Opublikowano: 18. III. 1967 MKP B 0G UKD Twórca wynalazku: mgr inz. Roman Suwalski Wlasciciel patentu: Polska Akademia Nauk (Instytut Podstawowych Pro¬ blemów Techniki), Warszawa (Polska) Uklad drgajacy, przetwornik magnetostrykcyjny-membrana Przedmiotem wynalazku jest uklad drgajacy, przetwornik magnetostrykcyjny-membrana.Przetwornik magnetostrykcyjny jest podzespolem sluzacym do przetwarzania drgan elektrycznych na mechaniczne lub odwrotnie.Czestym zastosowaniem przetwornika magneto¬ strykcyjnego, polaczonego z membrana (plyta pro¬ mieniujaca) przekazujaca wytworzone przez ten przetwornik drgania do osrodka nadzwiekawiane- go, jest wytwarzanie drgan ultradzwiekowych o duzej amplitudzie w osrodkach cieklych. W tym przypadku stosuje sie zwykle znane rozwiazanie przedstawione na fig. 1.Membrana a przekazujaca drgania do cieczy jest napedzana przylutowanym do niej posrodku rdze¬ niem magnetostrykcyjnym b, przy czym obrzezem swym zmocowana jest z nieruchomymi sciankami wanny zawierajacej nadzwiekawiana ciecz.W znanych rozwiazaniach ukladu rdzen magne¬ tostrykcyjny — membrana, w plaszczyznie ich po¬ laczenia wystepuja duze sily rozrywajace. W zwiaz¬ ku z tym i ze wzgledu na mala powierzchnie zla¬ cza musi ono byc zrealizowane przy uzyciu wysokowytrzymalego lutu twardego lub metody spawania. Taki sposób laczenia, przy stosowaniu znanych konstrukcji rdzen magnetostrykcyjny — . membrana, posiada dwie zasadnicze wady. Po pierwsze, laczenie rdzenia magnetostrykcyjnego z membrana ze stali o wlasnosciach antykorozyj* jiych powoduj** czesto, ze wzgledu na mala prze- !• 16 20 25 80 wodnosc cieplna tych gatunków stali, duze óu- ksztalcenia membrany i w konsekwencji defekty zlacza. Po drugie, polaczenie takie jest praktycznie nierozlaczalne i nie istnieje mozliwosc wymiany samej membrany zniszczonej dzialaniem kawitacji po dlugotrwalym promieniowaniu fal ultradzwie¬ kowych.Duze sprawnosci przetwornika magnetostrykcyj- nego promieniujacego w ciecz uzyskuj': ;ie jedynie przy jego wlasciwym dopasowaniu akustycznym do tej cieczy. Dla przetwornika magnetostrykcyjnego zaopatrzonego w membrane i obciazonego zwykle spotykanymi cieczami, optymalne dopasowanie na¬ stepuje w przypadku jezeli energia jest promie¬ niowana przez czesc membrany o powierzchni kil¬ kakrotnie wiekszej niz powierzchnia styku rdzen- membrana przy czym membrane stanowi plyta idealnie sztywna i o wiotkim obrzezu. Obrzeze membrany winno byc mozliwie wiotkie dla ogra¬ niczenia przenoszenia sie drgan na scianki wanny.W nowszych konstrukcjach sztywnosc membrany uzyskuje sie przez stosowanie membran o zmniej¬ szajacej sie grubosci od srodka ku obwodowi, wzglednie membrany uzebrowane w swej srodko¬ wej czesci. Ze wzgledu na czeste stykanie sie meiv.- brany z agresywnymi cieczami z rc^uly w\kfniije sie ja ze ntati o Wlasnosciach antykorozyjnych, a stale t&tete, jak wiadomo, sa bardzo trudno ub/;i- biolne. fdwy&ssg wady i niedogodnosci usuv*. * irj.w.iiM 5276852763 nie wedlug wynalazku. Istota wynalazku jest za¬ stosowanie miedzy membrana o stalej grubosci a przetwornikiem magnetostrykcyjnym plyty po¬ sredniczacej, trwale polaczonej z tymi elementami.Przyklad ukladu wedlug wynalazku, przedsta¬ wiony jest schematycznie na fig. 2.Uklad wedlug wynalazku sklada sie z membra¬ ny a o stalej grubosci, zmocowanej trwale po srodku z rdzeniem magnetostrykcyjnym b poprzez plyte posredniczaca c. Plyta posredniczaca c o po¬ wierzchni wiekszej niz czynna powierzchnia rdze¬ nia magnetostrykcyjnego posiada ksztalt i grubosc pozwalajace na uzyskanie wymaganej sztywnosci srodkowej czesci membrany dla jej optymalnego dopasowania do cieczy. Plyta ta nie pokrywa calej powierzchni membrany a, dzieki czemu obrzeze tej ostatniej jest dostatecznie wiotkie. Plyta posredni¬ czaca c moze miec zmieniajaca sie od srodka ku obwodowi grubosc.Uklad wedlug wynalazku ma membrane a w po¬ staci plyty o stalej grubosci, która wykonuje sie latwo ze stali o wlasnosciach antykorozyjnych tj. ze stali trudnotrawiacej sie. Plyte posredniczaca c wykonuje sie z innego latwiejszego do obróbki materialu konstrukcyjnego powszechnego uzytku, na przyklad ze zwyklej stali, poniewaz plyta ta nie styka sie bezposrednio z agresywnymi cieczami przy ich nadzwiekawianiu i dzieki temu nie jest narazona na korozje. Polaczenie miedzy rdzeniem magnetostrykcyjnym b a plyta posredniczaca c wy¬ konuje sie metoda spawania lub lutowania twar¬ dego. Natomiast polaczenie miedzy membrana a 10 15 20 25 30 i plyta posredniczaca c dokonuje sie przy uzyciu lutu o nizszej temperaturze topliwosci na przyklad lutu miekkiego, lub metoda klejenia, na przyklad zywica epoksydowa.Trwalosc tego ostatniego zlacza jest wystarcza¬ jaca przy stosowaniu konstrukcji wedlug wynalaz¬ ku. Dzieki bowiem mozliwosci zastosowania w tym rozwiazaniu cienkiej membrany o malej bezwlad¬ nosci oraz na skutek stosunkowo duzej powierzch¬ ni styku membrany z plyta posredniczaca, napre¬ zenia rozrywajacego wystepujace w zlaczu mem¬ brana — plyta posredniczaca sa znacznie nizsze niz w znanych rozwiazaniach w zlaczu rdzen magnetostrykcyjny-membrana, którego powierzch¬ nia jest mala. PL