Този метод на обработка се основава на механично въздействие върху материала. Нарича се ултразвук, тъй като честотата на ударите съответства на обхвата на нечуваемите звуци (f = 6-10 5 kHz).

Звуковите вълни са механични еластични вибрации, които могат да се разпространяват само в еластична среда.

Когато звукова вълна се разпространява в еластична среда, материалните частици извършват еластични вибрации около позициите си със скорост, която се нарича колебателна.

Удебеляването и изтъняването на средата в надлъжна вълна се характеризира с излишък, така нареченото звуково налягане.

Скоростта на разпространение на звукова вълна зависи от плътността на средата, в която се движи. Когато се разпространява в материална среда, звукова вълна носи енергия, която може да се използва в технологичните процеси.

Предимства на ултразвуковото лечение:

Възможност за получаване на акустична енергия чрез различни техники;

Широк спектър от ултразвукови приложения (от оразмеряване до заваряване, спояване и др.);

Простота на автоматизация и работа;

Недостатъци:

Повишени разходи за акустична енергия в сравнение с други видове енергия;

Необходимостта от производство на генератори на ултразвукови вибрации;

Необходимостта от производство на специални инструменти със специални свойства и форма.

Ултразвуковите вибрации са придружени от редица ефекти, които могат да се използват като основни за развитието на различни процеси:

Кавитация, т.е.образуване на мехурчета в течността и тяхното разпукване.

В този случай възникват големи локални моментни налягания, достигащи 10 8 N / m2;

Поглъщане на ултразвукови вибрации от вещество, при което част от енергията се превръща в топлина, а част се изразходва за промяна на структурата на веществото.

Тези ефекти се използват за:

Разделяне на молекули и частици с различни маси в нехомогенни суспензии;

Коагулация (уголемяване) на частици;

Разпръскване (раздробяване) на вещество и смесването му с други;

Дегазиране на течности или стопилки поради образуването на големи плаващи мехурчета.

1.1. Елементи на ултразвукови инсталации

Всяка ултразвукова инсталация (USU) включва три основни елемента:

Източник на ултразвукови вибрации;

Трансформатор на акустична скорост (главина);

Детайли за закрепване.

Източниците на ултразвукови вибрации (UZK) могат да бъдат два вида - механични и електрически.

Механично преобразува механична енергия, например скоростта на движение на течност или газ. Те включват ултразвукови сирени или свирки.

Електрическите източници на ултразвуково изпитване преобразуват електрическата енергия в механични еластични вибрации със съответната честота. Има електродинамични, магнитострикционни и пиезоелектрични преобразуватели.

Най -широко разпространени са магнитострикционните и пиезоелектричните преобразуватели.

Принципът на действие на магнитострикционните преобразуватели се основава на надлъжния магнитострикционен ефект, който се проявява в промяна в дължината на метално тяло, направено от феромагнитни материали (без промяна на обема им) под въздействието на магнитно поле.

Магнитострикционен ефект на различни материалиразличен. Никелът и пермендурът (сплав от желязо с кобалт) имат висока магнитострикция.

Пакетът от магнитострикционен преобразувател е сърцевина, изработена от тънки пластини, върху която е поставена намотка за възбуждане на променливо електромагнитно поле с висока честота в нея.

Принципът на действие на пиезоелектричните преобразуватели се основава на способността на някои вещества да променят своите геометрични размери (дебелина и обем) в електрическо поле... Пиезоелектричният ефект е обратим. Ако плоча, изработена от пиезоелектричен материал, е подложена на компресия или деформация на опън, тогава по нейните ръбове ще се появят електрически заряди. Ако пиезоелектрическият елемент е поставен в променливо електрическо поле, той ще деформира, възбуждащи ултразвукови вибрации в околната среда. Вибрираща плоча, изработена от пиезоелектричен материал, е електромеханичен преобразувател.

Пиезоелементите на основата на бариев титан и оловен цирконат-титан са широко използвани.

Трансформаторите на акустична скорост (концентратори на надлъжни еластични вибрации) могат да имат различна форма(фиг. 1.1).

Ориз. 1.1. Форми на главината

Те служат за съответствие на параметрите на преобразувателя с натоварването, за закрепване на вибрационната система и за въвеждане на ултразвукови вибрации в областта на обработения материал. Тези устройства са пръти с различно напречно сечение, изработени от материали с устойчивост на корозия и кавитация, топлоустойчивост, устойчивост на агресивни среди.

1.2. Технологично използване на ултразвукови вибрации

В промишлеността ултразвукът се използва в три основни области: принудително действиеза материал, интензификация и ултразвуков контрол на процесите.

Принудително действие върху материала

Заявява се за механична обработкатвърди и свръхтвърди сплави, получаване на стабилни емулсии и др.

Най-често използваните са два вида ултразвукова обработка при характерни честоти 16-30 kHz:

Обработка на размери на машинни инструменти с помощта на инструменти;

Почистване във вани с течна среда.

Основният работен механизъм на ултразвуковата машина е акустичната единица (фиг. 1.2). Предназначен е за привеждане на работния инструмент в вибрационно движение. Акустичният блок се захранва от електрически осцилатор (обикновено лампа), към който е свързана намотка 2.

Основният елемент на акустичната единица е магнитострикционен (или пиезоелектричен) преобразувател на енергията на електрическите вибрации в енергията на механичните еластични вибрации - вибратор 1.

Ориз. 1.2. Акустична единица за ултразвукова инсталация

Вибрациите на вибратора, който варира удължаване и съкращаване с ултразвукова честота по посока на магнитното поле на намотката, се усилват от концентратор 4, прикрепен към края на вибратора.

Стоманен инструмент 5 е прикрепен към концентратора, така че да остане празнина между неговия край и детайла 6.

Вибраторът е поставен в ебонитов корпус 3, където се подава течаща охлаждаща вода.

Инструментът трябва да бъде във формата на посочената секция на отвора. Течност с най -малки зрънца абразивен прах се подава в пространството между челната повърхност на инструмента и повърхността на детайла, която се обработва от дюзата 7.

От вибриращата челна повърхност на инструмента абразивните зърна придобиват висока скорост, удрят повърхността на детайла и избиват от него най -малките стружки.

Въпреки че производителността на всеки удар е незначителна, производителността на инсталацията е относително висока, което се дължи на високата честота на вибрации на инструмента (16-30 kHz) и големия брой абразивни зърна, движещи се едновременно с голямо ускорение.

Тъй като слоевете материал се отстраняват, инструментът се подава автоматично.

Абразивната течност се подава в зоната за обработка под налягане и измива отпадъците от преработката.

С помощта на ултразвукова технология могат да се извършват операции като пробиване, изрязване, пробиване, рязане, смилане и други.

Ултразвукови вани (фиг. 1.3) се използват за почистване на повърхности метални частиот корозионни продукти, оксидни филми, минерални масла и др.

Работата на ултразвукова вана се основава на използването на ефекта на локални хидравлични удари, които възникват в течност под действието на ултразвук.

Принципът на действие на такава вана е следният: детайлът (1) се потапя в резервоар (4), напълнен с течна почистваща среда (2). Излъчвателят на ултразвукови вибрации е диафрагма (5), свързана към магнитострикционен вибратор (6) с помощта на адхезивен състав (8). Ваната е монтирана на основа (7). Вълни от ултразвукови вибрации (3) се разпространяват навътре работна зонакъдето се извършва обработката.

Ориз. 1.3. Ултразвукова вана

Ултразвуковото почистване е най-ефективно при отстраняване на замърсители от труднодостъпни кухини, вдлъбнатини и малки канали. В допълнение, този метод успява да получи стабилни емулсии на такива течности, които не се смесват по конвенционални методи като вода и масло, живак и вода, бензол и други.

Оборудването за UCD е сравнително скъпо, поради което е икономически целесъобразно да се използва ултразвуково почистване на малки части само в условия на масово производство.

Засилване на технологичните процеси

Ултразвуковите вибрации значително променят хода на някои химични процеси. Например, полимеризацията при определен интензитет на звука е по -интензивна. С намаляване на силата на звука е възможен обратният процес - деполимеризация. Следователно, това свойство се използва за контрол на реакцията на полимеризация. Чрез промяна на честотата и интензивността на ултразвуковите вибрации можете да осигурите необходимата скорост на реакция.

В металургията въвеждането на еластични колебания с ултразвукова честота в стопилки води до значително раздробяване на кристали и ускоряване на образуването на натрупвания по време на кристализацията, намаляване на порьозността, увеличаване на механичните свойства на втвърдените стопилки и намаляване в съдържанието на газове в металите.

Ултразвуково тестванепроцеси

С помощта на ултразвукови вибрации е възможно непрекъснато да се следи напредъка на технологичния процес, без да се извършва лабораторни анализипроби. За тази цел зависимостта на параметрите на звуковата вълна от физични свойстваоколната среда, а след това промяната в тези параметри след действието върху околната среда с достатъчна точност, за да се прецени нейното състояние. Като правило се използват ултразвукови вибрации с ниска интензивност.

Чрез промяна на енергията на звуковата вълна е възможно да се контролира състава на различни смеси, които не са химични съединения. Скоростта на звука в такива среди не се променя и наличието на примеси от суспендирана материя влияе върху коефициента на поглъщане на звуковата енергия. Това дава възможност да се определи процентът на примеси в изходния материал.

Чрез отразяването на звуковите вълни на интерфейса между средите („просветление“ с ултразвуков лъч) е възможно да се определи наличието на примеси в монолита и да се създадат ултразвукови диагностични устройства.

Изводи: ултразвук - еластични вълни с честота на вибрации от 20 kHz до 1 GHz, нечути човешко ухо... Ултразвуковите инсталации се използват широко за обработка на материали поради високочестотни акустични вибрации.

Всеки ултразвук технологична единица, включително състава на многофункционални устройства включват източник на енергия (генератор) и ултразвукова вибрационна система.

Ултразвуковата вибрационна система за технологични цели се състои от преобразувател, съвпадащ елемент и работещ инструмент (излъчвател).

В преобразувателя (активен елемент) на вибрационната система енергията на електрическите вибрации се преобразува в енергията на еластични вибрации с ултразвукова честота и се създава променлива механична сила.

Съответстващият елемент на системата (пасивен концентратор) трансформира скоростите и осигурява съвпадение на външното натоварване и вътрешния активен елемент.

Работният инструмент създава ултразвуково поле в обекта, който се обработва или пряко го засяга.

Най -важната характеристика на ултразвуковите колебателни системи е резонансната честота. Това се дължи на факта, че ефективността на технологичните процеси се определя от амплитудата на вибрациите (стойности на вибрационните премествания), а максималните стойности на амплитудите се постигат, когато ултразвуковата вибрационна система се възбужда на резонансната честота . Стойностите на резонансната честота на ултразвукови вибрационни системи трябва да са в допустимите граници (за многофункционални ултразвукови устройства това е честотата 22 ± 1,65 kHz).

Съотношението на натрупаната енергия в ултразвуковата колебателна система към енергията, използвана за технологично въздействие за всеки период на трептене, се нарича качествен фактор на трептящата система. Факторът на качеството определя максималната амплитуда на трептенията при резонансната честота и естеството на зависимостта на амплитудата на трептенията от честотата (т.е. ширината на честотния диапазон).

Външен видТипична ултразвукова вибрационна система е показана на фигура 2. Състои се от преобразувател - 1, трансформатор (концентратор) - 2, работещ инструмент - 3, опора - 4 и корпус - 5.

Фигура 2-Двухволнова колебателна система и разпределение на амплитудите на трептене А и действащи механични напрежения F

Разпределението на амплитудата на трептения А и сили (механични напрежения) F в трептящата система има формата на стоящи вълни (при условие, че загубите и излъчването са пренебрегнати).

Както може да се види от фигура 2, има равнини, в които преместванията и механичните напрежения са винаги нулеви. Тези равнини се наричат ​​възлови. Плоскостите, в които преместванията и напреженията са минимални, се наричат ​​антиноди. Максималните стойности на преместванията (амплитудите) винаги съответстват на минималните стойности на механичните напрежения и обратно. Разстоянията между две съседни нодални равнини или антиноди винаги са равни на половината от дължината на вълната.

В трептящата система винаги има връзки, които осигуряват акустична и механична връзка на нейните елементи. Връзките могат да бъдат еднокомпонентни, но ако е необходимо да се смени работния инструмент, връзките са с резба.

Ултразвуковата колебателна система, заедно с корпуса, захранващите устройства за захранващо напрежение и вентилационните отвори, обикновено се изпълнява като отделна единица. В бъдеще, използвайки термина осцилаторна система на САЩ, ще говорим за цялата единица като цяло.

Осцилиращата система, използвана в многофункционалните ултразвукови устройства за технологични цели, трябва да отговаря на редица общи изисквания.

1) Работа в даден честотен диапазон;

2) Работа с всички възможни промени на натоварването по време на технологичния процес;

3) Осигурете необходимия интензитет на радиация или амплитуда на вибрациите;

4) Да имат възможно най -висока ефективност;

5) Частите на ултразвуковата вибрационна система в контакт с обработените вещества трябва да имат кавитационна и химическа устойчивост;

6) Да има твърда стойка в кутията;

7) Трябва да има минимални размери и тегло;

8) Трябва да се спазват изискванията за безопасност.

Ултразвуковата осцилираща система, показана на Фигура 2, е двусигнална система с две полувълни. В него преобразувателят има резонансен размер, равен на половината от дължината на вълната на ултразвукови вибрации в материала на преобразувателя. За да се увеличи амплитудата на вибрациите и да се съобрази преобразувателя с обработваната среда, се използва концентратор, който има резонансен размер, съответстващ на половината дължина на вълната на ултразвукови вибрации в материала на концентратора.

Ако осцилиращата система, показана на фигура 2, е изработена от стомана (скоростта на разпространение на ултразвукови вибрации в стомана е повече от 5000 m / s), тогава нейният общ надлъжен размер съответства на L = C2p / w ~ 23 cm.

За да се изпълнят изискванията за висока компактност и леко тегло, се използват полувълнови колебателни системи, състоящи се от четвъртвълнов преобразувател и концентратор. Такава колебателна система е схематично показана на фигура 3. Обозначенията на елементите на трептящата система съответстват на обозначенията на фигура 3.

Фигура 3-Колебателна система с две четвърти вълни

В този случай е възможно да се осигурят минимално възможните надлъжни размери и маса на ултразвуковата вибрационна система, както и да се намали броят на механичните връзки.

Недостатъкът на такава колебателна система е свързването на преобразувателя с концентратора в равнината на най -големите механични напрежения. Този недостатък обаче може частично да бъде отстранен чрез изместване на активния елемент на преобразувателя от точката на максималните работни напрежения.

Приложение на ултразвукови апарати

Мощният ултразвук е уникално екологично средство за стимулиране на физически и химични процеси. Ултразвукови вибрации с честота 20 000 - 60 000 Херца и интензитет над 0,1 W / кв.см. може да причини необратими промени в средата за разпространение. Това предопределя възможностите практическа употребамощен ултразвук в следните области.

Технологични процеси: преработка на минерални суровини, обогатяване и процеси на хидрометалургия на метални руди и др.

Масло и газовата промишленост: възстановяване петролни кладенци, добив на вискозно масло, процеси на разделяне в системата пясък - тежко масло, увеличаване на течливостта на тежки петролни продукти и др.

Металургия и машиностроене: рафиниране на метални стопилки, смилане на структурата на слитък / отливка, обработка на метална повърхност за укрепване и облекчаване на вътрешните напрежения, почистване на външни повърхности и вътрешни кухини на машинни части и др.

Химични и биохимични технологии: процеси на екстракция, сорбция, филтриране, сушене, емулгиране, получаване на суспензии, смесване, диспергиране, разтваряне, флотация, дегазация, изпаряване, коагулация, коалесценция, процеси на полимеризация и деполимеризация, получаване на наноматериали и др.

Енергия: изгаряне на течности и твърдо гориво, приготвяне на горивни емулсии, производство на биогорива и др.

Земеделие, хранителна и лека промишленост: процеси на покълване на семена и растеж на растенията, приготвяне на хранителни добавки, сладкарска технология, приготвяне на алкохолни и безалкохолни напитки и др.

Комунални услуги: възстановяване на кладенци за вода, приготвяне на питейна вода, отстраняване на отлагания от вътрешните стени топлообменниции т.н.

Опазване на околната среда: почистване Отпадъчни водизамърсени с нефтопродукти, тежки метали, устойчиви органични съединения, почистване на замърсени почви, почистване на промишлени газови потоци и др.

Рециклиране на вторични суровини: каучукова девулканизация, почистване на металургичен котлен камък от замърсяване с масло и др.

ЕЛЕКТРОСПЕТИ

ЕЛЕКТРОСПЕТИ

Електрохимични и механични инсталации, ултразвукови инсталации (UZU)

Този метод на обработка се основава на механично въздействие върху материала. Нарича се ултразвук, тъй като честотата на ударите съответства на обхвата на нечуваемите звуци (f = 6 ... 105 kHz).
Звуковите вълни са механични еластични вибрации, които могат да се разпространяват само в еластична среда.
Когато звукова вълна се разпространява в еластична среда, материалните частици извършват еластични вибрации около позициите си със скорост, която се нарича колебателна.
Удебеляването и изтъняването на средата в надлъжна вълна се характеризира с излишък, така нареченото звуково налягане.
Скоростта на разпространение на звукова вълна зависи от плътността на средата, в която се движи.
Колкото по -твърд и лек е материалът на средата, толкова по -голяма е скоростта. Когато се разпространява в материална среда, звукова вълна носи енергия, която може да се използва в технологичните процеси.
Предимства на ултразвуковото лечение:

Възможност за получаване на акустична енергия чрез различни техники;
- широк спектър от ултразвукови приложения (от обработка на размери до заваряване, спояване и т.н.);
- лекота на автоматизация и работа

Недостатъци:

Повишени разходи за акустична енергия в сравнение с други видове енергия;
- необходимостта от производство на генератори на ултразвукови вибрации;
- необходимостта от производство на специални инструменти със специални свойства и форма.

Ултразвуковите вибрации са придружени от редица ефекти, които могат да се използват като основни за развитието на различни процеси:
- кавитация, т.е. образуването на мехурчета в течността (по време на фазата на удължаване) и тяхното спукване (по време на фазата на компресия); в този случай възникват големи локални моментни налягания, достигащи стойности 10 2 N / m 2;
- поглъщане на ултразвукови вибрации от вещество, при което част от енергията се превръща в топлина, а част се изразходва за промяна на структурата на веществото.
Тези ефекти се използват за:
- отделяне на молекули и частици с различни маси в нехомогенни суспензии;
- коагулация (уголемяване) на частици;
- разпръскване (раздробяване) на веществото и смесването му с други;
- дегазиране на течности или стопилки поради образуването на големи плаващи мехурчета.
Елементи на UCU
Всеки UZU включва три основни елемента:
- източник на ултразвукови вибрации;
- трансформатор на акустична скорост (главина);
- детайли за закрепване.
Източниците на ултразвукови вибрации могат да бъдат два вида - механични и електрически.
Механичните източници преобразуват механична енергия, например скоростта на движение на течност или газ.
Те включват ултразвукови сирени и свирки.Електрическите ултразвукови източници преобразуват електрическата енергия в механични еластични вибрации със съответната честота. Има електродинамични, магнитострикционни и пиезоелектрични преобразуватели.
Най -широко разпространени са магнитострикционните и пиезоелектричните преобразуватели.
Принципът на действие на магнитострикционните преобразуватели се основава на надлъжния магнитострикционен ефект, който се проявява в промяна в дължината на метално тяло, направено от феромагнитни материали (без промяна на обема им) под въздействието на магнитно поле.
Магнитострикционният ефект е различен за различните метали. Никелът и пермендурът имат висока магнитострикция.
Пакетът от магнитострикционен преобразувател е сърцевина, изработена от тънки пластини, върху която е поставена намотка за възбуждане на променливо електромагнитно поле с висока честота в нея.
С магнитострикционния ефект знакът за деформацията на сърцевината не се променя, когато посоката на полето е обърната. Честотата на промяната на деформацията е 2 пъти по-висока от честотата (f) на промяната в променливия ток, преминаващ през намотката на преобразувателя, тъй като в положителния и отрицателния полупериод възниква деформация на същия знак.
Принцип на действие пиезоелектрични преобразувателивъз основа на способността на някои вещества да променят геометричните си размери (дебелина и обем) в електрическо поле. Пиезоелектричният ефект е обратим. Ако плоча, изработена от пиезоелектричен материал, е подложена на компресия или деформация на опън, тогава върху нейните повърхности ще се появят електрически заряди. Ако пиезоелектрическият елемент е поставен в променливо електрическо поле, той ще деформира, възбуждащи ултразвукови вибрации в околната среда. Вибрираща плоча, изработена от пиезоелектричен материал, е електромеханичен преобразувател.
Пиезоелементи на базата на бариев титан, оловен цирконат-титан (PZT) са широко използвани.
Акустични трансформатори на скоростта(концентратори на надлъжни еластични вибрации) могат да имат различни форми (фиг. 1.4-10).

Те служат за съответствие на параметрите на преобразувателя с натоварването, за закрепване на вибрационната система и за въвеждане на ултразвукови вибрации в областта на обработения материал.
Тези устройства са пръти с различно напречно сечение, изработени от материали с устойчивост на корозия и кавитация, топлоустойчивост, устойчивост на агресивни среди и абразия.
Концентраторите се характеризират с коефициент на вибрационна концентрация (К кк):

Увеличаването на амплитудата на вибрациите на края с малко напречно сечение в сравнение с амплитудата на вибрациите на края на по-голямо напречно сечение се обяснява с факта, че при една и съща вибрационна мощност във всички напречни сечения на скоростта трансформатор, интензитетът на вибрациите на малкия край е "K kk" пъти по -голям.

Технологично използване на ултразвукова инспекция

В промишлеността ултразвукът се използва в три основни области: силово въздействие върху материала, интензификация и ултразвуков контрол на процесите.
Силно въздействиевърху материала се използва за обработка на твърди и свръхтвърди сплави, получаване на стабилни емулсии и др.
Най -често използваните са два вида ултразвукова обработка при характерни честоти 16 ... .30 kHz:
- размерна обработка на машинни инструменти с помощта на инструменти,
- почистване във вани с течна среда.
Основният работен механизъм на ултразвуковата машина е акустичната единица
( ориз. 1.4-11).Предназначен е за привеждане на работния инструмент в вибрационно движение.

Акустичната единица получава енергия от електрически осцилатор (обикновено лампа), към който е свързана намотката (2)
Основният елемент на акустичната единица е магнитострикционен (или пиезоелектричен) преобразувател на енергията на електрическите вибрации в енергията на механичните еластични вибрации - вибратор (1).
Вибрациите на вибратора, които последователно се удължават и скъсяват с ултразвукова честота по посока на магнитното поле на намотката, се усилват от концентратор (4), прикрепен към края на вибратора.
Стоманен инструмент (5) е прикрепен към концентратора, така че между неговия край и детайла (6) остава празнина.
Вибраторът е поставен в корпус от ебонит (3), където се подава течаща охлаждаща вода.
Инструментът трябва да бъде във формата на посочената секция на отвора. Течност с най -малки зрънца абразивен прах се подава в пространството между челната повърхност на инструмента и повърхността на детайла, която се обработва от дюзата (7).
От осцилиращия край на инструмента абразивните зърна придобиват висока скорост, удрят повърхността на детайла и избиват от него най -малките стружки.
Въпреки че производителността на всеки удар е незначителна, производителността на инсталацията е относително висока, което се дължи на високата честота на вибрации на инструмента (16 ... 30 kHz) и големия брой абразивни зърна (20 ... 100 хиляди / см3), движещи се едновременно с голямо ускорение.
Тъй като слоевете материал се отстраняват, инструментът се подава автоматично.
Абразивната течност се подава в зоната за третиране под налягане и промива отпадъците от преработката.
С помощта на ултразвукова технология могат да се извършват операции като пробиване, изрязване, пробиване, рязане, смилане и други.
Пример за това са индустриално произведените ултразвукови машини за разтягане (модели 4770,4773A) и универсални (модели 100A).
Ултразвукови вани (фиг. 1.4-12)използва се за почистване на повърхностите на метални части от корозионни продукти, оксидни филми, минерални масла и др.

Работата на ултразвукова вана се основава на използването на ефекта на локални хидравлични удари, които възникват в течност под действието на ултразвук.
Принципът на действие на такава вана е следният. Заготовката (1) е потопена (окачена) в резервоара (4), напълнен с течна почистваща среда (2).
Излъчвателят на ултразвукови вибрации е диафрагма (5), свързана към магнитострикционен вибратор (б) с помощта на адхезивен състав (8).
Ваната е монтирана на основа (7). Вълните на ултразвукови вибрации (3) се разпространяват в работната зона, където се извършва обработката.
Ултразвуковото почистване е най-ефективно при отстраняване на замърсители от труднодостъпни кухини, вдлъбнатини и малки канали.
В допълнение, този метод успява да получи стабилни емулсии на такива течности, които не се смесват по конвенционални методи като вода и масло, живак и вода, бензол, вода и други.
Оборудването за UCD е сравнително скъпо, поради което е икономически целесъобразно да се използва ултразвуково почистване на малки части само в условия на масово производство.
Засилване на технологичните процеси.
Ултразвуковите вибрации значително променят хода на някои химични процеси.
Например, полимеризацията при определен интензитет на звука е по -интензивна. С намаляване на силата на звука е възможен обратният процес - деполимеризация.
Следователно, това свойство се използва за контрол на реакцията на полимеризация. Чрез промяна на честотата и интензивността на ултразвуковите вибрации можете да осигурите необходимата скорост на реакция.
В металургията въвеждането на еластични колебания с ултразвукова честота в стопилки води до значително раздробяване на кристали и ускоряване на образуването на натрупвания по време на кристализацията, намаляване на порьозността, увеличаване на механичните свойства на втвърдените стопилки и намаляване в съдържанието на газове в металите.
Редица метали (например олово и алуминий) не се смесват в течна форма. Суперпозицията на ултразвукови вибрации върху стопилката насърчава "разтварянето" на един метал в друг. Ултразвуков контрол на процеса.
С помощта на ултразвукови вибрации можете непрекъснато да следите напредъка на технологичния процес без лабораторен анализ на проби.
За тази цел първоначално се установява зависимостта на параметрите на звуковата вълна от физическите свойства на средата, а след това, чрез промяната на тези параметри след действието върху средата, нейното състояние се преценява с достатъчна точност. Като правило се използват ултразвукови вибрации с ниска интензивност.
Чрез промяна на енергията на звуковата вълна е възможно да се контролира състава на различни смеси, които не са химични съединения. Скоростта на звука в такива среди не се променя и наличието на примеси от суспендирана материя влияе върху коефициента на поглъщане на звуковата енергия. Това дава възможност да се определи процентът на примеси в изходния материал.
Чрез отразяването на звуковите вълни на интерфейса между средите („просветление“ с ултразвуков лъч) е възможно да се определи наличието на примеси в монолита и да се създадат ултразвукови диагностични устройства.

Главна информация

Ултразвуковият агрегат UZU-1,6-O е предназначен за почистване на метални филтриращи елементи и филтърни пакети на хидравлични горивни и маслени системи на самолети, самолетни двигатели и пейка оборудване от механични примеси, смолисти вещества и продукти от коксуване на масло.
Устройството може да почиства филтърни торбички от материал X18 N15-PM според технологията на производителя на филтърната торбичка.

Структура на символа

UZU4-1,6-O:
UZU - ултразвукова инсталация;
4 - изпълнение;
1,6 - номинална осцилаторна мощност, kW;
О - почистване;
У, Т2 - климатична модификация и категория за поставяне
съгласно GOST 15150-69, температура на околната среда
от 5 до 50 ° C. й Заобикаляща среда- невзривни, не съдържащи проводим прах, не съдържащи агресивни пари, газове, които могат да нарушат нормалната работа на инсталацията.
Инсталацията отговаря на изискванията на TU16-530.022-79.

Нормативен и технически документ

ТУ 16-530.022-79

Спецификации

Напрежение на трифазна захранваща мрежа с честота 50 Hz, V - 380/220 Консумирана мощност, kW, не повече: без осветление и нагреватели - 3,7 с осветление и нагреватели - 12 Работна честота на генератора, kHz - 18 Генератор изходна мощност, kW - 1,6 Ефективност на генератора,%, не по -малко - 45 Анодно напрежение на генератора, V - 3000 Нагревателно напрежение на лампите на генератора, V - 6.3 Изходно напрежение на генератора, V - 220 Магнетизиращ ток, A - 18 Аноден ток, A - 0,85 Ток на мрежата, A - 0,28 Брой вани, бр. - 2 Обем на една вана, l, не по -малко - 20 Време на загряване на измиващия разтвор във вани от 5 до 65 ° C без включване на генератора, мин, не повече: при работа с масло AMG 10 - 20 по време на работа с водни разтвори на натриев хексаметафосфат, тринатриев фосфат и натриев нитрат или синвал - 35 Продължителност на непрекъсната работа на инсталацията, ч, не повече - 12 Въздушно охлаждане на монтажните елементи. Време ултразвуково почистванена един филтриращ елемент, мин, не повече - 10 Време за разгръщане на устройството до работно положение, мин, не повече - 35 Време за навиване до прибрано положение, мин, не повече - 15 Тегло, кг, не повече - 510
Гаранционният срок е 18 месеца от датата на въвеждане в експлоатация.

Дизайн и принцип на действие

Конструкцията на ултразвуковия блок UZU4-1,6-O (виж фигурата) е мобилен контейнер, завършен на блокове.

Общ изглед и размериултразвуков блок UZU4-1,6-О
Инсталацията разполага с две технологични бани. Оборудван с каретка за въртене на филтри и прехвърлянето им от една баня в друга. Всяка баня има магнитострикционен преобразувател PM1-1.6 / 18. Конверторът се охлажда с въздух, генераторът е вграден. Комплектът за доставка на блока UZU4-1,6-O включва: ултразвуков блок UZU-1,6-O, ​​резервни части и аксесоари, 1 комплект, комплект оперативна документация, 1 комплект.

Ултразвуковото почистване се извършва на ултразвукови инсталации, които по правило включват една или повече вани и ултразвуков генератор. По технологично предназначение има универсални и специални инсталации. Първите се използват за почистване на широка гама части, главно от единично и серийно производство. В масовото производство се използват инсталации със специално предназначение, а често и автоматизирани агрегати и производствени линии.

Фигура 28 - Вана за ултразвуково почистване от типа UZV -0.4

Мощността на универсалните вани варира от 0,1 до 10 kW, а капацитетът е от 0,5 до 150 литра. Баните с малка мощност имат вградени в дъното пиезокерамични преобразуватели, а мощните имат няколко магнитострикционни.

Ултразвукови настолни вани UZU-0.1 са от същия тип; UZU-0,25 и UZU-0,4. Тези вани се използват по-често в лабораторни условия и при еднократно производство; те се захранват от полупроводникови генератори с изходна мощност 100, 250 и 400 вата. Баните имат правоъгълно тяло и свалящ се капак. Пиезокерамични преобразуватели (тип PP1-0.1) са вградени в дъното на ваните в количество от една до три, в зависимост от мощността на ваната. Предлагат се мрежести кошници за масово зареждане. Ваните имат отделения, вградени в общото тяло за изплакване на части след почистване.

На фиг. 28 показва ултразвукова вана за почистване на маса от тип UZV-0.4, работеща с генератор UZGZ-0.4. Той има метално звукоизолирано тяло 1 с цилиндрична форма и капак 3, свързан с тялото чрез панта и ексцентрична скоба 2 с дръжка. Пакет от магнитострикционен преобразувател е запоен към дъното на работната част на ваната, която представлява резонансна мембрана. Тялото му има две тръби за подаване и източване на течаща вода, която охлажда преобразувателя. Фитингите на тези тръби се извеждат в долната част на тялото за лесно свързване на маркучи към тях. На тялото има превключвател за включване и изключване на ултразвукови вибрации на генератора, когато е инсталиран на разстояние от ваната. Има и дръжка за отваряне на канализацията на измиващата течност и съответна фитинга. Ваната е завършена с кош за зареждане на почистващите се части.

Фигура 29 - Вана за ултразвуково почистване от типа UZV -18M

От броя на универсалните почистващи вани с по -висока мощност, ваните от типа UZV станаха широко разпространени. Баните от този тип имат подобен дизайн. На фиг. 29 показва вана от типа UZV-18M. Заварената рамка 1 е направена в звукоизолиран дизайн. Затваря се с капак 5 с противотежести 4. Капакът се повдига и спуска ръчно с дръжки 6. Магнитострикционни преобразуватели 8 от типа PMS-6-22 са вградени в дъното 9 на работната част на ваната (от една до четири, в зависимост от мощността на ваната). За засмукване на парите от измиващата течност са монтирани бордови колектори с изходяща тръба II, която е свързана с вентилационната система на цеха. В долната част на работната секция е монтиран кран за източване на измиващата течност; дръжката 19 на крана се извежда от предната страна. Отводняването през тръби 14 и 16 може да се извърши в утаител, канализация или в резервоар 7, вграден във ваната. За да се елиминира възможността за препълване на работната част с течност, има дренажна тръба.