SU1609513A1 - Ultrasonic radiator - Google Patents
Ultrasonic radiator Download PDFInfo
- Publication number
- SU1609513A1 SU1609513A1 SU884469487A SU4469487A SU1609513A1 SU 1609513 A1 SU1609513 A1 SU 1609513A1 SU 884469487 A SU884469487 A SU 884469487A SU 4469487 A SU4469487 A SU 4469487A SU 1609513 A1 SU1609513 A1 SU 1609513A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- waveguide
- disks
- sections
- outer diameter
- petals
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относитс к ультразвуковой технике. Цель изобретени - повышение эффективности излучени и уменьшение габаритов излучател . Волновод выполнен в виде соосно установленных цилиндрических секций 1. Кажда из секций выполнена в виде магнитострикционной плоской спирали. Волновод снабжен обмоткой 2 возбуждени . Соседние секции волновода имеют противоположные знаки магнитострикции и св заны друг с другом через диски 3 с перфораци ми в виде лепестков. Длина лепестков кратна половине длины волны изгибных колебаний. Лепестки соседних дисков сдвинуты друг относительно друга по винтовой линии на угол 2ϕ/KN, где K - число дисковThe invention relates to ultrasound technology. The purpose of the invention is to increase the radiation efficiency and reduce the size of the radiator. The waveguide is made in the form of coaxially mounted cylindrical sections 1. Each of the sections is made in the form of a magnetostrictive flat spiral. The waveguide is provided with an excitation winding 2. Neighboring sections of the waveguide have opposite magnetostriction signs and are connected to each other through disks 3 with perforations in the form of petals. The length of the petals is a multiple of half the wavelength of bending vibrations. Petals of adjacent disks are shifted relative to each other along a helical line by an angle of 2ϕ / KN, where K is the number of disks
N - число лепестков диска. Секции 1 волновода и диски 3 расположены между торцовыми накладками 5, ст нутыми шпилькой 6 из посто нно намагниченного материала. Длина каждой из секций 1 равна половине длины волны продольных колебаний. Поверхности дисков 3 снабжены идентичными кольцевыми соосными выступами 7, внутренний диаметр которых равен внешнему диаметру волновода. Волновод закрыт кожухом 8, внешний диаметр которого меньше внешнего диаметра дисков 3. Торцовые накладки закрывают открытые торцы кожуха 8. При протекании тока по обмотке 2 диаметры соседних секций волновода соответственно увеличиваютс и уменьшаютс в зависимости от их знака магнитострикции. Колебани волновода передаютс дискам 3. 4 ил.N is the number of lobes of the disk. The waveguide sections 1 and the disks 3 are located between the face plates 5, which are mounted with a stud 6 of a permanently magnetized material. The length of each of the sections 1 is equal to half the wavelength of the longitudinal vibrations. The surfaces of the disks 3 are provided with identical annular coaxial protrusions 7, the inner diameter of which is equal to the outer diameter of the waveguide. The waveguide is closed by a housing 8, the outer diameter of which is smaller than the outer diameter of the discs 3. The face plates close the open ends of the housing 8. As current flows through the winding 2, the diameters of the adjacent sections of the waveguide increase and decrease accordingly, depending on their sign of magnetostriction. Waveguide oscillations are transmitted to the disks 3. 4 Il.
Description
(риг. 1(rig. 1
Изобретение относитс к улыарзвуко- ной технике и может найти применение в машиностроении, электронной, химической и других отрасл х промышленности дл интенсификации процессов озвучивани сред при мойке, очистке, диспергировани и т.д.The invention relates to sound engineering and can be used in mechanical engineering, electronic, chemical and other industries to intensify the process of sounding media during washing, cleaning, dispersing, etc.
Целью изобретени вл етс повышение эффективности излучени и уменьшени габаритов излучател .The aim of the invention is to increase the radiation efficiency and reduce the size of the radiator.
На фиг. 1 представлен излучатель, продольный разрез; на фиг. 2 - эпюры продольных колебаний волновода; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - эпюра изгибных колебаний дисков. ; Ультразвуковой излучатель содержит волновод в виде соосно установленных ци- л|индрических секций 1. Кажда из секций выполнена в виде магнитост-рикционной полоской спирали. Волновод снабжен обмот- кЬй возбуждени 2. Соседние секции волно- в|ода имеют противоположные знаки Магнитострикции и св заны друг с другом через диски 3 с перфораци ми в форме лепестков 4. Длина лепестков кратна половине длины волны изгибных колебаний. Лепестки 4 соседних дисков сдви )уты друг относительно друга по винтовой линии на угол , где k-число дисков; п-число л песков диска. Секции 1 волновода и диски 3|расположены между торцовыми накладками 5, ст нутыми шпилькой 6 из посто нно намагниченного материала. 1,лина каждой из секций 1 равна половине длины волны продольных колебаний. Поверхности дисков 3 снабжены идентичными кольцевыми сОосиыми выступами 7, внутренний диаметр которых равен внешнему диаметру волновода. Волновод закрыт кожухом 8, внешний диаметр которого меньше внешнего диаметра дисков 3. Торцовые накладки закрывают открытые торцы кожуха 8. Между выступами соседних дисков помещены дистанционные кольца 9.FIG. 1 shows a radiator, a longitudinal section; in fig. 2 - diagrams of the longitudinal oscillations of the waveguide; in fig. 3 is a section A-A in FIG. one; in fig. 4 - diagram of bending vibrations of the disks. ; The ultrasonic emitter contains a waveguide in the form of coaxially mounted cycles | indric sections 1. Each section is made in the form of a magnetostrictive strip of a spiral. The waveguide is provided with excitation winding 2. The adjacent sections of the waveguide have opposite signs of magnetostriction and are connected to each other through disks 3 with perforations in the form of petals 4. The length of the petals is a multiple of half the wavelength of the flexural vibrations. Petals of 4 adjacent disks are shifted relative to each other along a helix by an angle, where k is the number of disks; n is the number of l disk sands. The waveguide sections 1 and the discs 3 | are located between the end plates 5, which are made up of a pin 6 of a permanently magnetized material. 1, the length of each section 1 is equal to half the wavelength of the longitudinal oscillations. The surfaces of the disks 3 are provided with identical annular coaxial protrusions 7, the inner diameter of which is equal to the outer diameter of the waveguide. The waveguide is closed by a casing 8, the outer diameter of which is smaller than the outer diameter of the discs 3. The end plates cover the open ends of the casing 8. Distance rings 9 are placed between the projections of the adjacent discs.
Устройство работает следующим образом .The device works as follows.
За счет выполнени шпильки 6 в виде посто нного магнита во внутреннем объеме излучател создаетс посто нное магнитное поле подмагничивани секций 1 волнот вода. Соседние секции выполнены из материалов с равным по величине, но противоположным по знаку магнитострикциои- ным удлинением, например из никел (К - -40) иалфера, 10-14 (К - +40), гдеBy making the stud 6 in the form of a permanent magnet in the internal volume of the radiator, a constant magnetic field of biasing of the water wave sections 1 is created. Neighboring sections are made of materials with an equal in magnitude, but opposite in sign, magnetostrictive elongation, for example, from nickel (K - -40) and alphene, 10-14 (K - +40), where
А кAnd to
к -г- 10 мкм. . При этом данна параK – 10 μm. . In this case, the pair
материалов характеризуетс практически совпадающими скорост ми распространени продольной ультразвуковой волны: VNImaterials are characterized by almost identical propagation rates of the longitudinal ultrasonic wave: VNI
4780 м/с, Vio-14 4750 м/с. Рассеивание посто нного магнитного пол в излучателе минимально, так как она экранизируетс разрезным кожухом 8 и торцовыми наклад- 5 ками 5, выполненными из ферромагнитного материала. Переменное магнитное поле создаетс за счет пропускани по обмотке возбуждени 2 электирческого тока ультра- звуковой частоты от генератора (не пока- 10 зан). Создание посто нного пол подмагничивани в излучателе позвол ег упростить схему ультразвукового ген ато- ра (исключаетс посто нна составл юща тока), сократив его габариты и вес. 4780 m / s, Vio-14 4750 m / s. The dispersion of a constant magnetic field in the emitter is minimal, since it is screened by a split casing 8 and end plates 5, made of a ferromagnetic material. An alternating magnetic field is created by passing an ultrasonic frequency (not shown) electric current across the excitation winding 2 from the generator. The creation of a constant bias field in the emitter allows it to simplify the scheme of the ultrasonic atom gene (the constant current component is excluded), reducing its size and weight.
15 При воздействии посто нного и переменного магнитных полей на магнитострик- ционные материалы секций 1 волновода (за один полупериод переменного электрического тока) происходит мгновенное умень20 шение длины и соответственное увеличение диаметра и соответственное увеличение длины и уменьшение диаметра секций волновода в зависимости от знака магнито- стрикции. Эти чередующиес изменени 15 When a constant and alternating magnetic field is applied to the magnetostriction materials of the waveguide section 1 (in one half-cycle of alternating electric current), an instantaneous decrease in length and a corresponding increase in diameter and a corresponding increase in length and decrease in the diameter of the waveguide sections occur, depending on the sign of magnetostriction . These alternate changes
25 происход т с частотой, переменного тока и передаютс дискам 3, Таким образом, резонансные продольные колебани секций вол- новодаполуволновойдлины25 occurs at a frequency of alternating current and is transmitted to the disks 3. Thus, the resonant longitudinal oscillations of the waveguide sections of the half wavelength
трансформируютс в резонансные изгиб30 ные колебани дисков с лепестками 4.are transformed into resonant bending vibrations of disks with lobes 4.
При этом за счет непосредственного контакта секций 1 волновода с дисками 3 достигаетс высокий КПД трансформации продольных колебаний в изгибные, так какAt the same time, due to the direct contact of the sections 1 of the waveguide with the disks 3, a high efficiency of transformation of longitudinal vibrations into bending is achieved, since
35 в передаче колебаний одновременно задействованы продольные и поперечные смещени обьема материала секций 1 волновода и соответствующий изгиб беззазорно соединенных с секци ми 1 дисков 3. Равенство35, the longitudinal and transverse displacements of the volume of the material of the waveguide sections 1 and the corresponding bend of the gaplessly connected to the sections 1 of the disc 3 are simultaneously involved in the transmission of vibrations. Equality
40 и противоположный знак магнитострикций соседних секций волновода определ ет неизменность продольной длины излучател , т.е. посто нную предварительную зат жку элементов излучател на шпильке и, следо45 вательно, неизменную резонансную частоту колебаний. Секции волновода используютс только парами (попарно череду сь ), так как непарна установка приводит к изменению продольной длины излучател 40 and the opposite sign of the magnetostrictions of the adjacent sections of the waveguide determines the invariance of the longitudinal length of the radiator, i.e. constant preliminary tightening of the radiator elements on the stud and, consequently, a constant resonant frequency of oscillations. The waveguide sections are used only in pairs (alternately in pairs), since an unpaired installation leads to a change in the longitudinal length of the radiator.
50 и уходу резонансной частоты колебаний.50 and care of the resonant frequency of oscillations.
Выполнение перфораций в виде лепестков позвол ет снизить жесткость дисков, а следовательно, увеличить амплитуду изгибных колебаний. Поворот лепестков в излуча55 теле по винтовой линии облегчает создание турбулентных микропотоков и микровихрей в отбрабатываемой жидкости. При этом ус- тран ют застойные зоны вблизи кожуха излучател , улучшают перемешивание жидкости и, например, очистку каналов. Выполнеиие волноводов из ленты, свернутой в плоскую спираль, упрощает подбор заготовки и позвол ет получить аналог магнито- стриктора, обычно набираемого из электрического изолированных, например, окислением поверхности тонких пластин. Така конструкци снижает потери на нагрев за счет токов Фуко, и поэтому изготовление волновода, из ленты, свернутой в плоскую спираль, предпочтительно.Perforation in the form of petals reduces the rigidity of the discs and, consequently, increases the amplitude of the bending vibrations. The rotation of the petals in the radiator body along a helix facilitates the creation of turbulent microflows and microvortices in the processed liquid. In this case, stagnant zones near the radiator casing will be eliminated, improving the mixing of the fluid and, for example, cleaning the channels. The widening of waveguides from a tape rolled up into a flat spiral simplifies the selection of the workpiece and allows you to get an analogue of a magnetostrictor, usually assembled from electrical insulated, for example, by oxidizing the surface of thin plates. Such a design reduces heat losses due to Foucault currents, and therefore, the manufacture of a waveguide from a tape coiled into a flat helix is preferable.
Излучатель согласно изобретению может быть эффективно применен дл ультразвуковой очистки каналов и трубопроводов, в том числе от сравнительно малого до большого сечени , например от 30 до 300 мм. дл возбуждени интенсивной кавитации в ваннах очистки, а также дл диспергировани и перемещени компонентов сред и др.The emitter according to the invention can be effectively used for ultrasonic cleaning of channels and pipelines, including from relatively small to large sections, for example, from 30 to 300 mm. for initiating intense cavitation in cleaning baths, as well as for dispersing and moving media components, etc.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884469487A SU1609513A1 (en) | 1988-08-02 | 1988-08-02 | Ultrasonic radiator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884469487A SU1609513A1 (en) | 1988-08-02 | 1988-08-02 | Ultrasonic radiator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1609513A1 true SU1609513A1 (en) | 1990-11-30 |
Family
ID=21393580
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU884469487A SU1609513A1 (en) | 1988-08-02 | 1988-08-02 | Ultrasonic radiator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1609513A1 (en) |
-
1988
- 1988-08-02 SU SU884469487A patent/SU1609513A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 290483,кл. Н 04 Р 15/00,1969. Авторское свидетельство СССР № 1126334, кл. В 06 В 1/00,1982. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2998535A (en) | Composite electro-acoustic transducer configuration | |
US3946829A (en) | Ultrasonic device | |
SU1609513A1 (en) | Ultrasonic radiator | |
US2736824A (en) | Magnetostrictive ferrites | |
US2566984A (en) | Magnetostrictive device | |
US2738173A (en) | Reduction of friction between a fluid and the wall of a conduit through which the fluid is passing | |
US2572313A (en) | Magnetostriction device | |
US2443177A (en) | Submarine signaling apparatus | |
CN115930203A (en) | Fluid descaling equipment | |
JP4245193B2 (en) | High power ultrasonic prime mover | |
US2511689A (en) | Submarine signaling apparatus | |
SU1724594A1 (en) | Device for agent-free treatment of liquid | |
SU839071A1 (en) | Magnetostriction irradiator | |
SU1747189A1 (en) | Magnetostrictive converter | |
US2517565A (en) | Electrodynamic transceiver for transmission and reception of sound | |
US3366898A (en) | Spiral resonator | |
RU2641137C1 (en) | Device for reagent-free treatment of water | |
JPH01283074A (en) | Piezoelectric element electrode structure of travelling wave motor | |
SU1052278A1 (en) | Piezoelectric transducer | |
SU1477689A1 (en) | Apparatus for magnetic treatment of fluid | |
SU711705A1 (en) | Piezoelectric torsional oscillation transducer | |
SU1714493A1 (en) | Electromagnetic acoustic transducer | |
SU441039A1 (en) | Magnetostrictive transducer | |
Gallego-Juárez | High power ultrasonic transducers | |
SU1283649A1 (en) | Ultrasonic transducer |