Установка для акустической обработки Советский патент 1980 года по МПК B28B1/08 

1

Изобретение относится к ультразвуковойтехнике и предназначено для преимущественно го использования в строительной технике, а именно в производстве бетонных смесей, конструкций и злементов из них, но может быть использовано и в других областях техники, где ультразвуковой обработке подвергаются объекты, материал которых или технологическая среда, которой они обрабатываются, имеют склонность адсорбироваться на излучающей поверхности акустического преобразователя, ухудщая зффект обработки. В частности, устройство может быть использовано в машиностроительной, бумажной, деревообрабатывающей, текстильной промышленности для операций пропитки, в лакокрасочной промышленности для обработки компонентов лакокрасочных материалов, в химической промышленности при изготовлении различных смесей.

В современной технике для улучшения свойств изделий широко используется icx акустическая обработка. Для этой цели используются установки, основным злементом которых является акустический преобразователь 1.

Наиболее близкой к изобретению является установка для акустической обработки, преимущественно строительных смесей, содержащая форму для размещения обрабатываемых смесей, виброуплотнитель, установленный на раме над формой и механизм продольного перемещения виброуплотнителя и формы 2.

В известной установке при обработке смеси или изделия на виброуплотнителе может налипать и адсорбироваться смесь, за счет чего его работа ухудшается. В особенности часто это происходит при работе со строительными смесями, имеющими низкое водо-цементное отношение. Адсорбция материала на излучающей поверхности виброуплотнителя ограничивает применение для акустической обработки объектов ультразвуковых преобразователей, имеющих сравнительно незначительную амплитуду колебаний.

Нал1тание смеси на виброуплотнитель препятствует прохождению акустических колебаний в объем смеси или изделия, а при поверхностной обработке изделий вызывает нарушение их поверхностного слоя.

Ручная очистка виброуплотнителей от налип ujero материала является трудоемкой операцией и не обеспечивает полного его удаления с излучающей поверхности, что вызывает нарушеНие поверхностного слоя: изделий и ухудшает качество обработки.

Целью настоящего изобретения является устранение этих недостатков и повыщение качества обработки объектов.

Указанная цель достигается тем, что установка для акустической обработки, преимущественно строительных смесей, содержащая форму, виброуплотнитель, установленный на раме над формой и механизм продольного перемещения виброуплотнителя и формы, снабжена баком для жидкости, механизмом перемещения бака или виброугшотнителя в вертикальной и горизонтальной плоскостях и механизмом поперечного перемещения виброуплотнителя относительно формы, установленным на раме, а виброугшотнитель выполнен в виде ультразвукового преобразователя с излучающим элементом. Такое выполнение установки позволяет преобразователю производить самоочистку от адсорбированного в процессе обработки на его излучающем элементе материала.

Дополнительное отличие установки заключается в том, что в ней ультразвуковой преобразователь (блок преобразователей) снабжен экраном по периферии и рубашкой охлаждения с трубопроводом, напорный патрубок которого подключен к системе подачи жидкости (например, водопроводной магистрали) а сливной - к баку для жидкости. Это способствует экономии жидкости, так как она используется одновременно и как охлаждающий агент и как технологическая среда для очистки преобразователя. Экран предотвращает налипание материала обрабатываемых объектов и (или) средь1, которой они обрабатываются, на корпус преобразователя и рубашку охлаждения при его перемещении относительно формы ,в горизонтальной плоскости.

Еще одно отличие заключается в том, что преобразователь в ней снабжен перфорированной емкостью, размещенной на внешней поверхности экрана, и установленным на внутренней поверхности последнего открытым резервуаром, связанным трубопроводом с перфорированной емкостью. Такое выполнение установки позволяет наполнять открытый резервуар жидкостью непосредственно из бака при погружении в него преобразователя. Бак для жидкости может быть снабжен сливным карманом, помещенным внутрь бака и подвижным относительно него, что дает возможность, изменяя зфовень жидкости в баке, регулировать количество жидкости, поступающей в резервуар.

Согласно указанному отличию установку, выполняют в тех случаях, когда необходимо проводить ультразвуковую обработку смесей и изделий через слой жидкости. Ультразвуковал обработка строительных изделий на основе вяжущего и жидкости затворения через слой жидкости способствует повыщеишо прочности )поверхностного слоя и его водонепроницаемости, что, в свою очередь, позволяет снизить

расход цемента и использовать цементы более низких марок при сохранении технических характеристик изделий. По меньщей мере, часть перфораций емкости может быть обращена в сторону экрана. Это позволяет, кроме

создания на поверхности обрабатываемых смесей и изделий слоя жрщкости, предотвратить налипание материала смеси на сам экран. Установка для акустической обработки, преимущественно строительных смесей, схе.матически представлена на фиг. , 2. Она состоих из формы 1 для размещения обрабатываемых смесей или формируемых бетонных панелей 2 и ультразвукового преобразователя (блока преобразователей) с излучающим элементом 3. Преобразователь установлен на катках 4, расположелнь1х на раме 5, которая, в свою очередь, смонтирована на тележке 6, ):тановленной на рельсовом пути 7. Направляющие 8 позволяют преобразователю перемещаться в

вертикальной плоскости, а катки 4 и тележка 6 - в горизонтальной, в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Форма 1 установлена на подвижной в горизонтальной плоскости ферме 9, помещенной на тележку 10. При необходимости форма 1 может размещаться на ферме 9 на подвижных в вертикальной плоскости опорах (на чертежах не показано). Подвижные опоры позволяют форме 1 перемещаться в вертикальной плоскости, а ферма 9

и тележка 10 - в горизонтальной, в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

Таким образом, группы рабочих органов - катки 4, тележка 6 и направляющие 8 с одной стороны и фер.ма 9, тележка 10 и подвижные

в вертикальной плоскости опоры (на чертежах не показано) с другой - погруппно и в различных комбинациях представляют собой механизмы относительного перемещения в горизонтальной и вертикальной плоскостях преобразователя и формы для размещения обрабатываемых объектов. Преобразователь (блок преобразователей) снабжен рубащкой 11 своего охлаждения жидкостью (водой), которая подается в напорный патрубок 12 и сливается в

сливной патрубок 13. Преобразователь снабжен защитным экраном 14, смонтированным на периферии излучающего элемента 3. На периферии излучающего элемента на внешней поверхности экрана 14 закреп.лена емкость (тру5ба) 15 с перфорациями 16, по меньшей ме ре часть которых обращена к внешней поверх ности экрана. Емкость 15 подключена посредством трубопровода с вентилем 17 к открытому резервуару 18, установленному на внутренней поверхности экрана 14. Рельсовый путь 7 тележки 6 установлен над баком 19, что позволяет, используя напра ляющие 8 и тележку 6, производить перемеще ния преобразователя относительно бака в гори зонтальной и вертикальной плоскостях. Бак 19 может быть установлен на подвижных опорах 20, которые позволяют перемещать его в вертикальной плоскости относительно преобразова теля (блока преобразователей). При необходимости перемещения бака в горизонтальной плоскости он устанавливается на опорах на подвижной в горизонтальной плоскости ферме, аналогичной ферме 9 (на фиг. не показано). Таким образом, указанные группы рабочих органов погруппно и в различных комбинациях представляют собой механизмы относительного перемещения преобразователя и бака 19 в вер тикальной и горизонтальной плоскостях. Бак 19 снабжен подвижным сливным карманом 21, с помощью которого в нем устанавливается уровень 22 жидкости 23. Для наполнения бака служит система 24 подачи жидкости. Для слива жидкости из бака он снабжен краном 25. Система 24 подачи жидкости, преимущественно при использовании в баке 19 воды, может быть соединена гибким трубопроводом (на чертежах не показано) с напорным патрубком 12 рубащки охлаждения 11, при этом сливной патрубок 13 подключается непосредственно к баку 19. Римскими цифрами I и II на чертежах обозначены положения преобразователя соответственно з позищ1И очистки излучающего элемента 3 и в пoзищ и акустической обработки объектов 2. Приводы механизмов перемещения подвижных 3HeNieKiOB установки на чертежах не показаны. Установка работает следующим образом. Обрабатываемая смесь или свежесформованная бетонная панель 2, помещенная в форму 1, подается на позицию обработки И; ультразвуковой преобразователь в это время находится в ПОЗИЩ1И I очистки излучающего элемента 3. Во время очистки преобразователь погружен в жидкость 23, находящуюся в баке 19. Количество жидкости, захватываемой резервуаром 18, регулируется глубиной опускания преобразователя в бак или высотой подъема бака подвижными опорами 20, а также положением подвижного сливного кармана 21. При использова НИИ в баке воды она непрерывно поступает в него из системы 24 подачи жидкости через связанный с ней гибким трубопроводом напорный 5 патрубок 12, рубащку И охлаждения преобразователя и сливной патрубок 13, подключенный гибким трубопроводом к баку 19. Избыток воды стекает в сливной карман 21. После проведения операции очистки от адсорбированных на олу1а1ощен поверхности материалов преобразователь извлекается из бака 19 и перемещается в ) II акусттеской обработки смесей 2. В ПО31ЩИИ И рама 5 опускается настолько, чтобы излучающий элемент преобразователя касался поверхности обрабатываемой смеси (панели) 2. Открывается вентиль 17 и жидкость затворення (вода) поступает из резервуара 18 в емкость 15 и истекает из перфораций 16 на внешнюю поверхность экрана 14 и поверхность обрабатываемой смеси (панели) 2, образуя на последней тонкий слой жидкости. В это время включается привод тележки 6 и привод перемещения преобразователя по раме 5, преобразователь начинает перемещение вдоль обрабатываемого издел 1я (направление перемещения на чертежах показано горизонтальными стрелками) , осуществляя акустическую обработку его поверхности. При движении вдоль изделия преобразователь осуществляет осциллирующие перемещения на катках 4 в направлении, перпендикулярном направлению перемещения тележки 6. Эти осциллирующие перемещения способствуют выравн1таншо неравномерности излучения, а также исключают мертвые зоны на стыке излучающ|1М элементов при использовании блока преобразователей. Слой жидкости затворен 1я на поверхности изделия способствует лучшему контакту изл)ающего элемента 3 с изделием pasBHiiiw более шпенсивной кавитации вследствие уменьшения вязкости материала обрабатываемого (оделия в контактной области. Благодаря такой обработке улучшаются техигические характеристики изделий из бетона. По окончании обработки закрываются венггли 17, а рама 5 с преобразователем поднимается нрд обработанным изделием 2, которое перемещается на дальнейшую технологическую обработку тележкой 10. Разобщение ttsnyчаюшегс элемента 3 с изделием 2 может производиться и путем оп5скан}ш формы 1. Преобразователь перемещается в позицию I, а на место фермы 9 поступает новая ферма с другой формой 1 для обрабатываемых смесей и изделий, и Щ1КЛ повторяется. При проведении операции пропитки в бак заливается преимущественно растворитель пропитывающего агента; при этой операции резервуар 18 может не использоваться. В этом случае охлаждающая рубашка 11 также может быть не связана трубопроводом с баком 19. Использование изобретения позволт улучшить качество обрабатываемых объектов. В частности, при обработке строительных смесей и изделий из них достигается повышение поверхностной прочности и водонепроницаемости изделий, что особенно важно в современной строительиой технике, в особенности при строи тельстве взлетно-посадочных полос аэродромов возведении дамб и других гидротехнических сооружений. Кроме того, изобретение позволит использовать цемент более низких марок и снизить расход цемента при сохранении технических изделий. Формула изобретения 1. Установка для акустической обработки, преимущественно строительных смесей, содержащая форму, виброуплотнитель, установленны на раме над формой, механизм продольного перемещения виброуплотнитепя и формы,, о т пичающаяся тем, что, с целью повышения качества обработки за счет удаления с излучающей поверхности виброуплотнитепя адсорбированного материала, она снабжена баКОМ, механизмом перемещения бака кщ виброуплотнителя в вертикальной и горизонтальной плоскостях и меха}1измом поперечного перемещения виброуплотнителя относительно формы, установленным на раме, а виброуплотнитель выполнен в виде ультразвукового преобразователя с излучающим элементом, 2.Установка по п. 1, отличающаяся тем, что ультразвуковой преобразователь снабжен по периферии экраном и рубашкой охлаждения с трубопроводом, напорный патрубок которого подключен к системе подачи жидкости, а сливной - к баку. 3.Установка по пп. 1И2, отличающаяся тем, что преобразователь снабжен перфорированной емкойтыо, размещенной на внешней поверхности экрана, и установленным на внутренней поверхности последнего открытым резервуаром, связанным трубопроводом с перфорированной емкостью. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 471410, кл. D 21 F 1/48, 1976. 2.Патент США N 3423492, кл. В 28 В 1/08, 1969 (прототип).

/

20

///////у