SU1669527A2 - Устройство дл высокоамплитудной ультразвуковой обработки изделий в жидкой среде - Google Patents

Abstract

Изобретение  вл етс  усовершенствованием основного изобретени  по авт. св. N 1163897 и может найти применение в различных отрасл х промышленности, где требуетс  осуществл ть процессы смешени , диспергировани  и гомогенизации. Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности обработки. Устройство дл  высокоамплитудной ультразвуковой обработки изделий в жидкой среде содержит помещенные в герметичный кожух электроакустический преобразователь, ультразвуковые трансформаторы и резонансные по моде изгибных колебаний излучатели с полост ми. Излучатели установлены в кожухе посредством упругих элементов. Кожух подвешен посредством эластичного элемента и установлен с возможностью качательного движени . Полости излучателей снабжены дополнительными шарообразными рабочими органами. 2 ил.

Description

Изобретение может найти применение в различных отрасл х промышленности, где требуетс  осуществл ть процессы смешени , диспергировани  и гомогенизации.

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности обработки.

На фиг.1 представлено устройство в разрезе; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Устройство дл  высокоамплитудной ультразвуковой обработки изделий в жидкой среде содержит помещенные в герметичный кожух 1 электроакустический преобразователь 2, ультразвуковые стержневые трансформаторы 3 и резонансные по моде изгибных колебаний излучатели 4 с полост ми 5. Излучатели 4 установлены в кожухе 1 посредством упругих элементов 6.

Кожух 1 подвешен посредством эластичного элемента 7 и установлен с возможностью качательного движени . Полости 5 излучателей 4 снабжены дополнительными шарообразными рабочими органами 8. Излучатели 4 закреплены в кожухе 1 опорными призмами 9.

Устройство работает следующим образом .

В полости 5 излучателей 4 засыпают материал . Герметизируют полости 5 заглушками 10. Подают в полости 5 через вентиль 11 и трубопроводы 12 и 13 жидкость Дл  создани  в полост х 5 излучателей 4 повышенного давлени  их подключают через вентиль 14 к источнику газа (не показан) Через штуцер 15 подают в полость кожуха 1 охлаждаО Оч

ю ел

ю

VJ

ю

ющую среду, котора  выводитс  через штуцер 16. Включают преобразователь 2 и механизм 17 качательного движени  кожуха 1.

Ультразвуковые колебани  активных торцов преобразовател  2 трансформаторами 3 сообщаютс  излучател м 4,  вл ющимис  нагрузкой дл  источника колебаний.

Поскольку продольные колебани  трансформаторов 3 приложены к полост м 5 излучателей 4, перпендикул рно их продольным ос м, то в них возникают изгибные колебани , а сами полости 5 станов тс  вол- новодными этих колебаний.

Ультразвуковые изгибные колебани , распростран  сь вдоль полостей 5, вызывают колебани , наход щихс  в их полост х рабочей жидкости и диспергируемого материала и свободно размещенных в полост х 5 шарообразных рабочих органов 8.

Амплитуды смещени  в разных точках полостей 5 определ ютс  законом распространени  изгибных колебаний и достигают максимума в их пучност х, а минимума - в узловых плоскост х. Дл  подстройки частоты колебаний рабочих камер в резонанс с возбуждающей силой используютс  опорные призмы 9, места установки которых совпадают с узловыми плоскост ми изгибных колебаний полостей 5 излучателей и обеспечивают при этом максимальные амплитуды колебаний в пучност х.

Механизмом 17 полости 5 излучателей 4 периодически наклон ютс  в обе стороны. Это вызывает перемещение материала и жидкости вдоль полостей 5, что обеспечивает перемешивание и преп тствует скапливанию в местах отсутстви  колебаний - узлах.

Кроме того, вместе с жидкостью перемещаютс  и возбужденные колебани ми полостей 5 шары 8, которые, перемеща сь по диспергируемому материалу, механически воздействуют на него, вызыва  в частицах дополнительные микротрещины, способствующие раскалыванию их ударными волнами рабочей жидкости при захлопывании кавитационных пузырьков.

Использование избыточного гидростатического давлени  в полост х 5, величина которого определ етс  в зависимости от акустического давлени , позвол ет увеличить кавитационную активность ультразвуковых колебаний.

Одновременно с раскалыванием частиц материала в полост х 5 протекает процесс окатывани  частиц и скалывани  острых кромок за счет взаимного трени  их одна о

другую.

Постепенно микронеровности на поверхности частиц сглаживаютс  и частицы приобретают сфероидальную форму. По окончании процесса диспергировани  давление в полост х 5 снижаетс  до нормального и через заглушку 10 жидкость вместе с измельченным материалом выпускаетс  из полостей 5 излучателей 4.

Использу  особенность изгибных волн,

выражающуюс  в зависимости скорости их распространени  не только от материала волновода, но и от его формы и размеров, можно реализовать полости 5 излучателей 4, на которых укладываютс  дес тки изгибных волн.

Зависимость волнового сопротивлени  изгибного волновода от скорости распространени  волн практически обеспечивает большие возможности выбора величины

этого сопротивлени , чем дл  волноводов продольных колебаний, у которых эта величина определ етс  только материалом и площадью поперечного сечени , что обеспечивает широкие возможности согласовани  нагрузок при передаче колебаний.

Возможность подстройки резонансной частоты рабочей камеры диспергатора как изгибного волновода изменением только местоположени  опор-призм 9 упрощает

конструкцию диспергатора и снижает требовани  к точности изготовлени  рабочих камер.

Предложенное устройство повышает КПД, производительность и обеспечивает

Claims (1)

1. получение высокого экономического эффекта , сокращение в 8-10 раз материальных затрат на диспергирование материала. Формула изобретени  Устройство дл  йысокоамплитудной

   ультразвуковой обработки изделий в жидкой среде по авт.св. № 1163897, отличающеес  тем, что, с целью повышени  эффективности обработки, кожух подвешен посредством эластичного элемента и установлен с возможностью качательного движени , а полости излучателей снабжены дополнительными шарообразными рабочими органами.

   О а

   фиг.1

   Фиг. 2