SU1662709A1 - Ultrasonic head of technological installation - Google Patents

Ultrasonic head of technological installation Download PDF

Info

Publication number
SU1662709A1
SU1662709A1 SU884623925A SU4623925A SU1662709A1 SU 1662709 A1 SU1662709 A1 SU 1662709A1 SU 884623925 A SU884623925 A SU 884623925A SU 4623925 A SU4623925 A SU 4623925A SU 1662709 A1 SU1662709 A1 SU 1662709A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
cylindrical partition
heat
heat pipes
radiator
sealed housing
Prior art date
Application number
SU884623925A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Николаевич Данильцев
Валерий Вильевич Бяллер
Валерий Алексеевич Соколов
Леонид Александрович Шестель
Владимир Михайлович Мужев
Виктор Семенович Кац
Original Assignee
Омский политехнический институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Омский политехнический институт filed Critical Омский политехнический институт
Priority to SU884623925A priority Critical patent/SU1662709A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1662709A1 publication Critical patent/SU1662709A1/en

Links

Landscapes

  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к ультразвуковой технике. Цель - увеличение срока эксплуатации за счет повышени  надежности системы охлаждени . В корпусе 4 головки коаксиально магнитострикционному преобразователю 1 и трансформатору 3 колебаний установлена цилиндрическа  перегородка 7 из теплопроводного материала. Тепловые трубки 6, размещенные вдоль образующей цилиндрической перегородки 7, св заны с обращенной к корпусу 4 поверхностью перегородки 7 в зоне испарени  и с радиатором 5 в зоне конденсации. Торцы цилиндрической перегородки 7 расположены с зазором относительно торцов внутренней полости герметичного корпуса 4, заполненной жидкостью. Жидкость из высокотемпературной зоны попадает в низкотемпературную, где отдает тепло трубкам 6. 1 ил.The invention relates to ultrasound technology. The goal is to increase the service life by increasing the reliability of the cooling system. A cylindrical partition wall 7 made of heat-conducting material is installed in the housing 4 of the head of a coaxially magnetostrictive converter 1 and a transformer of 3 oscillations. Heat pipes 6 placed along the generatrix of the cylindrical partition 7 are connected with the surface of the partition 7 facing the body 4 in the evaporation zone and with the radiator 5 in the condensation zone. The ends of the cylindrical partition 7 are located with a gap relative to the ends of the inner cavity of the hermetic body 4, filled with liquid. Liquid from the high-temperature zone enters the low-temperature zone, where it gives off heat to the tubes 6. 1 sludge.

Description

Изобретение относится к ультразвуковой технике, конкретно к устройствам ультразвуковых преобразователей для получения колебаний ультразвуковой частоты, применяемых в технологических целях, и может быть использовано в машиностроительной, легкой, химической и других отраслях промышленности при создании установок для сварки металлов и полимеров, очистки и пропитки, в медицинской технике при создании хирургических инструментов, в механообрабатывающи'х станках с наложением на процесс обработки ультразвуковых колебаний.The invention relates to ultrasonic technology, specifically to devices of ultrasonic transducers for generating ultrasonic frequency oscillations used for technological purposes, and can be used in engineering, light, chemical and other industries to create installations for welding metals and polymers, cleaning and impregnation, medical equipment when creating surgical instruments, in machining machines with superimposed ultrasonic vibrations on the processing process.

Цель изобретения - увеличение срока эксплуатации ультразвуковой головки за счет повышения надежности системы охлаждения.The purpose of the invention is to increase the life of the ultrasonic head by increasing the reliability of the cooling system.

На чертеже изображена предложенная головка, разрез.The drawing shows the proposed head, section.

Ультразвуковая головка технологической установки содержит магнитострикционный преобразователь 1 с питающей его от ультразвукового генератора (не показан) обмоткой 7 электропитания, трансформатор 3 колебаний и систему охлаждения, имеющую герметичный корпус 4 охлаждения с радиатором 5 свободного конвективного теплообмена. В корпусе 4 охлаждения установлены тепловые трубки 6, к испарительной зоне которых прикреплена, например, пайкой цилиндрическая перегородка 7 из теплопроводного материала, установленная с зазорами между торцами внутренней полости корпуса 4 охлаждения. Тепловые . трубки 6 размещены вдоль образующей цилиндрической перегородки 7. Цилиндрическая перегородка разделяет внутренний объем корпуса охлаждения на две разнотемпературные зоны: внутреннюю (высокотемпературную), расположенную между цилиндрической перегородкой 7 и преобразователем 1 с трансформатором 3. имеющую во время ’работы повышенную температуру из-за тепловыделения в преобразователе и трансформаторе, и наружную (низкотемпературную), расположенную между цилиндрической перегородкой и корпусом 4 охлаждения, имеющую пониженную температуру из-за интенсивного отвода тепла тепловыми трубками из этой зоны. По разнотемпературным зонам циркулирует охлаждающая жидкость, направление 8 движения которой показано на рисунке. В качестве охлаждающей жидкости желательно выбирать такую, которая имеет высокую теплоемкость. Это позволит лучше отводить тепло от преобразователя и трансформатора к тепловым трубам. Можно использовать, например, дистиллирован ную воду, содержащую специальные добавки для уменьшения ее коррозионного воздействия на внутреннюю полость корпуса охлаждения, на преобразователь и трансформатор.The ultrasonic head of the technological installation contains a magnetostrictive transducer 1 with a power supply winding 7 from it (not shown), an oscillation transformer 3, and a cooling system having a sealed cooling case 4 with a radiator 5 for free convective heat transfer. Heat pipes 6 are installed in the cooling case 4, to the evaporation zone of which is attached, for example, by soldering a cylindrical partition 7 made of heat-conducting material, installed with gaps between the ends of the internal cavity of the cooling case 4. Thermal. tubes 6 are placed along the generatrix of the cylindrical partition 7. The cylindrical partition divides the internal volume of the cooling casing into two different temperature zones: internal (high-temperature), located between the cylindrical partition 7 and the converter 1 with transformer 3. having an elevated temperature during operation due to heat generation in a converter and a transformer, and an external (low temperature) located between the cylindrical partition and the cooling housing 4 having a reduced temperature due to intense heat dissipation by heat pipes from this zone. Coolant circulates through different temperature zones, the direction of motion 8 of which is shown in the figure. As a coolant, it is desirable to choose one that has a high heat capacity. This will allow better heat dissipation from the converter and transformer to the heat pipes. For example, distilled water containing special additives can be used to reduce its corrosive effects on the internal cavity of the cooling case, on the converter and transformer.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

После включения ультразвукового генератора (не показан) на обмотку 2 электропитания магнитострикционного преобразователя 1 подаются электрические колебания ультразвуковой частоты, что вызывает механические колебания преобразователя 1 и трансформатора 3 колебаний. В результате потерь на внутреннее трение происходит нагрев преобразователя и трансформатора. Тепло, выделяющееся в этих элементах, передается ближайшим слоям охлаждающей жидкости, находящейся между цилиндрической перегородкой 7 и преобразователем 1 с трансформатором 3. Жидкость нагревается и за счет естественной конвекции поднимается вверх. Попадая таким образом в низкотемпературную зону, охлаждающая жидкость отдает тепло тепловым трубкам 6, а через них и радиатору 5 конвективного теплообмена. Происходит охлаждение преобразователя и трансформатора. Естественное конвективное движение охлаждающей жидкости интенсифицируется свободным торцом магнитострикционного преобразователя 1 за счет создания в ней звукового давления и акустических течений, что дополнительно увеличивает скорость движения охлаждающей жидкости, а следовательно, теплоотдачу от нагреваемых элементов ультразвуковой головки тепловым трубкам 6 и радиатору 5 свободного конвективного теплообмена.After turning on the ultrasonic generator (not shown), electric vibrations of the ultrasonic frequency are supplied to the power winding 2 of the magnetostrictive transducer 1, which causes mechanical vibrations of the transducer 1 and the oscillation transformer 3. As a result of internal friction losses, the converter and transformer are heated. The heat generated in these elements is transferred to the nearest layers of coolant located between the cylindrical partition 7 and the transducer 1 with the transformer 3. The fluid is heated and rises due to natural convection. Getting thus in the low-temperature zone, the coolant gives off heat to the heat pipes 6, and through them to the radiator 5 of convective heat transfer. The converter and transformer are cooled. The natural convective movement of the coolant is intensified by the free end of the magnetostrictive transducer 1 due to the creation of sound pressure and acoustic flows in it, which additionally increases the speed of the coolant, and therefore the heat transfer from the heated elements of the ultrasonic head to the heat pipes 6 and the radiator 5 of free convective heat transfer.

Предложенная конструкция ультразвуковой головки позволяет повысить надежность работы системы охлаждения благодаря исключению возможности утечки теплоносителя из полости тепловых трубок (внутренняя полость тепловых трубок загерметизирована пайкой). Охлаждающая жидкость, циркулирующая по контуру из высокотемпературной зоны в низкотемпературную, из низкотемпературной в высокотемпературную и т.д., в полости корпуса охлаждения находится без избыточного давления,что позволяет легко загерметизировать корпус и исключить утечки охлаждающей жидкости. Небольшое необходимое количество этой жидкости дает возможность использовать дистиллированную воду с необходимыми добавками-ингибиторами, снижающими коррозионное и эррозионное воздействие на элементы головки. Это повышает срок службы ультразвуковой головки. Отсутствие в охлаждающей жидкости солей и загрязнений сохраняет поверхности охлаждаемых элементов в первоначальном виде, а следовательно, сохраняет и интенсивность теплоотдачи от них в течение всего срока эксплуатации. Кроме того, отсутствуют подводящие и отводящие шланги охлаждающей жидкости, что Делает головку удобной в применении,особенно в составе ручных ультразвуковых инструментов. 10The proposed design of the ultrasonic head allows to increase the reliability of the cooling system by eliminating the possibility of leakage of the coolant from the cavity of the heat pipes (the internal cavity of the heat pipes is sealed by soldering). Coolant circulating from a high-temperature zone to a low-temperature zone, from a low-temperature zone to a high-temperature zone, etc., is located in the cavity of the cooling case without excessive pressure, which makes it easy to seal the case and prevent leakage of the cooling liquid. A small required amount of this liquid makes it possible to use distilled water with the necessary additives-inhibitors, which reduce the corrosion and erosion effects on the elements of the head. This increases the life of the ultrasound head. The absence of salts and contaminants in the coolant preserves the surfaces of the elements to be cooled in their original form, and, consequently, preserves the intensity of heat transfer from them throughout the entire service life. In addition, there are no inlet and outlet coolant hoses, which makes the head easy to use, especially as part of hand-held ultrasonic instruments. 10

Claims (1)

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Ультразвуковая головка технологической установки, содержащая герметичный корпус с радиатором свободного конвективного теплообмена, магнитострикционный 15 преобразователь, трансформатор колебаний и тепловые трубки, отличающаяся тем, что, с целью увеличения срока эксплуатации за счет повышения надежности системы охлаждения, в корпусе коаксиально магнитострикционному преобразователю и трансформатору колебаний установлена цилиндрическая перегородка из теплопровод5 ного материала, расположенная с зазором относительно обращенных к ней поверхностей герметичного корпуса и магнитострикционного преобразователя соответственно, тепловые трубки размещены вдоль образующей цилиндрической перегородки, а полость герметичного корпуса заполнена жидкостью, причем тепловые трубки связаны с обращенной к корпусу поверхностью цилиндрической перегородки в зоне испарения и с радиатором свободного конвективного теплообмена в зоне конденсации, а торцы цилиндрической перегородки расположены с зазором относительно торцов внутренней полости герметичного корпуса.Formula The ultrasonic head of a technological installation comprising a sealed housing with a radiator of free convective heat transfer, a magnetostrictive 15 transducer, an oscillation transformer and heat pipes, characterized in that, in order to increase life cycle by increasing the reliability of the cooling system, in the casing of a coaxial magnetostrictive transducer and an oscillation transformer, a cylindrical partition of heat-conductive material is installed, with a gap relative to the surfaces of the sealed housing and the magnetostrictive transducer facing it, respectively, the heat pipes are placed along the generatrix of the cylindrical partition, and the cavity of the sealed housing is filled with liquid, and the heat pipes are connected to the surface of the cylindrical partition in the evaporation zone and to the radiator of free convective heat transfer in the condensation zone and the ends of the cylindrical partition are located with a gap relative to the ends of the inner cavity Corps. Составитель И.Игумнова Compiled by I. Igumnova Редактор М.Келемеш Editor M. Kelemesh Техред М.Мор'гентал Корректор.М.Демчик Tehred M. Mor'hental Corrector. M. Demchik
Заказ 2222 Тираж 291 ПодписноеOrder 2222 Circulation 291 Subscription ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5VNIIIPI of the State Committee for Inventions and Discoveries under the State Committee for Science and Technology of the USSR 113035, Moscow, Zh-35, Raushskaya nab., 4/5 Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул.Гагарина. 101Production and Publishing Plant Patent, Uzhgorod, Gagarin St. 101
SU884623925A 1988-12-21 1988-12-21 Ultrasonic head of technological installation SU1662709A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884623925A SU1662709A1 (en) 1988-12-21 1988-12-21 Ultrasonic head of technological installation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884623925A SU1662709A1 (en) 1988-12-21 1988-12-21 Ultrasonic head of technological installation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1662709A1 true SU1662709A1 (en) 1991-07-15

Family

ID=21416793

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884623925A SU1662709A1 (en) 1988-12-21 1988-12-21 Ultrasonic head of technological installation

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1662709A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110841893A (en) * 2019-11-25 2020-02-28 清华大学 Method and device for pre-tightening giant magnetostrictive material transducer

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 113254,-кл. В 06 В 1/08, 1957. Авторское свидетельство СССР № 845864, кл. В 06 В 1/08, 1975. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110841893A (en) * 2019-11-25 2020-02-28 清华大学 Method and device for pre-tightening giant magnetostrictive material transducer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1662709A1 (en) Ultrasonic head of technological installation
US3495104A (en) Ultrasonic transducer
US7790002B2 (en) Ultrasonic transducer and horn used in oxidative desulfurization of fossil fuels
US4235173A (en) Furnace cooling apparatus
RU2442906C1 (en) THERMAL MECHANICAL CONVERTER
SE9002472D0 (en) COOLING SYSTEM FOR STIRLING ENGINE
JPS56156407A (en) Pankine cycle device for automobile
JP3040371B2 (en) Heat exchange device and device using the same
SU845864A1 (en) Acoustic transducer
RU2116846C1 (en) Low-frequency piston radiator
RU2662842C2 (en) Stirling engine
RU2218970C2 (en) Film-type evaporator
SU1280298A1 (en) Agitating device
RU1834983C (en) Apparatus to feed heat to internal combustion engine cooling water
JPS56162295A (en) Submersible pump
SU612142A1 (en) Heat-exchanging pipe
RU2108524C1 (en) Liquid heater
RU2797770C1 (en) Method of vibration impact on condensing equipment
SU1538005A1 (en) Heat-exchanger
SU1281786A1 (en) Worm reduction unit
RU29972U1 (en) Shaft seal
SU1099686A1 (en) Heat exchanger
CN107966062B (en) Built-in water-cooling heat exchanger for acoustic energy free piston type machine
RU2107874C1 (en) Heat exchanger
RU4157U1 (en) HEAT EXCHANGER