Ультразвуковая центрифуга

 

Использование: разделение на фракции сыпучих, жидких и газообразных сред. Сущность изобретения: барабан ультразвуковой центрифуги выполнен в виде пьезокерамического резонатора, на внутренней и внешней поверхности которого размещены полосковые электроды. Один конец резонатора посредством пьезокерамического кольца жестко закреплен на корпусе, а на другом конце резонатора установлено кольцо с выводными отверстиями, выполненное из звукопоглощающего материала. Электроды объединены в две системы для подключения к источнику переменных напряжений, сдвинутых по фазе на nil. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s»s В 05 В 5/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4675396/13 (22) 12.01.89 (46) 30.04.92. Бюл. гв 16 (71) Институт автоматики АН КиргССР (72) Ю.Ф.Милованов и А.А.Рыбакова (53) 66.067.57 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

No 490503, кл. В 04 В 5/10, 1973. (54) УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ЦЕНТРИФУГА (57) Использование: разделение на фракции сыпучих, жидких и газообразных сред. Сущность изобретения: барабан ультразвуковой центрифуги выполнен в виде пьезокерамиИзобретение относится к технологическим процессам, в частности к центрифугам, и может быть использовано для разделения на фракции сыпучих, жидких и газообразных сред.

Известно использование центрифуг для разделения сред на фракции с механическим приводом барабана, поэтомудля измерения их технических и эксплуатационных ха ра ктер исти к и ри ходится и ри бегать к допол нительн ым конструктивным проработкам.

Недостатками данных центрифуг является их низкая долговечность и высокое энергопотребление.

Наиболее близкой по технической сущности является центрифуга также.с механическим приводом барабана, в которой имеется цилиндрический корпус и барабан с приводом.

„„ 4 ÄÄ 1729606 А1 ческого резонатора, на внутренней и внешней поверхности которого размещены полосковые электроды. Один конец резонатора посредством пьезокерамического кольца жестко закреплен на корпусе, а на другом конце резонатора установлено кольцо с выводными отверстиями, выполненное из звукопоглощающего материала. Электроды объединены в две системы для подключения к источнику переменных напряжений, сдвинутых по фазе на

x/2. 6 ил.

Недостатки такой центрифуги заключаются в том, что наличие вращающихся частей в конструкции снижает ее долговечность, как в целом всего класса устройств такого типа и увеличивает энергопотребление.

Цель изобретения — повышение надежности и снижение энергоемкости.

Поставленная цель достигается за счет использования вращающегося ультразвукового поля, Это свойство реализовано тем, что в конструкции барабан и привод бараба° на совмещены и выполнены в виде пьезокерамического резонатора цилиндрической формы, поляризованного тангенциально.

На внутренней и внешней поверхностях резонатора вдоль его оси размещены металлические полосковые электроды, количество которых равно 2m, где m — четное число не менее 4. Один конец резонатора закреплен жестко в корпусе посредством пьезокера1729606 мического кольца с металлическими элект- дреустанавливаетсяультразвуковая вращародами на торцовых поверхностях. Свобод- ющаяся волна, мгновенная картина которой ный конец резонатора охвачен кольцом из показана на фиг. 2 в случае четырехэлектзвукопоглощающего материала с выводны- родного резонатора и на фиг. 5 — в случае ми диаметрально-противоположными от- 5 восьмиэлектродного резонатора. Ультраверстиями, направленными по касательной. звуковая волна создает внутри цилиндричеЭ ектроды на поверхности резонатора че- ского резонатора ультразвуковое рез один объединены в две системы, под- вращающееся поле, которое увлекает за сключенные к источнику переменных бой среду и раскручивает ее. B результате напряжений, сдвинутых по фазе íà zt /2. B 10 действия центробежных сил раскручиваеотдельно взятой системе электроды соеди- мая среда делится на фракции. При этом нены между собой последовательно. крупная фракция сосредотачивается у стеНа фиг. 1 представлен общий вид цент- нок цилиндра. Одновременно в пьезокерарифуги; на фиг. 2 — то же, разрез; на фиг. 3 мическом крепежном кольце возбуждаются — схема соединения электродов между со- 15 толщинные колебания, которые передаются бой и подключения ее к источнику питания стенкам цилиндрического резонатора, возие изгибные волны на примере пьезокерамического резонато- буждая в них бегущие и ги ет рыщя полосковыми электродами на вдоль стенки цилиндра. С одновременным внутренней и внешней поверхностях цилин- разделением на фракции сред р щдра; на фиг. 4 — передача толщинных коле- 20 ется в объеме по спирали и, дойдя до звукобаний кольца крепления цилиндра в поглощающего кольца, выталкивается в корпусе в изгибные колебания стенок ци- специальные отверстия 7. Скорость вращет аектория движения разделяе- ния ультразвукового поля определяется комой на фракции среды; на фиг. 5 и 6 — схема личеством электродов, нанес ь соединения между собой электродов, под- 25 боковую поверхность цилиндра. Так, в частключение их к источнику питания, а также ности для резонатора из пьезомассы типа мгновенная картина деформации цилиндра PZT — 4 при соотношении размеров / лектродами на поверхности. где Н вЂ” высота цилиндоа; D — диаметр цис восемью эл

Предлагаемая центрифуга представля- линдра; при D = 3. м в случ ет собой пьезокерамический резонатор 1 в 30 электродов резонансная частота 1 = 11 10 виде цилиндра, поляризованного тангенци- Гц. При возбуждении в резонаторе колебаально (направление поляризации р показа- ний типа n = 2, т.е. вдоль окружности уклано на фиг. 1 стрелками). На внутренней и дывается две волны, частота вращения внешней поверхности цилиндра на равном составляет вlп = 31.10 рад/с. с о нии друг от друга нанесено четное 35 Предлагаемую конструкцию центрифу2гп = 8 количество электродов 2, охватываю- ги выгодно отличает отсутствие д ущ расстоянии д виж их щих стенку цилиндра кольцом. Электроды ся частей, что обуславливает как соединены в две системы, подключенные к надежность устройства, так и незначительисточнику переменных напряжений, сдви- ную потребность в электроэнергии для раснутых по фазе на угол л /2. В системы объ- 40 кручивания среды. единены отдельно четные и нечетные Формула изобретения электроды, причем внутри системы электро- Ультразвуковая центрифуга, содержады соединены между со ой ч собой через один по- щая цилиндрические корпус и барабан, отследовательно. Цилиндр . Ц р одним концом л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышежестко закреплен в корпусе 3 посредством 45 ния надежности и снижения энергоемкости пьезокерамического кольца а 4 поляризо- за счет использования вращающегося ультванного потолщине, на торцовых поверхно- развукового поля, барабан выполнен в виде стях которого нанесены и е полосковые пьезокерамического резонатора, поляризоэлектроды 5. Свободный конец цилиндра ванного тангенциально, на внутренней и охвачен кольцом 6 из звукопоглощающего 50 внешней поверхности резонатора вдоль его снабженным выводными отвер- оси размещены полосковые электроды, коматериала, сна жен н 2m г е m — четное

7 направленными по касательной в личество которых равно, гд диа метр ал ь но и рати воположн ых точках. число не менее 4, один конец р р к езонато а

Центрифуга работает следующим обра- жестко закреплен в корпусе посредством

55 пьезокерамического кольца с металличеОт источника переменных напряжений, скими электродами на торцевых поверхносдвинутых íà X воз у

/2, збуждающее напря- стях, свободный конец резонатора охвачен жение подается одновременно н ч о на четные и кольцом из звукопоглощающего материала, нечетные электроды. результ . B тате в цилин- с выводными диаметрально-противополож1729606 ными отверстиями, направленными по касательной, причем электроды на поверхности резонатора через один объединены в две системы для подключения к источнику переменных напряжений, сдвинутых по фазе на к/2, а в системах электроды соединены между собой последовательно.

1729606. 1729606

Фиг. б