Устройство для высокоамплитудной ультразвуковой обработки изделий в жидкой среде

Устройство для высокоамплитудной ультразвуковой обработки изделий в жидкой среде

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫСОКОАМПЛИТУДНОЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ В ЖИДКОЙ СРЕДЕ, содержащее электроакустический преобразователь, ультразвуковой стержневой трансформатор скорости и резонансный по моде иэгибных колебаний излучатель, имеющий полость для пропускания обрабатываемых изделий, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности оно снабжено герметичным кожухом, заполненным воздухом, и установленным на трансформаторе скорости .и излучателе посредством упругих элементов. (Л с о 00 00 со sl

СОЮЗ С08ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБ КТЕНий И ОТКРЫТИЙ (21) 3520793/23-26 (22) 01. 12. 82 (46) 30. 06.85. Бюл. И - 24

-(72) В.Н. Монахов, П.Г. Думитраш, M.К. Болога, И.Ф. Лунин, Е.С. Савчук, Д.И. Белый и А.В. Рычагов (71) Иосковский ордена Трудового

Красного Знамени институт химического машиностроения и Институт прикладной физики АН МССР (53) 66.084(088.8) (56) Патент США У 3829328, кл. 134-1, опублик. 1974.

Авторское свидетельство СССР

Ф 245465, кл. В 06 В 1/00, 1968.

ÄÄ SUÄÄ 1163897

4(5>), В 01 F, 11/02; В 01 Л 19/00;

В 06 В 1/00 (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫСОКОАМПЛИТУДНОЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОБРАБОТКИ

ИЗДЕЛИЙ В ЖИДКОЙ СРЕДЕ, содержащее злектроакустический преобразователь, ультразвуковой стержневой трансформатор скорости и резонансный по моде изгибных колебаний излучатель, имеющий полость для пропускания обрабатываемых изделий, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности,оно снабжено герметичным кожухом, заполненным воздухом и установленным на трансформаторе скорости и излуча- . теле посредством упругих элементов °

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е .с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет обработки широкополосных изделий., излуча1163897 тель выполнен в виде двух параллельных пластин.

3. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем,что упругие элементы выполнены из демпфирующего материала.

Изобретение относится к ультразвуковой обработке и может быть использовано в различных технологических устройствах для передачи ультразвуковой энергии в жидкие 5 среды или через жидкие среды, например для обработки длинномерных изделий, эмульгирования, дисиергирования, гомогенизации и проведения химических процессов.

Цель изобретения — повышение производительности устройства и расширение его функциональных возможностей за счет обработки широкополосных изделий. 15

На фиг. 1 схематично представлено устройство для обработки длинномерных изделий, общий вид; на фиг. 2 — то же, для обработки широкополосных изделий, общий вид.

Устройство для ультразвуковой обработки изделий в жидкой среде содержит электроакустический преобразователь 1, находящийся в герметич25 ном корпусе. К выходному торцу пре— образователя присоединен ультразвуковой стержневой трансформатор скорости, выполненный в виде последовательно соединенных повышающего 2 и понижающего 3 концентраторов. На

ЗО фиг. 1 представлено устройство, где повышающий концентратор 2 ультразвукового трансформатора скорости состоит из двух цилиндрических участков широкого и узкого сечения, разделенных сужающимся в направлении к выходному торцу коническим участ- . ком. Понижающий концентратор 3 содержит два участка: расширяющийся конический и цилиндрический.

Б понижающем концентраторе 3 нормально к продольной оси выполнено отверстие, в котором по холодной посадке закреплена трубка 4 круглого или эллиптического сечения, симметрично расположенная относительно оси концентратора. Длина каждой консоли трубки 4 кратна нечетному числу четвертой длине волн изгибных колебаний с поправкой на поперечные размеры трубки. Трубка является резонансным по моде изгибных колебаний излучателем.

К корпусу электроакустического преобразователя 1 присоединен кожух

5, заполненный воздухом, представляющий собой цилиндрическую обечайку с двумя полупатрубками б и коническое днище 7 с двумя полупатрубками 8. Полупачрубки 6 и 8 фланцевыми соединениями 9 связаны друг с другом и с фланцами 10, к которым прикреплены упругие элементы 11, изготовленные из демнфирующего материала, не пропускающего жидкость, например из резины. В зоне выходных торцов резонансного излучателя угругие элементы закреплены стяжками

12 Hà его поверхности.

Представленный на фиг. 1 вариант выполнения устройства ограничивает максимальную ширину обрабатываемого изделия поперечным размером трубки, не превышающим на частоте 20 кГц

60 мм.

Для обработки более широких изделий (до 300 мм) целесообразно исполь-. зовать другой вариант выполнения устройства, представленный на фиг. 2.

Здесь резонансный излучатель выполнен в виде двух пластин 13, жестко прикрепленных к торцу трансформатора скорости. Между внутренними, обращенными друг к другу поверхностями пластин образуется полость, черes которую пропускают обрабатываемое изделие. Так как изделие пропускают только с одной стороны устройства, то принято не центральное, как на фиг. 1, а консольное закрепление

1163897

3 резонансного излучателя. Наружные поверхности пластин 13 защищены от контакта с жидкостью кожухом 5.

Особенностью выполнения кожуха по данному варианту является герметизация вдоль .боковой консольной поверхности каждой пластины, достигаемая склеиванием с упругим материалом.

Равномерность ультразвуковой обработки по ширине изделия достигает- 10 ся использованием двух устройств, расположенных с разных сторон изделия таким образом, чтобы совпадали зоны пучностей пластин одного устройства и зоны узлов другого. 15

Работа устройства основана на преобразовании энергии продольных колебаний трансформатора скорости, возбуждаемого электроакустическим преобразователем, в энергию изгибных 20 колебаний резонансного излучателя.

Колеблющиеся стенки резонансного излучателя передают колебания рабочей жидкости, смачивающей при погружении устройства в нанну либо внутрен- 25 нюю полость трубки, либо обращенные друг к другу поверхности пластин.

Глубина погружения устройства в жидкость определяется технологическими условиями пропускания длинномерных 30 изделий и должна быть достаточной для полного заполнения внутренней полости резонансного излучателя.

Через эту полость пропускают обрабатываемые изделия, которые подвергаются кавитационному воздействию со стороны жидкости.

Однако при погружении устройствав жидкость излучается энергия не только в зоне обработки, но и через все контактирующие с жидкостью вибрирующие участки поверхности устрой- ства. Применение кожуха, герметичного в зоне погружения в жидкость, заполненного воздухом и упругосвяэанным с наружными вибрирующими поверхностями резонансного излучателя, позволяет резко сократить потери акустической мощности. Герметичность кожуха предотвращает контакт нерабочих поверхностей резонансного излучателя с жидкостью, а упругость связи практически полностью демпфирует колебания стенок кожуха.

При неизменной мощности электроакустического преобразователя в предлагаемом устройстве возможно резко увеличить длину консолей резонансного излучателя, что приводит к возрастанию времени пребывания обрабатываемого материала в зоне ин тенсивного ультразвукового воздействия, создает возможность увеличить скорость пропускания.материала, тем самым увеличить производительность.

В данном устройстве облегчаются условия пуска. Не требуется полный подъем устройства в. воздушную среду и последующее крайне медленное по1 гружение, так при использовании трубок длиной до 250 мм и диаметром до 30 мм колебания в системе возбуждаются и при полном погружении устройства.

1163891

Составитель Т.Круглова

Редактор М.Товтин Техред Ж.Кастелевич

Корректор В-Гирняк

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3azas 4125/5 Тираж 587

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5