RU130602U1 - Ультразвуковое устройство для очистки водоемов - Google Patents
Ультразвуковое устройство для очистки водоемов Download PDFInfo
- Publication number
- RU130602U1 RU130602U1 RU2013110091/05U RU2013110091U RU130602U1 RU 130602 U1 RU130602 U1 RU 130602U1 RU 2013110091/05 U RU2013110091/05 U RU 2013110091/05U RU 2013110091 U RU2013110091 U RU 2013110091U RU 130602 U1 RU130602 U1 RU 130602U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- generator
- ultrasonic
- piezoelectric
- frequency
- ultrasonic device
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Physical Water Treatments (AREA)
- Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)
Abstract
Ультразвуковое устройство для очистки водоемов, содержащее генератор электрического сигнала, на выходе которого включен усилитель, и пьезоэлектрический преобразователь, отличающееся тем, что введен блок управления, соединенный с генератором, в качестве генератора использован генератор с автоматической перестройкой частоты, а ультразвуковой излучатель выполнен в виде пьезоэлектрического преобразователя, снабженного согласующей и отражающей накладками, причем внешняя сторона отражающей накладки имеет осесимметричную ступенчатую форму, а толщина увеличивается к краям.
Description
Полезная модель относится к устройствам для очистки водоемов, например бассейнов, от микробиологических загрязнений (в т.ч. водорослей) с помощью ультразвука.
Проведенные исследования позволили установить, что стерилизующее действие ультразвука проявляется на частотах 20 кГц и выше, при интенсивности более 0,5 Вт/см2, что в несколько раз меньше интенсивности ультразвуковых колебаний вблизи рабочего инструмента ультразвуковой колебательной системы любого маломощного ультразвукового аппарата. Механизм стерилизующего действия ультразвука весьма сложен, но доказано, что основным стерилизующим фактором является кавитация.
Известно, что при распространении в жидкости ультразвуковых колебаний возникает явление кавитации - возникновение в жидкости пузырьков с парогазовой смесью. Разрыв пузырьков сопровождается разрушением близлежащих клеток водорослей.
Известен способ очистки воды от водорослей и взвешенных веществ (патент RU №2381181, МПК C02F 1/36, C02F 1/74, «Способ очистки воды от водорослей и взвешенных веществ»). Очистка воды проводится путем обработки ее акустическими волнами звукового и ультразвукового диапазона частот. Обработки воды проводится в несколько этапов в разных резервуарах с использованием системы из набора гидроакустических преобразователей. Недостатком способа является необходимость использования для очистки воды нескольких резервуаров и системы преобразователей, что делает устройство для очистки громоздким и требует дополнительных затрат.
Известно устройство для ультразвуковой обработки жидкости (RU, патент №2132820), которое содержит корпус, излучатель ультразвука, расположенный в нижней части корпуса, трубы подвода загрязненной жидкости и трубы отвода обработанной в озвучиваемом пространстве жидкости. Труба подвода жидкости расположена в центре днища корпуса, а излучатель, выполненный в виде диска, расположен параллельно днищу с зазором в 1-10 мм. Благодаря тому, что в кольцевом зазоре непрерывно находится некоторое количество загрязненной жидкости, ее частицы различной физической природы подвергаются воздействию направленного потока ультразвука, под действием которого происходит ее диспергирование. При этом подавляется жизнедеятельность некоторых микроорганизмов.
Недостатком рассмотренного выше устройства является недостаточно полное подавление жизнедеятельности некоторых видов микроорганизмов. Это объясняется тем, что, как показывают эксперименты, на подавление жизнедеятельности разных микроорганизмов, разные частоты ультразвуковых колебаний действуют по-разному. Т.е. чем уже спектр колебаний, тем меньше количество видов загрязнений, на который он воздействует. В рассмотренном устройстве ультразвуковой излучатель эффективно работает на своей одной резонансной частоте.
Наиболее близким решением по совокупности существенных признаков к предлагаемому является устройство для очистки воды от химических и микробиологических загрязнений с помощью ультразвука (патент 2464233, МПК C02F 1/36, «Ультразвуковая установка для очистки и обеззараживания воды»). Установка содержит автогенератор сигнала ультразвуковой частоты, вырабатывающий на выходе частоты в диапазоне 25-55 кГц, усилитель и пьезоэлектрический преобразователь. Диапазон рабочих частот выбран экспериментально на основе исследований процесса дезинфекции с применением ультразвука.
Недостатком известного устройства является то, что, несмотря на возможность генерации автогенератором сигнала в широком диапазоне частот, излучение ультразвуковых колебаний будет происходить лишь в узком диапазоне - на собственной частоте пьезоэлектрического преобразователя, а на прочих частотах излучения практически не будет. Следствием этого является узкий диапазон видов микроорганизмов, жизнедеятельность которых будет подавляться.
Технической задачей, решаемой полезной моделью, является создание ультразвукового устройства для очистки воды от водорослей, работающего в широком диапазоне частот.
Заявляемое устройство, как и известный аналог, содержит генератор сигнала переменной частоты, на выходе которого включен усилитель, и пьезоэлектрический преобразователь. Но, в отличие от известного, в предлагаемое устройство введен блок управления, соединенный с генератором, в качестве генератора использован генератор с автоматической перестройкой частоты, а ультразвуковой излучатель выполнен в виде пьезоэлектрического преобразователя, снабженного согласующей и отражающей накладками, причем внешняя сторона отражающей накладки имеет осесимметричную ступенчатую форму, а толщина увеличивается к краям.
Достигаемым техническим результатом является расширение диапазона частот ультразвукового излучения и, как следствие, расширение видов микроорганизмов, жизнедеятельность которых будет подавляться.
Полезная модель иллюстрируется фиг.1, на которой приведена схема предлагаемого ультразвукового устройства для очистки водоемов. Оно содержит блок управления 1, подключенный к генератору с автоматической перестройкой частоты 2, соединенному с пьезоэлектрический преобразователем. Пьезоэлектрический преобразователь содержит две круглые пьезоэлектрические пластины 3, поверхности которых находятся в акустическом контакте друг с другом, электроды 4, излучающую накладку 5 и тыльную, отражающую накладку 6, имеющую специальную форму - одна поверхность тыльной осесимметричной накладки плоская и находится в акустическом контакте с пьезоэлектрической пластиной, а вторая, внешняя поверхность, имеет ступенчатую форму, и толщина накладки увеличивается от центра к краю. За счет такого конструктивного решения пьезоэлектрический преобразователь, может излучать ультразвуковые колебания в широком диапазоне частот.
Известно применение накладок в пьезоэлектрических преобразователях в мощных ультразвуковых установках [О.В.Абрамов, И.Г.Хорбенко «Ультразвуковая обработка материалов» //М.: Машиностроение, 1984., стр.51]. Известно, что излучение пьезоэлектрическим пластинами осуществляется на резонансной частоте, а на остальных частотах излучаемые колебания имеют амплитуду много меньшую, чем на резонансной частоте, т.е. излучение оказывается не эффективным. Толщина пьезоэлектрической пластины h связана с ее резонансной частотой ƒрез через длину волны λ и скорость звука в веществе пьезопластины cзвука: .В рассматриваемом случае излучающая накладка и отражающая накладка на тыльной поверхности пьезоэлектрических пластин вместе с самими пластинами образуют колебательную систему, с разными длинами. Т.о. пьезоэлектрический преобразователь зонами с разной толщины излучает колебания разных частот.
В случае выполнения поверхности тыльной накладки в виде трех ступеней, получаем колебательную систему, содержащую зоны длиной L1, L2,L3. Каждой из них соответствует резонансная частота излучения ƒрезi Толщины Li подобраны таким образом, что резонансные частоты лежат в диапазоне от 22 до 88 кГц. При этом амплитуда колебаний, излучаемых преобразователем последовательно на всех резонансных частотах диапазона, остается практически равномерной. Для получения равномерной АЧХ выбрана форма внешней поверхности накладки, при которой длина волноводной системы уменьшается к центру.
При работе устройства блок управления плавно меняет управляющее напряжение генератора и за счет этого меняется частота генератора. Изменение напряжения обеспечивает изменение частоты от 15 кГц до 90. Главным требованием является попадание резонансных частот пьезопреобразователя в диапазон изменения частот генератора. В конкретном примере выполнения 1 цикл сканирование частот генератором туда-обратно длится 5 минут. Резонансными частотами являются 22, 44, 88 кГц. Благодаря тому, что устройство обеспечивает генерирование широкого диапазона частот ультразвуковых колебаний, оно воздействует на большой спектр микроорганизмов и спор. Время воздействия зависит от видов загрязнений и от объема водоема.
Claims (1)
- Ультразвуковое устройство для очистки водоемов, содержащее генератор электрического сигнала, на выходе которого включен усилитель, и пьезоэлектрический преобразователь, отличающееся тем, что введен блок управления, соединенный с генератором, в качестве генератора использован генератор с автоматической перестройкой частоты, а ультразвуковой излучатель выполнен в виде пьезоэлектрического преобразователя, снабженного согласующей и отражающей накладками, причем внешняя сторона отражающей накладки имеет осесимметричную ступенчатую форму, а толщина увеличивается к краям.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013110091/05U RU130602U1 (ru) | 2013-03-06 | 2013-03-06 | Ультразвуковое устройство для очистки водоемов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013110091/05U RU130602U1 (ru) | 2013-03-06 | 2013-03-06 | Ультразвуковое устройство для очистки водоемов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU130602U1 true RU130602U1 (ru) | 2013-07-27 |
Family
ID=49155924
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013110091/05U RU130602U1 (ru) | 2013-03-06 | 2013-03-06 | Ультразвуковое устройство для очистки водоемов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU130602U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU181669U1 (ru) * | 2017-08-14 | 2018-07-26 | Алена Александровна Вьюгинова | Ультразвуковое устройство для очистки водоемов от микробиологических загрязнений |
-
2013
- 2013-03-06 RU RU2013110091/05U patent/RU130602U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU181669U1 (ru) * | 2017-08-14 | 2018-07-26 | Алена Александровна Вьюгинова | Ультразвуковое устройство для очистки водоемов от микробиологических загрязнений |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2014141372A (ru) | Технологическая платформа акустофоретического многокомпонентного разделения | |
CN103118776B (zh) | 液体介质超声空化处理方法 | |
RU2012135506A (ru) | Устройства и системы для генерации высокочастотных ударных волн и способы их использования | |
JP5974009B2 (ja) | 改良超音波洗浄方法および装置 | |
CN101879430A (zh) | 基于扩散声场的超声反应器 | |
RU2447926C2 (ru) | Способ коагуляции инородных частиц в газовых потоках | |
RU130602U1 (ru) | Ультразвуковое устройство для очистки водоемов | |
Osman et al. | Development of an ultrasonic resonator for ballast water disinfection | |
JP2009022941A (ja) | 液状物質を処理する噴気式超音波照射装置及びシステム | |
Brotchie et al. | Sonochemistry and sonoluminescence under simultaneous high-and low-frequency irradiation | |
RU2009127697A (ru) | Устройство для ультразвуковой терапии | |
JP7094544B2 (ja) | 超音波洗浄装置及び方法、波発生装置 | |
Tiong et al. | A computational simulation study on the acoustic pressure generated by a dental endosonic file: Effects of intensity, file shape and volume | |
KR100424351B1 (ko) | 초음파 세정장치 | |
RU2272670C1 (ru) | Ультразвуковой химический реактор | |
JP6327789B2 (ja) | 超音波反応装置 | |
RU132000U1 (ru) | Ультразвуковая колебательная система для газовых сред | |
RU138071U1 (ru) | Ультразвуковая колебательная система | |
CN107899526B (zh) | 一种基于反射板拓扑结构减弱驻波效应的声化学处理装置 | |
KR930019264A (ko) | 초음파 추출방법 및 장치 | |
JP3178958U (ja) | 液体混合装置 | |
RU181669U1 (ru) | Ультразвуковое устройство для очистки водоемов от микробиологических загрязнений | |
JP3164155U (ja) | 超音波反応装置 | |
TWM634077U (zh) | 可調頻之多頻段超音波震盪洗淨裝置 | |
RU154888U1 (ru) | Устройство для интенсификации реакционных и массообменных процессов |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20190307 |