Ультразвуковая установка для озвучивания жидких сред Советский патент 1975 года по МПК B06B1/00 B08B3/00 G23G3/00 

1

Предлагаемое устройство относится к ульТ1разву1ковой технике и может быть иопользоваио для очистки различных изделий из материалов.

Из1вест ны ультразвуковые установки для озвучивания жидких сред, включающие генер.атор ультразву1ковой частоты и а.кустичесюий преобразователь, выполненный в виде совершающей изгибные колебания излучающей пластины, в пучностях колебаний которой расположены излучатели, настроенные в резонанс с пласт1И1Ной.

При работе таких установок в жидкой среде пр,и определенной а,.мплитуде колебаний а-кустичеокото преобразователя возникает кавитационное поле, И1меющее значительную неравномерность по всему объему. Наибольпгая кавитадионная эффективность будет около П01верх1ности излучения в ближней зоне, размеры которой определяются распределением амплитуды и фазы колебаний участков излучающей поверхности. По мере увеличения амплитуды колебаний поверхности зона йнтбЕоивной кавитации все более увеличивается в направлении распространения колебательной энергии и занимает все больщую часть рабочего объема.

При различных технологических операциях ЕВ практике часто встречаются случаи, когда цри одних и тех же рабочих объемах ульт(развуковых технологических устройств требуется обрабатывать поверхности деталей, которые в силу конструктивных причи1н не могут быть приближены в зону максимальной кавитадионной активности, «апри.мер поверхности труб. В случае для изменения распределения зон интенсивной кавитации по рабочему объему необходимо значительно увеличить ам.плитуду колебаний поверхности излучателя, а, следовательно, потребляемую мощность. Перемещение зоны максимальной кавитации возможно лищь в небольщих пределах, что является прииципиальньш недостатком известных установок и не позволяет эффективно с М1ини1мальными затрата ми энергии роизводить обработку сложных поверхностей.

Целью изобретения являются увеличение пределов перемещения зоны максимального кавитационного воздействия и повыщение эффективности кавитационного воздействия на обрабатываемые поверхности.

Поставленная цель достиг.ается благодаря тому, что ультразвуковая уста«01вка снабжана регулируемым фазовращателем, а излучатели акустического преобразов1ателя расположены ядами параллельно направлению распространения изгибной волны в пластине и электрически соединены в две параллельные группы так, что между двумя излучателями одной

группы расположен -один излучатель другой группы, причем одна из групп подключена к генератору непосредственно, а вторая - через фазовращатель.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемой устааоВ-ки.

На излучающей пластине 1 акустического преобразователя, длина и ширина которой выбрама соот1ветствую:щей какой-либо моде изгибных колебаний, в каждой пучиости колебаний закреплены излучатели 2, иа строен«ые в резойаЕС с пластиной, которые образуют ряды, расположенные параллельно направлению распространения изгибной волны. Излучатели в каждам ряду объединены в две группы таким о.бразоМ, что между двумя излучателями, ВКЛЮЧЙННЫ.МИ в одну группу, находится одии излучатель другой группы. Одна из групп подключена к генератору 3 непосредственно, а вторая - через регулируемый фазовращатель 4.

Принцип действия установки заключается в следующем.

Если сдвиг фаз между напряжениями, подаваемыми на обе группы излучателей Дф 0, то все излучатели работают в фазе и с одинаковой амплитудой. При этоим в жидкости распространяется плоская волна, и зона интенсивной кавитации занимает некоторый объем в рабочей среде около поверхностей излучателя.

Если излучающую поверхность выполнять в виде вогнутой части сферы или части цили1ндра, то на расстоянии, близком к радиусу указанной сферы или цилиндра, появляется дополнительная зона кав итации с повышенной И1нте1ноивно1стью.

Если сдвиг фазы между напряжениями на группах излучателей Аф ±180°, то излучатели, объединенные в одну лругапу, работают в противофазе . по оинощению к изучателям другой группы. Так «ак излучатели одной группы расположены последовательно между излучателями другой группы, то в излучающей пластине возникают изгибные колебания, частота которых определяется параметрами пластины и расстоянием между излучателями , где п 1,3,5,.. и т. д.;

л язг -длина изгибной волны в излучающей пластинке. В этом случае расп.ространеи«я колебателнной энергии в рабочую среду почти не происхадит, но на поверхности пласти5 иы в участках, соответствующих пучности изгибных колебаний, возникает кавитадия, интенсивность которой определяется а:м.,плитудои колебаний этих участков.

Таким образом, зона кавитации в этом случае расположена в тонком слое жидкости, прилегающем к излучающей поверхиости. В преобразователях с цилиндрической поверхностью зоны кавитации будут находиться у ставок цилиндра, в то время как в центральной части рабочего объема интвнси,внасть кавитации будет очень малой.

Если сдвиг фазы между напряжениями, подаваемыми на обе группы излучателей, изменять от 0° до 180°, то можно перемещать зону 0 интенсивной кавитации от -ма1КсИ|Мально возможного удаления до самой поверхности излучения, достигая, таким образом, максимальной эффективности обработки сложной поверхности.

5.,

Предмет изобретения

Ультразвуковая установка для озвучивания жидких сред, включающая генератор ульQ тразвуковой частоты и акустический преобразователь, выполненный в виде соверщающей изгибные колебания излучающей пластины, в пучностях колебаний которой расположены излучатели, настроенные в резонанс с пластиной, отличающаяся тем, что, с целью увеличения пределов перемещения зоны макси1мального кавитационнОГо воздействия и повыще1шя эффективности кавитационного воздействияна обрабатываемые поверх|ности, она снабжена регулируемым фазовращателем, а излучателя (акустического преобразователя расположены рядами параллельно направлению распространения изгибной волны в пластине и электрически соединены в две параллельные группы так, что между двумя излучателями одной группы расположен один излучатель другой группы, причем одна из групп подключена к генератору непосредственно, а вторая - через фазовращатель.