Ультразвуковой преобразователь для жидкостей обработки

 

О П И С А Н И Е (и) 557826

ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.02.76 (21) 2328605/10 с присоединением заявки № (51) М. Кл 2 В 06В 1/02

Совета Министров СССР по делам изобретений ч открытий

Опубликовано 15.05.77. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 20.06.77 (53) УДК 534.232(088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. И. Китайгородский, Н. В. Бобылев, В. Н. Гинин, А. П. Чернов, А. В. Абрамов, В. П. Плужников и В. М. Животов (71) Заявитель (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ДЛЯ ЖИДКОСТНОЙ ОБРАБОТКИ

ГосударственныЙ KOMNTBT

Приоритет

Изобретение относится к области технологического использования ультразвука, в частности, к устройствам для создания ультразвуковых колебаний в жидкой среде и может быть применено в ультразвуковых установках для очистки деталей от механических и жировых загрязнений, очистки движущейся колосовой стали, пропитки, бакелизации и приготовления эмульсий.

Известны ультразвуковые преобразователи для создания колебаний в жидкой среде, в которых пакеты из магнитострикционного материала (никеля) прикреплены к излучающей диафрагме ненастроенного типа (1) и (2). Недостатком указанных преобразователей является неравномерность создаваемого ими поля излучения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является ультразвуковой преобразователь, содержащий стержневые пакеты из магнитострикционного материала, прикрепленные к резонансной изгибно колеблющейся диафрагме, по контуру которой в узловой линии расположены элементы крепления бачка охлаждения (3).

Недостатком этого устройства является невозможность увеличения мощности излучения диафрагмы, так как это связано с ограниченным числом магнитострикционных пакетов, прикрепленных к диафрагме в пучностях смещения ее изгибных колебаний, имеющих одинаковую фазу и размещенных на расстоянии, кратном длине изгибной волны.

Другим недостатком прототипа является то, что при возбуждении диафрагм активными магнитострикционными пакетами возникает не только основная мода колебаний, изменяемая по гармоническому закону, но и «паразитная» мода, создающая неравномерное поле излучения.

Целью изобретения является увеличение мощности излучения диафрагмы ультразвукового преобразователя для жидкостной обработки.

Это достигается тем, что в предлагаемом преобразователе пакеты из магнитострикционного материала размещены последовательно в пучностях смещений изгибной волны диафрагмы, имеющих противоположную фазу упругих колебаний, а контур излучающей поверхности диафрагмы выполнен в виде трапеции, длина основания которой больше длины противоположной стороны не менее, чем на 3%. При этом пакеты могут быть размещены на расстоянии, кратном половине длины изгибной волны в диафрагме.

1-1а чертеже приведен общий вид предлагаемого ультразвукового преобразователя.

Ультразвуковой преобразователь для жид39 костной обработки содержит резонансную из557826

Составитель В. Валуев

Текред А, Камышникова

Редактор И. Шубина

Корректор О. Тюрина

Заказ 1382!!8 Изд 1, о,f б Тираж 725 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 475 Гипотрафпя, пр. Сапунова, 2 гибно колеблющуюся диафрагму 1, к которой прикреплены пакеты 2 из магнитострикционного материала. Прокладки 3 обеспечивают герметизацию бачка охлаждения 4. Обмотка возбуждения 5 пакетов питается от ультразвуковых генераторов (на чертеже показаны) .

Элементы крепления 6 обеспечивают прижим бачка охлаждения через прокладки к изгибно колеблющейся диафрагме.

Ультразвуковой преобразователь работает следующим образом.

Бачок охлаждения 4 для предотвращения перегрева активных элементов (2) с обмотками возбуждения 5 подключается к проточной водопроводной воде (на чертеже не показано). Затем включается ультразвуковой генератор, и ток высокой частоты подается на обмотки возбуждения 5. В пакетах 2 за счет магнитострикционного эффекта возникает знакопеременная механическая сила, возбуждающая диафрагму 1.

Пунктирной линией изображено мгновенное значение амплитуды смещений диафрагмы.

Для увеличения мощности излучения в жидкую среду на резонансной изгибно колеблющейся диафрагме 1 в пучностях колебаний, противоположных по фазе, т. е. на расстоянии, кратном половине длины изгибной волны, размещают несколько активных элементов (пакетов 2) из магнитострикционного мате; риала.

Важным преимуществом предлагаемого ультразвукового преобразователя по сравнению с известным является равномерность поля излучения за счет выполнения диафрагмы в виде трапеции, позволяющей уничтожать паразитные моды колебаний.

Испытания преобразователя показали надежность его действия и долговечность рабо.

5 ты в непрерывном режиме, что позволит использовать его при круглосуточной работе в автоматизированных линиях очистки.

Формула изобретения

1. Ультразвуковой преобразователь для жидкостной обработки, преимущественно очитки, содержащий стержневые пакеты из магнитострикционного материала, прикрепленные

15 к резонансной изгибно колеблющейся диафрагме, по контуру которой в узловой линии расположены элементы крепления бачка охлаждения, отличающийся тем, что, с целью увеличения мощности излучения преобра20 зователя, пакеты размещены последовательно в пучностях смещений изгибной волны диафрагмы, имеющих противоположную фазу упругих колебаний.

2. Преобразователь по п. 1, о т л и ч а ю25 щийся тем, что, контур излучающей поверхности диафрагмы выполнен в виде трапеции, длина основания которой больше длины противоположной стороны не менее, чем íà 3 .

Источники информации, принятые во вни30 мание при экспертизе:

1. Патент США, кл. 310 — 26, опубл. 1966.

2. Агранат Б. А. in др. Ультразвуковая технология, М., Металлургия, 1974, с. 95.

3. Авторское свидетельство № 173489, кл.

35 В 06В, 1964 (прототип).