RU25700U1 - Ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь проходного типа - Google Patents
Ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь проходного типа Download PDFInfo
- Publication number
- RU25700U1 RU25700U1 RU2002115953/20U RU2002115953U RU25700U1 RU 25700 U1 RU25700 U1 RU 25700U1 RU 2002115953/20 U RU2002115953/20 U RU 2002115953/20U RU 2002115953 U RU2002115953 U RU 2002115953U RU 25700 U1 RU25700 U1 RU 25700U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- thick
- walled pipe
- cylinder
- sleeve
- quarter
- Prior art date
Links
Landscapes
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
Description
(L
rr-r МПК7В06В 1/06
Ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь проходного типа
Полезная модель относится к технике ультразвуковой обработки и может быть использована в различных технологических устройствах для передачи акустической энергии в жидкие среды, например, в процессах эмульгирования, получения суспензий, гомогенизации, экстрагирования и др.
Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому эффекту является мозаичный ультразвуковой пьезоэлектрический излучатель проходного типа, описанный в АС.СССР № 209090, кл. 42s 1/06, МПК ВОбв 1/06.
Излучатель состоит из стального цилиндра, на наружной поверхности которого установлены пьезокерамические пластины и отражающие накладки с ребрами воздушного охлаждения, а в качестве вторых накладок служат стенки цилиндра.
Недостатком такого излучателя служит то, что излучающие накладки выполнены из стали, имеющей высокое удельное акустическое сопротивление, снижающее излучающую акустическую энергию, кроме того могут возникнуть паразитные продольные колебания в стенках цилиндра, резко снижающие полезную работу излучателя.
Задачей полезной модели является соверщенствование ультразвукового пьезоэлектрического преобразователя проточного типа.
Технический результат от использования полезной модели заключается в повышении эффективности преобразователя за счет сокращения времени обработки смесей и повышения тонкости дисперсии.
Указанный результат достигается тем, что в ультразвуковом пьезоэлектрическом преобразователе проходного типа, представляющем собой металлический цилиндр, выполненный из акустически прозрачного материала с расположенными на нем в определенном порядке вибраторами, цилиндр выполнен в виде толстостенной трубы из материала с низким акустическим сопротивлением, внутренняя поверхность которой цилиндрическая, а наружная поверхность выполнена в форме многогранника, стороны которого разделены продольными по граням и кольцевыми пазами на излучающие участки, образующие с закрепленными на них пьезоэлектрическими элементами и четвертьволновыми накладками составные полуволновые вибраторы, на внутренней поверхности толстостенной трубы установлена тонкостенная гильза, длина которой превышает длину толстостенной трубы.
в преобразователе внутренний диаметр гильзы выбирают из условия: dr nc/2f где dp - внутренний диаметр гильзы, м
,3,5 целое нечетное число полуволн
с - скорость звука в обрабатываемой среде, м/с f- рабочая чистота, .
В преобразователе длина и ширина излучающих прямоугольных участков равна или меньше четверти длины волны продольных колебаний в материале толстостенной трубы на рабочей частоте.
В преобразователе цилиндр выполнен из алюминиевого сплава или титана.
Предлагаемое устройство обеспечивает эффективную работу преобразователя. Материал цилиндра имеет меньшее удельное акустическое сопротивление, чем стальная накладка, поэтому амплитуда колебаний на излучающей поверхности цилиндра будет больше, соответственно увеличивая воздействие акустической энергии на обрабатываемую среду. Продольные и кольцевые пазы, делящие наружную поверхность цилиндра на излучающие участки длиной и шириной меньшей или равной четверти длины волны продольных колебаний исключают образование продольных колебаний в материале толстостенной трубы на рабочей частоте, а также способствуют лучшему охлаждению преобразователя, так как увеличивают площадь охлаждения. Гильза из коррозионно-стойкого материала выполнена тонкостенной и не оказывает ослабляющего действия при прохождении колебательной энергии. Выступающие концы гильзы позволяют осуществить акустическую развязку преобразователя при стыковке его с сопрягаемыми элементами оборудования. Внутренний диаметр гильзы выбран из условия минимального сопротивления обрабатываемой среды на излучающую поверхность. Полуволновые вибраторы обеспечивают резонанснзте работу на заданной частоте и более высокий акустико-электрический коэффициент полезного действия за счет снижения потерь энергии.
Предлагаемый преобразователь изображен на следующих фиг.: фиг.1 - вид с торцевой части, фиг.2 - общий вид преобразователя.
Ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь проходного типа представляет собой металлический цилиндр 1, выполненный в виде толстостенной трубы внутренняя поверхность которой цилиндрическая, а наружная поверхность имеет форму многогранника, разделенного продольными 2 по граням и кольцевыми 3 пазами на излучающие участки 4, которые образуют с закрепленными на них пьезоэлектрическими
элементами 5 и четвертьволновыми накладками 6 составные полуволновые вибраторы. На внутренней поверхности толстостенной трубы установлена тонкостенная гильза 7 длина которой превышает длину толстостенной трубы.
Ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь проходного типа работает следующим образом: обрабатываемая жидкая смесь поступает во внутреннюю полость гильзы 7 до полного заполнения. На пьезоэлектрические элементы 5 подают переменное электрическое поле от генератора (на фиг. не показан) с рабочей частотой f. Нод действием пьезоэлектрического эффекта в четвертьволновых накладках 6 и цилиндре 1 возбуждаются механические колебания, которые от толстостенной трубы через тонкостенную гильзу 7 передают акустическую энергию в обрабатываемую жидкую смесь, вызывая в ней кавитацию. Под действием кавитации происходит активное перемешивание жидкой смеси, диспергирование и эмульгирование. Поскольку материал толстостенной трубы имеет низкое акустическое сопротивление а четвертьволновая накладка 6 является отражающей, преобразователь работает в режиме одностороннего излучения, увеличивая поток акустической энергии в обрабатываемую смесь.
Толстостенная труба является общей излучающей накладкой для всех вибраторов, поэтому преобразователь работает в режиме фокусирующего излучения, обеспечивая равномерное воздействие на смесь во всем рабочем объеме.
Глубину пазов целесообразно выполнять не менее половины толщины стенки трубы для избежания потерь акустической энергии. В качестве пьезоэлектрических элементов могут быть использованы пьезокерамические кольца из материала ЦТС-19, ЦТС-24 и т.д. Четвертьволновые накладки могут быть выполнены из стали. Наружная поверхность цилиндра в виде многогранника, например щестигранника, и пазы на ней могут быть выполнены механической обработкой. В длинных преобразователях толстостенная труба может быть составлена из отдельных кольцевых элементов, состоящих из одного и более рядов радиально расположенных вибраторов, установленных на одной гильзе. При обработке сред с низкой интенсивностью акустической энергии, например в докавитационном режиме, количество вибраторов может быть меньше количества излучающих участков.
Преобразователь позволит вести эффективную обработку как фармацевтической и пищевой продукции, так и агрессивных сред под давлением и в вакууме при температурах до 90 градусов по Цельсию, по замкнутому циклу и на проход.
Предложенное устройство реализовано в ультразвуковых реакторах для производства лекарственных средств для ветеринарии и медицины. В частности на предприятии «Нитафарм г. Саратов применение преобразователя в технологии
( (ii .7)
производства мази «Мастисан для лечения коров от мастита позволило сократить время обработки в 4 - 5 раз, при этом дисперсия биологически активпых веществ составила 5 10 мкм. Такого качества в настоящее время на известном оборудовании в промыщленных объемах достигнуть не представляется возможным.
Claims (4)
1. Ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь проходного типа, представляющий собой металлический цилиндр, выполненный из акустически прозрачного материала с расположенными на нем в определенном порядке вибраторами, отличающийся тем, что цилиндр выполнен в виде толстостенной трубы из материала с низким акустическим сопротивлением, внутренняя поверхность которой цилиндрическая, а наружная поверхность выполнена в форме многогранника, стороны которого разделены продольными по граням и кольцевыми пазами на излучающие участки, образующие с закрепленными на них пьезоэлектрическими элементами и четвертьволновыми накладками составные полуволновые вибраторы, на внутренней поверхности толстостенной трубы установлена тонкостенная гильза, длина которой превышает длину толстостенной трубы.
2. Преобразователь по п.1 отличающийся тем, что внутренний диаметр гильзы выбирают из условия
dг= nc/2f,
где dг - внутренний диаметр гильзы, м;
n = 1,3,5...... целое нечетное число полуволн;
с - скорость звука в обрабатываемой среде, м/с;
f - рабочая чистота, с-1.
dг= nc/2f,
где dг - внутренний диаметр гильзы, м;
n = 1,3,5...... целое нечетное число полуволн;
с - скорость звука в обрабатываемой среде, м/с;
f - рабочая чистота, с-1.
3. Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что длина и ширина излучающих участков равна или меньше четверти длины волны продольных колебаний в материале толстостенной трубы на рабочей частоте.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002115953/20U RU25700U1 (ru) | 2002-06-19 | 2002-06-19 | Ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь проходного типа |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002115953/20U RU25700U1 (ru) | 2002-06-19 | 2002-06-19 | Ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь проходного типа |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU25700U1 true RU25700U1 (ru) | 2002-10-20 |
Family
ID=38164308
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002115953/20U RU25700U1 (ru) | 2002-06-19 | 2002-06-19 | Ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь проходного типа |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU25700U1 (ru) |
-
2002
- 2002-06-19 RU RU2002115953/20U patent/RU25700U1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0449008B1 (en) | Sonochemical apparatus | |
US8651230B2 (en) | High capacity ultrasonic reactor system | |
US7504075B2 (en) | Ultrasonic reactor and process for ultrasonic treatment of materials | |
US20050271559A1 (en) | Advanced ultrasonic processor | |
US7049730B2 (en) | Acoustic driver assembly for a spherical cavitation chamber | |
CA2692273C (en) | High capacity ultrasonic reactor system | |
RU2222387C1 (ru) | Ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь проходного типа | |
RU2332266C1 (ru) | Ультразвуковая колебательная система | |
RU25700U1 (ru) | Ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь проходного типа | |
JP4883617B2 (ja) | 超音波多周波振動体、超音波振動ユニット、超音波振動装置、超音波処理装置、先端面超音波放射装置、先端面超音波受波装置、及び、超音波加工装置 | |
CN103212532A (zh) | T型大功率超声波换能器 | |
Lebedev et al. | Ultrasonic oscillating system for radiators of gas media | |
CN113731326B (zh) | 一种大体积超声波管式反应器 | |
JP4278095B2 (ja) | 超音波放射体、超音波放射ユニット、超音波放射装置、及びこれを用いた超音波処理装置 | |
CN108871039B (zh) | 一种多个超声驱动的旋转流动强化换热器 | |
RU2323774C1 (ru) | Ультразвуковой химический реактор | |
RU58391U1 (ru) | Ультразвуковой диспергатор | |
RU104491U1 (ru) | Устройство для ультразвуковой очистки рабочих кассет и тепловыделяющих сборок атомных реакторов | |
RU186060U1 (ru) | Узел погружного ультразвукового блока, обеспечивающий повышение стабильности работы ультразвукового оборудования | |
CN216605539U (zh) | 防腐超声波处理器 | |
Gallego Juárez | Macrosonics: Phenomena, transducers and applications | |
RU2254912C1 (ru) | Кавитационный реактор | |
KR200249520Y1 (ko) | 연속 초음파용 자기 왜곡 변환기의 구조 | |
CN212168037U (zh) | 一种超声波振动棒 | |
CN113663980B (zh) | 多方向振动的超声换能器、超声清洗装置和清洗方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ND1K | Extending utility model patent duration | ||
ND1K | Extending utility model patent duration |
Extension date: 20150619 |
|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20130620 |