Пъезоэлектрический излучатель

 

ОП ИСАНИ Е

Союз Советских

Социалистических

Республик („)858945

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву № 435859 (22) Заявлено 17.12.79 (21) 2852845/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 30.08.81. Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 05.09.81 (51) М. К .

В 06 В 1/06

Госудэрстеенный комнтет (53) УДК 534.232 (088.8) но делам нэооретеннй и открытий

Г. А. Кардашев, В. А. Долидзе, А. В. Салосин, В.. ПЫфдф;", P И. Алхазшивили, А. Л. Шаталов и М. А. урина! .:;,,: -1

Московский ордена Трудового Красного Знамени- ысгйт т химического машиностроения (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ

Изобретение относится к ультразвуковой технике, может быть использовано для интенсификации массообменных химико-технологических процессов при помощи ультразвука, например для диспергирования смеси воды и нефтепродуктов.

По основному авт. св. № 435859 известен пьезоэлектрический излучатель, содержащий пьезоэлементы, установленные на наружной поверхности центрального стяжного боЛта со сквозным каналом, образующего вместе с частотно-понижающей нак- тв ладкой и гайкой единую колебательную систему 11).

При проведении процесса ультразвукового эмульгирования концентрация образующейся эмульсии С зависит от времени эмульгирования. В известном излучателе для увеличения концентрации получаемой эмульсии необходимо увеличивать время эмульгирования за счет увеличения длины сквозного канала, а это связано с увеличением длины волноводной насадки, а следовательно, размеров излучателя, при этом не всегда получается эмульсия требуемой концентрации и высокого качества.

Цель изобретения — повышение эффективности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в волноводной насадке выполнены полости, соединенные друг с другом и со сквозным каналом протоками, а на торце волноводной насадки против полостей прикреплены резона нсн ые пл асти ны.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 — сечение

А — А на фиг. 1.

Пьезоэлектрический излучатель включает центральный стяжной болт 1, частотнопонижающую накладку 2, пьезокерамические пластины 3, медные накладки 4, изоляционную втулку 5, гайку 6, электрические провода 7. В стяжном болте 1 выполнен сквозной канал 8, а в волноводной насадке 9 не соосно с каналом выполнены цилиндрические полости 10 и протоки 11. На торце волноводной насадки расположены резонансные пластины 12, при этом они закреплены по контуру против полостей 10 так, что совместно с полостями образуют камеру обработки эмульсии. Каждая по858945

Формула изобретения

40 лость 10 соединена со сквозным каналом 8 и друг с другом протоками 11.

При использовании излучателя для проведения процесса эмульгирования смешиваемые жидкости вводят через сквозной канал 8 в излучателе. Излучатель подключают к ультразвуковому генератору, возбуждающему колебания пьезопластин 3.

Далее колебания через частотно-понижающую накладку 2 передаются волноводной насадке 9 и возбуждают изгибные колебания резонансных пластин 12.

При заполнении полостей 10 смешиваемыми жидкостями и наличии колебаний как со стороны волноводной насадки 9, так и со стороны резонансной пластины 12 возникает развитое кавитационное поле которое и обеспечивает непрерывный и эффективный процесс эмульгирования в камере.

К особенностям предлагаемого излучателя следует отнести один из его параметров — высоту камеры обработки h. Камеры необходимо делать узкощелевыми.

В случае выполнения полости цилиндрической, отношение площади S к объему V полости представляет собой величину, обратную высоте hполости,,т. е.

-(Г= = — 2 — = I

С учетом этого соотношения концентрация эмульсии может быть представлена формулой С=() (2;) (у Ф) где 7. — время эмульгирования; и 3 — постоянные скорости и коа гуля ции, зависящие от акустического поля, свойств границы раздела фаз.

Из выражения (2) следует, что чем меньше высота полости, тем более высокой концентрации получается эмульсия. С физической точки зрения увеличение концентрации получаемой эмульсии можно объяснить тем, что кавитационные области, ответственные за процесс эмульгирования и возникающие непосредственно на колеблющихся поверхностях, существуют сравнительно короткий промежуток времени 10" с, поэ5

25 тому концентрация этих областей выше вблизи колеблющихся поверхностей, чем в середине полости.

Таким образом, в полости создаются рабочие зоны с повышенным содержание кавитационных областей и пониженным.

Уменьшение h, т. е. сближение колеблющихся поверхностей устраняет зоны с пониженной концентрацией кавитационных областей и выравнивает их концентрацию по объему, а следовательно, уменьшает возможность проскока жидкости мимо зоны обработки, что естественно увеличивает концентрацию получаемой эмульсии.

Кроме того, за счет выполнения в насадке нескольких полостей, соединенных протоками 11 (фиг. 2), значительно увеличена активная зона, т.е. путь прохождения обрабатываемой жидкости через излучатель, а следовательно, увеличено и время пребывания исходных компонентов эмульсии в зоне обработки, что также увеличивает концентрацию получаемой эмульсии.

Использование предлагаемого излучателя позволяет на 40 — 50О/О интенсифицировать процесс получения эмульсий при минимальных размерах диспергируемых частиц.

Пьезоэлектрический излучатель по авт. св. № 435859, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности устройства, в волноводной насадке выполнены полости, соединенные друг с другом и со сквозным каналом протоками, а на торце волноводной насадки против полостей прикреплены резонансные пластины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 435859, кл. В 06 В 1/06, 1971.

Составитель И. Попова

Редактор Л. Пчелинская Техред А. Бойкас Корректор С. Щомак

Заказ 7408/18 Тираж 527 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4