Система ультразвуковой контактной очистки деталей в виде тел вращения

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СИСТЕМА УЛЬТРАЗВУКОВОЙ КОНТАКТНОЙ ОЧИСТКИ ДЕТАЛЕЙ В ВИДЕ ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт физики имени Б.И.Степанова Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Мухуров Николай Иванович Кривоносов Сергей Сергеевич Гасенкова Ирина Владимировна Жвавый Сергей Павлович Чехович Дмитрий Фомич(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт физики имени Б.И. Степанова Национальной академии наук Беларуси(57) 1. Система ультразвуковой контактной очистки деталей в виде тел вращения, содержащая ультразвуковой преобразователь, отличающаяся тем, что содержит ванну с подогретым моющим раствором, а ультразвуковых преобразователей, как минимум шесть, равномерно расположенных по дну ванны через четвертьволновую развязку с промежутком /2, или кратным ей, где- длина волны, излучаемая ультразвуковым преобразователем, с чередующимися резонансными частотами 22 и 44 кГц и электрически соединенными соответственно с ультразвуковыми генераторами, электрически соединенными с таймером времени,электрически соединенным с блоком управления, электрически соединенным с механизмом дискретного вращения детали очистки, расположенной на излучающей поверхности ультразвуковых преобразователей. 59742010.02.28 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что излучающая поверхность ультразвуковых преобразователей выполнена в виде желоба. Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к применению ультразвука в технологии очистки деталей в виде тел вращения. Известно устройство для обработки деталей в жидкой среде путем создания кавитационных процессов с помощью ультразвуковых колебаний для частот, отличающихся на 1-2 порядка с разной интенсивностью 1. Данное устройство малоэффективно при очистке крупногабаритных деталей в виде тел вращения, в частности труб, так как происходит экранизация распространения акустических волн, в результате чего внутренняя и внешняя поверхности трубы, расположенной на противоположной стороне от ультразвуковых излучателей не очищается от загрязнений. В связи с тем, что озвучивается большой объем моющего раствора и корпус ванны,значительно снижается к.п.д. устройства. Известен способ и устройство ультразвуковой контактной очистки труб 2, в котором используется магнитострикционный преобразователь и концентратор упругих колебаний с фильерой, расположенной в пучности стержневой колебательной системы. При осуществлении процесса очистки трубу протягивают через окно фильеры с одновременной прокачкой технологической жидкости через полость трубы. Однако в таком устройстве невозможно обеспечить постоянный акустический контакт между стенками фильеры и стенками трубы из-за обычно имеющихся колебаний размеров труб по диаметру. Когда диаметр трубы имеет плюсовой допуск, происходит заклинивание трубы в фильере, когда же диаметр трубы имеет минусовой допуск, происходит ослабление акустического контакта, вследствие чего снижается эффективность ультразвуковой контактной очистки. Кроме того, трудно осуществлять заправку труб в фильеру, а также их проталкивание, поскольку на границе поверхностей трубы и фильеры существует значительное поверхностное трение, а также невозможно осуществлять очистку труб разных диаметров и других изделий типа тел вращения сложной конфигурации по длине. Наиболее близким по технической сущности является устройство для ультразвуковой контактной очистки труб 3, содержащее фильеру, выполненную составной из двух частей, первая из которых представляет собой торец концентратора, соответствующий по форме части трубы, обращенной к нему, а вторая имеет форму оставшейся части, подпружинена, выполнена кратной длине полуволны и служит опорной для очищаемой трубы. Подпружиненная опора наклонена по ходу движения трубы и выполнена из материала,имеющего меньший коэффициент трения, чем материал излучателя. Данное устройство малоэффективно и требует длительного времени очистки поверхности, т.к. акустическое поле носит точечный характер воздействия на объект очистки, а также невозможно осуществлять очистку труб разных диаметров и других изделий типа тел вращения сложной конфигурации по длине. Технической задачей является повышение качества очистки, с одновременным повышением к.п.д. устройства и функциональных возможностей за счет очистки изделий типа тел вращения сложной конфигурации. 2 59742010.02.28 Решение технической задачи достигается тем, что система ультразвуковой контактной очистки деталей в виде тел вращения, содержащая ультразвуковой преобразователь, содержит ванну с подогретым моющим раствором, а ультразвуковых преобразователей, как минимум шесть, равномерно расположенных по дну ванны через четвертьволновую развязку с промежутком /2, или кратным ей, где- длина волны, излучаемая ультразвуковым преобразователем, с чередующимися резонансными частотами 22 и 44 кГц и электрически соединенными соответственно с ультразвуковыми генераторами, электрически соединенными с таймером времени, электрически соединенным с блоком управления,электрически соединенным с механизмом дискретного вращения детали очистки, расположенной на излучающей поверхности ультразвуковых преобразователей. Эффективное решение технической задачи достигается при выполнении излучающей поверхности в виде желоба. Совокупность указанных признаков позволяет достичь высокой равномерности интенсивности ультразвуковых колебаний по всей поверхности детали очистки и позволяет одновременно озвучивать моющий раствор и объект очистки, а также вращаться объекту очистки вокруг своего диаметра дискретно, что значительно повышает эффективность воздействия ультразвуковых колебаний на очистку объекта, повышает к.п. д. системы,уменьшает объем моющего раствора, тем самым сокращает энергопотребление. Сущность полезной модели поясняется фиг. 1, на которой представлена схема системы ультразвуковой контактной очистки деталей в виде тел вращения, где 1 - ультразвуковые генераторы,2 - ультразвуковые преобразователи,3 - моющий раствор,4 - ванна,5 - механизм дискретного вращения,6 - объект очистки,7 - таймер времени,8 - блок управления. На фиг. 2 представлен вид А механизма дискретного вращения. Система ультразвуковой контактной очистки деталей в виде тел вращения содержит ванну 4 с подогретым моющим раствором 3 и расположенными по дну ванны 4 через четвертьволновую развязку с промежутком /2, или кратным ей, где- длина волны, излучаемой ультразвуковыми преобразователями 2, как минимум шестью, электрически соединенными соответственно с ультразвуковыми генераторами 1, электрически соединенными с таймером времени 7, электрически соединенным с блоком управления 8, электрически соединенными с механизмом дискретного вращения 5 детали очистки. Система ультразвуковой контактной очистки деталей в виде тел вращения, в частности, труб, работает следующим образом. Ванна 4 заполняется моющим раствором 3 на основе щелочи с добавками ПАВ, подогретым до 50-60 С, выше уровня излучающей поверхности стандартных пьезокерамических ультразвуковых преобразователей 2 типа ЦТБС-9, объект очистки 6 - труба укладывается на ультразвуковые преобразователи 2 и механизм дискретного вращения трубы 5, выполненный на основе стандартного шагового двигателя. Блок управления 8 управляет работой шагового двигателя. С помощью таймера времени 7, например типа ВС-22, устанавливается время работы ультразвуковых преобразователей 2 и блока управления 8 механизмом дискретного вращения 5 и устанавливается технологический цикл работы системы. Блок управления 8 представляет собой генератор импульсов, длительность и число которых задают шаг перемещения механизма дискретного вращения 5, определяющийся площадью контакта излучающей поверхности с объектом. Ультразвуковые преобразователи 2 преобразуют электрические сигналы ультразвуковых генераторов 1 в механические колебания излучающей поверхности и передают их не 3 59742010.02.28 посредственно на объект очистки 6, в результате чего внешняя и внутренняя поверхности объекта очистки 6 озвучиваются с высокой равномерностью интенсивности ультразвуковых колебаний, одновременно озвучивается моющий раствор 3. За счет кавитационных процессов моющего раствора 3 и механических колебаний поверхностей объекта очистки 6 с разными частотами происходит эффективная очистка. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4