Устройство для введения ультразвуковых колебаний в камеру высокого давления

Устройство для введения ультразвуковых колебаний в камеру высокого давления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(I II 574244

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03,05.76 (21) 2377307/10 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 30.09.77. Бюллетень № 36

Дата опубликования описания 18.10.77 (51) М. Кл. - В 06В 1, 08

Государственный иомите|

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 534.321,9 (088 8) (72) Авторы изобретения

M. H Дубровин, А. М. Мицкевич, А. М. Соколов, С. А. Афанасьева и 1О. Н. Гаврилюк

Московский ордена Трудового Красного Знамени институт стали и сплавов (71) Заявитель ецта (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВЕДЕНИЯ УЛЬТРАЗВУК

КОЛЕБАНИЙ В КАМЕРУ ВЫСОКОГО ДАВЛЕН

Изобретение относится к ультразвуковому технологическому оборудовани|о и может быть применено в различных отраслях народного хозяйства в установках, использующих высокое давление, например в ультразвуковых установках для синтеза сложных сплавов, очистки или диспергирования.

Известны установки, работающие с повышенным статическим давлением, в которых ультразвуковые коacoaH»st передаются в камеру через волновод длиной i./2 (i,— длина волны продольных колебаний) с фланцем, расположенным па расстоянии i./4 от излучающей поверхности (1).

Недостатком таких установок являются большие потери акустической энергии в узле введения ультразвука, т. е. в месте герметизации волновода, вводимого в камеру.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для введения мощных ультразвуковых колебаний в камеру с повышенным давлением, содержащее полуволновой волновод с фланцем на расстоянии

1./4 от его свободного конца. Один торец волповода с помощью IIIIIII;Ii I(H соединяется с магнитострнкционным преобразователем типа ПМС вЂ” 15 — А — 18, к другому торцу через прокладку присоединяются стенки камеры, которая при помощи болтов стягивается с фланцем волновода. Таким образом осуществлястся герметизация волновода, который является дном камеры, н стенок самой камеры (2).

Недостатком этого устройства для введения ультразвука в камеру с повышенным давлением является большая непроизводительная потеря акустической энергии в болтовом соединении фланец — камера.

Целью изобретения является уменьшение

|О непроизводительных потерь акустической энергии и увеличение вводимой мощности ультразвуковых колебаний.

Это достигается путем герметичного соединения фланца волновода с камерой высокого

15 давления. Кроме того, фланец волновода снабжен QBj i IH встречны MH канавками г iix биной, равной 3/4 толщины фланца волновода, выполненными по окружностям, радиусы которых меньше радиуса первой узловой окруж20 ности радиальных смещений фланца, но больше радиуса волновода.

FIa чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Волновод 1 с фланцем на расстоянии 1./4

25 (i.— длина продольной волны в данном материале) крепится к камере 2 с помощью болтов 3 и уплотняется кольцевой резиновой проладкой -1. На расстоянии от поверхности волноиода 1 ближе первого узла радиальных сме30 щенпй (например, для титана ближе 7 мм) 574244 фланец волновода 1 имеет две кольцевые канавки 5. Нижний торец волновода 1 соединяется с магнитострикционным преобразователем 6. Верхний торец волновода 1 является излучающей поверхностью.

Отсутствие непосредственного контакта излучающей поверхности волновода со стенками камеры снимает дополнительную нагрузку с акустической системы и улучшает условия ее работы.

Для устранения передачи колебаний в узел крепления волновода на его фланце выполняется акустическая развязка (кольцевая канавка) в виде сосредоточенного элемента со значительным снижением жесткости. Поскольку эквивалентная жесткость фланца увеличивается пропорционально его радиусу, акустическая развязка располагается не далее ближайшего по радиусу узла радиальных смещений. Экспериментально установлено, что отнесение акустической развязки далее предло>кенных пределов ведет к возрастанию потерь в узле крепления волновода.

Поскольку расчет элемента с пони>кснной жесткостью в случае диска в настоящее время нс разработан, его гсометрия и форма выбираются иа основе экспериментальных дагц!ых, 11ро(3сдс!!!(ые псслсдоваппя показы!

33 IOT (TO OIITI(A1 &JIblIOI(: 5I(3JI5(0TC5(КО((С 1 1УIII(l(51 акустической развязки, в !3пде двух встречных кольцевых канавок глубиной 3/4 толщины фланца во(!(!о!Зайдя.:,Толщи!(а фланца выбирается минимал! >ной(с целью умспшпенпя отвода энергии в него и определяется прочностными свойствами материала волновода и величиной давления внутри камеры.

Ширина кольцевых канавок должна быть не менее 0,1 мм, так как при этом при воздействии ультразвукового давления на фланец и его изгибе берега канавки не сомкнутся и не возникнет их акустический контакт.

Увеличение шарины канавки более 0,5 мм не ведет к снижению потерь акустической энергии в узле крепления волновода и ухудшает условия работы акустической развязки при воздсйствип статического давления в связи с увеличением поверхности, находящейся под действием давления.

Сравнительные испытания предлагаемого

10 устройства для введения ультразвуковых колебаний и устройства, используемого в конструкции ультразвуковой ванны диспергирования УЗВД-6, показывают, что мощность вводимых колебаний можно увеличить на

15 15 — 20%. Это позволяет повысить производительность работы установки в 1,2 — 1,5 раза.

Формула изобретения

Устройство для введения ультразвуковых

20 колебаний в камеру высокого давления, содержащее полуволновой волновод с фланцем на расстоянии Х./4 от его свободного конца, отл и ч а ю щсес я тем, что, с целью уменьшсиия непроизводительных потерь акусти25 чсской >1(cpl(II(и увеличения вводимой мощности ультразвуковых колсбаиий, флянсц

Волноиодя гср(!е(и !1!о соединен с камерой

ВЫСОКОГО Да(3.((С(11(5! П СПЯОЖС(1 Д(3У:5151 !3СТ!)Е 11(ыъ(п и;(и;1вкамll глуонной, равной 3/4 ТО!f30 1111111((фланца Волновода, ьч шолисинымп по окружностям, радиусы которы.; меньше ряд(!5 ся 1(ср!30и узловой 0(

130ЛВОВОДЯ.

35 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство № 266406, кл.

В 06В 1/08, 1970.

2. Авторское свидетельство № 205355, кл.

40 В 06В 1/08, 1967.

574244

Составитель Г. Терехова

Редактор 3. Ходакова Техред И. Михайлова Корректор О. Тюрина

Подписное

Заказ 2218/3 Изд. № 803 Тираж 671

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2