Способ ультразвуковой обработки Советский патент 1991 года по МПК B06B3/00 

сл

с

Изобретение относится к ультразвуковой технологии и может найти применение в процессах эмульгирования, диспергирования и очистки. Цель изобретения - повышение эффективности процесса ультразвуковой жидкостной обработки путем увеличения зоны активного кавитациоиного воздействия и излучаемой акустической мощности. Для этого при осуществлении ультразвуковой жидкостной обработки в стержневой колебательной системе используют концентратор 1 с переменным внутренним профилем. Внутренняя полость 3 концентратора 1 заполнена жидкостью не менее чем на 2/3 объема для обеспечения устойчивости режима фокусировки 1 ил.

Изобретение относится к ультразвуковой технологии и может найти применение в процессах эмульгирования, диспергирования и очистки.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса ультразвуковой обработки путем увеличения зоны активного кавитационного воздействия и повышения излучаемой акустической мощности.

Способ ультразвуковой обработки заключается в погружении торцовой поверхности стержневого концентратор с переменным внутренним профилем в жидкость на глубину 10-15 мм, удалении воздуха из внутренней полости концентратора до заполнения этой полости жидкостью не менее чем на 2/3 обьема, возбуждении в концентраторе продольных колебаний.

Предлагаемый способ иллюстрируется чертежом.

Ступенчатый концентратор 1 с переменным внутренним профилем закреплен на волноводе 2 стержневой колебательной системы и опущен в жидкость на глубину, исключающую при обработке подсос воздуха под его излучающую торцовую поверхность (примерно на 10-15 мм). Внутренняя полость 3 концентратора 1 не менее чем на 2/3 объема заполнена жидкостью.

При возбуждении ультразвуковых колебаний в концентраторе 1 в жидкости формируется интенсивное звуковое поле и образуется зона активного кавитационного

ON

ю ю

Ох

ч

воздействия (зона обработки), занимающая пространство не только под рабочим торцом концентратора, но и в полости, заполненной жидкостью, и за ее пределами.

Глубина полости полуволнового ступенчатого концентратора с переменным внутренним профилем равна 14 длины продольной волны в материале концентратора (для стального или титанового концентратора 1/4 длины продольной волны при частоте 22 кГц составляет величину, близкую к 60 мм). У полуволновых концентраторов (экспоненциального, треугольного, катеноидального) глубина полости равна высоте концентратора.

Поперечные колебания, возникающие в стержневом концентраторе при возбуждении в нем продольных колебаний, в любом случае передаются среде. У концентратора с переменным внутренним профилем поперечные колебания передаются как боковой поверхностью концентратора, так и поверхностью полости. Если с жидкостью полностью соприкасаются обе эти поверхности, то вследствие большой площади контакта интенсивность излучения невелика, слабые поперечные колебания практически полностью задавлены нагрузкой (жидкостью). При погружении торцовой поверхности концентратора в жидкость на глубину 10-15 мм (высота концентратора при частоте 22 кГц около 120 мм) большая часть боковой поверхности концентратора оказывается на воздухе и эта поверхность остается практически ненагруженной. Поэтому, когда только полость концентратора с переменным внутренним профилем заполнена

жидкостью, интенсивность излучения повышается. Кроме этого, срабатывает эффект фокусировки, поверхность полости работает как цилиндрический фокусирующий преобразователь. Заполнение полости жидкостью на 2/3 объема и более обеспечивает устойчивость режима фокусировки. При наложении звуковых полей, образующихся в районе рабочего торца концентратора и боковой стенки полости, зона активного кавитационного воздействия полностью займет пространство, перекрываемое торцом концентратора и полостью. Эффективность обработки повысится благодаря возрастанию объема одновременно озвучиваемой жидкости и увеличению количества передаваемой в жидкость акустической энергии.

Формула изобретения

Способ ультразвуковой обработки, заключающийся в погружении торцовой поверхности стержневого концентратора в жидкость и возбуждении в нем продольных колебаний, отличающийся тем, что, с

целью повышения эффективности путем увеличения зоны активного кавитационного воздействия и повышения акустической мощности, в нем в качестве стержневого концентратора используют концентратор с

переменным внутренним профилем, торцовую поверхность стержневого концентратора погружают в жидкость на глубину 10-15 мм, а перед возбуждением в стержневом концентраторе продольных колебаний удаляют воздух из его внутренней полости до заполнения этой полости жидкостью не менее чем на 2/3 объема.

Зона активного каВиглоционного всздеис/лдия