Способ создания акустических колебаний в жидкой или газообразной среде и устройство для его осуществления Советский патент 1980 года по МПК B06B1/18 

Способ состоит в следующем. Если в рабочую среду поместить тело (фиг. 1) в виде замкнутого кольца из металла, обладающего упругой деформацией, то при приложении с внутренней стороны симметричных по окружности и одинаковых по величине радиальных точечных сил ,гело симметрично изменяет свою форму в пределах упругой деформации ма териала . Например, если приложить силы в шести точках, тело образует форму шестигранника с вершинами в точках Сняв силы с внутренней поверхности, обеспечивают силами упругих деформаций возвращение тела в первоначал ную форму. Если вновь приложить силы в точках в, то тело деформируется в виде шестигранника, но с вершинами в точ ках в, а точки а перемещаются по ра диусу к центру фигуры. При последую щих чередованиях приложения радиаль ных точечных сил точки а вновь воз ращаются в вершины многогранника, а точки в по .радиусу к центру и т.д. Частота изменений вершин многогранника соответствует частоте приложения сил, поэтому от поверхности образующи}сся при этом граней в рабо чей среде возникают акустические кол бания . Интенсивность акустических колебаний при таком способе создания колебаний зависит от величины линей ного перемещения точек от вершины многоугольника до поверхности граней, количества точек приложения ра диальных сил, упругой деформации тел по длине окружности и величины повер ности деформируемого тела. Для осуществления способа применяют устройство типа гидродингиличес кой сирены. Устройство содержит {фиг. 2) кар кас 1, на котором закреплены двигатель 2 и корпус 3. По оси корпуса на подшипниковых опорах 4 установлен ротор 5, соединенный с вгипом двигате ля гибкой муфтой 6. Снаружи на .ротор 5 надет статор 7 с отражателем 8. Ст тор и корпус плотно соединены между собой. Подшипниковый узел корпуса герметично отделен от полости зазора между ротором и статором, равного 0,05-0,5 мм, торцовым уплотнением. В роторе установлены лопатки 9 центр бежного насоса. На статор с наружной стороны установлены кольцевые излучатели 10, выполненные в виде сплошного кольца из материала, о6ладсцощего достаточной упругой деформацией . Излучатели ограничены от перемещения по оси статора упорами 1 равнорасположенными по окружности. Щели в роторе выполнены равнорасположенными по окружности, причем число их меньше чем в статоре настол ко, что при совпавших щелях ротора и статора между двумя соседними щелями ротора должна находиться по крайней мере одна закрытая щель статора. При вращении ротора рабочая среда всасывается в полость ротора лопатками центробежного насоса, встроенными в полость ротора, и под действием развиваемого ими давления и давления центробежных сил протекает через щели ротора в зазор между ротором и статором и далее через щели статора в полость между статором и внутренней поверхностью кольцевого излучателя. В случае несовпадения щелей ротора и статора эта полость минимальна. Из полости среда протекает вдоль оси статора в полость озвучивания рабочей среды. При работе устройства в жидкой среде необходимо отсутствие газовой подушки в полости ротора, зазора между ротором и статором и полости озвучивания с находящимися в ней кольцевыми излучателями. Когда открываются щели статора (фиг. 3), от них в полость ротора распространяется волна разрежения, а в полости щелей статора - волна повышенного давления. Вследствие этого поверхность кольцевого излучателя в местах совпавших щелей деформируется, распространяя от наружной поверхности волну повышенного давления. Благодаря ограниченным размерам по диаметру статора и вследствие увелич ния поверхность ротора среды в зазоре между ротором и статором кольцевой излучатель плотно перекрывает отверстия статора, не совпавшие с отверстием ротора. При закрывании щелей статора текущая в полости ротора среда останавливается и ее кинетическая энергия переходит в энергию сжатия среды в полости ротора, а в щели статора возникает волна разрежения, способствующая перемещению кольцевого излучателя к поверхности статора в местах расположения щелей. В последующем движении ротора относительно статора открывается закрытые щели статора, а открытые закрываются. Таким образом, поверхность излучателя в,ынужденно изменяет свою геометрическую форму, распространяя тем самым в среде мощные колебания акустических волн с частотой . .где п - число оборотов ротора в 1 мин; Z(.- количество гделей в статоре J К - количество импульсов давления при перемещении ротора на угол 2 f - частота колебаний, Гц. Частота колебаний зависит от чиса К и увеличивается с увеличением исла рядов щелей в роторе. На фиг.4 показаны щели второго ряда в момен времени, когда щели первого ряда совпали, т.е. к 2. Количество ряд может быть любым, но при этом каждый ряд имеет свой кольцевой излуча тель . Формула изобретения 1. Способ создания акустических колебаний в жидкой или газообразной среде путем образования ряда послед вательных сжатий и разрежений проте кающей среды, отличающийс я тем, что, с целью повышения интенсивности акустического поля и устойчивости рабочей частоты, колебания образуют изменяющейся по геометрической форме поверхностью коль цеобразного тела, с внутренней стороны которого прикладывают равнорас оложенные и последовательно чёредуюйшеся силы давления и разрежения среды. 2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее ротор и статор с выполненными по их образующей щелями в один и более рядов, привод вращения ротора и центробежный насос, лопатки которого установлены в полости ротора, отличающееся тем, что, в нем каждый ряд щелей статора закрыт по наружной поверхности свободно посаженным и ограниченным от перемещения кольцевым излучателем в виде тонкой замкнутой ленты из материала с упругой деформацией, а количество щелей в роторе и статоре выполнено так, чтобы при совпавших щелях ротора и статора в промежутке между двумя щелями ротора находилась одна или несколько 14злей статора.

Фиг.1 ц

Фиг 2 J J J J vi

.. f t-. uii

Фиг.З

Фиг.