Ультразвуковой преобразователь для жидкостей обработки Советский патент 1977 года по МПК B06B1/02 

1

Изобретение относится к области технологического использования ультразвука, в частности, к устройствам для создания ультразвуковых колебаний в жидкой среде и может быть применено в ультразвуковых установках для очистки деталей от механических и жировых загрязнений, очистки движущейся колосовой стали, пропитки, бакелизапии и приготовления эмульсий.

Известны ультразвуковые преобразователи для создания колебаний в жидкой среде, в которых пакеты из магнитострикциопного материала (никеля) прикреилены к излучающей диафрагме ненастроенного типа 1 и 2. Недостатком указанных преобразователей является неравномерность создаваемого ими поля излучения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является ультразвуковой преобразователь, содержащий стержневые пакеты из магнитострикционного материала, прикрепленные к резонансной изгибно колеблющейся диафрагме, по контуру которой в узловой линии расположены элементы крепления бачка охлаждения 3.

Недостатком этого устройства является невозможность увеличения мощности излучения диафрагмы, так как это связано с ограниченным числом магнитострикционных пакетов, прикрепленных к диафрагме в пучностях смещения ее изгибных колебаний, имеющих одинаковую фазу и размещенных на расстоянии, кратном длине изгибной волны.

Другим недостатком прототипа является то, что при возбуждении диафрагм активными магнитострикционными пакетами возникает не только основная мода колебаний, изменяемая по гармоническому закону, но и «паразитная мода, создающая неравномерное поле излучения.

Целью изобретения является увеличение мощности излучения диафрагмы ультразвукового преобразователя для жидкостной обработки.

Это достигается тем, что в предлагаемом преобразователе пакеты из магнитострикционного материала размещены последовательно в пучностях смещений изгибной волны диафрагмы, имеющих нротивоположную фазу упругих колебаний, а контур излучающей поверхности диафрагмы выполнен в виде трапеции, длина основания которой больще длины противоположной стороны не менее, чем на 3%. При этом пакеты могут быть размещены на расстоянии, кратном половине длины изгибной волны в диафрагме.

На чертеже приведен общий вид предлагаемого ультразвукового преобразователя.

Ультразвуковой преобразователь для жидкостной обработки содержит резонансную изгибно колеблющуюся диафрагм} 1, к которой прикреплены пакеты 2 из магнитострикционного материала. Прокладки 3 обеспечивают герметизацию бачка охлаждения 4. Обмотка возбуждения 5 пакетов питается от ультразвуковых генераторов (на чертеже показаны). Элементы крепления 6 обеспечивают прижим бачка охлаждения через прокладки к изгибно колеблющейся диафрагме.

Ультразвуковой преобразователь работает следующим образом.

Бачок охлаждения 4 для предотвращения перегрева активных элементов (2) с обмотками возбуждения 5 подключается к проточной водопроводной воде (на чертеже не показано). Затем включается ультразвуковой генератор, и ток высокой частоты подается на обмотки возбуждения 5. В пакетах 2 за счет магнитострикционного эффекта возникает знакопеременная механическая сила, возбуждающая диафрагму 1.

Пунктирной линией изображено мгновенное значение амплитуды смещений диафрагмы.

Для увеличения мощности излучения в жидкую среду на резонансной изгибно колеблющейся диафрагме 1 в пзчностях колебаний, противоположных по фазе, т. е. на расстоянии, кратном половине длины изгибной волны, размещают несколько активных элементов (пакетов 2) из магнитострикционного мате.риала.

Важным преимуществом предлагаемого ультразвукового преобразователя по сравнению с известным является равномерность поля излучения за счет выполнения диафрагмы в виде

трапеции, позволяющей уничтожать паразитные моды колебаний.

Испытания преобразователя показали надежность его действия и долговечность работы в непрерывном режиме, что позволит использовать его при круглосуточной работе в автоматизированных линиях очистки.

Формула изобретения

1.Ультразвуковой преобразователь для жидкостной обработки, преимущественно очистки, содержащий стержневые пакеты из магнитострикционного материала, прикрепленные к резонансной изгибно колеблющейся диафрагме, по контуру которой в узловой линии расположены элементы крепления бачка охлаждения, отличающийся тем, что, с целью увеличения мощности излучения преобразователя, пакеты размещены последовательно в пучностях смещений изгибной волны диафрагмы, имеющих противоположную фазу упругих колебаний.

2.Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что, контур излучающей поверхности диафрагмы выполнен в виде трапеции, длина основания которой больще длины противоположной стороны не менее, чем на 3%.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Патент США, кл. 310-26, опубл. 1966.

2.Агранат Б. А. и др. Ультразвуковая технология, М., Металлургия, 1974, с. 95.

3.Авторское свидетельство № 173489, кл. В 06В, 1964 (нрототип).

/

J

Z.2.