Ультразвуковой излучатель

 

1 . нР и «-б

«

Сооэ Советских

Социалистииеских

Республик о и и с а 3 и" х

ИЗОБРЕТЕН ИЯ i li 677775

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ .(61) Доцолнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 16. 12.74 (21) 2083117/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет(51) М. Кл

В 06 В 1/00

Йаудэфатз&ххый хамхтхт

СССР, па делан нзобратаххй. и аткрмтнй (53) УQK 534.232 (0 88. 8) Опублнковано08.08.79. Бюллетень № 29

Лата опубликования описапня08.08.79 (72) Авторы изобретения

В. И. Литвинов и Ю. Н. Змиевсюй (71) Заявитель (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ

Изобретение относится к технической акустике и может быть использовано в различных технологических процессах, протекающих в присутствии ультразвуковых колебаний. - очистке, травлении и т. д.

Известны ультразвуковые излучатели, .Ф состоящие из стержневого преобразователя с обмоткой возбуждения и излучаюшей пластины (1). Большие размеры излучающей поверхности пластины приводят к тому, что последняя претерпевает изгибные колебания, обуславливаюшие неравномерность ультразвукового поли.

Эго обстоятельство является основным недостатюм известных излучателей. Наиболее близким по техннчесюй сушности является упьтразВуковой излучатель, состояшнй из стержневого преобразователя, концентратора и иэгибных волноводов, моды .колебаний которых соответствуют собственной резонансной час-, тоте преобразователя (21. Недостатком этого устройства является его малая

2 эффективность при облучении криволинейных поверхностей изделий. Простое придание излучаюшим изгибным волноводам формы, соответствуюшей конфигурации облучаемой поверхности изделий, не может повысить эффективность излучателя ввиду невозможности возбуждения в них однородных нзгибных колебаний.

11елью изобретения является расширение функциональных возможностей излучателя и повышение его эффективности за счет создания однородного ультразвукового поля, Указанная цель достигается тем, что в излучателе иэгибные

«

>>. волноводы выполнены дугообразными, причем толшина их изменяется по параболе, увеличиваясь от центра кривизны.

На фиг. 1 представлен предлагаемый излучатель, обший вид; на фиг. 2 - то же план; на фи г. 3 — сечение по А-А на фиг. 2; на фиг. 4 — мгновенное значение амплитуд смешения изгнбных колебаний одного волновода.

677775

3

Устройство состоит из стержневого преобразователя 1 с концентратором 2, к торцу которого прикреплены нэгибные волиоводы 3.

Продольные колебании стержневого преобразователя 1 через концентратор 2 возбуждают иэгибные колебания в волноводах 3, причем моды колебаний последних соответствуют собственной резонансной частоте преобразователя.

При выполнении изгнбных вопноводов в форме части кольца с толшиной, воэрастаюшей от центра их кривизны по парабопнческому закону (см. фнг. 3J в волноводах возбуждаются однородные изгибные колебания. При этом узлы изгибных колебаний располагаются перпендикулярно к оси волноводов, т.е. по поперечному сечению в радиальном направлении. На фнг. 2 в развернутом виде пока20 эано мгновенное значение амплитуд смеФ шения нзгнбных колебаний одного иэ волноводов. Указанное выше выполнение воп-: новодов может быть пояснено следуюшими

25 выкладками, относяшнмнся к одному из вол поводов.

Соотношение между длиной волны иэгибных колебаний М и толшиной h волновода можно записать в виде

Зо =аЯ, (1) где G — коэффициент, завнсяший от матернала волновода и частоты колебаний. для создания однородных колебаний 35 и части кольца необходимо соблюдение соотношения

3< Й к-, г (2) где 3 и Й - длина волны и раднус, соответствуюшие внутренней части кольца;

4 ц. длина волны и радиус, 2 соответствуюшие внешней части кольца (см. фнг. 2)

Г1одставпяя (1) в (2), получаем

Х 1

Ьа (3)

A| где 1 и 6 - толшяйи соответствуюших частей волновода (см. фиг. 3) .

Таким образом, как видно из равенства (3), топшина волновода в поперечном радиальном сечении изменяется по параболическому закону.

Формула изобретения

Ультразвуковой излучатель, содержаший стержневой преобразователь с концентратором и иэгибными волноводаФ мн, модь1 колебаний которых соответствуют собственной резонансной частоте преобразователя, о т л и ч а юш и и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения эффектнвности эа счет создания однородного ультразвукового поля, изгибные волноводы выполнены дугообразными, причем топшина их изменяется по параболе, увеличиваясь от центра кривизны.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бонской A. В. н др. Ультразву ковые технологические установки. Jf„

"Энергия", 1968, с. 30.

2. Авторское свидетельство СССР

М 2 81045> кл. 42,Ь, 989.

677775 Риг.1

4-A ri eleppr угу

Рис-3

Риг. 4

Составитель В. Валуев

Редактор Л. Тырина Техред g. цужйк Корректор О. Билак

Заказ 4465/3 Тираж 585 Подпиг. ное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4