Левитационная установка

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 С 03 В 19/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ц," l3

БНЬЛМО ЮЫ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3822609/29-33 (22) 11.12.84 (46) 30.07.86. Бюл. Ф 28 (71) Акустический институт им.акад.Н.Н.Андреева (72) А.Я.Снытко и M.Ã. Сиротюк (53) 666.1.037.97(088.8) (56) Whymark R.R. Acoustic field

positioning for containerless processing-Ultrasonics, 1975, 13,6, р. 251-261. (54) (57) ЛЕВИТАЦИОННАЯ УСТАНОВКА, содержащая заполненную рабочей средой нагревательную камеру с электродинамическим излучателем ультразвука в днище, акустический отражатеЛь, теп„„SU„„1247356 А 1 ловой экран между ними, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения производительности эа счет снижения потерь акустической энергии на тепловом экране, тепловой экрай выполнен в виде цилиндра из теплопроводного материала со сквозными цилиндрическими отверстиями, оси которык параллельны оси цилиндра, диаметры отверстий и толщина их стенок выполнены меньше половины длины волны звука в рабочей среде, обращенной к излучателю, торец экрана выполнен сферически выпуклым, торец, обращенный к отражателю, и торец излучателя выполнены сферически вогнутыми.

1 12

Изобретение относится к промышленности строительства и стройматериа-, лов, к стекольному производству для бесконтейнерной плавки и кристаллизации материалов и может .быть использовано для безтигельной плавки, . например, для получения оптических стекол. Фиксация (левитация) образцов материалов в газовой среде, нагретой . до высоких температур, происходит в поле стоячей волны между излучателем звуковых волн и отражателем за счет радиационного давления, Размеры левитирующих образцов определяются длиной волны, а их вес — интенсивностью излучения. Цель изобретения — повышение производительности за счет снижения потерь акустической энергии на тепловом экране.

На чертеже представлено устройство левитационной установки.

B нагревательной камере 1 между резонансным электродинамическим излучателем 2 и отражателем 3 находится нагреватель 4 для расплавления левитируемого объекта 5, находящегося в фокальной области сходящегося акустического фронта волны. Торцы излучателя 2 для получения сходяще.гося фронта выполнены: верхний— сферически вогнутым, нижний — сферически выпуклым. Между излучателем 2 и нагревателем 3 размещен тепловой экран 6, выполненный в форме металлического цилиндра, снабженного камерой 7 охлажде— ния, состоящей из радиаторов 8, в которые может поступать проточная жидкость.

Вдоль оси цилиндра выполнено множество сквозных цилиндрических каналов 9, диаметры которых менее половины длины волны звука в рабочей среде

10, заполняющей камеру 1..Торец теплового экрана 6, обращенный к излучателю 2, выполнен сферически выпуклым, а торец, обращенный к акустическому отражателю, и акустический отражатель 3 выполнены сферически вогнутыми. Тепловой экран 6 отделен от излучателя 2 тонким слоем газа 11, заполняющего камеру 1. Электродинамический излучатель 2 подключен к усилителю

12, работающему в режиме самовозбуждения при помощи емкостного датчика 13.

47356 2

Устройство работает следующим образом.

Электродинамический излучатель 2 совместно с усилителем-генератором 12 работает в автоколебательном режиме, поскольку он включен в цепь электромеханической, обратной связи между емкостным датчиком 13 и выходом усилителя-генератора 12, что позволяет

10 обеспечить поддержание интенсивных колебаний на резонансе излучателя 2 при изменении внешних условий (температуры, нагрузки).

Колебания торца излучателя 2 черезIS. воздушную прослойку 11 возбуждают продольные волны.в цилидрических каналах 9 внутри теплового экрана 6.

Поскольку диаметры отверстий в тепловом экране 6 меньше полуволны, то они

20 излучают звуковые волны подобно то чечным источникам. Малая в сравнении с длиной волны толщина стенок каналов способствует формированию волнового фронта, аналогично волновому фронту излучателя. Фазовые длины цилиндрических каналов 2 подобраны одинаковыми за счет изготовления входного торца теплового экрана выпуклым с тем же радиусом кривизны, как и вог30 нутого торца теплового экрана 6. Радиус кривизны выходного сферически вогнутого торца экрана подобран так, что волны, исходящие из отверстий каналов 9, фокусируются в точке, расположенной внутри нагревателя 4.

Таким образом, волновой фронт излучателя 1 переносится буз искажений независимо от длины теплового экрана 6, а затем концентрируется в фокальной области.

Регулируемое при помощи проточной воды охлаждение теплового экрана 6 вследствие. высокой его теплопроводности позволяет поддерживать температуру в слое 11, а следовательно, и вибратора 2 в необходимых пределах несмотря на нагрев газа в фокальной области до тысячи градусов и более.

При большом числе цилиндрических каналов акустический индекс теплового экрана очень мал, поэтому экран не оказывает существенного влияния на добротность и излучаемую энергию электродинамического излучате— ля.

1247356

Составитель Т. Парамонова

Редактор Н..Киштулинец Техред З.Чижмар Корректор А. Обручар

Заказ 4074/23 Тираж 457 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектыая, 4