Устройство для ультразвуковой очистки проката

Устройство для ультразвуковой очистки проката

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И E(»)878375

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сон)з Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 10.10.79 (21) 2832718/28-12 (51) М.Кл. В 08 В 3/12 с присоединением заяви†(23) Приоритет—

Государственный комитет ао делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 07.11.81. Бюллетень № 41 (53) УДК 621.7.824.2 (088.8) (45) Дата опубликования описания 07.11.81

Ф 3йг" . ;. ч..л 1, .: ) ч ., ( (72) Автор

)изобретения

А. Г. Сучков

Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И. П. Бардина (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ

ОЧ ИСТКИ ПРОКАТА

Изобретение относится к области технологического использования ультразвука, а именно к устройствам для очистки длинномерных изделий от жировых, механических или других загрязнений, и может найти применение, например, в черной и цветной металлургии при очистке проката различного профиля.

Известно устройство для очистки проката, рабочий блок которого состоит из ультразвукового стержневого преобразователя и жестко соединенного с ним своей входной гранью трансформатора колебан ий, выполненного в виде многогранника с одним сквозным отверстием, ось которого пересекает большие из граней (lj.

Однако на этом устройстве невозможно осуществить очистку проката, в частности, типа ленты в две или более ниток, 20 а при очистке проката сложной конфигурации оно не обеспечивает необходимого качества очистки, так как различные точки поверхности проката удалены от излучающей поверхности трансформатора колеба- 25 ний на разное расстояние. Кроме этого, на данном устройстве невозможно осуществить очистку изделий, размеры поперечного сечения которых превышают размеры трансформатора колебаний.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей и повышение производительности устройства.

Эта цель достигается оснащением устройства дополнительными рабочими блокамп, выполнением трансформаторов колебаний в виде прямоугольных праллелепипедов и объединением их в замкнутый контур с зазором один относительно другого посредством перемычек, толщина которых составляет Х/(25-: — 90), где Х вЂ” длина продольной волны в материале трансформатора колебаний.

Вместе с этим достижению поставленной цели способствует объединение трансформаторов колебаний в замкнутый контур преимущественно по их входным граням и размещению их больших граней преимущественно в одной плоскости, а также и то, что устройство имеет дополнительные замкнутые контуры трансформаторов колебаний, количество которых соответствует числу стержней ультразвукового преобразователя, выполненного многостержневым.

На фиг. 1 показан его рабочий блок, состоящий из одного замкнутого контура, образованного четырьмя трансформаторами колебаний; на фиг. 2 показан рабочий блок, состоящий из трех замкнутых конту878375 ров, каждый из которых образован шестью трансформаторами колебаний.

Рабочий блок устройства для очистки проката с использованием акустической энергии включает несколько ультразвуковых стержневых магнитострикционных преобразователей 1, снабженных обмоткой 2 возбуждения, соединенной с ультразвуковым генератором (не показан). Преобразователи 1 жестко присоединены к трансформаторам 8 колебаний, имеющим форму прямоугольного параллелепипеда. На больших гранях трансформаторов колебаний выполнены сквозные отверстия 4, диаметр которых превышает их толщину и равен

Л/(8,66 —: 6,5) . При этом расстояние от края отверстия до меньших граней трансформатора колебаний составляет d/(1,87 —— — 1,81), а до его средних граней, одна из которых является входной для ультразву ковых колебаний, d/(10-: — 5,72), где диаметр отверстия. Трансформаторы 8 колебаний посредством перемычек б соединены в замкнутый контур и смонтированы с зазорами б один относительно другого.

Устройство работает следующим образом.

В рабочий блок устройства, располо>кенный в ванне (не показана), задают прокат. В зависимости от вида проката его .пропускают либо через отверстия 4, либо через зазор б между трансформаторами 8 ко лебаннй. Затем ванну заполняют моющим раствором. Прн этом его верхний уровень устанавливают на 5 — 10 см выше уровня проката. После этого на преобразователи 1 с ультразвуковых генераторов подают переменное напряжение резонансной частоты.

При поступлении его на обмотку 2 возбуждения преобразователи под действием магнитных сил начинают совершать колебания вдоль своей продольной оси. Эти колебания псредаются трансформаторам 8 колебаний, а .от них — перемычкам б. При этом перемычки совершают изгибные колебания, а в участке переменного сечения каждого трансформатора колебаний, ограниченном его средней гранью, стенкой отверстия 4 и двумя условными плоскостями, касательными к отверстию и перпендикулярными к упомя. нутой грани, возбуждается изгибная ультразвуковая волна. Изгибные колебания данного участка передаются слоям металла, расположенным рядом с ним, т. е. возбуждают их. Вместе с этим данные слои металла возбуждаются непосредственно и от преобразователя. Эти колебания складываются, причем их результирующая направлена параллельно излучающему торцу преобразователя, а зона максимальных значений амплитуд колебаний приходится на центр граней.

Охарактеризованный выше процесс возоуждения трансформатора колебаний при5

65 водит также и к интенсивным радиальным колебаниям стенки отверстия 4.

11од воздействием ультразвуковых колебаний .в моющем .растворе, находящемся между очищаемым прокатом и излучающими поверхностями замкнутого контура трансформаторов колебаний, возникают переменные давления, Они изменяются с частотой возбуждающего поля и создают высокие плотности энергии. При амплитудах звукового поля, превышающих некоторое пороговое для данного моющего раствора значение, возникает кавитация, характеризующаяся ростом пузырьков. Каждый из пузырьков вырастает до некоторого максимального размера и захлопывается, создавая ударные волны большой силы— импульсы давления, достигающие нескольких тысяч атмосфор. Такие высокие ударные давления вызывают сильные кавитационные разрушения на поверхности проката, проходящего через рабочий блок устройства. В результате этого частицы загрязнений отрываются от поверхности проката и уносятся из зоны очистки моющим раствором, непрерывно циркулирующим в ванне. После полного прохождения проката через рабочий блок устройства и через ванну выключают ультразвуковые генераторы и привод перемещения проката. Затем в рабочий блок устройства задают очередное изделие и процесс ультразвуковой очистки повторяется.

Резонансная частота предлагаемого устройства, рабочий блок которого (см, фиг.

2) составлен из шести трехстержневых полуволновых магнитострикционных преобразователей с собственной частотой в 19,5 кГи, и трех замкнутых контуров, изготовленных из титана ВТ-1 (Л = 260 мм), равна

18 кГн,. Каждый из замкнутых контуров имеет следующие размеры: длина 245 мм, ширина 94 л л; толщина 30 мл; диаметр отверстия 35 мм (Л/7,43); расстояния от края отверстия до средних и до меньших граней трансформатора колебаний, соответственно, равны 5 л л (d/7) и 19 лiм (d/1,84); толщина перемычек 5 мм (Л/52); расстояние между трансформаторами колебаний

4 мм. При данных размерах и конфигурации замкнутого контура рабочий блок может быть использован при очистке труб и прутков диаметром до 32 лм (в шесть ниток), ленты толщиной до 3 мм и шириной до 80 мл (в четыре нитки) или шириной до 220 лм (в одну нитку) . Амплитуда ко,-ебаний пзлучающих поверхностей замкнутого контура при вышеуказанных размерах составляет 13 — 16 микрон, что позволяет производить очистку проката с высокой скоростью его перемещения.

Количество замкнутых контуров в рабочем блоке определяется степенью загряз

I .".øññòè очнщаемсго проката, а их геоме878375

Формула изобретения

Составитель В. Датько

Техред T. Добровольская

Редактор Л. Гольдина

Корректор И. Осиновская

Заказ 1289/1003 Изд. Кз 542 Тираж бб1 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тин. Харьк. фил. пред. «Патент»

1рические размеры и форма — конфигурацией проката.

Сопоставительный анализ известного и предлагаемого рабочих блоков устройств для ультразвуковой очистки проката показывает, что предлагаемый обладает рядом существенных преимуществ перед известным. Он более производителен и технологичен, т. к. позволяет очищать не только ленту и трубы (прутки), но и прокат самого различного профиля, повторяя трансформаторами колебаний его конфигу рацию. При этом очистку проката можно осуществлять в несколько ниток.

1. Устройство для ультразвуковой очист. ки проката, включающее рабочий блок, состоящий из ультразвукового стержневого преобразователя и жестко соединенного с ним своей входной гранью трансформатора колебаний, выполненного в виде многогра нника с, по меньшей .мере, одним сквозным отверстием, ось которого пересекает большие из граней, отл и ч а ю щ ее ся тем, что, с целью расширения технологических возможностей и повышения производительности, оно имеет дополнительные рабочие блоки, при этом трансформаторы колебаний посредством перемычек объединены в замкнутый контур и смонтированы с зазорами один относительно, другого.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что трансформатор колебаний выполнен в виде прямоугольного параллелепипеда, 5

3. Устройство по п. 1, о тл ич а ю ще ес я тем, что большие грани трансформаторов колебаний размещены преимущественно в одной плоскости.

10 4. Устройство по п. 1, отличающеес я тем, что трансформаторы колебаний объединены в замкнутый контур преимущественно по входным граням трансформаторов колебаний.

5. Устройство по п. 1, от л и ч а ю щеес я тем, что перемычки выполнены с толщиной равной Х/(25 —:90), тде Х вЂ” длина продольной волны в материале трансфор20 матора колебаний.

G. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что оно имеет дополнительные замкнутые контуры трансформаторов колебаний, а ультразвуковые преобразователи выполнены многостержневыми и соединены с замкнутыми контурами, количество которых соответствует числу стержней преобразователя.

3О Источник информации, принятый во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2602248, кл. В 06 В 1/04, 1978.