Способ проведения ультразвуковых технологических процессов в жидкости Советский патент 1976 года по МПК B08B3/12 

1

Предлагаемое изобретение относится к металлообрабатывающей промышленности и может быть использовано, например, при ультразвуковой очистке изделий от заусенцев.

Известен способ проведения ультразвуковых технологических процессов в жидкости путем возбуждения в ней колебаний ультразвуковой (звуковой) частоты при избыточном статическом давлении. При этом соотношение между статическим и звуковым давлением выбирают равным 0,4, что соответствует оптимальному их соотношению.

Известен также способ проведения технологических процессов в жидкости путем введения в нее кавитационных зародышей, например, барботаж жидкости газом и возбуждение в ней ультразвуковых колебаний при атмосферном давлении.

Недостатком первого способа является уменьшение эрозионной активности жидкости при изменении соотношения между статическим и звуковым давлением в сторону увеличения, так как с повышением статического давления возрастает прочность жидкости, а приложенного звукового давления уже недостаточно для развития кавитации. Одновременное же увеличение со статическим звукового давления приводит к росту энергоемкости процесса.

Недостатком второго способа является малая эрозионная активность жидкости, так как в этом случае не используется избыточное статическое давление.

При использовании избыточного статического давления при оптимальном соотношении между ним и звуковым давлением введение кавитационных зародышей .не приводит к кардинальному изменению эрозионной способности жидкости.

Интенсификация процесса по предлагаемому способу достигается введением кавитационных зародышей в жидкость, в которой возбуждаются колебания ультразвуковой частоты при соотношении избыточного статического и звукового давления, превышающем оптимальную величину без введения в жидкость кавитационных зародышей. При этом в области появления кавитационных зародышей жидкость ослабляется, оставаясь во всем остальном объеме достаточно прочной для предотвращения развития кавитации, что способствует преимущественному развитию кавитации в ослабленной области. Благодаря повышенному избыточному статическому давлению, которое выще обычно применяемого избыточного давления, соответствующего оптимальному соотношению между ним и звуковым давлением, эрозионная активность жидкости в ослабленной области резко возрастает. Кроме того, вся излучаемая звуковая энергия может быть не

пользована для развития кавитации только в ослабленной области (если эту область создают в ограниченном объеме), а не во всем объеме жидкости, как это имеет место обычно, что очень важно, например, в процессах очистки, так как кавитационные процессы, развивающиеся вдали от очищаемых поверхностей, в процессе очистки участия не принимают. Развивая эту область на расстоянии от излучающей поверхности звукового преобразователя, можно повысить срок его службы, так как эрозионная способность жидкости в области излучающей поверхности будет уменьщена. Повышение эрозионной способности жидкости в ослабленной области, а следовательно, и интенсификация технологических процессов, протекающих в ней, не сопровождаются повыщением энергоемкости процесса, так как нет необходимости при повыщении избыточного статического давления увеличивать звуковое давление до величины, соответствующей их оптимальному соотношению.

Таким образом, вводя зародьшл кав,итации в жидкость, находящуюся под повышенным избыточным статическим давлением, при соотнощении между избыточным статическим давлением и звуковым давлением, превышающим их оптимальное соотношение без введения в жидкость кавитационных зародышей, удается значительно повысить эрозионную активность жидкости, снизить энергоемкость протекающих в жидкости технологических процессов и уменьшить кавитационную эрозию ультразвуковых преобразователей.

Введение кавитационных зародышей может производиться различными способами, например путем облучения жидкости потоком частиц высоких энергий, ее электролизом и т. д.

Формула изобретения

Способ проведения ультразвуковых технологических процессов в жидкости под повышенным статическим давлением, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса, в жидкость вводят зародыши кавитации, например воздушные пузырьки, и ведут процесс при отношении статического давления к звуковому, превышающем его величину, соответствующую максимуму кавитационной эрозии без введения кавитационных зародышей.