УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ГЕНЕРАТОР Российский патент 1996 года по МПК B06B1/16 

Изобретение может быть использовано для получения эмульсий, дезинфекции биологических растворов, облучения ультразвуком различных материалов, интенсификации процессов горения и химических реакций.

Известен ультразвуковой генератор, создающий мощное ультразвуковое поле [1]
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является генератор, содержащий излучатель и резонатор [2]
Недостаток данного генератора низкий коэффициент полезного действия (КПД).

Задача изобретения создать генератор с высоким КПД.

Задача решается путем выбора оптимальной геометрии устройства, при которой возникает явление резонанса. Для этого в ультразвуковом генераторе, содержащем излучатель и резонатор, согласно изобретению излучатель и резонатор выполнены в виде соединенных полых цилиндров, торцы цилиндра резонатора выполнены закрытыми и на его боковой стенке имеется выходное отверстие, а соотношение длины резонатора, диаметра резонатора и диаметра излучателя соответственно равно (1-1500):(1-10):(0,1-5).

На чертеже изображен ультразвуковой генератор, разрез.

Ультразвуковой генератор содержит излучатель 1, выполненный в виде полого цилиндра, который соединен с резонатором 2, имеющим форму полого цилиндра, торцы которого выполнены закрытыми. Оси излучателя 1 и резонатора 2 могут быть пересечены под любым углом. На боковой стенке резонатора 2 выполнено выходное отверстие 3 любой формы.

В качестве материала для изготовления ультразвукового генератора могут быть использованы металлы, керамика, органические материалы и т.п.

Ультразвуковой генератор работает следующим образом.

При пропускании жидкости, газа или смеси через излучатель 1 в нем возникает турбулентное движение частиц, характеризуемое сплошным спектром частиц. Далее частицы попадают в резонатор 2, где происходит усиление и выделение резонатором 2 одной частоты с наибольшей энергией колебаний, при этом скорость превосходит порог Рейнольдса. Происходит явление резонанса при конструктивном соотношении размеров ультразвукового генератора (длина резонатора: диаметр резонатора: диаметр излучателя (1-1500):(1-10):(0,1-5). При этом заранее задают какой-либо один размер, а два других подбирают экспериментально из указанных интервалов.

Использование предлагаемого генератора по сравнению с известными техническими решениями обеспечивает высокую стабильность частоты, возникающей в резонаторе, повышение КПД устройства, простоту изготовления, универсальность.

Изобретение может быть использовано для интенсификации технологических процессов в различных отраслях промышленности. Сущность технического решения заключается в превращении энергии турбулентного потока при условии резонанса в энергию ультразвука, что позволяет увеличить объем и интенсивность облучения обрабатываемой среды. Это достигается оптимальной геометрией устройства, обеспечивающей условие резонанса. Устройство содержит излучатель и резонатор, которые соединены между собой, выполнены в форме голых цилиндров, при этом торцы цилиндра резонатора закрыты, а в боковой стенке имеется выходное отверстие. Длина резонатора, его диаметр и диаметр излучателя выбираются из соотношений соответственно (1 - 1500) : (1 - 100) и (0,1 - 5). 1 ил.

УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ГЕНЕРАТОР в жидкостях, газах и их смесях, содержащий излучатель и резонатор, отличающийся тем, что излучатель и резонатор выполнены в виде соединенных полых цилиндров, при этом торцы цилиндра резонатора выполнены закрытыми и на его боковой стенке имеется выходное отверстие, а соотношение длины резонатора, диаметра резонатора и диаметра излучателя соответственно равно (1 - 1500) : (1 - 10) : (0,1 - 5).