<B>Appareil pour la production d'ultra-sons dans un</B> liquide La présente invention a pour objet un appa reil pour la production d'ultra-sons dans un liquide, comprenant au moins un cristal piézo électrique placé entre deux électrodes entre les quelles règne le champ électrique d'excitation du cristal. Dans les appareils connus, le cristal est, en général, constitué par un quartz collé à une plaque métallique qui constitue une électrode et qui assure en même temps la transmission des ultrasons du quartz à un liquide qui se trouve au-dessus de cette plaque métallique.
Pour que 1a transmission des ultrasons à travers cette plaque se fasse pratiquement sans atténuation, il est nécessaire de donner exactement à cette plaque une épaisseur égale à la demi-longueur d'ondes des ultrasons dans la matière formant la plaque. Cette opération est très délicate et nécessite un usinage très soigné de la plaque.
Dans certains cas, on peut loger le quartz dans une fenêtre prévue dans le fond du réci pient contenant le liquide devant être soumis aux ultrasons. Comme ce liquide n'est pas for cément conducteur au point de vue électrique, il est nécessaire de prévoir une électrode sur la face supérieure du quartz, cette électrode étant généralement constituée par un mince dépôt d'argent sur la face du quartz. Toutefois, cette construction présente un inconvénient grave, car dans le cas où la puissance émise par le quartz est élevée, le dépôt d'argent se sépare rapide- ment de la face du quartz, de sorte que l'appareil doit être démonté et revisé.
La présente invention a pour but de remé dier à ces défauts. Elle a pour objet un appareil, caractérisé en ce que l'une des électrodes est constituée par une couche d'eau baignant une face du cristal, cette couche d'eau étant séparée du liquide dans lequel les ultrasons doivent être transmis, par une membrane en matière perméable aux ultrasons.
Le dessin annexé représente, schématique ment et à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appareil, objet de l'invention.
La fig. 1 en est une coupe verticale.
La fig. 2 est une coupe partielle à plus grande échelle selon la ligne 11-11 de la fig. 1. L'appareil représenté est destiné à être fixé sur la paroi supérieure 1 d'un coffre contenant la partie électrique du générateur d'ultra-sons. Cet appareil comprend une cuve inférieure déli mitée par une paroi 2 et un fond 3. Ce dernier est en matière isolante et est fixé à une bague 4 au moyen de vis 5 et avec interposition d'un joint d'étanchéité 6. La paroi 2 est soudée à la bague 4 et porte à sa partie supérieure une bride 7, à laquelle est fixée une paroi 8 consti tuant la partie supérieure de l'appareil.
Une pièce 9 est soudée à la bride 7 et porte à sa partie inférieure une plaque métallique 10 présentant huit trous disposés en deux rangées parallèles de quatre trous chacune.
A l'intérieur de chacun de ces trous sont engagées des pièces cylindriques 11 portant chacune un quartz 12. Chaque pièce 11 présente un filetagé extérieur permettant sa fixation à la plaque 10 au moyen d'une bague vissée 13. Des joints d'étanchéité sont prévus entre le rebord de la pièce 11 et la plaque 10.
La plaque 10, la paroi 2 et le fond 3 délimitent une cuve remplie d'huile baignant la face infé rieure du quartz 12. Au-dessous de chacun des quartz se trouve une électrode 14 montée de façon coulissante sur une tige 15 et soumise à l'action d'un ressort 16 qui la maintient appuyée contre le quartz. Chaque tige 15 traverse le fond 3 et est reliée à un générateur électrique non représenté par un fil conducteur 17. Les particularités de cette électrode sont décrites plus en détail dans le brevet No 325520.
Une membrane 18 est serrée entre la bride 7 et la paroi 8 et détermine avec la plaque 10 un espace fermé dans lequel est envoyée de l'eau par une conduite 19. Une conduite d'évacuation 20 de cette eau est raccordée à un tube 21 dont l'extrémité est bouchée et présentant plusieurs orifices 22 (voir fig. 2) ouverts à proximité de la face inférieure de la membrane 18 pour per mettre l'évacuation des bulles gazeuses suscep tibles de se former dans l'eau sous l'influence des ultrasons. Le tube 21 est placé entre les deux rangées de quatre quartz de façon à ne pas se trouver sur le chemin des faisceaux d'ultra sons.
L'eau qui est envoyée par la conduite 19 est rendue conductrice par une adjonction de sel ou d'acide et constitue une couche baignant la face supérieure des quartz 12. Cette couche d'eau forme ainsi la seconde électrode, qui est au potentiel de la masse et qui permet d'établir, en coopération avec les électrodes 14, les champs magnétiques d'excitation des quartz.
Au-dessus de la membrane 18 se trouve un liquide, en général solvant, dans lequel sont plongées des pièces à nettoyer qui ne sont pas représentées au dessin et qui. doivent être placées dans un panier 23 dont le fond est constitué par un treillis 24. Des moyens sont prévus pour permettre de faire circuler le liquide de nettoyage contenu dans la partie supérieure de l'appareil. Ces moyens comprennent une conduite 25 d'amenée de fluide débouchant dans une conduite de répartition 26 entourant la paroi 8 et commu niquant avec l'intérieur de la cuve supérieure par des trous 27 prévus dans cette paroi 8. A la partie supérieure de cette cuve se trouvent deux trop-pleins 28 pour l'évacuation du liquide de nettoyage. La cuve supérieure est fermée pendant le fonctionnement de l'appareil au moyen d'un couvercle 29.
L'appareil représenté est destiné spéciale ment au nettoyage de pièces et, dans ce but, il peut avantageusement comprendre des moyens pour chauffer le solvant qui est amené dans la cuve supérieure par la conduite 25. Grâce au fait que l'eau constituant l'électrode au-dessus des quartz 12 peut être continuellement renou velée, la face supérieure des quartz peut être maintenue à une température relativement basse, pratiquement indépendante de la température du liquide de nettoyage envoyé par la conduite 25.
De préférence, la membrane 18 est constituée par un composé du fluor par exemple du tétra- fluoréthylène ou du trifluoréthylène. Ces matières sont très avantageuses, car elles ne sont atta quées pratiquement par aucun agent chimique et résistent à des températures élevées atteignant près de 3000.
L'appareil représenté est spécialement des tiné au nettoyage de pièces par ultrasons, mais il est bien entendu que le dispositif décrit pour rait être utilisé dans tous les appareils dans lesquels on doit transmettre des ultrasons à un liquide. En variante, les pièces 11 portant les quartz 12 pourraient être vissées dans des trous filetés de la plaque 10 de façon à supprimer les bagues filetées 13. Dans ce cas, les pièces 11 pourraient être prévues pour pouvoir être vissées et dévissées en agissant sur elles seulement du côté supérieur de la plaque 10, ce qui permet trait de remplacer un quartz éventuellement détérioré sans qu'il soit nécessaire de démonter la partie inférieure de l'appareil, c'est-à-dire la cuve contenant de l'huile et dans laquelle se trouvent les électrodes 14.
<B> Apparatus for the production of ultrasound in a liquid </B> The present invention relates to an apparatus for the production of ultrasound in a liquid, comprising at least one piezoelectric crystal placed between two electrodes between which the electric field of excitation of the crystal reigns. In known devices, the crystal is, in general, constituted by a quartz bonded to a metal plate which constitutes an electrode and which at the same time ensures the transmission of ultrasound from the quartz to a liquid which is located above this metal plate. .
In order for the transmission of ultrasound through this plate to be practically without attenuation, it is necessary to give this plate exactly a thickness equal to the half-wavelength of the ultrasound in the material forming the plate. This operation is very delicate and requires very careful machining of the plate.
In some cases, the quartz can be housed in a window provided in the bottom of the container containing the liquid to be subjected to ultrasound. As this liquid is not necessarily electrically conductive, it is necessary to provide an electrode on the upper face of the quartz, this electrode generally being formed by a thin deposit of silver on the face of the quartz. However, this construction has a serious drawback, because in the case where the power emitted by the quartz is high, the silver deposit quickly separates from the face of the quartz, so that the apparatus must be disassembled and revised. .
The object of the present invention is to remedy these defects. It relates to an apparatus, characterized in that one of the electrodes is constituted by a layer of water bathing one face of the crystal, this layer of water being separated from the liquid in which the ultrasound must be transmitted, by a membrane made of material permeable to ultrasound.
The appended drawing represents, schematically and by way of example, an embodiment of the apparatus, object of the invention.
Fig. 1 is a vertical section.
Fig. 2 is a partial section on a larger scale along line 11-11 of FIG. 1. The apparatus shown is intended to be fixed on the upper wall 1 of a box containing the electrical part of the ultrasound generator. This apparatus comprises a lower tank delimited by a wall 2 and a bottom 3. The latter is made of insulating material and is fixed to a ring 4 by means of screws 5 and with the interposition of a seal 6. The wall 2 is welded to the ring 4 and carries at its upper part a flange 7, to which is fixed a wall 8 constituting the upper part of the device.
A part 9 is welded to the flange 7 and carries at its lower part a metal plate 10 having eight holes arranged in two parallel rows of four holes each.
Inside each of these holes are engaged cylindrical parts 11 each carrying a quartz 12. Each part 11 has an external thread allowing its attachment to the plate 10 by means of a screwed ring 13. Seals are provided. provided between the edge of the part 11 and the plate 10.
The plate 10, the wall 2 and the bottom 3 delimit a tank filled with oil bathing the lower face of the quartz 12. Below each of the quartz is an electrode 14 slidably mounted on a rod 15 and subjected to the action of a spring 16 which keeps it pressed against the quartz. Each rod 15 passes through the bottom 3 and is connected to an electric generator not shown by a conductive wire 17. The particularities of this electrode are described in more detail in patent No. 325520.
A membrane 18 is clamped between the flange 7 and the wall 8 and together with the plate 10 determines a closed space in which water is sent through a pipe 19. An evacuation pipe 20 of this water is connected to a tube 21. the end of which is plugged and having several orifices 22 (see fig. 2) open near the underside of the membrane 18 to allow the evacuation of gas bubbles liable to form in the water under the influence ultrasound. The tube 21 is placed between the two rows of four quartz so as not to be in the path of the ultrasonic beams.
The water which is sent through the pipe 19 is made conductive by an addition of salt or acid and constitutes a layer bathing the upper face of the quartz 12. This layer of water thus forms the second electrode, which is at the potential of mass and which makes it possible to establish, in cooperation with the electrodes 14, the magnetic excitation fields of the quartz.
Above the membrane 18 is a liquid, generally a solvent, in which are immersed parts to be cleaned which are not shown in the drawing and which. must be placed in a basket 23, the bottom of which consists of a mesh 24. Means are provided to allow the cleaning liquid contained in the upper part of the device to circulate. These means comprise a fluid supply pipe 25 opening into a distribution pipe 26 surrounding the wall 8 and communicating with the interior of the upper tank through holes 27 provided in this wall 8. At the upper part of this tank There are two overflows 28 for draining the cleaning liquid. The upper tank is closed during operation of the apparatus by means of a cover 29.
The apparatus shown is intended especially for cleaning parts and, for this purpose, it can advantageously comprise means for heating the solvent which is brought into the upper tank through line 25. Thanks to the fact that the water constituting the electrode above the quartz 12 can be continuously renewed, the upper face of the quartz can be maintained at a relatively low temperature, practically independent of the temperature of the cleaning liquid sent through the pipe 25.
Preferably, the membrane 18 consists of a fluorine compound, for example tetrafluoroethylene or trifluoroethylene. These materials are very advantageous, because they are hardly attacked by any chemical agent and withstand high temperatures reaching almost 3000.
The apparatus shown is especially suitable for cleaning parts by ultrasound, but it is understood that the device described could be used in all apparatus in which ultrasound is to be transmitted to a liquid. As a variant, the parts 11 carrying the quartz 12 could be screwed into threaded holes in the plate 10 so as to eliminate the threaded rings 13. In this case, the parts 11 could be provided to be able to be screwed and unscrewed by acting on them. only on the upper side of the plate 10, which makes it possible to replace a possibly deteriorated quartz without it being necessary to dismantle the lower part of the apparatus, that is to say the tank containing oil and in which the electrodes 14 are located.