Ультразвуковое устройство для создания вращательного движения

 

О П И С А Н И Е (111 472694

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союа Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) 3 аявлено 10.04.73 (21) 1906519, 18-10 с присоединением заявки _#_å (23) Приоритет

Опубликовано 05.06.75. Бюллетень М 21

Дата опубликования описания 01.09.75 (51) М, Кл. В 06Ь 1/00

Гасударственные комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 621.9.048.4.06 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения Л. М. Седлов, К. К. Медведев, В. И. Шапошников и E А. Кох (71) Заявитель (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УСТРОЙСТВО Д Я

ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИ)КЕН ИЯ

Изобретение относится к ультразвуковой тех нологии и может быть использовано для создания различных ультразвуковых технологических установок и механизмов, например, для перемешивания обрабатываемой ультразвуком жидкой среды.

Известно устройство, в котором осуществлено вращательное движение с помощью ультразвука, содержащее электромеханический преобразователь и примыкающую к нему рабочую камеру, выполненную в виде цилиндра, внутри которого расположены лопатки. В данном устройстве осуществлено вращение рабочего цилиндра за счет тангенциального воздействия на его наружную поверхность ультразвуковыми колебаниями.

Недостатком известного устройства является недостаточная эффективность вращения, вследствие чего, в нем используется контакт вращающегося рабочего цилиндра с электромеханическим преобразователем одновременно по большой поверхности, что вызывает значительные потери на трение.

С целью повышения эффективности вращения устройства за счет уменьшения потерь на трение в предлагаемом устройстве электромеханический преобразователь жестко прикреплен к рабочему цилиндру, лопатки жестко закреплены вокруг оси, образуя крыльчатку, а контактирующие с рабочим цилиндром повсрхности лопаток Одпружпнены под углом к позерхности рабочего цилиндра. Больш,!я эф1рективность вращения достигается благодаря тому, что лопатки снабжены с внутрен5 пей стороны звукоотражающими, а с внешней

CT0P0Iibl ЗВ 1 0110ГЛ01ЦЯ101ЦПМП НЯКЛЯДКЯМП, OCb крыльчатки смещена относительно осн рабочег0 цилиндра в направлснии к излучающей поверхности преобразователя и прн выборе коI0 личества лопаток таким, чтобы расстояние между контактирующими поверхностям п соседних лопаток было меньше линейного размера излучающей поверхности электромеханического преобразователя.

На фиг. 1 изображен общий вид предлагаемого устройства с цилиндрическим преобразователем и узел 1; на фиг. 2 — то же, со стержневым преобразователем и узел II.

20 Излучающая поверхность электромсхаьп1ческо! О преобразователЯ 1 жестко прпкрепл- 113 к рабочему цилиндру 2, внутри которого расположены лопатl и 3, жестко закрепленньlе вокруг оси 4, образуя крыльчатку, при этом

25 контактирующие с рабочим цилиндром поверхности 5 лопаток подпружинены под углом к поверхности рабочего цилиндра и снабжены с внутренней стороны звукоотражающей, а с внешней стороны звукопоглощаю1цей наклад3Q ками 6, 7.

472694

Устройство работает следующим образом.

От преобразователя 1 через рабочий цилиндр

2 ультразвуковые колебания передаются на наклонно подпружиненные контактирующие поверхности лопаток 3.

В полупериод движения колеблющейся !юверхности торца излучателя «вперед» контакты, двигаясь вместе с его поверхность!о, сжимают лопатки. В полупериод движения поверхности торца излучателя «назад» поверхность последнего быстро отходит от поверхности контактов, поскольку в результате высокой частоты ультразвуковых колебаний, время отхода поверхности излучателя заведомо меньше времени выпрямления подпружиненных лопаток. В результате этого контакты на некоторое время отрываются от поверхности излучателя, образуя некоторый зазор, и лопатки успевают частично выпрямиться, перемещая контакты относитсльно излучающей поверхности. В следу!ощу!о фазу колебания поверхности излучателя «вперед», она встречается с контактами лопаток уже в другой точке и сжимает их. Однако, поскольку суммарная сила трения между контактами и поверхностью излучателя больше силы треви!я оси крыльчатки, то в результате поджатия лопаток до исходного состояния ось последней поворачивается на некоторый угол. В результате непрерывного колебания излучающей поверхности обеспечивается непрерывное вращение крыльчатки с заданной скоростью, зависящей от частоты и амплитуды ультразвуковых колебаний, упругих свойств подпру>киненных лопаток и др. параметров.

В устройстве с цилиндрическим преобразователем можно обеспечить вращение ультразвукового преобразователя вокруг крыльчатки, если ее ось закреплена неподви>кно.

B устройстве со стержневым излучателем для уменьшения трения между контактами 5 крыльчатки и внутренней поверхностью цилиндрической полости 2 расстояние между последней и осью 4 крыльчатки за счет сме15

40 щения их осей делают увеличивающимся по обе стороны от излучателя. Трение в этом случае уменьшается за счет ослабления и полного исчезновения в некоторой зоне усиления поджатия KolIT3KTQB 5 к излуча!ощей поверхности.

Наличие на Híóòðñíней поверхности лона ток 3 ву коотрс! ж а !о!цсй HBK. адки 6, а на внеш ей звукопоглощающей накладки 7 позволяет устранить OTpHIlàòå.t!üíîå влияние радиационного давления и акустических потоков.

Предмет изобретения

1. Ультразвуковое устройство для создания вращательного движения, включающее электромеханический преобразователь и примыкающую к нему рабочу!о камеру, выполненную в виде цилиндра, внутри которого расположены лопатки, от л и ч ю щс е с я тем, что, с целью повышения эффективности вращения за счет уменьшения потерь на трение, в нем электромеханический преобразователь жестко прикреплен к рабочему цилиндру, лопатки жестко закреплены вокруг осп, образуя крыльчатку, а контактирующие с рабочим цилиндром поверхности лопаток подпру>кинсны 00/, углом к поверхности рабочего цилиндра.

2. Ультразвуковое устройство по п. 1, о тл и ч à <о !ц е е с я тем, что контактирующие поверхности лопаток снабжены с впутренн-й стороны звукоотражающими, а с внешней стороны звукопоглощающими накладками.

3. Ультразвуковое устройство по п. 1, о тличающееся тем, что в нем ось крыльчатки смещена относительно оси рабочего цилиндра в направлении к излучающей поверхности преобразователя.

4. Ультразвуковое устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что количество лопаток крыльчатки выбрано таким, чтобы расстояние между контактирующими поверхностями соседних лопаток было меньше линеиного размера излучающей поверхности преобразователя.

472694.сзыл Х

Фиг 1

Составитель Е. Литвинов

Текред Н. Ханссва

Редактор Г. Васильева

Корректор Н. Учакина

Типография, пр. Сапунога, 2

Заказ 2131/б Изд. № 773 Тираж б19 Поди испос

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5