Установка для ультразвуковой очистки изделий Советский патент 1992 года по МПК B08B3/12 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для очистки поверхности изделий сложной конфигурации, имеющих глубокие отверстия перед нанесением износостойких покрытий.

Известно устройство для очистки изделий ультразвуком, в котором в камере, заполненной жидкой средой, обеспечивается перемещение изделий относительно ультразвукового поля, а на изделия накладывают регулируемое импульсное электромагнитное поле.

Недостатком известного устройства является невозможность очистки изделий, имеющих острые режущие кромки, например сверл, метчиков. Это связано с тем, что изделия в камере расположены хаотично и при их перемешивании происходят сколы и

выкрашивания режущих кромок, что является недопустимым для инструмента. Кроме того, свободное расположение изделий в камере не дает гарантий высокой степени очистки всей поверхности изделий сложной конфигурации.

Наиболее близким техническим решением является устройство для обработки изделий ультразвуком, содержащее ванну для моющей жидкости, встроенный в ее дно акустический преобразователь с излучателем, привод вращения изделий, имеющий вал и связанные с валом, размещенные над излучателем держатели изделий. Недостатком данного устройства является высокая энергоемкость, так как процесс очистки идет под избыточным давлением вращение изделий требует затрат энергии. К недостаткам

ON 00

СО

ю ч

дует отнести также неравномерную очистку всех поверхностей, так как изделия крепятся в вертикальном положении и вращение происходит только в горизонтальной плоскости. В этом случае становится невозмож- ной очистка глубоких глухих отверстий, расположенных Тна торцевой поверхности. Технический результат заключается в сни- жении5энерго ёмкОстиЧ1 гГовышении качества очистки изделий,- }

Технический результат достигается тем, что в изве стной установке для очистки изделий, содержащей ванну для моющей жидкости, встроенный в ее дно акустический преобразователь с излучателем, привод вращения изделий, имеющий вал, и связанные с валом размещенные над излучателем держатели изделий, привод имеет корытообразный корпус с монотонно увеличивающимся по его длине поперечным сечением и колесо с лопатками, причем вал установлен в ванне свободно вдоль излучателя, колесо закреплено на валу, корпус установлен над излучателем дном вверх вдоль оси вала так, что его отогнутые продольные кромки параллельны излучателю, а большее сечение обращено к колесу, при этом диаметр колеса превышает высоту максимального поперечного сечения корпуса для обеспечения вращения колеса от направляемых кор- пусом на его лопатки акустических течений, причем диаметр колеса превышает максимальное поперечное сечение корпуса в 1,5-2 раза, а держатели установлены на валу под углом к его оси, каждая лопатка выполнена из двух шзрнирно соединенных створок с углом их раскрытия 115-125°, причем створка имеет вдоль ее кромки заборники в виде выступов для обеспечения захода акустических течений между створками.

Сущность изобретения заключается в следующем. Причина возникновения акустических течений обусловлена законом сохранения количества движения и заключается в том, что переносимое звуко- вой волной количество движения, связанное с колебаниями частиц среды, при поглощении волны передается среде, вызывая ее регулярное движение, исходя из вышеуказанного следует, что под воздейст- вием ультразвуковых колебаний, излучаемых преобразователем, жидкость, находящаяся над ним, начинает двигаться, образуются акустические течения. Для использования энергии ультразвука с целью перемещения изделий в процессе очистки на пути потоков жидкости устанавливают устройство, которое собирает акустические восходящие потоки жидкости и изменяет их направление.

На фиг.1 изображена установка, вид спереди; на фиг.2 - вид сверху; на фиг.З - лопатка в рабочем положении; на фиг.4 - вид установки сбоку; на фиг.5 - разрез устройства в рабочей зоне, в зоне раскрытия лопаток, с максимальным сечением; на фиг.6 - разрез устройства в зоне минимального поперечного сечения; на фиг.7 - корытообразный корпус в изометрии.

Установка состоит из ванны 1, на дне которой расположен ультразвуковой акустический преобразователь 2. Привод выполнен в виде корытообразного корпуса 3 с монотонно увеличивающимся по его длине поперечным сечением, установленных над излучателем дном вверх. Корпус имеет в сечении вид трапеции с переменным поперечным сечением в сторону минимального сечения корыта и установлен с наклоном к излучающей плоскости преобразователя.

Привод вращения изделий содержит колесо с лопатками 4, закрепленное на валу 5 держателя 6 изделий 7. Держатели установлены наклонно к оси вала, поэтому изделия, закрепленные в держателях, будут расположены наклонно, Установленный наклонно к оси вала держатель обеспечивает стабильное положение очищаемых изделий, а следовательно, равномерную очистку всех изделий. Количество поверхностей очищаемого изделия, обращенных к ультразвуковому преобразователю, увеличивается при установке этого изделия на наклонном держателе. Расположение держателя наклонно дает возможность уменьшить габаритные размеры устройства.

Лопатки колеса выполнены в виде створок 8, шарнирно закрепленных друг с другом. Каждая створка имеет заборники в виде выступов 10, которые в сложенном состоянии образуют окна для входа ультразвуковых акустических течений. Для обеспечения вращения колеса от направляемых корпусом на его лопатки акустических течений диаметр колеса превышает высоту максимального поперечного сечения корпуса. Вал 5 вращается в подшипниках стоек 10 и 11, которые крепятся к противоположным сторонам (торцам) корпуса 3.

Устройство работает следующим образом.

Изделия, закрепленные на держателе под углом к оси валами корпус опускаются в ванну, включается ультразвук. Образующиеся акустические течения от преобразователя, поднимаясь, попадают в корпус 3, изменяют направление и попадают в рабочую зону, где происходит раскрытие лопа- jroK колеса. Когда лопатка находится в

горизонтальной плоскости, проходящей через ось вала, она будет раскрыта на угол 115-125°, а с противоположной стороны лопатка будет в закрытом состоянии. Акустические течения, проходя через заборники с выступами лопаток, создают избыточное, давление между двумя створками лопаток, необходимое для их полного раскрытия, увеличивая площадь воздействия на них акустических течений, колесо начинает вращаться, вместе с ним вращается вал с изделиями. Лопатка, вращаясь вокруг оси колеса, выходит из рабочей зоны, под действием сопротивления жидкости складыва- ется..уменьшается площадь сопротивления вращению колеса и таким образом обеспечивается вращение колеса в одном направлении (по часовой стрелке), Вращение изделий происходит в вертикальной плоскости, а за счетустановки держателя наклонно к оси вала позволяет удалять воздух из глухих, глубоких каналов, отверстий очищае- Mtbix изделий, что улучшает качество очистки,

Согласно заявляемому изобретению диаметр колеса превышает высоту максимального поперечного сечения корпуса в 1,5-2 раза, а большее сечение корпуса обращено к колесу.

Превышение вышеуказанных верхних пределов приводит к тому, что воздействие акустических течений не будет сконцентрировано в рабочей зоне колеса (зоне раскрытия лопаток) и не будет равномерного воздействия акустических течений на лопатки колеса, а снижение их нижеуказанных пределов приводит к тому, что воздействие акустических течений будет недостаточно для вращения колеса с лопатками и колесо будет располагаться ниже уровня воздействия акустических течений. Таким образом, угол наклона дна корыта и диаметр колеса влияют на работоспособность и определяют габаритные размеры.

Раскрытие лопаток на угол 115-125° обеспечивает наиболее оптимальную форму лопаток. При угле раскрытия лопатки более 125° площадь лопатки, на которую воздействуют акустические течения, не увеличивается и снижается способность удерживать акустические течения. При угле раскрытия лопатки менее 115° уменьшается площадь лопатки, на которую воздействуют акустические течения, и снижается также

способность лопатки удерживать акустические течения.

Использование ультразвука не только для очистки , но и для вращения изделий, позволяет снизить энергоемкость установки и повысить качество очистки поверхности.

Формула изобретения 1.Установка для ультразвуковой очистки изделий, содержащая ванну для моющей

жидкости, встроенный в ее дно акустический преобразователь с излучателем, привод вращения изделий, имеющий вал, и связанные с валом размещенные над излучателем держатели изделий, отличающ а я с я тем, что, с целью снижения энергоемкости и повышения качества очистки, привод имеет корытообразный корпус с монотонно увеличивающимся по его длине поперечным сечением и колесо с лопатками,

причем зал установлен в ванне свободно вдоль излучателя, колесо закреплено на валу, корпус установлен над излучателем дном вверх вдоль оси вала так, что его отогнутые продольные кромки параллельны излучателю, а большее сечение обращено к колесу, при этом диаметр колеса превышает высоту максимального поперечного сечения корпуса для обеспечения вращения колеса от направляемых корпусом на его лопатки

акустических течений,

2.Установка поп.1,отличающая- с я тем, что диаметр колеса превышает максимальное поперечное сечение корпуса в 1,5-2 раза.

3.Установка по п.1, о т л и ч а ю щ а я - с я тем, что держатели установлены на валу под углом к его оси.

.Установка по п.1,отличающая - с я тем, что каждая лопатка колеса выполнена из двух шарнирно соединенных створок с углом их раскрытия 115-125°, причем каждая створка имеет вдоль ее кромки заборники в виде выступов для обеспечения захода акустических течений между створками.

Использование: для очистки поверхности изделий сложной конфигурации. Сущность изобретения: установка состоит из ванны, на дне которой расположен ультразвуковой преобразователь. Над ним параллельно его плоскости излучения установлен корытообразный корпус для изменения направления акустических течений, образуемых ультразвуковым преобразователем. Корыто имеет в сечении вид трапеции с переменным поперечным сечением, а дно имеет наклон 10-15° относительно излучающей плоскости преобразователя в сторону минимального сечения корыта. Привод вращения изделий имеет колесо с лопатками, на валу которого смонтированы держатели изделий. Держатели установлены наклонно к оси вала, поэтому и изделия, закрепленные в держателях, будут расположены наклонно, что обеспечивает стабильное положение очищаемых изделий, а следовательно, равномерную очистку всех изделий. Лопатки колеса выполнены в виде пластин, шарнирно закрепленных друг с другом, Каждая пластина имеет выступы, которые в сложенном состоянии образуют окна для входа ультразвуковых акустических течений. 3 з.п.ф-лы, 7 ил.

tfi,

г 2

фиг.З.

Л 1П ИВЮТВМ

Фа г. 5.

Фаг.б.