專利名稱：超聲波振蕩器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的說(shuō)來(lái)涉及用于清洗/處理工件的超聲波攪動(dòng)方法和系統(tǒng)，更具體地說(shuō)，特別涉及使用高頻超聲波攪動(dòng)其中浸沒(méi)了諸如帶材或者線材的金屬工件的液體的方法和系統(tǒng)，其目的是為了清洗該工件和/或有利于工件的進(jìn)一步處理。
超聲波振蕩器在許多工業(yè)領(lǐng)域用作為清洗系統(tǒng)以便從工件上清除諸如油脂、污物和/或刮屑。通常是指超聲波清洗系統(tǒng)的超聲波振蕩器，例如用于在金屬加工業(yè)中清洗由坯料所形成的諸如線材和鍛壓部件等壓延的金屬工件。一般，工件的超聲波清洗是在其被鍛壓、切削或者其它方式成形之后很快進(jìn)行的。在金屬加工工業(yè)中，超聲波清洗工藝常常是作為清除工件表面形成的氧化物的酸洗工藝之前或者同時(shí)進(jìn)行的工藝。在金屬加工工業(yè)中，清除這些氧化物是重要的，因?yàn)樗鼈兊拇嬖趯?duì)于向工件的表面粘結(jié)、涂鍍、或者層壓附加材料層的性能會(huì)產(chǎn)生不良的影響。
當(dāng)前超聲波清洗是通過(guò)把工件置于受到20-40kHz的低頻振動(dòng)的清洗溶液中進(jìn)行的。由于這些振動(dòng)的結(jié)果，在溶液中形成稱為空穴的氣泡。這些空穴膨脹直到達(dá)到它們破裂的諧振尺寸。空穴的破裂產(chǎn)生很高的局部壓力和溫度并在清洗溶液內(nèi)產(chǎn)生沖擊波。這些高壓和溫度區(qū)域形成以及沖擊波的產(chǎn)生的聯(lián)合作用擦洗掉或者至少使得工件表面上的污染松動(dòng)。
一種這類超聲波清洗系統(tǒng)在德國(guó)專利申請(qǐng)第27 00 09.6號(hào)中被透露。這一文獻(xiàn)描述了一種超聲波清洗系統(tǒng)，其中使用了60到300cm長(zhǎng)的圓柱體外形的換能器以便在充有清洗溶液的槽中產(chǎn)生超聲波。英國(guó)專利第1,591,197號(hào)和美國(guó)專利第4,401,479透露了怎樣使用圓柱體換能器產(chǎn)生聲波以清洗連續(xù)運(yùn)動(dòng)著的金屬線材或者帶材。英國(guó)專利申請(qǐng)第2 030 599描述了一個(gè)超聲波清洗系統(tǒng)，其中工件置于同位于槽內(nèi)的超聲波換能器直接接觸。一旦這樣浸沒(méi)，通過(guò)它們的直接機(jī)械振動(dòng)并通過(guò)周圍清洗液的氣蝕污物就從工件清除掉。
雖然當(dāng)前的超聲波清洗系統(tǒng)已經(jīng)證明在許多場(chǎng)合是有效的，但它們并不是沒(méi)有限制的。例如在線材工業(yè)中，多根平行的線材常常同時(shí)從同一坯料產(chǎn)生。必須設(shè)置分開(kāi)的超聲波換能器系統(tǒng)以產(chǎn)生清洗每股線材所必須的聲波。迄今已經(jīng)證明，設(shè)置所需的各自分開(kāi)的換能器即是困難的也是耗費(fèi)的。而且，在這些線材需要被清洗時(shí)，它們相當(dāng)快速地穿過(guò)，例如速度達(dá)到每分鐘50-600英尺或者更高。為了以超聲波清洗這些線材，通常必須將它們浸沒(méi)在振動(dòng)的溶液中達(dá)到延長(zhǎng)的時(shí)間量。鑒于這些線材運(yùn)動(dòng)的速率，于是就必須把它們浸沒(méi)在相當(dāng)長(zhǎng)的槽中以便保證它們被徹底地清洗。超聲波清洗系統(tǒng)的另一個(gè)缺點(diǎn)是，或者是換能器本身，或者是換能器與補(bǔ)償反射器的結(jié)合完全覆蓋了要被清洗的工件。這使得觀察和修理工件的破損情形諸如線材破損很是困難。
鑒于與超聲波清洗系統(tǒng)相關(guān)的困難情形，已經(jīng)試圖尋求替代的清洗系統(tǒng)。已經(jīng)試圖使用包含提高了溫度的有機(jī)溶劑的槽形清洗系統(tǒng)。這些系統(tǒng)的某些缺點(diǎn)包括必須制作大尺寸的槽，具有很高的操作成本，以及產(chǎn)生必須仔細(xì)加以處理的廢水，而這樣的處理是昂貴的。
于是，本發(fā)明是一種能夠很好適用于清洗和/或進(jìn)而處理諸如新成形的線材等壓延的金屬工件的超聲波振蕩器。本發(fā)明的超聲波振蕩器包括在其中處理工件的槽；槽中的液體，其中槽充以液體達(dá)到工件被該液體浸沒(méi)的點(diǎn)；一個(gè)或者多個(gè)聚焦的超聲波換能器，這些換能器的設(shè)置使得產(chǎn)生向工件聚集并聚焦在工件上的超聲波；以及用于激勵(lì)換能器使得它們以相當(dāng)高的頻率振動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電路。
本發(fā)明的另一特點(diǎn)在于，振蕩器的構(gòu)造使之具有座落在一個(gè)收集槽中的一個(gè)開(kāi)放的第一溢流槽。該換能器安裝在溢流槽中。一個(gè)泵送系統(tǒng)連接這些槽使得流過(guò)溢流槽端頭的液體容納在收集槽中，并被泵送回溢流槽中。工件通過(guò)溢流槽的開(kāi)放端。泵送系統(tǒng)的作用保證了在工件通過(guò)溢流槽移動(dòng)時(shí)，工件保持由超聲振動(dòng)的液體浸沒(méi)。
雖然很明顯，本發(fā)明的超聲波振蕩器可用來(lái)促進(jìn)工件的清洗，它也可用來(lái)產(chǎn)生鄰近工件的紊動(dòng)液流以便完成其它任務(wù)。例如，本發(fā)明的超聲波振蕩器可用來(lái)產(chǎn)生鄰近工件的紊動(dòng)液流以便促進(jìn)工件的電洗或者電鍍。
本發(fā)明以上及其它特點(diǎn)由參照說(shuō)明書(shū)及附圖可以理解，這些附圖中

圖1是本發(fā)明的超聲波振蕩器一種形式的縱向剖視圖；圖2是圖1的超聲波振蕩器的橫向伸展局部剖視圖；圖3是表示換能器與相關(guān)的線材工件的關(guān)系的透視圖；圖4是本發(fā)明的另一超聲波振蕩器縱向伸展視圖；圖5是圖4的換能器與相關(guān)的線材工件的關(guān)系的透視圖6是圖4的超聲波振蕩器橫向伸展的、局部剖視圖；圖7是本發(fā)明的又一超聲波振蕩器的橫向伸展的縱向局部剖視圖；以及圖8是本發(fā)明設(shè)計(jì)作為電洗系統(tǒng)或者電鍍系統(tǒng)的另一種超聲波振蕩器的局部剖視圖。
圖1和2表示根據(jù)本發(fā)明所構(gòu)造的用于清洗諸如一股線材的工件12的基本型超聲波振蕩器10。振蕩器10包括工件12通過(guò)其穿行而座落在一個(gè)較大的第二收集槽16的一個(gè)第一溢流槽14。參見(jiàn)圖1明顯可見(jiàn)，溢流槽14位于收集槽16之內(nèi)，使得溢流槽14的頂壁伸出在收集槽16的頂部之上。參見(jiàn)圖2可見(jiàn)，溢流槽是由僅表示出一個(gè)的一對(duì)端壁形成的，其形成具有缺口21，工件12通過(guò)該缺口緊靠收集槽16的頂部之上移動(dòng)進(jìn)入或者移動(dòng)出槽14。未示出的諸如一對(duì)導(dǎo)輥的懸掛組件位于振蕩器的兩側(cè)，保持工件12穩(wěn)定使得該工件沿著一般為一直線行進(jìn)的通路穿過(guò)溢流槽14。該懸掛組件還保持工件穩(wěn)定使得它不會(huì)接觸形成缺口21的溢流槽端壁20的邊緣。
槽14與16充以水之類的清洗溶液22。通常，溢流槽14中的清洗溶液從端壁缺口21流出并流入下面的收集槽16。裝設(shè)泵送系統(tǒng)23以便使得清洗溶液反復(fù)循環(huán)，從而使得在工件12通過(guò)溢流槽14時(shí)它浸沒(méi)在清洗溶液之中。泵送系統(tǒng)23包括一個(gè)與收集槽16的底板中的排水孔25連接的排出管路24。排出管路24的相反一端連接到強(qiáng)制溶液22通過(guò)返回管路27的泵26。該返回管路形成帶有緊靠溢流槽14的頂部的釋放端口28。具體而言，泵26的選擇及端口28位置的設(shè)置，要使得當(dāng)清洗溶液22返回溢流槽14時(shí)，溶液要實(shí)際上浸沒(méi)正在穿過(guò)槽14的工件12。雖然圖1與2示出溢流槽的一個(gè)實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)理解，也可以設(shè)計(jì)出允許線材快速運(yùn)動(dòng)并保持線材浸沒(méi)狀態(tài)的其它實(shí)施例。
溢流槽14具有規(guī)定了一開(kāi)口31的底板或底部29。一超聲波換能器30密封地設(shè)置在槽底部29的底板表面，使其位于開(kāi)口31之下。在圖2明顯可見(jiàn)，槽14還形成有側(cè)壁33，其中之一可形成有開(kāi)口32。第二個(gè)超聲波換能器34固定在側(cè)壁33的外側(cè)使之覆蓋開(kāi)口32?？梢曰蛘呤褂靡粋€(gè)底板換能器，一個(gè)側(cè)壁換能器或者兩者都使用。
例如，換能器30與34由壓電、壓磁或者電磁材料形成，使得當(dāng)從信號(hào)產(chǎn)生器36向它們供以驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，它們產(chǎn)生超聲波。換能器30與34一般是產(chǎn)生向內(nèi)聚集的超聲波的類型。本發(fā)明的這一特點(diǎn)由圖3表示，該圖描繪了作為具有拋物截面輪廓的換能器30。由于換能器30具有伸長(zhǎng)的形狀，該換能器振動(dòng)的結(jié)果所產(chǎn)生的超聲波沿著延伸的聚焦直線而聚集。如同圖3進(jìn)一步的表示那樣，工件12在槽中的配置使得它行進(jìn)的通路基本與兩個(gè)換能器30與34的聚焦直線相交。雖然圖3示出拋物形換能器，典型的實(shí)施例可以包括如圖1和2，以及圖5所示的圓形、扁平形換能器。這種“扁平”換能器仍然能夠產(chǎn)生聚集的并基本是聚焦的波束。
本發(fā)明的超聲波振蕩器10用來(lái)在工件通過(guò)溢流槽14時(shí)通過(guò)激勵(lì)換能器30和34清洗工件12。換能器30和34的振動(dòng)引發(fā)溶液22中的高頻超聲波。在本發(fā)明的一個(gè)具體類型中，激勵(lì)換能器以100kHz到6MHz并特別是在500kHz到3MHz之間的頻率振動(dòng)。如箭頭36(圖3)所示，清洗溶液中所產(chǎn)生的超聲波向內(nèi)聚集到工件12穿過(guò)的通路上。因而，清洗溶液22中所形成的波的最大加速度是在工件12的外表面鄰域。這一快速的、換能器引發(fā)的清洗溶液22的紊動(dòng)使得固體和半固體的污物從工件12的表面松動(dòng)和脫落。其結(jié)果，工件帶有相對(duì)清潔的表面離開(kāi)振蕩器10。
由于超聲波的聚焦與工件12的行進(jìn)通路相交，故清洗溶液22有效地清洗掉工件的污物。為了徹底地清洗工件12不必暴露在振蕩的清洗溶液中延長(zhǎng)的時(shí)間周期。于是，這一振蕩器10很適合于清洗快速移動(dòng)的工件12，諸如新成形的線材段，因?yàn)楣ぜ恍杞](méi)在總長(zhǎng)相當(dāng)短的槽中。例如，以大約每秒5英尺速率移動(dòng)的線材只需浸沒(méi)在被振蕩的清洗溶液中大約1至2秒鐘。這樣，為了徹底地被清洗，線材工件12只需穿過(guò)根據(jù)本發(fā)明的振蕩器10所構(gòu)造的大約為0.5到1.0英尺長(zhǎng)的溢流槽14。
本發(fā)明的又一特點(diǎn)在于，由于清洗溶液22運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度，沒(méi)有必要以周圍大量的清洗溶液22環(huán)繞工件12。在本發(fā)明的最佳實(shí)施例中，工件可在充到六英寸或者更少的深度的清洗溶液的溢流槽14中清洗，并特別地，在通常具有兩英寸或者更少的清洗溶液的槽14中清洗。需要的清洗溶液22小的深度以及相對(duì)短的溢流槽14的總長(zhǎng)保持了充滿該槽所需的清洗溶液22的體積為最小。由于本發(fā)明的振蕩器10只需要少量的清洗溶液22，相應(yīng)地降低了供給、復(fù)循環(huán)及過(guò)濾溶液的成本。
本發(fā)明的超聲波振蕩器10的又一特點(diǎn)在于，換能器30和34不是完全環(huán)繞相關(guān)的工件12的，于是換能器不必裝設(shè)補(bǔ)償波反射器。于是工件12在其通過(guò)振蕩器10時(shí)保持暴露狀態(tài)，從而便于對(duì)其視覺(jué)監(jiān)視，并在分離或者斷開(kāi)情形時(shí)易于修整。
振蕩器10的又一特點(diǎn)在于，工件12直接通過(guò)缺口21進(jìn)入和離開(kāi)浸沒(méi)槽，即溢流槽14。為了工件浸沒(méi)或者從槽中移出，不必穿過(guò)非直線通路。因而，免除了為了進(jìn)行超聲波清洗所需要的任何對(duì)于工件的彎曲。這一特點(diǎn)還免除了需要通過(guò)配備在槽壁上的密封物而引導(dǎo)工件進(jìn)入槽或者移出槽。免除了這種密封物就免除了在密封磨損或者當(dāng)輸送不同直徑的工件通過(guò)振蕩器10時(shí)必須更換這些密封物。而且，由于工件不需要通過(guò)密封物，其穿過(guò)的速率不會(huì)被降低，也不會(huì)由于在它與密封物摩擦?xí)r會(huì)因摩擦接觸而發(fā)生斷裂。
圖4-6表示本發(fā)明的另外的超聲波振蕩器40。振蕩器40包括工件12所穿過(guò)的槽42。槽42在結(jié)構(gòu)上與先前描述的溢流槽14類似，并座落在一個(gè)未示出的收集槽中，該收集槽在結(jié)構(gòu)和功能上類似于前述的收集槽16。槽40充以清洗溶液22。從圖4明顯可見(jiàn)，槽42具有一個(gè)機(jī)座即底板43，該底板形成有數(shù)個(gè)縱向隔開(kāi)的開(kāi)口44。各個(gè)超聲波振蕩器46設(shè)置在每一開(kāi)口44之下的底板43的下表面。
換能器46為圓形，并且其類型為產(chǎn)生聚集到一個(gè)焦點(diǎn)的超聲波。如圖5的圖示，其中換能器表示為具有拋物面的形狀，該換能器固定在槽42上使得其焦點(diǎn)總是與工件12通過(guò)槽42的通路相交。
從圖6可見(jiàn)，超聲波振蕩器40還設(shè)計(jì)為可同時(shí)清洗多個(gè)工件12。每一工件沿著穿過(guò)槽的各個(gè)通路穿行，穿過(guò)的各個(gè)通路一般為彼此隔開(kāi)的平行線的形式。槽42是這樣形成的，使得有數(shù)個(gè)橫向隔開(kāi)的開(kāi)口44，在每一工件12的穿過(guò)通路下面有一組開(kāi)口。分開(kāi)的直線地對(duì)準(zhǔn)的換能器46設(shè)置在槽底板43的下表面，每一個(gè)開(kāi)口44之有下一個(gè)。
為了將清洗溶液22從槽42溢流到輔助的收集槽的速率減小到最小，槽42包含一對(duì)形成有多個(gè)缺口47相對(duì)的端壁45，各個(gè)工件通過(guò)這些缺口進(jìn)入和離開(kāi)該槽。端壁45的形狀使得缺口47與固定在槽42的底板43上的換能器46對(duì)準(zhǔn)。
本發(fā)明的超聲波振蕩器40的圓形換能器46產(chǎn)生聚集在工件12穿過(guò)的通路上分開(kāi)的各點(diǎn)或者小區(qū)域上很強(qiáng)的超聲波。這些聚焦區(qū)域附近的清洗溶液22中所引發(fā)的運(yùn)動(dòng)位于工件外表面的周圍。結(jié)果，清洗溶液22對(duì)工件12進(jìn)行了非常強(qiáng)烈的清洗作用，這有力地使得污物從工件外表面松動(dòng)并脫落。
本發(fā)明的這種形式的超聲振蕩器40還能夠以振蕩器的整體尺寸和成本有限的增加而同時(shí)清洗多個(gè)工件12。特別，當(dāng)振蕩器用來(lái)清洗多個(gè)線材工件12時(shí)，各個(gè)線材只需放置在槽42中，使得它們的穿過(guò)的各個(gè)通路彼此僅僅分開(kāi)大約0.5到1.0英寸。
圖7示出本發(fā)明的另一個(gè)超聲波振蕩器50。振蕩器50包括上面對(duì)于超聲波振蕩器40說(shuō)明過(guò)的基本槽42。本發(fā)明的這一形式中，換能器46設(shè)置在粘合或者固定在槽底板43的下表面上的隔膜52的下表面。
圖8示出用于諸如電洗或者電鍍工件12的電解質(zhì)用途的另一種超聲波振蕩器60。振蕩器60與前面所述的槽42結(jié)合。電解電極62通過(guò)支架64設(shè)置在槽42的側(cè)邊。振蕩器60還包括業(yè)內(nèi)所熟知的用于向各個(gè)工件12施加電壓的電刷系統(tǒng)及其它裝置，電刷系統(tǒng)未示出。當(dāng)振蕩器60用來(lái)電洗工件12時(shí)，槽42充以諸如鹽水之類的液體63，該液體除了具有所需要的清洗功能之外還起到電解質(zhì)的作用。電源66用來(lái)形成工件12與電極62之間的電壓。
換能器46與電解質(zhì)63通過(guò)密封隔盒68絕緣以防止它們被電解質(zhì)侵蝕。隔盒68裝設(shè)在槽底板43的底部。該換能器裝設(shè)在座落于隔盒68的底部的支撐托盤59上。隔盒68中沒(méi)有被換能器46占據(jù)的空間被充以蒸餾水或者油之類的液體70，該液體具有能夠起到介質(zhì)的作用的所需性質(zhì)，通過(guò)它換能器的運(yùn)動(dòng)可通過(guò)隔盒68的壁傳播并進(jìn)到電解質(zhì)溶液63。
超聲波清洗振蕩器60的優(yōu)點(diǎn)在于，密封隔盒68徹底防護(hù)了包含在其中的換能器46。而且，在工件被電洗時(shí)，振蕩器60在工件12鄰域中形成紊動(dòng)。一同進(jìn)行這些工藝的優(yōu)點(diǎn)在于，電洗和清洗作用均能夠被工件鄰域中的電解清洗液63的攪動(dòng)加強(qiáng)。
振蕩器60還可用于促進(jìn)工件12的電鍍。當(dāng)振蕩器60用于這一工藝時(shí)，槽42充以與前述電解質(zhì)相反的電鍍?nèi)芤骸ｋ婂冇赏瑫r(shí)起動(dòng)電源66以建立工件12與電極62之間的電壓，同時(shí)激勵(lì)換能器46進(jìn)行。在電鍍過(guò)程中工件12鄰域中紊動(dòng)液流的產(chǎn)生向工件的表面增加了含金屬離子的流動(dòng)。這有助于改進(jìn)電沉積的質(zhì)量并增加電沉積的速度超過(guò)通常的水平。
應(yīng)當(dāng)理解，以上所述僅僅是為了說(shuō)明的目的。顯然對(duì)于本發(fā)明可作出已有的一些或者全部其優(yōu)點(diǎn)的各種修改型和變化。例如，在本發(fā)明的一些形式中，溢流槽的端壁可以不具有所示的V-形缺口。例如，在本發(fā)明的一些形式中，系統(tǒng)的端壁可以形成為具有直徑實(shí)際上大于工件直徑的開(kāi)口，該開(kāi)口作為工件引入和抽出該振蕩器所通過(guò)的端口。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于它減少了液體流出溢流槽并流入收集槽的速率。
而且，振蕩器的一些形式可以只具有單個(gè)槽。在本發(fā)明的這些形式中，將必須通過(guò)在槽的側(cè)面中所形成的密封或類似的元件把工件引入槽，或者通過(guò)把工件浸入槽頂部，穿過(guò)槽縱向移動(dòng)工件使之與換能器(多個(gè))聚焦點(diǎn)(多個(gè))相交，并然后將其移出槽的頂部。在本發(fā)明的后面這些形式中，可能希望裝設(shè)帶有用來(lái)導(dǎo)向工件的一組輥軸的振蕩器，使得工件沿與換能器焦點(diǎn)相交的行進(jìn)通路行進(jìn)?？商峁┍景l(fā)明的其它形式，其中裝有臺(tái)架或者支架以支撐工件基本上在一個(gè)固定的位置，該位置與由換能器在清洗溶液中所產(chǎn)生的超聲波聚集的區(qū)域相交。還有可能希望裝設(shè)一個(gè)或者多個(gè)移動(dòng)的換能器，這些換能器周期地聚焦聲波于圍繞工件外表面不同的位置。
在本發(fā)明的另外一些形式中，可能希望在槽內(nèi)設(shè)置加熱元件以提高清洗溶液的溫度增加其從工件松動(dòng)和分離污物的有效性。在本發(fā)明的一些形式中，可能僅需要裝設(shè)單一的加長(zhǎng)的換能器以充分清洗工件。而且應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，由本發(fā)明的振蕩器所進(jìn)行的清洗的實(shí)際類型可能視工件及浸沒(méi)工件的清洗溶液的性質(zhì)而有各種變化。例如，除了用于促進(jìn)工件的電洗和電鍍之外，振蕩器可用來(lái)幫助工件的電剝離，即去除導(dǎo)電固體物質(zhì)。還應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，可能有時(shí)本發(fā)明的振蕩器用于促進(jìn)工件的電洗或者電鍍時(shí)，其中諸如與工藝配合使用的電鍍?nèi)芤旱囊后w對(duì)換能器不能有不利的影響。在本發(fā)明的這些形式中，可能不需要或甚至不希望封閉隔膜中的換能器。
因而，所附權(quán)利要求的目的是為了在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神和范圍內(nèi)涵蓋所有那些變化和改形。
權(quán)利要求
1.一種用于使得工件受到紊動(dòng)液流作用的超聲波振蕩器，包括一個(gè)第一槽；配置在所述第一槽中的液體，其中在振蕩器操作中，工件浸沒(méi)在所述液體中；連接到所述第一槽從而與所述液體有機(jī)械聯(lián)系的一個(gè)換能器，所述換能器的結(jié)構(gòu)是在所述液體中產(chǎn)生超聲波，從而在鄰接工件的液體中產(chǎn)生紊流；以及連接到所述換能器用于引起所述換能器以至少100kHz的頻率振蕩的一個(gè)換能器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的超聲波振蕩器，其中超聲波一般聚集在工件的鄰域中。
3.如權(quán)利要求1所述的超聲波振蕩器，其中所述液體是適用于清洗工件的溶液，并且其中工件由液體的紊動(dòng)作用清洗。
4.如權(quán)利要求1所述的超聲波振蕩器，其中所述液體是一種電鍍?nèi)芤?，并且其中振蕩器包含用于產(chǎn)生工件與電極之間的電壓以便電鍍?cè)摴ぜ难b置。
5.如權(quán)利要求1所述的超聲波振蕩器，其中所述溶液是一種電解質(zhì)溶液，并且其中振蕩器包含用于產(chǎn)生工件與電極之間的電壓以便電洗該工件的裝置。
6.如權(quán)利要求1所述的超聲波振蕩器，其中工件是一種具有縱軸的壓延件的形式，并且所述換能器為具有縱軸的壓延件的形式帶有橫向伸展的截面的輪廓，使得在所述液體中所產(chǎn)生的所述波沿聚焦直線聚集；所述換能器在上述槽中的成形和配置使得所述波的聚焦直線基本上與工件在上述槽中所處的選定位置重合。
7.如權(quán)利要求1所述的超聲波振蕩器，其中所述第一槽是一溢流槽，所述溢流槽具有一對(duì)端壁，所述端壁形成有工件通過(guò)其引入并移出所述溢流槽的缺口，所述端壁的成形使得工件引入和移出所述溢流槽實(shí)際上不與所述端壁接觸，并且所述振蕩器還包括一個(gè)位于所述溢流槽之下的第二槽，即收集槽，并且其配置使得能接收從所述溢流槽流出的所述液體；以及連接在所述收集槽和所述溢流槽之間的一個(gè)泵送系統(tǒng)，用于從所述收集槽向所述溢流槽返回所述液體，所述泵送系統(tǒng)具有釋放端口，其位置使能釋放所述液體而使得所述工件浸沒(méi)在所述液體中。
8.如權(quán)利要求1所述的超聲波振蕩器，其中工件是一種沿通過(guò)所述溢流槽的行進(jìn)通路而移動(dòng)的壓延件的形式，并且所述換能器為伸長(zhǎng)件的形式，該換能器在所述液體溶液中產(chǎn)生超聲波沿一聚焦直線聚集，并且所述換能器固定在所述溢流槽使得所述波的聚焦直線實(shí)際上與工件穿行的所述通路重合。
9.如權(quán)利要求1所述的超聲波振蕩器，其中工件是一種沿通過(guò)所述液體溶液行進(jìn)通路而移動(dòng)的壓延件的形式，并且所述振蕩器還包括多個(gè)換能器，所述換能器的類型為在所述液體溶液中產(chǎn)生在一聚焦點(diǎn)聚集的超聲波，并且所述換能器固定在所述溢流槽使得所述波的聚焦點(diǎn)實(shí)際上與工件穿行的所述通路重合。
10.如權(quán)利要求9所述的超聲波振蕩器，其中所述換能器的配置使得所述波的聚焦點(diǎn)與沿工件的所述行進(jìn)的通路上的間隔開(kāi)的點(diǎn)重合。
11.如權(quán)利要求8所述的超聲波振蕩器，其中所述換能器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使得所述換能器以500kHz到3MHz之間的頻率振蕩。
12.如權(quán)利要求9所述的超聲波振蕩器，其中所述換能器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使得所述換能器以500kHz到3MHz之間的頻率振蕩。
13.一種用于使得工件受到紊動(dòng)液流作用的超聲波振蕩器，所述工件沿著預(yù)先設(shè)置的行進(jìn)通路移動(dòng)，所述振蕩器包括一個(gè)溢流槽，所述溢流槽具有一對(duì)端壁，所述端壁形成有開(kāi)口，當(dāng)工件沿著行進(jìn)通路移動(dòng)時(shí)工件通過(guò)該開(kāi)口引入并移出所述溢流槽，所述端壁的成形使得工件沿著行進(jìn)通路移動(dòng)實(shí)際上不與所述端壁接觸；適用于配置在所述溢流槽中的一種液體，所述液體具有足夠的體積以便實(shí)際上浸沒(méi)工件并通過(guò)所述端壁開(kāi)口流出所述溢流槽；至少一個(gè)換能器固定在所述溢流槽上以超聲波振蕩其中所述液體；一個(gè)位于所述溢流槽之下的收集槽，并其配置使得能接收從所述溢流槽端壁開(kāi)口流出的所述液體；以及連接在所述收集槽和所述溢流槽之間的一個(gè)泵送系統(tǒng)，用于從所述收集槽向所述溢流槽返回所述液體，所述泵送系統(tǒng)具有釋放端口，其配置使能釋放所述液體而使得連續(xù)浸沒(méi)工件在所述液體中。
14.如權(quán)利要求13所述的超聲波振蕩器，其中所述溢流槽的所述端壁成形為確定了開(kāi)放端的開(kāi)口。
15.一種使得壓延的金屬工件經(jīng)受紊動(dòng)液流作用的方法，包括以下步驟在一種液體溶液中浸沒(méi)工件，沿著預(yù)選的行進(jìn)通路移動(dòng)工件通過(guò)所述溶液，并從所述溶液移出工件；以及在所述溶液中當(dāng)工件通過(guò)所述清洗溶液時(shí)產(chǎn)生超聲波，所述超聲波的產(chǎn)生使得向至少沿所述工件的行進(jìn)通路的一個(gè)點(diǎn)聚集，并且產(chǎn)生的超聲波具有至少500kHz的頻率，使得所述波引起鄰接工件的所述液體中的紊動(dòng)液流。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中產(chǎn)生所述的超聲波使得沿著實(shí)際上對(duì)應(yīng)于工件行進(jìn)的所述直線的一條聚焦線聚集。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其中在所述槽的兩個(gè)位置產(chǎn)生所述的超聲波，并且產(chǎn)生的超聲波使得聚集到所述槽中至少在兩個(gè)間隔開(kāi)的聚焦點(diǎn)，每個(gè)聚焦點(diǎn)位于實(shí)際上對(duì)應(yīng)于工件行進(jìn)的所述通路的位置上。
18.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述液體為一種電解質(zhì)溶液，并還包括形成工件與同所述電解質(zhì)溶液接觸的一個(gè)電極之間的電壓的步驟，以便電洗該工件。
19.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述液體為一種電鍍?nèi)芤?，并還包括形成工件與同在所述電鍍?nèi)芤褐械囊粋€(gè)電極之間的電壓的步驟，以便電鍍?cè)摴ぜ?br> 20.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述液體為一種用于清洗工件的溶液，并且超聲波產(chǎn)生工件的清洗作用。
全文摘要
本發(fā)明為一種用于在諸如新成型的線材股等壓延金屬工件的鄰域中產(chǎn)生紊動(dòng)的超聲波振蕩器。該系統(tǒng)包括充以清洗溶液的槽。工件被引入該槽沿預(yù)定的行進(jìn)通路移動(dòng)。在槽中配置一個(gè)或者多個(gè)換能器以在清洗液中產(chǎn)生超聲波。換能器的構(gòu)形和間隔使得振蕩的聚焦點(diǎn)實(shí)際上與工件行進(jìn)通路重合。換能器由信號(hào)產(chǎn)生器驅(qū)動(dòng)而引起換能器以0.5至3.0MHz之間的頻率振蕩。換能器的振蕩產(chǎn)生超聲波可用于從工件表面清除污物。
文檔編號(hào)C25D5/20GK1135774SQ94194259
公開(kāi)日1996年11月13日 申請(qǐng)日期1994年11月17日 優(yōu)先權(quán)日1993年11月23日
發(fā)明者穆罕默德·瑪奇·阿-吉波里, 里查德·R·泰姆威爾 申請(qǐng)人:動(dòng)力有限公司