность перемещения в ванне посредством транспортирующих валиков…» являются неотъемлемой частью заявленного устройства, так как обеспечивают работоспособность заявленного устройства с достижением заявленного технического результата.

Благодаря тому что в заявленном устройстве валики размещены в ванне таким образом, что их образующие являются вершинами правильного многоугольника, а на боковой поверхности валиков выполнены кольцевые направляющие канавки, на которые намотано очищаемое изделие, обеспечивается равномерное натяжение изделия, что не снижает качество очистки. Кроме того, в этом случае отрезки очищаемой поверхности изделия, расположенные между вершинами правильного многоугольника, при перемещении посредством валиков имеют равное время нахождения в моющем растворе при заданной скорости движения изделия, что обеспечивает равномерность очистки изделия от загрязнения и улучшает качество очистки, а следовательно, обеспечивает достижение заявленного технического результата. Кроме того, качество очистки движущегося в моющем растворе изделия повышается за счет того, что в моющем растворе формируется равномерное ультразвуковое воздействие на очищаемую поверхность изделия. Последнее обеспечивается тем, что в заявленном устройстве отрезки изделия между валиками равны, активная поверхность ультразвуковых излучателей имеет продолговатую форму, излучатели и отражатели размещены между валиками с противоположных сторон изделия и параллельны их осям, длина отражателя и длина активной поверхности излучателя вдоль по осевой равны длине валика.

Благодаря тому что на боковой поверхности валиков выполнены кольцевые направляющие канавки, на которые намотано очищаемое изделие, а валики последовательно смещены друг относительно друга по осевой на постоянную величину, при которой все канавки последнего валика смещены относительно канавок первого валика на один шаг, где шаг - это расстояние между средними линиями двух соседних канавок, обеспечивается возможность получения винтовой направляющей по образующим валиков, что обеспечивает плавность намотки изделия. При этом начало и окончание витка выполняется на первом валике, поскольку очищаемое изделие намотано на валики путем укладки его в направляющие канавки в следующей последовательности: первая направляющая канавка первого валика, далее последовательно первая канавка каждого следующего валика и после первой канавки последнего валика вторая канавка первого валика, затем также последовательно вторые канавки следующих валиков и после второй канавки последнего валика третья канавка первого валика и так далее, и последняя - это соответствующая направляющая канавка первого валика. Возможность возврата каждый раз на первый валик, а также то, что первый валик выступает над уровнем моющего раствора, позволяет использовать его для введения изделия в моющий раствор и вывода из него без каких - либо дополнительных средств для герметизации ванны, что упрощает устройство. Кроме того, выполнение на боковой поверхности валиков направляющих канавок позволяет задать любое количество витков изделия, а благодаря тому, что первый валик выступает над уровнем моющего раствора, проконтролировать это визуально. В результате любой отрезок изделия находится в моющем растворе под воздействием ультразвуковой волны до тех пор, пока не выходит из моющего раствора через направляющую канавку первого валика. При этом продолжительность нахождения любого отрезка изделия в моющем растворе определяется длиной намотки изделия на валики: количеством задействованных направляющих канавок на каждом валике и диаметром намотки. Поскольку изделие размещают на валиках намоткой, то возможность изменения количества задействованных канавок на валиках позволяет регулировать продолжительность нахождения изделия в моющем растворе, т.е. изменять тем самым время пребывания изделия в моющем растворе, не изменяя заданную скорость его движения. В свою очередь, возможность регулирования времени нахождения изделия в моющем растворе без изменения его заданной скорость движения позволяет получить практически любую требуемую степень очистки поверхности изделия. Заявленное устройство упрощает простота регулирования времени нахождения изделия в моющем растворе, а следовательно, и регулирования степени очистки поверхности изделия, именно, простым изменением количества задействованных для намотки изделия направляющих канавок на валиках.

Введение отражателей ультразвуковых колебаний в виде продолговатых пластин, которые размещены в непосредственной близости к очищаемой поверхности изделия, напротив и параллельно активной поверхности соответствующего излучателя и на расстоянии, кратном 1/2λ от него, где λ - длина волны ультразвуковых колебаний в моющем растворе, позволяет образовать своеобразный щит, который является препятствием на пути движения кавитационных пузырьков от активной поверхности излучателя. В результате кавитационные пузырьки, которые обогнули поверхность изделия, не уходят за изделие в моющий раствор, а концентрируются в узком пространстве между отражателем и очищаемой поверхностью. В этом случае между поверхностью отражателя и очищаемой поверхностью изделия образуется область повышенного гидростатического давления, что повышает эффективность ультразвукового воздействия и инициирует активное удаление загрязнений с очищаемой поверхности изделия. При этом, так как отражатель находится в непосредственной близости от очищаемой поверхности изделия, а от активной поверхности излучателя на расстоянии, кратном ¹/₂λ, то эффективная очистка изделия происходит и со стороны, обращенной к активной поверхности излучателя. В этом случае отражатель также удерживает кавитационные пузырьки в зоне очищаемой поверхности. В результате, очищаемая поверхность изделия как бы обволакивается кавитационными пузырьками, что повышает качество очистки.

Поскольку каждый отражатель имеет ширину, кратную длине волны возникающих в нем изгибных колебаний, то под действием приходящего на него фронта ультразвуковой волны, в пластине отражателя возникают собственные изгибные колебания. В результате формируется дополнительный гидравлический удар, который воздействует на всю намотанную на валик очищаемую поверхность, усиливая очищающий эффект от воздействия ультразвуковой волны.

Закрепление отражателя в точках нулевых смещений возникающей в нем изгибной волны позволяет максимально использовать эффект возникновения собственных изгибных колебаний в пластине отражателя для достижения заявленного технического результата, а также обеспечивает прочность при закреплении отражателя, что повышает надежность устройства.

Кроме того, введение отражателя облегчает условия работы излучателя, так как позволяет отодвинуть активную поверхность излучателя от очищаемой поверхности на расстояние, при котором кавитационные пузырьки оказывают на активную поверхность излучателя минимальное разрушительное воздействие, что повышает надежность работы устройства с получением заявленного технического результата.

Кроме того, поскольку изделие намотано на валики, а предлагаемая последовательность намотки изделия на валики увеличивает площадь очищаемой поверхности изделия, так как витки изделия проходят близко друг от друга, образуя практически сплошную поверхность, повышается степень ультразвукового воздействия на очищаемую поверхность каждого витка изделия, так как, в отличие от прототипа, плотность намотки препятствует огибанию кавитационными пузырьками очищаемого изделия и способствует их концентрации вблизи очищаемой поверхности изделия. Кроме того, в заявленном устройстве обеспечивается одновременное ультразвуковое воздействие по всей площади очищаемой поверхности изделия, образованной в результате намотки изделия на валики, поскольку активная поверхность ультразвуковых излучателей имеет продолговатую форму, излучатели и отражатели размещены между валиками с противоположных сторон изделия и параллельны их осям, а длина отражателя и длина активной поверхности излучателя вдоль по осевой равны длине валика. В результате в предлагаемом устройстве заявленное размещение излучателей между валиками, форма активной части излучателя, введение и размещение отражателей в совокупности обеспечивают возможность одновременной очистки движущейся поверхности проволоки или ленты по всей площади, образованной поверхностью изделия, намотанного на валики, при этом не зависимо от диаметра очищаемой проволоки и ширины ленты. Это обеспечивает достижение заявленного технического результата: повышение качества очистки движущейся поверхности проволоки или ленты за счет возможности регулирования времени ее пребывания в моющем растворе при заданной скорости движения очищаемой поверхности изделия, независимо от диаметра очищаемой проволоки и ширины ленты.

Поскольку устройство состоит из трех основных узлов: валики с направляющими канавками, ультразвуковые излучатели, активная поверхность которых имеет продолговатую форму, и отражатели в виде продолговатых пластин, а также выполнение в заявленном устройстве длины отражателя и длины активной поверхности излучателя вдоль по осевой равными длине валика, все это позволяет унифицировать эти узлы устройства, а следовательно, позволяет упростить устройство. Возможность унификации позволяет легко изменять конфигурацию устройства простым варьированием количеством валиков, излучателей и отражателей, что также упрощает заявленное устройство.

Увеличение нагрузки на валик, вызванной, например, увеличением числа занятых направляющих канавок или увеличением диаметра проволоки, может несколько изменить заданную скорость движения изделия относительно заданной по технологическому процессу. Применение привода обеспечивает возможность перемещения изделия не только за счет силы натяжения проволоки или ленты. Использование для вращения валиков, например, электродвигателя, позволяет скорректировать отставание и, тем самым сохранить требования технологического процесса, а следовательно, обеспечить достижение заявленного технического результата.

Таким образом, из изложенного выше следует, что заявленное устройство для ультразвуковой очистки поверхностей проволоки или ленты при осуществлении обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в повышении качества очистки движущейся поверхности проволоки или ленты за счет возможности регулирования времени ее пребывания в моющем растворе при заданной скорости движения очищаемой поверхности изделия и независимо от диаметра очищаемой проволоки и ширины ленты, в упрощении устройства.

На фиг.1 изображено устройство для ультразвуковой очистки поверхностей проволоки или ленты с шестью валиками, вертикальный разрез; на фиг.2 - схема взаимного расположения валиков, активных поверхностей ультразвуковых излучателей и отражателей; фиг.3 поясняет процесс намотки изделия на валики.

Устройство для ультразвуковой очистки поверхностей проволоки или ленты содержит ванну 1 с моющим раствором 2, закрепленные в ванне с возможностью вращения транспортирующие валики с 3₁ по 3₆, жестко закрепленные погружные ультразвуковые излучатели 4. Активные поверхности 5 излучателей 4 обращены в сторону очищаемой поверхности проволоки 6 (или ленты) (далее - изделия). Изделие 6 перемещается в ванне 1 посредством транспортирующих валиков с 3₁ по 3₆. Валики с 3₁ по 3₆ размещены в ванне 1 таким образом, что их образующие являются вершинами правильного многоугольника, при этом валик 3₁ соответствующей вершины многоугольника (далее - первый валик) выступает над уровнем моющего раствора 2. На боковой поверхности валиков с 3₁ по 3₆ выполнены кольцевые направляющие канавки 7, на которые намотано очищаемое изделие 6. Валики с 3₁ по 3₆ последовательно смещены друг относительно друга по осевой на постоянную величину, при которой все канавки 7 последнего валика 3₆ смещены относительно канавок первого валика 3₁ на один шаг, где шаг - это расстояние между средними линиями двух соседних канавок 7. Очищаемое изделие 6 намотано на валики с 3₁ по 3₆ путем укладки его в направляющие канавки 7 в следующей последовательности (фиг.3): первая направляющая канавка первого валика 3₁, далее последовательно - первая канавка каждого следующего валика 3₂-3₅ и после первой канавки последнего валика 3₆ - вторая канавка первого валика 3₁, затем также последовательно вторые канавки следующих валиков 3₂-3₅ и после второй канавки последнего валика 3₆ - третья канавка первого валика 3₁ и так далее, и последняя - это соответствующая направляющая канавка первого валика 3₁.

Кроме того, устройство содержит отражатели ультразвуковых колебаний 8 в виде продолговатых пластин, которые размещены (фиг.1, фиг.2) в непосредственной близости к очищаемой поверхности изделия 6, напротив и параллельно активной поверхности 5 соответствующего излучателя 4 на расстоянии от него, кратном ¹/₂λ, где λ - длина волны ультразвуковых колебаний в моющем растворе 2. Каждый отражатель 8 имеет ширину, кратную длине волны возникающих в нем изгибных колебаний и закреплен в точках нулевых смещений возникающей в нем изгибной волны.

Активная поверхность 5 ультразвуковых излучателей 4 имеет продолговатую форму (фиг.2). Излучатели 4 и отражатели 8 размещены между валиками с противоположных сторон изделия 6 и параллельны их осям (фиг.2). При этом длина отражателя 8 и длина активной поверхности 5 излучателя 4 вдоль по осевой равны длине валика 7. Последнее позволяет унифицировать основные узлы заявленного устройства. В свою очередь, унифицированные узлы, ввиду своей повторяемости, позволяют формировать одинаковые условия очистки для каждого отрезка изделия: время пребывания в моющем растворе и эффект от воздействия ультразвукового поля.

Вращение валиков может осуществляться приводом (на фиг.1 не показано).

Количество излучателей 4 равно количеству валиков 3_n, так как каждый излучатель 4 размещен напротив отрезка 9 очищаемой поверхности изделия 6, которая является стороной правильного многоугольника. Количество валиков n (с 3₁ по 3_n), которое определяет длину отрезка 9 очищаемой поверхности изделия 6, и количество излучателей 4 выбирают исходя из электрических параметров излучателя 4 таким образом, чтобы, в отношении действия ультразвуковой волны, минимизировать возможность образования мертвых зон между активной поверхностью 5 излучателя 4 и валиками с 3₁ по 3_n, на краях отрезков 9 поверхности очищаемого изделия 6.

Отражатели 8 выполняют, например, прямоугольной формы из листа нержавеющей стали, толщиной, например, 0,8 мм. Ширина отражателя 8 не превышает расстояние между валиками.

Для осуществления устройства могут быть использованы, например, ультразвуковые излучатели с продолговатой формой активной поверхности типа UR. 04.39.00.00.000-01, изготавливаемые ЗАО «РЭЛТЕК».

Для удобства сборки устройства валики с 3₁ по 3₆ и отражатели 8 могут быть закреплены на специальной раме, которая закрепляется съемно в ванне с моющим раствором. Излучатели 4 закрепляют жестко, например, на боковой стене ванны 1. Излучатели 4 размещают таким образом, чтобы при помещении в раствор валиков с 3₁ по 3₆ с намотанным на них изделием, активные поверхности 5 излучателей 4 были направлены в сторону очищаемой поверхности изделия 6, а сами излучатели 4 располагались между валиками с 3₁ по 3₆ симметрично для равномерного распределения ультразвукового поля.

Устройство работает следующим образом. Проволоку 6 (или ленту) наматывают на валики с 3₁ по 3₆ по описанной в формуле схеме, оставляя небольшой выходной конец изделия. Затем раму с намотанным на валики с 3₁ по 3₆ изделием 6 и отражателями 8 закрепляют в ванне 1. Заполняют ванну 1 моющим раствором 2. Через направляющую канавку 7 первого 3₁ валика выводят из ванны 1 выходной конец изделия к механизму протяжки (на фиг.1 не показан). На входе в ванну 1 проволоку 6 вставляют, например, в специальную выемку в стенке ванны 1 (на фиг.1 не показано). Включают задающий генератор ультразвуковых колебаний (не показан). Чтобы качественно очистить проволоку 6, намотанную на валики с 3₁ по 3₆ в начале технологического процесса, ее в течение времени, близком к требуемому времени нахождения в моющем растворе 2, без перемещения выдерживают в ванне 1 с моющим раствором под воздействием ультразвукового поля. Затем включают механизм протяжки проволоки 6 с требуемой в соответствии с техпроцессом скоростью ее перемещения. Проволока 6 перемещается по направляющим канавкам 7 валиков с 3₁ по 3₆, которые вращаются за счет сил натяжения проволоки. Пройдя задействованные направляющие канавки всех валиков с 3₁ по 3₆, проволока 6 выходит из моющего раствора через направляющую выходную канавку первого валика 3₁.

Очистка поверхности проволоки 6 происходит следующим образом. После подачи напряжения питания в моющем растворе 2 вдоль продолговатой активной поверхности 5 излучателя 4 в направлении очищаемой поверхности изделия 6 формируется фронт ультразвуковой волны, действующий посредством ультразвуковых колебаний, формируемых в моющем растворе 2, одновременно по всей площади очищаемой поверхности изделия 6, образованной в результате намотки изделия 6 на валики с 3₁ по 3₆. Под воздействием ультразвуковых колебаний в моющем растворе 2 возникает кавитация, приводящая к формированию кавитационных пузырьков. В кавитирующей жидкой среде пузырьки проникают в трещины и полости загрязнений на поверхности изделия 6 и, захлопываясь, формируют микроударные воздействия, ослабляя целостность загрязняющего покрытия изнутри и разбивая его. Отражатели ультразвуковых колебаний 8, установленные вблизи очищаемой поверхности изделия 6, напротив и параллельно активной поверхности излучателей на расстоянии, кратном половине длины ультразвуковой волны в моющем растворе, удерживают кавитационные пузырьки около очищаемой поверхности изделия 6, концентрируя их в узком пространстве между своей поверхностью и очищаемой поверхностью изделия 6, а так и со стороны активной части 5 излучателя 4. В результате, очищаемая поверхность изделия 6 как бы обволакивается кавитационными пузырьками, которые, захлопываясь разрушают загрязнения на поверхности изделия 6. При этом скопившиеся между поверхностью отражателя 8 и очищаемой поверхностью изделия 6 кавитационные пузырьки счет захлопывания, образуют область повышенного гидростатического давления, дополнительно инициируя активное удаление загрязнений с очищаемой поверхности изделия 6.

Кроме того, под действием фронта ультразвуковой волны в пластинах отражателей 8 возникают изгибные колебания, приводящие к резкому гидравлическому удару, что приводит к еще более интенсивному разрушению грязевых наслоений на очищаемой поверхности 6. Многократные изгибы очищаемого изделия 6, возникающие при огибании валиков с 3₁ по 3₆, дополнительно способствуют отделению разбиваемых кавитационным воздействием загрязнений.

При необходимости изменения качества очистки без изменения скорости перемещения проволоки 6 в моющем растворе, изменяют в ту или иную сторону количество витков намотки проволоки на валики с 3₁ по 3₆. Соответственно изменяется и время нахождения изделия 6 в моющем растворе 2.

Излучатели 4 могут быть размещены по обе стороны изделия 6, например, нечетные - внутри многоугольника, а четные - снаружи. Соответственно и соответствующие им отражатели 8.

Изобретение относится к чистке жидкостью с использованием ультразвуковых колебаний и может быть использовано, в частности, в качестве одного из этапов непрерывного технологического процесса для очистки поверхностей гибких длинномерных изделий, например движущейся проволоки различного профиля, а также движущейся ленты. Устройство содержит ванну с моющим раствором, закрепленные в ванне с возможностью вращения транспортирующие валики, жестко закрепленные погружные ультразвуковые излучатели, активные поверхности которых обращены в сторону очищаемой поверхности проволоки или ленты, имеющей возможность перемещения в ванне посредством транспортирующих валиков. Валики размещены в ванне так, что их образующие являются вершинами правильного многоугольника, при этом валик одной из вершин многоугольника выступает над уровнем моющего раствора. Кроме того, на боковой поверхности валиков выполнены кольцевые направляющие канавки, на которые намотано очищаемое изделие, причем валики последовательно смещены относительно друг друга по осевой на постоянную величину, при которой все канавки последнего валика смещены относительно канавок первого валика на один шаг, где шаг - это расстояние между средними линиями двух соседних канавок. Очищаемое изделие намотано на валики путем укладки его в направляющие канавки в следующей последовательности: первая направляющая канавка первого валика, далее последовательно первая канавка каждого следующего валика и после первой канавки последнего валика вторая канавка первого валика, затем также последовательно вторые канавки следующих валиков и после второй канавки последнего валика третья канавка первого валика и так далее, и последняя - это соответствующая направляющая канавка первого валика. Дополнительно введены отражатели ультразвуковых колебаний в виде продолговатых пластин, которые размещены в непосредственной близости к очищаемой поверхности изделия напротив и параллельно активной поверхности соответствующего излучателя и на расстоянии, кратном 1/2λ, от него, где λ - длина волны ультразвуковых колебаний в моющем растворе. Активная поверхность ультразвуковых излучателей имеет продолговатую форму, а излучатели и отражатели размещены между валиками с противоположных сторон изделия и параллельны их осям. Изобретение обеспечивает повышение качества очистки и упрощение устройства. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для ультразвуковой очистки поверхностей проволоки или ленты, включающее ванну с моющим раствором, закрепленные в ванне с возможностью вращения транспортирующие валики, жестко закрепленные погружные ультразвуковые излучатели, активные поверхности которых обращены в сторону очищаемой поверхности проволоки или ленты (далее изделия), которая имеет возможность перемещения в ванне посредством транспортирующих валиков, отличающееся тем, что валики размещены в ванне таким образом, что их образующие являются вершинами правильного многоугольника, при этом валик одной из вершин многоугольника (далее первый валик) выступает над уровнем моющего раствора, кроме того, на боковой поверхности валиков выполнены кольцевые направляющие канавки, на которые намотано очищаемое изделие, причем валики последовательно смещены относительно друг друга по осевой на постоянную величину, при которой все канавки последнего валика смещены относительно канавок первого валика на один шаг, где шаг - это расстояние между средними линиями двух соседних канавок, при этом очищаемое изделие намотано на валики путем укладки его в направляющие канавки в следующей последовательности: первая направляющая канавка первого валика, далее последовательно первая канавка каждого следующего валика и после первой канавки последнего валика вторая канавка первого валика, затем также последовательно вторые канавки следующих валиков и после второй канавки последнего валика третья канавка первого валика и так далее, и последняя - это соответствующая направляющая канавка первого валика, кроме того, дополнительно введены отражатели ультразвуковых колебаний в виде продолговатых пластин, которые размещены в непосредственной близости к очищаемой поверхности изделия напротив и параллельно активной поверхности соответствующего излучателя и на расстоянии, кратном 1/2λ от него, где λ - длина волны ультразвуковых колебаний в моющем растворе, причем активная поверхность ультразвуковых излучателей имеет продолговатую форму, а излучатели и отражатели размещены между валиками с противоположных сторон изделия и параллельны их осям.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что длина отражателя и длина активной поверхности излучателя вдоль по осевой равны длине валика.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждый отражатель имеет ширину, кратную длине волны возникающих в нем изгибных колебаний, и закреплен в точках нулевых смещений возникающей в нем изгибной волны.

4. Устройство по 1, отличающееся тем, что вращение валиков осуществляют приводом.