Opis wydaitt) draklenwdnia 30 grudnia 1963 r. y£**< POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 47875 Polska Akademia Nauk*) (Instytut Podstawowych Problemów Techniki) KI.KI. internat. B 06 A/0$ Warszawa, Polska Wanna ultradzwiekowa Patent trwa od dnia 13 listopada 1962 r.Przedmiotem wynalazku jest wanna ultra¬ dzwiekowa. Jest to urzadzenie sluzace do wzbu¬ dzania drgan ultradzwiekowych w cieczach.Wanny takie znajduja szerokie zastosowanie, szczególnie do oczyszczania w osrodkach cie¬ klych róznych przedmiotów z pokrywajacych te przedmioty niepozadanych czastek czy powlok.Innyni zastosowaniem wanny ultradzwiekowej jest na przyklad pobudzenie do drgan elektro¬ litu podczas pokrywania galwanicznego metali, co znacznie przyspiesza proces i poprawia ja¬ kosc pokrycia. Drgania ultradzwiekowe cieczy sa równiez wysoce uzyteczne przy róznych in¬ nych procesach technologicznych.Elementem pobudzajacym do drgan znajduja¬ ca sie w wannie ciecz jest przewaznie przetwor¬ nik magnetostrykcyjny, zasilany z odpowiednie¬ go generatora elektrycznego i pracujacy przy czestotliwosci swego pólfalowego rezonansu mechanicznego. ' *) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze twórca wynalazku jest mgr inz. Roman Suwalski.W znanych wannach ultradzwiekowyeh prze¬ twornik magnetostrykcyjny bywa czasem wpro¬ wadzany bezposrednio do cieczy wypelniajacej wanne.Nowsze znane rozwiazanie pokazane jest na fig. 1. Wanna posiada cienkie dno a, do którego, z reguly posrodku, przymocowany jest nieroz- laczalnie (np. przyklejony) przetwornik magne¬ tostrykcyjny b. Po wypelnieniu wanny ciecza przetwornik zostaje pobudzony do drgan ultra¬ dzwiekowych przy ipomocy generatora. Cienkie dno wanny dziala jako membrana, pozwalajac na przekazywanie cieczy drgan przetwornika.Brzegi dna pozostaja nieruchome i drgania nie przenosza sie na scianki wanny, sztywno umo¬ cowane z obudowa c. Dzieki takiej konstrukcji przetwornik moze przekazac energie swoich drgan wypelniajacej wanne cieczy, a ciecz ta, czesto aktywna chemicznie, nie ma dostepu do przetwornika i umieszczonych na nim uzwojen.Jednak to znane rozwiazanie ma dwie zasad¬ nicze wady. Po pierwsze, pole ultradzwiekowe jest rozlozone w cieczy bardzo nierównomiernie.Glówna czesc energii promieniowana jest w slup cieczy znajdujacy sie bezposrednio nad przetwornikiem, podczas, gdy w czesci obwo¬ dowej wanny drgania cieczy sa bardzo slabe.Nie pozwala to na racjonalne przeprowadzenie procesów technologicznych w calej objetosci wanny.Druga wada znanego rozwiazania jest to, ze impedancja akustyczna slupa cieczy obciazaja¬ cego przetwornik jest znacznie mniejsza od op¬ tymalnej impedancji obciazenia przetwornika, przy której jego siprawnosc elektroakustyczna jest najwieksza. W zwiazku z tym przetworniki ultradzwiekowe pracujace w wannach ultra¬ dzwiekowych wedlug znanego rozwiazania ce¬ chuja sie stosunkowo mala sprawnoscia elek¬ troakustyczna.Powyzsze wady 'usunieto w wannie ultra¬ dzwiekowej wedlug wynalazku, której kon¬ strukcje pokazano schematycznie na fig. 2. Dno wanny stanowi sztywny element d, trwale zmo- cowany z przetwornikiem magnetostrykcyj- nym b. Elemend d sluzy jako transformator im¬ pedancji akustycznej, przekazujac drgania cie¬ czy na powierzchni znacznie wiekszej niz po¬ wierzchnia przetwornika. Stosunek powierzchni promieniujacej elementu d do powierzchni prze¬ twornika jest przy tym tak obliczony, aby ob¬ ciazenie przetwornika bylo optymalne, a jego sprawnosc elektroakustyczna najwieksza. Jed¬ noczesnie element d zapewnia pobudzenie do drgan calej cieczy znajdujacej sie w wannie.Aby drgania dna nie byly tlumione przez jego zetkniecie ze sciankami i obudowa, zastosowano w rozwiazaniu wedlug wynalazku rezonansowa konstrukcje wanny. Wysokosc scianek jest tak dobrana, aby byla równa calkowitej wielokrot¬ nosci dlugosci polówki podluznej fali akustycz¬ nej, wzbudzanej w materiale scianki wanny przy czestotliwosci roboczej. Podczas pracy urzadzenia scianki wanny drgaja wraz z jej dnem w sposób rezonansowy. 'Na sciankach tak pracujacej wanny powstaja linie wezlowe drgan, odlegle od dna wanny o wymiar stano¬ wiacy calkowita nieparzysta wielokrotnosc cwiartki podluznej fali akustycznej wzbudzonej w materiale scianek. Wanna zamocowana jest do obudowy c w jednej z tych linii wezlowych przy pomocy waskiego uchwytu /. PL