Akékoľvek ultrazvukové technologická jednotka, vrátane zloženia multifunkčných zariadení zahŕňajú zdroj energie (generátor) a ultrazvukový vibračný systém.

Ultrazvukový vibračný systém na technologické účely sa skladá z meniča, zodpovedajúceho prvku a pracovného nástroja (vysielač).

V meniči (aktívnom prvku) vibračného systému sa energia elektrických vibrácií prevádza na energiu elastických vibrácií ultrazvukovej frekvencie a vytvára sa striedavá mechanická sila.

Zodpovedajúci prvok systému (pasívny koncentrátor) transformuje rýchlosti a zaisťuje zladenie vonkajšej záťaže s vnútorným aktívnym prvkom.

Pracovný nástroj vytvára v spracovávanom objekte ultrazvukové pole alebo ho priamo ovplyvňuje.

Najdôležitejšou charakteristikou ultrazvukových oscilačných systémov je rezonančná frekvencia. Je to spôsobené tým, že účinnosť technologických procesov je určená amplitúdou vibrácií (hodnotami vibračných posunov) a maximálne hodnoty amplitúd sa dosahujú, keď je ultrazvukový vibračný systém excitovaný rezonančnou frekvenciou. . Hodnoty rezonančnej frekvencie ultrazvukových vibračných systémov musia byť v povolených rozsahoch (pre multifunkčné ultrazvukové zariadenia je to frekvencia 22 ± 1,65 kHz).

Pomer energie akumulovanej v ultrazvukovej oscilačnej sústave k energii použitej na technologický dopad pre každú periódu oscilácie sa nazýva faktor kvality oscilačného systému. Faktor kvality určuje maximálnu amplitúdu kmitov pri rezonančnej frekvencii a povahu závislosti amplitúdy kmitov od frekvencie (t.j. šírky frekvenčného rozsahu).

Vzhľad Typický ultrazvukový vibračný systém je znázornený na obrázku 2. Pozostáva z meniča - 1, transformátora (koncentrátora) - 2, pracovného nástroja - 3, podpery - 4 a krytu - 5.

Obrázok 2 - Dvojpolovlnový oscilačný systém a rozloženie amplitúd oscilácie A a pôsobiace mechanické napätia F

Rozloženie amplitúdy oscilácií A a síl (mechanické namáhanie) F v oscilačnom systéme má formu stojatých vĺn (za predpokladu, že sa zanedbajú straty a žiarenie).

Ako je zrejmé z obrázku 2, existujú roviny, v ktorých sú posuny a mechanické napätia vždy nulové. Tieto roviny sa nazývajú uzlové. Roviny, v ktorých sú posuny a napätia minimálne, sa nazývajú antinódy. Maximálne hodnoty posunov (amplitúd) vždy zodpovedajú minimálnym hodnotám mechanických napätí a naopak. Vzdialenosti medzi dvoma susednými uzlovými rovinami alebo antinódami sú vždy rovné polovici vlnovej dĺžky.

V kmitavom systéme vždy existujú spojenia, ktoré zabezpečujú akustické a mechanické spojenie jeho prvkov. Prípoje môžu byť jednodielne, avšak ak je potrebné vymeniť pracovný nástroj, sú prípoje závitové.

Ultrazvukový oscilačný systém sa spolu s krytom, zariadeniami na napájanie napájacím napätím a vetracími otvormi zvyčajne vykonáva ako samostatná jednotka. V nasledujúcom budeme pomocou pojmu oscilačný systém USA hovoriť o celej jednotke ako o celku.

Oscilačný systém používaný v multifunkčných ultrazvukových zariadeniach na technologické účely musí vyhovovať mnohým všeobecným požiadavkám.

1) Pracujte v danom frekvenčnom rozsahu;

2) Práca so všetkými možnými zmenami zaťaženia počas technologického procesu;

3) Poskytnite požadovanú intenzitu žiarenia alebo amplitúdu vibrácií;

4) mať najvyššiu možnú účinnosť;

5) Časti ultrazvukového vibračného systému, ktoré prichádzajú do styku so spracovanými látkami, musia mať kavitáciu a chemickú odolnosť;

6) Majte tuhý držiak v puzdre;

7) Musí mať minimálne rozmery a hmotnosť;

8) Musia byť splnené bezpečnostné požiadavky.

Ultrazvukový oscilačný systém zobrazený na obrázku 2 je dvojvlnový oscilačný systém. V ňom má prevodník rezonančnú veľkosť rovnajúcu sa polovici vlnovej dĺžky ultrazvukových vibrácií v materiáli prevodníka. Na zvýšenie amplitúdy vibrácií a na zosúladenie prevodníka so spracovávaným médiom sa používa koncentrátor, ktorý má rezonančnú veľkosť zodpovedajúcu polovici vlnovej dĺžky ultrazvukových vibrácií v materiáli koncentrátora.

Ak je oscilačný systém zobrazený na obrázku 2 vyrobený z ocele (rýchlosť šírenia ultrazvukových vibrácií v oceli je viac ako 5 000 m / s), potom jeho celková pozdĺžna veľkosť zodpovedá L = C2p / w ~ 23 cm.

Na splnenie požiadaviek vysokej kompaktnosti a nízkej hmotnosti sa používajú polvlnové oscilačné systémy pozostávajúce z štvrťvlnného prevodníka a koncentrátora. Takýto oscilačný systém je schematicky znázornený na obrázku 3. Označenia prvkov oscilačného systému zodpovedajú označeniam na obrázku 3.

Obrázok 3 - Dvojštvrťový vlnový oscilačný systém

V takom prípade je možné zabezpečiť minimálnu možnú pozdĺžnu veľkosť a hmotnosť ultrazvukového vibračného systému, ako aj znížiť počet mechanických spojení.

Nevýhodou takéhoto oscilačného systému je spojenie prevodníka s koncentrátorom v rovine najväčších mechanických napätí. Túto nevýhodu je však možné čiastočne eliminovať posunutím aktívneho prvku meniča z bodu maximálnych prevádzkových napätí.

Aplikácia ultrazvukových prístrojov

Výkonný ultrazvuk je jedinečný prostriedok na stimuláciu fyzikálnych a chemických procesov šetrný k životnému prostrediu. Ultrazvukové vibrácie s frekvenciou 20 000 - 60 000 Hertzov a intenzitou viac ako 0,1 W / m².cm. môže spôsobiť nezvratné zmeny v distribučnom prostredí. To predurčuje možnosti praktické využitie výkonný ultrazvuk v nasledujúcich oblastiach.

Technologické procesy: spracovanie minerálnych surovín, zušľachťovanie a procesy hydrometalurgie kovových rúd atď.

Olej a plynárenský priemysel: rekuperácia ropné vrty, ťažba viskózneho oleja, procesy separácie v systéme piesok - ťažký olej, zvyšovanie tekutosti ťažkých ropných produktov atď.

Hutníctvo a strojárstvo: zušľachťovanie taveniny kovov, brúsenie štruktúry ingotu / odliatku, spracovanie kovového povrchu na jeho spevnenie a zmiernenie vnútorného napätia, čistenie vonkajších povrchov a vnútorných dutín častí strojov atď.

Chemické a biochemické technológie: procesy extrakcie, sorpcie, filtrácie, sušenia, emulgácie, získavania suspenzií, miešania, dispergovania, rozpúšťania, flotácie, odplyňovania, odparovania, koagulácie, koalescencie, polymerizácie a depolymerizácie, získavania nanomateriálov atď.

Energia: spaľovanie kvapalných a tuhé palivo, príprava palivových emulzií, výroba biopalív atď.

Poľnohospodárstvo, potravinársky a ľahký priemysel: procesy klíčenia semien a rastu rastlín, príprava potravinárskych prísad, cukrovinkárska technológia, príprava alkoholických a nealkoholických nápojov atď.

Komunálne služby: rekuperácia studní, príprava pitnej vody, odstránenie usadenín z vnútorných stien tepelné výmenníky atď.

Ochrana prostredie: čistenie Odpadová voda kontaminované ropnými produktmi, ťažkými kovmi, perzistentnými organickými zlúčeninami, čistením kontaminovaných pôd, čistením prúdov priemyselných plynov atď.

Recyklácia druhotných surovín: devulkanizácia gumy, čistenie metalurgického kameňa od kontaminácie olejom atď.

Laboratórna jednotka SonoStep kombinuje ultrazvukové spracovanie, miešanie a manipuláciu so vzorkami; má však kompaktný dizajn. Je ľahké s ním pracovať a možno ho použiť na doručenie sonikovaných vzoriek do analytických zariadení, ako sú napríklad merania veľkosti častíc.

Ultrazvukové ošetrenie pomáha dispergovať aglomerované častice na ich prípravu a analýzu disperzií a emulzií. To je dôležité pri meraní veľkosti častíc, napríklad pomocou dynamického rozptylu svetla alebo laserovej difrakcie.

Efektívne a jednoduché

Štandardná recirkulácia vzorky, ultrazvukový generátor - ultrazvukový generátor, miešadlo - miešadlo, ultrazvukový prevodník - ultrazvukový prevodník, čerpadlo - čerpadlo, analytické zariadenie - analytický prístroj Vzorka recirkulácie pomocou SonoStep, ultrazvukový generátor a prevodník - ultrazvukový generátor a prevodník, motor s hlavou čerpadla - motor s čerpadlom, analytické zariadenie - analytický prístroj

Použitie ultrazvuku na recirkuláciu vzorky vyžaduje štyri komponenty: zmiešavaciu nádobu, ultrazvukový generátor a prevodník (prevodník) a čerpadlo. Všetky tieto komponenty sú navzájom spojené hadicami alebo hadicami. Typická inštalácia zobrazené na diagrame (štandardná recirkulácia).

Prístroj SonoStep obsahuje zdroj ultrazvuku a odstredivé čerpadlo v kadičke z nehrdzavejúcej ocele (pozri obrázok „Recirkulácia vzorky pomocou Sonostepu“).

Zariadenie SonoStep je pripojené k analytickému prístroju.

Postupné ultrazvukové ošetrenie pre dosiahnutie najlepších výsledkov

Ultrazvukové spracovanie zlepšuje presnosť meraní veľkosti častíc a morfológie, pretože SonoStep plní tri dôležité funkcie:

• obeh

Ultrazvuk odstraňuje vzduch z kvapaliny a eliminuje tak rušivý účinok bublín na meranie. Pumpuje objem vzorky riadeným prietokom a disperguje častice v kvapaline. Ultrazvuková energia sa aplikuje priamo pod rotor čerpadla na postrekovanie aglomerovaných častíc pred meraním. To poskytuje úplnejší a opakovateľnejší výsledok.

ELEKTROSPETY

ELEKTROSPETY

Elektrochemické a mechanické inštalácie, ultrazvukové inštalácie (UZU)

Tento spôsob spracovania je založený na mechanickom pôsobení na materiál. Nazýva sa to ultrazvuk, pretože frekvencia nárazov zodpovedá rozsahu nepočuteľných zvukov (f = 6 ... 105 kHz).
Zvukové vlny sú mechanické elastické vibrácie, ktoré sa môžu šíriť iba v elastickom médiu.
Keď sa zvuková vlna šíri v elastickom médiu, častice materiálu vykonávajú elastické vibrácie okolo svojich pozícií rýchlosťou, ktorá sa nazýva oscilačná.
Pre zahusťovanie a riedenie média v pozdĺžnej vlne je charakteristický prebytok, takzvaný akustický tlak.
Rýchlosť šírenia zvukovej vlny závisí od hustoty média, v ktorom sa pohybuje.
Čím je materiál média tuhší a ľahší, tým vyššia je rýchlosť. Pri šírení v hmotnom prostredí nesie zvuková vlna energiu, ktorú je možné využiť v technologických procesoch.
Výhody ultrazvukového ošetrenia:

Možnosť získania akustickej energie rôznymi technikami;
- široká škála ultrazvukových aplikácií (od rozmerového spracovania po zváranie, tvrdé spájkovanie atď.);
- ľahká automatizácia a obsluha

Nevýhody:

Zvýšené náklady na akustickú energiu v porovnaní s inými druhmi energie;
- potreba výroby generátorov ultrazvukových vibrácií;
- potreba výroby špeciálnych nástrojov so špeciálnymi vlastnosťami a tvarom.

Ultrazvukové vibrácie sprevádza množstvo efektov, ktoré sa dajú použiť ako základné pri vývoji rôznych procesov:
- kavitácia, t.j. tvorba bublín v kvapaline (počas fázy predlžovania) a ich prasknutie (počas fázy lisovania); v tomto prípade vznikajú veľké miestne okamžité tlaky dosahujúce hodnoty 10 2 N / m 2;
- absorpcia ultrazvukových vibrácií látkou, pri ktorej sa časť energie premieňa na teplo a časť sa vynakladá na zmenu štruktúry látky.
Tieto účinky sa používajú na:
- separácia molekúl a častíc rôznych hmotností v nehomogénnych suspenziách;
- zrážanie (zväčšenie) častíc;
- rozptýlenie (rozdrvenie) látky a jej zmiešanie s ostatnými;
- odplynenie kvapalín alebo taveniny v dôsledku vytvárania veľkých plávajúcich bublín.
Prvky UCU
Každá UZU obsahuje tri hlavné prvky:
- zdroj ultrazvukových vibrácií;
- transformátor akustickej rýchlosti (náboj);
- detaily upevnenia.
Zdroje ultrazvukových vibrácií môžu byť dva typy - mechanický a elektrický.
Mechanické zdroje premieňajú mechanickú energiu, napríklad rýchlosť pohybu kvapaliny alebo plynu.
Patria sem ultrazvukové sirény a píšťalky. Elektrické ultrazvukové zdroje premieňajú elektrickú energiu na mechanické elastické vibrácie zodpovedajúcej frekvencie. Existujú elektrodynamické, magnetostrikčné a piezoelektrické prevodníky.
Najrozšírenejšie sú magnetostrikčné a piezoelektrické meniče.
Princíp činnosti magnetostrikčných meničov je založený na pozdĺžnom magnetostrikčnom účinku, ktorý sa prejaví zmenou dĺžky kovového telesa z feromagnetických materiálov (bez zmeny ich objemu) pod vplyvom magnetického poľa.
Magnetostrikčný účinok je pre rôzne kovy odlišný. Nikel a permendur majú vysokú magnetostrikciu.
Balenie magnetostrikčného meniča je jadro vyrobené z tenkých dosiek, na ktoré je umiestnené vinutie, ktoré v ňom budí striedavé elektromagnetické pole vysokej frekvencie.
Pri magnetostrikčnom účinku sa znamienko deformácie jadra nezmení, keď sa zmení smer poľa. Frekvencia zmeny deformácie je dvakrát vyššia ako frekvencia (f) zmeny striedavého prúdu prechádzajúceho vinutím meniča, pretože deformácia rovnakého znamienka nastáva v kladných a záporných polperiódach.
Princíp činnosti piezoelektrické meniče na základe schopnosti niektorých látok meniť svoje geometrické rozmery (hrúbka a objem) v elektrické pole... Piezoelektrický jav je reverzibilný. Ak je doska vyrobená z piezoelektrického materiálu vystavená tlakovej alebo ťahovej deformácii, potom sa na jej čelách objavia elektrické náboje. Ak je piezoelektrický prvok umiestnený v striedavom elektrickom poli, potom sa deformuje a vzrušuje ultrazvukové vibrácie v prostredí. Vibračná doska vyrobená z piezoelektrického materiálu je elektromechanický prevodník.
Piezoelementy na báze bárnatého titánu a zirkoničitanu titaničitého (PZT) sú široko používané.
Akustické transformátory rýchlosti(koncentrátory pozdĺžnych elastických vibrácií) môžu mať iný tvar (obr. 1.4-10).

Slúžia na zosúladenie parametrov prevodníka so záťažou, na pripevnenie vibračného systému a na zavedenie ultrazvukových vibrácií do oblasti spracovávaného materiálu.
Týmito zariadeniami sú tyče rôznych prierezov, vyrobené z materiálov s odolnosťou proti korózii a kavitácii, tepelnou odolnosťou, odolnosťou proti agresívnym médiám a oteru.
Koncentrátory sa vyznačujú koeficientom koncentrácie vibrácií (К кк):

Zvýšenie amplitúdy vibrácií konca s malým prierezom v porovnaní s amplitúdou vibrácií konca väčšieho prierezu sa vysvetľuje skutočnosťou, že pri rovnakej vibračnej sile vo všetkých prierezoch rýchlostný transformátor, intenzita vibrácií malého konca je „K kk“ krát vyššia.

Technologické využitie ultrazvukovej kontroly

V priemysle sa ultrazvuk používa v troch hlavných oblastiach: pôsobenie sily na materiál, intenzifikácia a ultrazvukové riadenie procesov.
Silný náraz na materiáli sa používa na obrábanie tvrdých a veľmi tvrdých zliatin, získavanie stabilných emulzií atď.
Najčastejšie sa používajú dva typy ultrazvuku pri charakteristických frekvenciách 16 ... 30 kHz:
- rozmerové spracovanie na obrábacích strojoch pomocou nástrojov,
- čistenie v kúpeľoch tekutým médiom.
Hlavným pracovným mechanizmom ultrazvukového stroja je akustická jednotka
( obr 1,4-11). Je určený na uvedenie pracovného nástroja do vibračného pohybu.

Akustická jednotka prijíma energiu z elektrického oscilátora (zvyčajne žiarovky), ku ktorému je pripojené vinutie (2)
Hlavným prvkom akustickej jednotky je magnetostrikčný (alebo piezoelektrický) prevodník energie elektrických vibrácií na energiu mechanických pružných vibrácií - vibrátor (1).
Vibrácie vibrátora, ktoré sa striedavo predlžujú a skracujú s ultrazvukovou frekvenciou v smere magnetického poľa vinutia, sú zosilnené koncentrátorom (4) pripevneným na konci vibrátora.
Na koncentrátor je pripevnený oceľový nástroj (5) tak, aby medzi jeho koncom a obrobkom (6) bola medzera.
Vibrátor je umiestnený v ebonitovom plášti (3), do ktorého sa dodáva tečúca chladiaca voda.
Nástroj musí mať tvar určeného prierezu otvoru. Kvapalina s najmenšími zrnami abrazívneho prášku sa privádza do priestoru medzi čelnou stranou nástroja a povrchom obrobku, ktorý sa má spracovať, z dýzy (7).
Z oscilujúcej čelnej plochy nástroja získajú brúsne zrná vysokú rýchlosť, narazia na povrch súčasti a vyrazia z nej najmenšie triesky.
Aj keď je produktivita každého úderu zanedbateľná, produktivita inštalácie je pomerne vysoká, čo je dané vysokou frekvenciou vibrácií nástroja (16 ... 30 kHz) a veľkým počtom brúsnych zŕn (20 ... 100 tisíc / cm3) pohybujúcich sa súčasne s vysokou akceleráciou.
Keď sú vrstvy materiálu odstránené, nástroj sa automaticky podáva.
Abrazívna kvapalina sa privádza do oblasti tlakového spracovania a vyplavuje odpad zo spracovania.
Pomocou ultrazvukovej technológie je možné vykonávať operácie ako piercing, sekanie, vŕtanie, rezanie, brúsenie a iné.
Príkladom sú priemyselne vyrábané ultrazvukové prepichovacie stroje (modely 4770 4773 A) a univerzálne (modely 100A).
Ultrazvukové kúpele (obr. 1.4-12) používa sa na čistenie povrchov kovové časti od koróznych produktov, oxidových fólií, minerálnych olejov atď.

Činnosť ultrazvukového kúpeľa je založená na využití účinku lokálnych hydraulických šokov, ku ktorým dochádza v kvapaline pôsobením ultrazvuku.
Princíp fungovania takéhoto kúpeľa je nasledovný. Obrobok (1) je ponorený (zavesený) do nádrže (4) naplnenej kvapalným čistiacim prostriedkom (2).
Emitorom ultrazvukových vibrácií je membrána (5) spojená s magnetostrikčným vibrátorom (b) pomocou adhéznej kompozície (8).
Kúpeľ je inštalovaný na podstavci (7). Vlny ultrazvukových vibrácií (3) sa šíria dovnútra pracovisko kde prebieha spracovanie.
Ultrazvukové čistenie je najefektívnejšie pri odstraňovaní kontaminantov z ťažko dostupných dutín, priehlbín a malých kanálov.
Okrem toho sa touto metódou darí získať stabilné emulzie kvapalín nemiešateľných s konvenčnými metódami, ako je voda a olej, ortuť a voda, benzén, voda a ďalšie.
UCD zariadenie je pomerne drahé, preto je ekonomicky účelné používať ultrazvukové čistenie malých častí iba v podmienkach hromadnej výroby.
Intenzifikácia technologických procesov.
Ultrazvukové vibrácie významne menia priebeh niektorých chemických procesov.
Napríklad polymerizácia pri určitej intenzite zvuku je intenzívnejšia. So znížením sily zvuku je možný reverzný proces - depolymerizácia.
Preto sa táto vlastnosť používa na riadenie polymerizačnej reakcie. Zmenou frekvencie a intenzity ultrazvukových vibrácií môžete dosiahnuť požadovanú reakčnú rýchlosť.
V metalurgii vedie zavedenie elastických kmitov ultrazvukovej frekvencie do tavenín k významnému rozdrveniu kryštálov a urýchleniu tvorby nánosov počas kryštalizácie, zníženiu pórovitosti, zvýšeniu mechanických vlastností stuhnutých tavenín a zníženiu obsah plynov v kovoch.
Mnoho kovov (napríklad olovo a hliník) sa nemieša v tekutej forme. Superpozícia ultrazvukových vibrácií na taveninu podporuje „rozpustenie“ jedného kovu v druhom. Ultrazvukové testovanie procesy.
Pomocou ultrazvukových vibrácií je možné nepretržite sledovať priebeh technologického procesu laboratórne analýzy vzorky.
Z tohto dôvodu je závislosť parametrov zvukovej vlny na fyzikálne vlastnosti prostredie a potom zmena týchto parametrov po pôsobení na prostredie s dostatočnou presnosťou na to, aby bolo možné posúdiť jeho stav. Spravidla sa používajú ultrazvukové vibrácie s nízkou intenzitou.
Zmenou energie zvukovej vlny je možné riadiť zloženie rôznych zmesí, ktoré nie sú chemickými zlúčeninami. Rýchlosť zvuku v takomto médiu sa nemení a prítomnosť nečistôt suspendovaných látok ovplyvňuje absorpčný koeficient zvukovej energie. To umožňuje určiť percento nečistôt vo východiskovej látke.
Odrazom zvukových vĺn na rozhraní medzi médiami („presvetlenie“ ultrazvukovým lúčom) je možné určiť prítomnosť nečistôt v monolite a vytvoriť ultrazvukové diagnostické prístroje.

Ultrazvukové čistenie sa vykonáva na ultrazvukových zariadeniach, ktoré spravidla zahŕňajú jednu alebo viac vaní a ultrazvukový generátor. Z technologického hľadiska existujú univerzálne a účelové inštalácie. Prvé sa používajú na čistenie širokej škály dielov, hlavne jednej a sériovej výroby. Pri hromadnej výrobe sa používajú špeciálne inštalácie, často automatizované jednotky a výrobné linky.

Obrázok 28 - Kúpeľ pre ultrazvukové čistenie typ UZV-0,4

Výkon univerzálnych vaní sa pohybuje od 0,1 do 10 kW a kapacita od 0,5 do 150 litrov. Vane malej sily majú v spodnej časti zabudované piezokeramické snímače a výkonné majú niekoľko magnetostrikčných.

Ultrazvukové stolové vane UZU-0.1 sú rovnakého typu; UZU-0,25 a UZU-0,4. Tieto kúpele sa častejšie používajú v laboratórnych podmienkach a na jednorazovú výrobu; sú napájané polovodičovými generátormi s výstupným výkonom 100, 250 a 400 wattov. Vane majú obdĺžnikové telo a odnímateľné veko. Piezokeramické snímače (typ PP1-0,1) sú zabudované do spodnej časti vane v množstve od jednej do troch, v závislosti od výkonu vane. Na hromadné nakladanie sú k dispozícii sieťové koše. Vane majú v spoločnom telese zabudované priehradky na opláchnutie častí po vyčistení.

Na obr. 28 zobrazuje ultrazvukový stolový čistiaci kúpeľ typu UZV-0,4 pracujúci s generátorom UZGZ-0,4. Má kovové zvukovo izolované telo 1 valcového tvaru a kryt 3 spojený s telom závesom a výstrednou sponou 2 s rukoväťou. Na spodok pracovnej časti kúpeľa, ktorým je rezonančná membrána, je spájkovaný balíček magnetostrikčného meniča. Jeho telo má dve potrubia na prívod a odvod tečúcej vody, ktorá chladí prevodník. Armatúry týchto potrubí sú vyvedené do spodnej časti tela pre ľahké pripojenie hadíc k nim. Na tele je prepínač na zapínanie a vypínanie ultrazvukových vibrácií na generátore, keď je nainštalovaný vo vzdialenosti od vane. K dispozícii je tiež rukoväť na otvorenie odtoku umývacej kvapaliny a zodpovedajúca armatúra. Kúpeľ je doplnený o kôš na vloženie čistených častí.

Obrázok 29 - Kúpeľ na ultrazvukové čistenie typu UZV-18M

Z množstva univerzálnych čistiacich vaní s vyšším výkonom sa rozšírili vane typu UZV. Vane tohto typu majú podobný dizajn. Na obr. 29 zobrazuje kúpeľ typu UZV-18M. Zváraný rám 1 je vyrobený v zvukotesnom dizajne. Uzatvára ju veko 5 s protizávažiami 4. Veko sa ručne zdvíha a spúšťa pomocou rukovätí 6. V spodnej časti 9 pracovnej časti vane (od jednej do druhej) sú zabudované magnetostrikčné meniče 8 typu PMS-6-22. štyri, v závislosti od výkonu kúpeľa). Na nasávanie výparov umývacej kvapaliny sú nainštalované palubné kolektory s výstupným potrubím II, ktoré sú napojené na ventilačný systém predajne. V spodnej časti pracovnej časti je namontovaný kohút na vypúšťanie premývacej kvapaliny; rukoväť žeriavu 19 je vyvedená na prednú stranu. Odtok cez potrubie 14 a 16 je možné vykonať do usadzovacej nádrže, kanalizácie alebo do nádrže 7 zabudovanej do vane. Aby sa vylúčila možnosť preplnenia pracovnej časti kvapalinou, je k dispozícii odtokové potrubie.

Používa sa na umývanie dielov a zostáv rôznych zariadení, zváranie rôzne materiály... Ultrazvuk sa používa na výrobu suspenzií, kvapalných aerosólov a emulzií. Na získanie emulzií sa napríklad vyrába mixér-emulgátor UGS-10 a ďalšie zariadenia. Metódy založené na reflexii ultrazvukové vlny z rozhrania medzi dvoma médiami sa používajú v zariadeniach na hydrolokalizáciu, detekciu chýb, lekársku diagnostiku atď.

Z ďalších možností ultrazvuku treba spomenúť jeho schopnosť spracovávať tvrdé krehké materiály na danú veľkosť. Je to najmä veľmi efektívne ultrazvukové ošetrenie pri výrobe dielov a dier zložitého tvaru vo výrobkoch ako je sklo, keramika, diamant, germánium, kremík atď., ktorých spracovanie je zložité inými metódami.

Použitie ultrazvuku pri obnove opotrebovaných častí znižuje pórovitosť uloženého kovu a zvyšuje jeho pevnosť. Okrem toho sa zníži deformácia predĺžených zvarovacích dielov, ako sú kľukové hriadele motora.

Ultrazvukové čistenie častí

Pred opravami, montážou, lakovaním, pochrómovaním a inými operáciami sa používa ultrazvukové čistenie častí alebo predmetov. Jeho použitie je obzvlášť účinné na čistenie dielov zložitého tvaru a ťažko prístupných miest v podobe úzkych štrbín, štrbín, malých otvorov atď.

Priemysel vyrába veľké číslo zariadenia na ultrazvukové čistenie, odlišné dizajnové vlastnosti, kapacita a výkon vane, napríklad tranzistorové: UZU-0,25 s výstupným výkonom 0,25 kW, UZG-10-1,6 s výkonom 1,6 kW atď., tyristor UZG-2-4 s výstupným výkonom 4 kW. a UZG-1-10 / 22 s výkonom 10 kW. Prevádzková frekvencia zariadení je 18 a 22 kHz.

Ultrazvuková jednotka UZU-0.25 je určená na čistenie malých častí. Skladá sa z ultrazvukového generátora a ultrazvukového kúpeľa.

Technické dáta ultrazvuková jednotka UZU-0,25

Sieťová frekvencia - 50 Hz

Energia spotrebovaná v sieti - nie viac ako 0,45 kVA

Pracovná frekvencia - 18 kHz

Výstupný výkon - 0,25 kW

Vnútorné rozmery pracovného kúpeľa - 200 x 168 mm s hĺbkou 158 mm

Na prednom paneli ultrazvukového generátora je prepínací spínač na zapnutie generátora a žiarovka signalizujúca prítomnosť napájacieho napätia.

Na zadnej stene šasi generátora sú: držiak poistky a dva konektory, cez ktoré je generátor pripojený k ultrazvukovej vani a k ​​elektrickej sieti, svorka pre uzemnenie generátora.

V spodnej časti ultrazvukového kúpeľa sú namontované tri zabalené piezoelektrické meniče. Balenie jedného snímača pozostáva z dvoch piezoelektrických platní vyrobených z materiálu TsTS-19 (olovo-zirkoničitan-titaničitan), dvoch podložiek znižujúcich frekvenciu a centrálnej tyče z nehrdzavejúcej ocele, ktorej hlava je emitujúcim prvkom snímača.

Na plášti vane sú: armatúra, vodovodná batéria s nápisom „Drain“, svorka na uzemnenie vane a zástrčka na pripojenie k generátoru.

Obrázok 1 zobrazuje príkazcu elektrický obvod ultrazvuková inštalácia UZU-0,25.

Obr. 1. Schematický diagram ultrazvukovej jednotky UZU-0,25

Prvý stupeň je, prevádzka na tranzistore VT1 podľa obvodu s indukčným spätná väzba a oscilačný obvod.

Elektrické vibrácie 18 kHz ultrazvukovej frekvencie, vznikajúce v hlavnom oscilátore, sa privádzajú na vstup výkonového predzosilňovača.

Predbežný výkonový zosilňovač sa skladá z dvoch stupňov, z ktorých jeden je zostavený na tranzistoroch VT2, VT3, druhý - na tranzistoroch VT4, VT5. Obidva stupne predzosilnenia výkonu sú zostavené podľa sériového obvodu typu push-pull pracujúceho v spínacom režime. Kľúčový prevádzkový režim tranzistorov umožňuje dosiahnuť vysokú účinnosť pri dostatočne vysokom výkone.

Základné obvody tranzistorov VT2, VT3. VT4, VT5 sú pripojené k samostatným protiľahlým vinutiam transformátorov TV1 a TV2. To zaisťuje činnosť tranzistorov push-pull, to znamená striedavé zapínanie.

Automatické predpätie týchto tranzistorov poskytujú rezistory R3 - R6 a kondenzátory C6, C7 a C10, C11, ktoré sú súčasťou základného obvodu každého tranzistora.

Striedavé budiace napätie sa privádza do základne cez kondenzátory C6, C7 a C10, C11 a konštantná zložka základného prúdu, prechádzajúca cez rezistory R3 - R6, vytvára na nich pokles napätia, ktorý zaisťuje spoľahlivé zatváranie a otváranie tranzistorov.

Štvrtým stupňom je výkonový zosilňovač. Skladá sa z troch push-pull článkov na tranzistoroch VT6 - VT11 pracujúcich v spínacom režime. Napätie z predzosilňovača sa dodáva do každého tranzistora zo samostatného vinutia transformátora TV З a v každej bunke sú tieto napätia protifázové. Z tranzistorových článkov sa striedavé napätie privádza na tri vinutia transformátora TV4, kde sa dodáva výkon.

Z výstupného transformátora je napätie dodávané do piezoelektrických prevodníkov AA1, AA2 a AAAZ.

Pretože tranzistory pracujú v spínacom režime, je výstupné napätie obsahujúce harmonické obdĺžnikové. Na izoláciu prvej harmonickej napätia na prevodníkoch je cievka L zapojená do série s prevodníkmi na výstupné vinutie transformátora TV4, ktorého indukčnosť sa počíta takým spôsobom, že s vlastnou kapacitou prevodníkov to tvorí oscilačný obvod naladený na 1. harmonickú napätia. To umožňuje získať sínusové napätie naprieč záťažou bez zmeny energeticky priaznivého režimu tranzistorov.

Inštalácia je napájaná zo striedavého prúdu s napätím 220 V s frekvenciou 50 Hz pomocou výkonového transformátora TV5, ktorý má primárne vinutie a tri sekundárne vinutia, z ktorých jedno slúži na napájanie hlavného generátora a ďalšie dva slúžia na napájanie zvyšných stupňov.

Hlavný generátor je napájaný z usmerňovača zostaveného z (diódy VD1 a VD2).

Napájanie predbežných zosilňovacích stupňov sa vykonáva z usmerňovača namontovaného v mostíkovom obvode (diódy VD3 - VD6). Druhý mostíkový obvod na diódach VD7 - VD10 napája výkonový zosilňovač.

Čistiace médium by sa malo zvoliť v závislosti od povahy nečistôt a materiálov. Ak nie je k dispozícii fosforečnan sodný, na čistenie oceľových častí je možné použiť uhličitan sodný.

Čas čistenia v ultrazvukovom kúpeli sa pohybuje od 0,5 do 3 minút. Maximálna prípustná teplota čistiaceho média je 90 o C.

Pred výmenou umývacej kvapaliny by mal byť generátor vypnutý, aby prevádzkové prevodníky neumožňovali prevádzku bez kvapaliny vo vani.

Čistenie častí v ultrazvukovom kúpeli sa vykonáva v nasledujúcom poradí: hlavný vypínač je nastavený do polohy „vypnuté“, vypúšťací ventil vane je nastavený do polohy „zatvorené“, čistiace médium sa naleje do ultrazvukového kúpeľ na úroveň 120 - 130 mm, zástrčka napájacieho kábla je zapojená do elektrickej zásuvky.sieťové napätie 220 V.

Testovanie inštalácie: prepnite prepínač do polohy „Zapnuté“, zatiaľ čo kontrolka by sa mala rozsvietiť a mal by sa objaviť funkčný zvuk kavitačnej kvapaliny. Vzhľad kavitácie možno tiež posúdiť podľa vytvorenia najmenších pohyblivých bublín na snímačoch kúpeľa.

Po vyskúšaní inštalácie ju odpojte od elektrickej siete, vložte kontaminované časti do vane a začnite spracovávať.