Электроакустическое устройство Советский патент 1976 года по МПК B06B1/06 

1

Изобретение касается применения звуковых и ультразвуковых колебаний в разли чных технологических процессах и может быть использовано, в частности в качестве миниатюрного прокачивающего устройства в медицине, космической технике, химичес ком производстве.

Известны электроакустические устройст-ва, используемых з различных технологических процессах, связанных с обработкой жидкостей.

Из известных электроакустических устройств наиболее близким по технической сущности к предлагае.ому является устройство, содержащее пьезоэлектрический генератор механических колебаний с вторичным преобразователем. Причем во вторичном преобразователе выполнено сквозное дилиндри-ческое отверстие и имеется система трубо п хзводов приема и подачи жидкости .

Однако такие устройства характеризуются невозможностью создания насосного эффекта.

Цель изобретения - получение насосного эффекта.

Для этого в корпусе между вибраторами например пьезоэлектрическим.и кольцами, помещена мембрана в виде тонкой изгибно колеблющейся на одной из собственных час5 тот пластины, имеющей отверстия с раструбами переменного сечения. Причем раструбы могут быть расположены, на одну или на обе стороны пластины, образуя диффузоры и конфузоры.

10На фиг. 1 изображена схема предлагаемго устройства; на фиг. 2 - формы, раструбов.

Электроакустическое устройство имеет корпус 1 с подводящими 2 и отводящими 15 3 патрубками. Внутри корпуса расположена пластина 4 с отверстиями 5 и раструбами 6, электроакустический вибратор 7, например пьзокерамические кольца, отделенные от корпуса изолирующими прокладками 8. 20 На обкладки пьезокерамического кольца 7 подается переменное электрическое напряжение фиксированной частоты. Поперечные колебания пьезокерамического кольца возбуждают изгибные колебания пластины 4, 25 Частота колебаний электрического напряжения соответствует одной из мод изгибных колебаний пластины 4. Отверстия 5 с рас рубами 6 расположены в пучностях смещения пластины. На фиг, 2 показано, что раструбы могу быть выполнены в виде диффузоров (а) и конфузо ров (б). Работа отдельного отверстия с раструбо заключается в следующем. Раструб движется относительно жидкоети. Если кри-1ерий Рейнольдса при этом дв жении не достигает критического значения то для движения жидкости внутри раструба справедлив закон Бернулли P,J VJf--Pl -f4 a f-f и Pg - статические давления соот ветственно на входе и выходе раструба; Ь и П - высота уровня жидкости над зем лей соответственно на входе и выходе раст руба; V, и 3 - скорости движения жидкости через сенения входа и выхода соответственно; р - плотность жидкости; а - ускорение свободного падения. Так как вы.сота раструба мала (j-i-: ), ра.зностью гидростатических давлений на высоте раструба можно пренебречь. Следовательно p.-f.-iK-v:) IПусть растуб движется по гарм,оническому закону, т.е. Y V cosuji,M (u;t-4) W COs()-Y -tos4Li t) где ои - круговая частота; t - текущее время; С - скобки, означающие усреднение по времени. § Г 2. а/ ч 2. 2. ,о Ра J г у.2. I с 3 Гт Т l-- () Т Wtot п л РгР.4(). ( Ч Ч ш/- 1 Из полученного уравнения (1) следует, что независимо от направления скорости жидкости, и, следовательно, независимо от того движется ли раструб вверх или вниз, сущертвует ПОСТОЯННЫЙ перепад давления между широким и узким сечениямл раструба. Этот перепад давления, направленный от щироко-г го сечения к узкому, транспортирует жид-, кость сквозь раструб в процессе его колебаний. Критическое значение числа Рейнольдса, например, для воды, равно 1000. Это значит., что для раструба с диаметром широкого сечения в 0,5 мм закон Бернулли будет справедлив даже при значениях колебательной скорости - 10 м/сек, т.е, раст-. руб может колебаться, например, с частотой i 10ГЦ и амплитудой в 1 мм и при этом будет справедливо соотнощение (1), Таким образом, все колеблющиеся отверстия с раструбами создают одинаково направленные перепады, давления независимо от того в фазе или в противофазе они колеблются. Формула изобретения 1.Электроакустическое устройство, содержащее корпус с подводящими и отводящими патрубками и вибраторы с изолирующими прокладками, отличающееся тем, что, с целью получения насосного эффекта, в корпусе между вибраторами, например пьезоэлектрическими ко.пьцами,-помещена мембрана в вице тонкой, изгибно колеблющейся на одной из собственных частот пластины,, имеющей в местах пучностей колебательной скорости отверстия с раструбами переменного сечения. 2.Устройство ПОП.1, отличающееся тем, что раструбы, раскрыты, на одну сторону пластины так, что образуют либо диффузоры,, либо конфузоры. 3. Устройство по П.1, о т л и ч а ющ е е с я тем,, что раструбы раскрыты на обе cTopoHbj пластины, так, что на одной сто° cTopoHbj пластины, так, что на одной c роне расположены, диффузоры, а на другойконфузоры. Tf ..

а

Г/

/

/

Фиг. 2