Левитационная установка Советский патент 1986 года по МПК C03B19/10 

Изобретение относится к промышлености строительства и стройматериа- , ов,- к стекольному производству для есконтейнернрй плавки и кристаллиации материалов и может .быть исользовано для безтигельной плавки, . например, для получения оптических стекол. Фиксация (левитация) образцов атериалов в газовой среде, нагретой . о высоких температур, происходит в поле стоячей волны мезкду излучателем звуковых волн и отражателем за счет радиационного давления. Размеры левитирующих образцов определяются длиной волны, а их вес - интенсивностью излучения.

Цель изобретения - повышение производительности за счет снижения потерь акустической энергии на тепловом экране.

На чертеже представлено устройство левитационной установки.

В нагревательной камере 1 между резонансным электродинамическим излучателем 2 и отражателем 3 находится нагреватель 4 для расплавления левитируемого объекта 5, находящегося в фокальной области сходящегося акустического фронта волны. Торцы излучателя 2 для получения, сходящегося фронта выполнены: верхний - сферически вогнутым, нижний - сферически выпуклым. Между излучателем 2 и нагревателем 3 размещен тепловой экран 6, выполненный в форме металлического цилиндра, снабженного камерой 7 охлаждения, состоящей из радиаторов 8, в которые может поступать проточная жидкость.

Вдоль оси цилиндра выполнено множество сквозных цилиндрических каналов 9, диаметры которых менее половины длины волны звука в рабочей среде 10, заполняющей камеру 1..Торец теплового экрана 6, обращенный к излуча- телю 2, выполнен сферически вьтуклым, а торец, обращенный к акустическому отражателю, и акустический отражатель 3 выполнены сферически вогнутыми. Тепловой экран 6 отделен от излучателя 2 тонким слоем газа 11, заполняющего камеру 1. Электродинамический излучатель 2 подключен к усилителю 12, работающему в режиме самовозбуждения при помощи емкостного датчика 13.

5

0

5

0

5

0

5

0

Устройство работает следующим об- разрм. - .

Электродинамический излучатель 2 совместно с усилителем-генератором 12 работает в автоколебательном режиме, поскольку он включен в цепь электромеханической обратной связи между емкостным датчиком 13 и выходом усилителя-генератора 12, что позволяет обеспечить поддержание интенсивных колебаний на резонансе излучателя 2 при изменении внешних условий (температуры, нагрузки).

Колебания торца излучателя 2 через - воздушную прослойку 11 возбуждают продольные волны.в цилидрических каналах 9 внутри теплового экрана 6. Поскольку диаметры отверстий в тепловом экране 6 меньше полуволны, то они

излучают звуковые волны подобно точечным источникам. Малая в сравнении с длиной волны толщина стенок каналов способствует формированию волнового фронта, аналогично волновому фронту излучателя. Фазовые длины цилиндрических каналов 2 подобраны одинаковыми за счет изготовления входного торца теплового экрана выпуклым с тем же радиусом кривизны, как и вогнутого торца теплового экрана 6. Радиус кривизны выходного сферически вогнутого торцй экрана подобран так , что волны, исходящие из отверстий каналов 9, фокусируются в точке, расположенной внутри нагревателя 4. Таким образом, волновой фронт излучателя 1 переносится буз искажений независимо от длины теплового экрана 6, а затем концентрируется в фокальной области.

Регулируемое при помощи проточной воды охлаждение теплового экрана 6 вследствие.высокой efo теплопроводности позволяет поддерживать температуру в слое 11, а следовательно, и вибратора 2 в необходимых пределах, несмотря на нагрев газа в фокальной области до тысячи градусов и более.

При большом числе цилиндрических каналов акустический индекс теплового экрана очень мал, поэтому экран не оказывает существенного влияния на добротность и излучаемую энергию эл ектродинамического излучате - .ття.