Ультразвуковое устройство для создания вращательного движения Советский патент 1975 года по МПК B06B1/00 

Изобретение относится к ультразвуковой технологии и может быть использовано для создания различных ультразвуковых технологических установок и механизмов, например, для перемешивания обрабатываемой ультразвуком жидкой среды. Известно устройство, в котором осуществлено вращательное движение с помощью ультразвука, содержащее электромеханический преобразователь и примыкающую к нему рабочую камеру, выполненную в виде цилиндра, внутри которого расположены лопатки. В данном устройстве осуществлено вращение рабочего цилиндра за счет тангенциального воздействия на его наружную поверхность ультразвуковыми колебаниями. Недостатком известного устройства является недостаточная эффективность вращения, вследствие чего, в нем используется контакт вращающегося рабочего цилиндра с электромеханическим преобразователем одновременно по большой поверхности, что вызывает значительные потери на трение. С целью повыщения эффективности вращения устройства за счет уменьщения потерь на трение в предлагаемом устройстве электромеханический преобразователь жестко прикреплен к рабочему цилиндру, лопатки жестко закреплены вокруг оси, образуя крыльчатку, а контактирующие с рабочим цилиндром поверхности лопаток подпружинены под уг.юм к позерхности рабочего цилиндра. Большая эффективность вращения достигается благодаря тому, что лопатки снабжены с внутренней стороны звукоотражающими, а с внешней стороны звукопоглощающими накладками, ось крыльчатк смещена относительно осп рабочего цилиндра в направлении к излучающей поверхности преобразователя и при выборе количества лопаток таким, чтобы расстояние .между контактирующими поверхностями соседних лопаток было меньше линейного размера излучающей поверхности электромеханического преобразователя. На фиг. 1 изображен общий вид предлагаемого устройства с цилиндрическим преобразователем и узел I; на фиг. 2 - то же, со стержневым преобразователем и узел Н. Излучающая поверхность электромеханического преобразователя I жестко прикреплена к рабочему цилиндру 2, внутри которого располож:ены лопатки 3, жестко закрепленные вокруг оси 4, образуя крыльчатку, при этом контактирующие с рабочим цилиндром поверхности 5 лопаток иодиружинены под углом к поверхности рабочего цилиндра и снабжены с внутренней стороны звукоотражающей, а с внешней стороны звукопоглощаюи ей накладками 6, 7. Устройство работает следующим образом. От преобразователя 1 через рабочий цилиндр 2 ультразвуковые колебания иередаются на наклонно подпружиненные контактирующие поверхности лопаток 3. В полупериод колеблющейся поверхности торца излучателя «вперед контакты, двигаясь вместе с его поверхностью, сжимают лопатки. В полуперпод движения поверхности торца излучателя «назад поверхность последнего быстро отходит от поверхности контактов, поскольку в результате высокой частоты ультразвуковых колебаний, время отхода поверхности излучателя заведомо меньше времени выпрямления подпружиненных лопаток. В результате этого контакты на некоторое время отрываются от поверхности излучателя, образуя некоторый зазор, и лопатки успевают частично выпрямиться, перемещая контакты относительно излучающей поверхности. В следующую фазу колебания поверхности излучателя «вперед, она встречается с контактами лопаток уже в другой точке и сжимает их. Однако, поскольку суммарная сила трения между контактами и поверхностью излучателя больще силы трения оси крыльчатки, то в результате поджатия лопаток до исходного состояния ось последней поворачивается на некоторый угол. В результате непрерывного колебания излучающей поверхности обеспечивается непрерывное вращение крыльчатки с заданной скоростью, зависящей от частоты и амплитуды ультразвуковых колебаний, упругих свойств подпружиненных лопаток и др. параметров. В устройстве с цилиндрическим преобразователем можно обеспечить вращение ультразвукового преобразователя вокруг крыльчатки, если ее ось закреплена неподвижно. В устройстве со стержневым излучателем для уменьщения трения между контактами 5 крыльчатки и внутренней поверхностью цилиндрической полости 2 расстояние между последней и осью 4 крыльчатки за счет смещения их осей делают увеличивающимся по обе стороны от излучателя. Трение в этом случае уменьшается за счет ослабления и полного исчезновения в некоторой зоне усиления поджатия ко1 тактов 5 к излучающей поверхности. 1-1аличие на внутренней поверхности лопаток звукоотражаюш,ей накладки 6, а на внешней звукопоглои1,ающей накладки 7 позволяет устранить отрицательное влияние радиационlioro давления и акустических потоков. Предмет изобретения 1.Ультразвуковое устройство для создания врап ательного двиясения, включающее электромеханический преобразователь и примыкающую к нему рабочую камеру, выполненную в виде цилиндра, внутри которого расположены лопатки, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности вращения за счет уме ньшения потерь на трение, в нем электромеханический преобразователь жестко прикреплен к рабочему цилиндру, лопатки жестко закреплены вокруг оси, образуя крыльчатку, а контактирующие с рабочим цилиндром поверхности лопаток подпружинены под углом к поверхности рабочего цилиндра. 2.Ультразвуковое устройство ио и. 1, отличающееся тем, что контактирующие поверхности лопаток снабжены с внутренней стороны звукоотражающими, а с внешней стороны 3)зукопоглощающими накладками. 3.Ультразвуковое устройство по п. 1, отличающееся тем, что в нем ось крыльчатки смещена относительио оси рабочего цилиндра в направлении к излучающей поверхности преобразователя. 4.Ультразвуковое устройство по п. 1, отличающееся тем, что количество лопаток крыльчатки выбрано таким, чтобы расстояние между контактирующими поверхностями соседних лопаток было меньше линейного размера излучающей поверхпости преобразователя.

Фиг1

(