Устройство для высокоамплитудной ультразвуковой обработки изделий в жидкой среде Советский патент 1985 года по МПК B01F11/02 B01J19/00 B06B1/00 

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е .с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет обработки широкополосных изделий, излучатель выполнен в виде двух параллельных пластин.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем,что упругие элементы вьшолненыиз демпфирующего материала.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫСОКОАМПЛИТУДНОЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ В ЖИДКОЙ СРЕДЕ, содержащее электроакустический преобразователь, ультразвуковой стержневой трансформатор скорости и резонансный по моде иэгибных колебаний излучатель, имеющий полость для пропускания обрабатываемых изделий, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности оно снабжено герметичным кожухом, заполненным воздухом, и установленным на трансформаторе скорости .и излучателе посредством упругих элементов. (Л с о 00 00 со sl

1 .

Изобретение относится к ультразвуковой обработке и может быть использовано в различных технологических устройствах для передачи ультразвуковой энергии в жидкие среды или через жидкие среды, например для обработки длинномерных изделий, эмульгирования, диспергирования, гомогенизации и проведения химических процессов.

Цепь- изобретения - повышение производительности устройства и расширение его функциональных возможностей за счет обработки имрокополосных изделий.

На фиг. 1 схематично представлено устройство для обработки длинномерных изделий, общий вид на фиг. 2 - то же, для обработки широкополосных изделий, общий вид,.

Устройство для ультразвуковой обработки изделий в жидкой среде содержит электроакустический преобразователь 1, находящийся в герметичном корпусе, К выходному торцу преОбразователя присоединен ультразвуковой стержневой трансформатор скорости, вьшолненньй в виде последовательно соединенных повьшающего 2 и понижающего 3 концентраторов. На фиг. 1 представлено устройство, где повышающий концентратор 2 ультрзвукового трансформатора скорости состоит из двух цилиндрических участков иирокого и узкого сечения, разделенньрс сужающимся в направлени к выходному торцу коническим участком. ПонижающийКонцентратор 3 содержит два участка: расширяющийся конический и цилиндрический.

В понижающем концентраторе 3 нормально к продольной оси выполнено отверстие, в котором похолодной посадке закреплена трубка А круглого или эллиптического сечения, симметрично расположенная относительно оси концентратора. Длина каждой консоли трубки 4 кратна нечетному числу четвертой длине волн изгибных колебаний с поправкой на поперечные размеры трубки. Трубка является резонансным по моде изгибных колебаний излучателем.

К корпусу электроакустического

преобразователя 1 присоединен кожух 5, заполненньй воздухом, представляющий собой цилиндрическую обечайку с двумя полупатрубками 6 и коническое днище 7 с двумя полупатруб5 ками 8. Полупад-рубки 6 и 8 фланцевыми соединениями 9 связаны друг с другом и с фланцами 10, к которым прикреплены упругие элементы 11, изготовленные из демпфирующего материала, не пропускающего жидкость, например из резины. В зоне выходных торцов резонансного излучателя упругие элементы закреплены стяжками 12 на его поверхности.

Представл ный на фиг. 1 вариант вьшолнения устройства ограничивает максимальную ширину обрабатываемого изделия поперечным размером трубки, не превьш ающим на частоте 20 кГц

0 60 мм.

Для обработки более широких изделий (до 300 мм) целесообразно использовать другой вариант вьшолнения устройства, представленный на фиг. 2. Здесь резонансньй излучатель выполнен в виде двух пластин 13, жестко прикрепленных к торцу трансформатора скорости. Между внутренними, обращенными друг к другу поверхностями пластин образуется полость, через которую пропускают обрабатываемое изделие. Так как изделие пропускают только с одной стороны устройства, то принято не центральное, как на фиг. 1, а консольное закрепление

Равномерность ультразвуковой обработки по ширине изделия достигает ся использованием двух устройств, расположенных с разных сторон изделия таким образом, чтобы совпадали зоны пучностей пластин одного устройства и зоны узлов другого.

Работа устройства основана на преобразовании энергии продольных колебаний трансформатора скорости, возбуждаемого электроакустическим преобразователем, в энергию изгибных колебаний резонансного излучателя Колеблющиеся стенки резонансного излучателя передают колебания рабочей жидкости, смачивающей при погружении устройства в ванну либо внутреннюю полость трубки, либо обращенные друг к другу поверхности пластин. Глубина погружения устройства в жидкость определяется технологическими условиями пропускания длинномерных изделий и должна быть достаточной для полного заполнения внутренней полости резонансного излучателя. Через эту полость пропускают обрабатываемые изделия, которые подверг гаются кавитационному воздействию со стороны жидкости.

8974

Однако при погружении устройстЗвав жидкость изл5чается энергия не . только в зоне обработки, но и через все контактирующие с жидкостью вибрирующие участки поверхности устройства. Применение кожуха, герметичного в погружения в жидкость, заполненного воздухом и упругосвязанным с наружными вибрирующими поверхностями резонансного излучателя, позволяет сократить потери акустической мощности. Герметичность кожуха предотвращает контакт нерабочих поверхностей резонансного

излучателя с жидкостью, а упругость, связи практически полностью демпфирует колебания стенок кожуха.

При неизменной мощности электроакустического преобразователя в

предлагаемом устройстве возможно

резко увеличить длину консолей резонансного излучателя, что приводит к возрастанию времени пребывания обрабатываемого материала в зоне ин тенсивного ультразвукового воздействия, создает возможность увеличить скорость пропускания материала, тем самым увеличить производительность. В данном устройстве облегчаются

условия пуска. Не требуется полный подъем устройства в воздушную среду и последующее крайне медленное погружение, так при использовании трубок длиной до 250 мм и диаметром

до 30 мм колебания в системе возбуж,даются и при полном погружении устройства ..

Pt/f.