Устройство для высокоамплитудной ультразвуковой обработки изделий в жидкой среде

 

Изобретение является усовершенствованием основного изобретения по авт. св. N 1163897 и может найти применение в различных отраслях промышленности, где требуется осуществлять процессы смешения, диспергирования и гомогенизации. Целью изобретения является повышение эффективности обработки. Устройство для высокоамплитудной ультразвуковой обработки изделий в жидкой среде содержит помещенные в герметичный кожух электроакустический преобразователь, ультразвуковые трансформаторы и резонансные по моде изгибных колебаний излучатели с полостями. Излучатели установлены в кожухе посредством упругих элементов. Кожух подвешен посредством эластичного элемента и установлен с возможностью качательного движения. Полости излучателей снабжены дополнительными шарообразными рабочими органами. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РеспуБлик (5!)5 В 01 F 11/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1163897 (21) 4422025/26 (22) 05.05,89 (46) 15.08.91. Бюл, М 30 (71) Отделение Всесоюзного научно-исследовательского проектно-конструкторского и технологического института источников тока Научно-производственного объединения "Квант" с опытным производством (72) В.И.Благов, В,И.Екатеринчук, И.Н.Горбатова и С.С.Ефремов (53) 66.063(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1163897, кл. В 01 F 11/02, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫСОКОАМПЛИТУДНОЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОБРАБОТКИ

ИЗДЕЛИЙ В ЖИДКОЙ СРЕДЕ (57) Изобретение является усовершенствованием основного изобретения по авт,св.

Изобретение может найти применение в различных отраслях промышленности, где требуется осуществлять процессы смешения, диспергирования и гомогениэации.

Целью изобретения является повышение эффективности обработки.

На фиг.1 представлено устройство в разрезе; на фиг.2 — сечение А-А на фиг.1.

Устройство для высокоамплитудной ультразвуковой обработки изделий в жидкой среде содержит помещенные в герметичный кожух 1 электроакустический преобразователь 2, ультразвуковые стержневые трансформаторы 3 и резонансные по моде изгибных колебаний излучатели 4 с полостями 5. Излучатели 4 установлены в кожухе 1 посредством упругих элементов 6.

„„5U„„1669527 А2

М 1163897 и может найти применение в различных отраслях промышленности, где требуется осуществлять процессы смешения, диспергирования и гомогенизации.

Целью изобретения является повышение эффективности обработки. Устройство для высокоамплитудной ультразвуковой обработки изделий в жидкой среде содержит помещенные в герметичный кожух электроакустический преобразователь, ультразвуковые трансформаторы и резонансные по моде изгибных колебаний излучатели с полостями. Излучатели установлены в кожухе посредством упругих элементов. Кожух подвешен посредством эластичного элемента и установлен с возможностью качательного движения. Полости излучателей снабжены дополнительными шарообразными рабочими органами.

2 ил, Кожух 1 подвешен посредством эластичного элемента 7 и установлен с возможностью качательного движения. Полости 5 излучателей 4 снабжены дополнительными шарообразными рабочими органами 8.

Излучатели 4 закреплены в кожухе 1 опорными призмами 9.

Устройство работает следующим образом.

В полости 5 излучателей 4 засыпают материал. Герметизируют полости 5 заглушками 10. Подают в полости 5 через вентиль 11 и трубопроводы 12 и 13 жидкость, Для создания в полостях 5 излучателей 4 повышенного давления их подключают через вентиль

14 к источнику газа (не показан). Через штуцер 15 подают в полость кожуха 1 охлажда1669527 ющую среду, которая выводится через штуцер 16. Включают преобразователь 2 и механизм 17 качательного движения кожуха 1, Ультразвуковые колебания активных торцов преобразователя 2 грансформаторами 3 сообщаются излучателям 4, являющимися нагрузкой для источника колебаний.

Поскольку продольные колебания трансформаторов 3 приложены к полостям

5 излучателеи 4, перпендикулярно их продольным осям, то в них возникают изгибные колебания, а сами полости 5 становятся волноводными этих колебаний, Ультразвуковые изгибные колебания, распространяясь вдоль полостей 5, вызывают колебания, находящихся в их полостях рабочей жидкости и диспергируемого материала и свободно размещенных в полостях

5 шарообразных рабочих органов 8.

Амплитуды смещения в разных точках полостей 5 определяются законом распространения изгибных колебаний и достигают максимума в их пучностях, а минимума — в узловых плоскостях. Для подстройки частоты колебаний рабочих камер в резонанс с возбуждающей силой используются опорные призмы 9, места установки которых совпадают с узловыми плоскостями изгибных колебаний полостей 5 излучателей и обеспечивают при этом максимальные амплитуды колебаний в пучностях, Механизмом 17 полости 5 излучателей

4 периодически наклоняются в обе стороны.

Это вызывает перемещение материала и жидкости вдоль полостей 5, что обеспечивает перемешивание и препятствует скапливанию в местах отсутствия колебаний— узлах.

Кроме того, вместе с жидкостью перемещаются и возбужденные колебаниями полостей 5 шары 8, которые, перемещаясь по диспергируемому материалу, механически воздействуют на него, вызывая в частицах дополнительные микротрещины, способствующие раскалыванию их ударными волнами рабочей жидкости при эахлопывании кавитационных пузырьков.

Использование избыточного гидростатического давления в полостях 5, величина которого определяется в зависимости от акустического давления, позволяет увеличить кавитационную активность ультразвуковых колебаний.

Одновременно с раскалыванием частиц материала в полостях 5 протекает процесс окатывания частиц и скалывания острых кромок за счет взаимного трения их одна о

5 другую, Постепенно микронеровности на поверхности частиц сглаживаются и частицы приобретают сфероидальную форму. По окончании процесса диспергирования дав10 ление в полостях 5 снижается до нормального и через заглушку 10 жидкость вместе с измельченным материалом выпускается иэ полостей 5 излучателей 4.

Используя особенность изгибных волн, 15 выражающуюся в зависимости скорости их распространения не только от материала волновода, но и от его формы и размеров, можно реализовать полости 5 излучателей

4, на которых укладываются десятки изгиб20 ных волн.

Зависимость волнового сопротивления изгибного волновода от скорости распространения волн практически обеспечивает большие возможности выбора величины

25 этого сопротивления, чем для волноводов продольных колебаний, у которых эта величина определяется только материалом и площадью поперечного сечения, что обеспечивает широкие возможности согласова30 ния нагрузок при передаче колебаний.

Возможность подстройки резонансной частоты рабочей камеры диспергатора как изгибного волновода изменением только местоположения опор-призм 9 упрощает

35 конструкцию диспергатора и снижает требования к точности изготовления рабочих камер.

Предложенное устройство повышает

КПД, производительность и обеспечивает

40 получение высокого экономического эффекта, сокращение в 8-10 раз материальных затрат на диспергирование материала.

Формула изобретения

Устройство для высокоамплитудной

45 ультразвуковой обработки изделий в жидкой среде по авт.св. N. 1163897, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности обработки, кожух подвешен посредством эластичного элемента и уста50 новлен с возможностью качательного движения, а полости излучателей снабжены дополнительными шарообразными рабочими органами.

1669527

Щ 1

Составитель В.Боев

Редактор О.Спесивых Техред М.Моргентал Корректор О.Ципле

Заказ 2694 Тираж 381 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул.Гагарина, 101