RU2368435C2

RU2368435C2 - Device for ultrasound cleaning of parts

Info

Publication number: RU2368435C2
Application number: RU2007141728/12A
Authority: RU
Inventors: Николай Михайлович Лебедев (RU); Николай Михайлович Лебедев; Анатолий Иванович Левадный (RU); Анатолий Иванович Левадный; Сергей Михайлович Анохин (RU); Сергей Михайлович Анохин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Александра-Плюс"; Общество с ограниченной ответственностью "Новейшие технологии"
Priority date: 2007-11-09
Filing date: 2007-11-09
Publication date: 2009-09-27
Also published as: RU2007141728A

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: proposed device comprises service bath, piezo-electric converters, damper of parasitic bending oscillations. Rounded casing of aforesaid bath features parametres that allow its operation at resonance frequency. Inlet and outlet branch pipes with valves are attached to the said casing, one of the valves being connected to the pump. Acoustic conductors representing detachable or clamping inserts are arranged inside the bath.

EFFECT: higher efficiency of cleaning.

3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к очистке деталей от загрязнений в акустическом поле ультразвуковой частоты, в частности блоков ТВС на атомных станциях.The invention relates to the cleaning of parts from contamination in an acoustic field of ultrasonic frequency, in particular fuel assemblies at nuclear power plants.

Известна ультразвуковая установка, содержащая ультразвуковую ванну, пьезоэлектрические преобразователи, демпфер изгибных паразитных колебаний, выполненный в виде отдельных массивных колец, охватывающих излучатели соответствующих преобразователей и расположенных от них на расстоянии, кратном nL/4, где L - длина волны в материале дна ванны, п=1, 2, 5…A known ultrasonic installation containing an ultrasonic bath, piezoelectric transducers, a damper of bending stray vibrations, made in the form of separate massive rings covering the emitters of the respective transducers and located from them at a distance multiple of nL / 4, where L is the wavelength in the material of the bottom of the bath, p = 1, 2, 5 ...

RU №2188085, МПК B08B 3/12.RU No. 2188085, IPC B08B 3/12.

Недостатком известной ультразвуковой установки является низкая эффективность очистки деталей, находящихся в корпусе, например трубок с ядерным топливом в блоке ТВС на атомных станциях.A disadvantage of the known ultrasonic installation is the low cleaning efficiency of parts located in the housing, for example, tubes with nuclear fuel in the fuel assembly unit at nuclear power plants.

Задачи, на решения которых направлено предлагаемое решение, - повышение эффективности очистки деталей от загрязнений, находящихся в корпусе.The tasks to which the proposed solution is directed are to increase the efficiency of cleaning parts from contaminants in the housing.

Технический результат достигается тем, что установка ультразвуковой очистки деталей содержит технологическую ванну, пьезоэлектрические преобразователи, демпфер паразитических изгибных колебаний, при этом технологическая ванна выполнена в виде пенала круглой формы, имеющего определенные параметры, обеспечивающие его режимы работы на резонансной частоте, и к которому крепятся входной и выходной патрубки с клапанами, один из которых соединен с насосом, а между внутренней стороной пенала и корпусом с обрабатываемыми деталями (трубками ТВС) имеются акустические проводники, выполненные в виде съемных или зажимных вставок, настроены в резонансный режим с корпусом, в котором находятся обрабатываемые детали, а каждый пьезоэлектрический преобразователь электрически связан с блоком управления, обеспечивающим индивидуальное или погрупповое или совместное включение пьезоэлектрических преобразователей.The technical result is achieved in that the installation of ultrasonic cleaning of parts contains a process bath, piezoelectric transducers, a damper of parasitic bending vibrations, while the process bath is made in the form of a round pencil case having certain parameters, ensuring its operating modes at a resonant frequency, and to which the input and outlet nozzles with valves, one of which is connected to the pump, and between the inner side of the case and the body with the workpiece (tubes Sun) are acoustic conductors formed as removable or clamping inserts, configured in a resonance mode with a housing, which contains the workpieces, and each piezoelectric transducer is electrically connected with a control unit that provides individual or joint pogruppovoe or inclusion of piezoelectric transducers.

На чертежах показана установка ультразвуковой очистки деталей:The drawings show the installation of ultrasonic cleaning of parts:

На фиг.1 - общий вид.Figure 1 is a General view.

На фиг.2 - разрез.Figure 2 is a section.

На фиг 3 - то же с вставками.In Fig 3 - the same with the inserts.

Установка ультразвуковой очистки деталей содержит пенал 1, на внешней стороне которого расположены пьезоэлектрические преобразователи 2, демпфер паразитических изгибных колебаний (на чертеже не показан). Пенал 1 имеет два патрубка 3 и 4 с клапанами 5 и 6, при этом патрубок 5 соединен с насосом (на чертеже не показан). Пенал 1 находится в герметичном кожухе 7. Параметры пенала 1, а также расположение пьезоэлектрических преобразователей 2 обеспечивают работу пенала 1 в резонансном режиме. Между внутренней поверхностью пенала 1 и корпусом 8, в котором находятся обрабатываемые детали, имеются съемные или зажимные вставки 9, плотно контактирующие с пеналом 1 корпусом 8, в котором находятся обрабатываемые детали. Вставки 9 обеспечивают хорошую акустическую проводимость ультразвуковых волн от пенала 1 к корпусу 8 с обрабатываемыми деталями. Электрически пьезоэлектрические преобразователи 2 связаны с блоком управления 10, обеспечивающим различные режимы работы пьезоэлектрических преобразователей 2, в том числе их погрупповое включение. Это расширяет возможности очистки деталей с различной степенью загрязнения.Installation of ultrasonic cleaning of parts contains a pencil case 1, on the outer side of which there are piezoelectric transducers 2, a damper of parasitic bending vibrations (not shown in the drawing). Case 1 has two nozzles 3 and 4 with valves 5 and 6, while the nozzle 5 is connected to a pump (not shown). Pencil case 1 is located in an airtight casing 7. The parameters of the pencil case 1, as well as the location of the piezoelectric transducers 2, ensure that the pencil case 1 operates in resonant mode. Between the inner surface of the canister 1 and the housing 8, in which the workpieces are located, there are removable or clamping inserts 9, which are in close contact with the canister 1, the housing 8, in which the workpieces are located. Insert 9 provide good acoustic conductivity of ultrasonic waves from the pencil case 1 to the housing 8 with the workpiece. The piezoelectric transducers 2 are electrically connected to the control unit 10, which provides various operating modes of the piezoelectric transducers 2, including their group inclusion. This expands the possibilities of cleaning parts with varying degrees of contamination.

Принцип действия установки ультразвуковой очистки деталей следующий. Загрязненные детали, находящиеся в корпусе 8, например трубки с ядерным топливом в блоке ТВС на атомных станциях, через открытый клапан 5 загружаются в пенал 1, затем клапан 5 закрывается; включается насос (на чертежах не показан), соединенный с входным патрубком 3, и в моющей среде создается необходимое давление, например 3-7 атм (моющая среда заполняет полости пенала 1 и корпуса 8), при этом клапаны 5 и 6 плотно закрыты. Затем включаются в определенных и требуемых режимах пьезоэлектрические преобразователи 2, в результате в моющей среде создается акустическое поле ультразвуковой частоты (f=20 кГц) и через корпус 8 в моющую среду и к поверхностям обрабатываемых деталей передаются ультразвуковые колебания.The principle of operation of an ultrasonic cleaning unit is as follows. Contaminated parts located in the housing 8, for example, tubes with nuclear fuel in the fuel assembly unit at nuclear power plants, are loaded into the canister 1 through the open valve 5, then the valve 5 is closed; the pump is turned on (not shown in the drawings), connected to the inlet pipe 3, and the necessary pressure is created in the washing medium, for example 3-7 atm (the washing medium fills the cavities of the canister 1 and body 8), while valves 5 and 6 are tightly closed. Then, the piezoelectric transducers 2 are turned on in certain and required modes, as a result, an ultrasonic frequency acoustic field (f = 20 kHz) is created in the washing medium and ultrasonic vibrations are transmitted through the housing 8 to the washing medium and to the surfaces of the workpieces.

Кавитационные пузырьки, взаимодействуя с солевыми отложениями на поверхности деталей (трубок блока ТВС), очищают их поверхности от загрязнений. Резонансный режим работы пенала 1 создает максимально возможное по плотности акустическое поле в моющей среде, при этом исключается резонанс в трубках ТВС (обрабатываемых деталях) и этим обеспечивается сохранность ядерного топлива в блоках ТВС. В случаях сильного загрязнения обрабатываемых деталей между пеналом 1 и корпусом 8 помещаются съемные или зажимные вставки 9, являющиеся хорошими проводниками ультразвуковых колебаний. Конструкция установки ультразвуковой очистки деталей позволяет работать также в режиме постоянного потока моющей среды через корпус 8 с обрабатываемыми деталями. Установка ультразвуковой очистки деталей обеспечивает эффективную очистку трубок блока ТВС от солевых отложений на атомных станциях с различной степенью загрязнения.Cavitation bubbles interacting with salt deposits on the surface of the parts (tubes of the fuel assembly unit), clean their surfaces from contamination. The resonant mode of operation of the canister 1 creates the maximum possible acoustic field density in the washing medium, while the resonance in the fuel assemblies tubes (workpieces) is excluded and this ensures the safety of nuclear fuel in the fuel assemblies. In cases of severe contamination of the workpiece between the pencil case 1 and the housing 8 are placed removable or clamping inserts 9, which are good conductors of ultrasonic vibrations. The design of the installation of ultrasonic cleaning of parts also allows you to work in a constant flow of detergent through the housing 8 with the workpiece. An ultrasonic cleaning unit for parts ensures effective cleaning of the fuel assembly unit tubes from salt deposits at nuclear plants with varying degrees of pollution.

Claims

1. Installation of ultrasonic cleaning of parts containing a technological bath, piezoelectric transducers, a damper of parasitic bending vibrations, characterized in that the technological bath is made in the form of a round pencil case having certain parameters, ensuring its operating modes at a resonant frequency, and to which the input and output nozzles with valves, one of which is connected to the pump, and there are acoustic conductors between the inside of the case and the body with the workpieces, olnennye as removable inserts or clamping.

2. Installation according to claim 1, characterized in that each piezoelectric transducer is electrically connected to a control unit that provides individual, or group, or joint inclusion of the piezoelectric transducers.

3. Installation according to claim 1, characterized in that the removable or clamping inserts are configured in resonance mode with the housing in which the workpiece is located.