SU460074A1

SU460074A1 - Ultrasonic installation for sounding liquid media

Info

Publication number: SU460074A1
Application number: SU1827565A
Authority: SU
Inventors: Георгий Сергеевич Кратыш; Юрий Александрович Панов
Original assignee: Предприятие А-3602
Priority date: 1972-09-11
Filing date: 1972-09-11
Publication date: 1975-02-15

Description

1one

Предлагаемое устройство относитс к ульТ1разву1ковой технике и может быть иопользоваио дл очистки различных изделий из материалов .The proposed device relates to the ultrasonic technique and can be used to clean various products from materials.

Из1вест ны ультразвуковые установки дл озвучивани жидких сред, включающие генер .атор ультразву1ковой частоты и а.кустичесюий преобразователь, выполненный в виде совершающей изгибные колебани излучающей пластины, в пучност х колебаний которой расположены излучатели, настроенные в резонанс с пласт1И1Ной.Ultrasonic installations for sounding liquid media are known, including a generator of ultrasonic frequency and a acoustic transducer made in the form of a radiating plate that performs flexural vibrations, in which its oscillators are arranged in resonance with plastic.

При работе таких установок в жидкой среде пр,и определенной а,.мплитуде колебаний а-кустичеокото преобразовател возникает кавитационное поле, И1меющее значительную неравномерность по всему объему. Наибольпга кавитадионна эффективность будет около П01верх1ности излучени в ближней зоне, размеры которой определ ютс распределением амплитуды и фазы колебаний участков излучающей поверхности. По мере увеличени амплитуды колебаний поверхности зона йнтбЕоивной кавитации все более увеличиваетс в направлении распространени колебательной энергии и занимает все больщую часть рабочего объема.During the operation of such installations in a liquid medium, and a certain a, oscillation amplitude of the a-bush converters, a cavitation field arises, and a significant non-uniformity throughout the volume. The greatest cavitational efficiency will be about P01 over 1 of the radiation in the near zone, the dimensions of which are determined by the distribution of the amplitude and phase of oscillations of the radiating surface portions. As the amplitude of the surface oscillations increases, the zone of cavitation cavitation increases more and more in the direction of propagation of vibrational energy and occupies an increasing part of the working volume.

При различных технологических операци х ЕВ практике часто встречаютс случаи, когда цри одних и тех же рабочих объемах ульт(развуковых технологических устройств требуетс обрабатывать поверхности деталей, которые в силу конструктивных причи1н не могут быть приближены в зону максимальной кавитадионной активности, «апри.мер поверхности труб. В случае дл изменени распределени зон интенсивной кавитации по рабочему объему необходимо значительно увеличить ам.плитуду колебаний поверхности излучател , а, следовательно, потребл емую мощность . Перемещение зоны максимальной кавитации возможно лищь в небольщих пределах , что вл етс прииципиальньш недостатком известных установок и не позвол ет эффективно с М1ини1мальными затрата ми энергии роизводить обработку сложных поверхностей .In various technological operations of EB practice, there are often cases when the same working volumes are ultralized (for educational technological devices it is required to treat the surfaces of parts that, due to constructive reasons, cannot be brought closer to the zone of maximum cavitational activity, "apr. In the case in order to change the distribution of zones of intense cavitation over the working volume, it is necessary to significantly increase the amplitude of the oscillations of the surface of the radiator, and, therefore, the consumed oschnost. Moving maximum cavitation zone may lishch nebol'shchikh in the range that is priitsipialnsh disadvantage of known installations and does not allow to effectively M1ini1malnymi expenditure of energy E roizvodit treatment of complex surfaces.

Целью изобретени вл ютс увеличение пределов перемещени зоны максимального кавитационного воздействи и повыщение эффективности кавитационного воздействи на обрабатываемые поверхности.The aim of the invention is to increase the limits of movement of the zone of maximum cavitation effect and increase the efficiency of the cavitation effect on the treated surfaces.

Поставленна цель достиг.аетс благодар тому, что ультразвукова уста«01вка снабжана регулируемым фазовращателем, а излучатели акустического преобразов1ател расположены дами параллельно направлению распространени изгибной волны в пластине и электрически соединены в две параллельные группы так, что между двум излучател ми однойThe goal has been achieved due to the fact that the ultrasonic device is equipped with an adjustable phase shifter, and the emitters of the acoustic transducer are arranged parallel to the direction of propagation of the bending wave in the plate and are electrically connected in two parallel groups so that between two emitters

группы расположен -один излучатель другой группы, причем одна из групп подключена к генератору непосредственно, а втора - через фазовращатель.the group is located - one emitter of another group, and one of the groups is connected to the generator directly, and the second - through the phase shifter.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемой устааоВ-ки.The drawing shows a block diagram of the proposed installation.

На излучающей пластине 1 акустического преобразовател , длина и ширина которой выбрама соот1ветствую:щей какой-либо моде изгибных колебаний, в каждой пучиости колебаний закреплены излучатели 2, иа строен«ые в резойаЕС с пластиной, которые образуют р ды , расположенные параллельно направлению распространени изгибной волны. Излучатели в каждам р ду объединены в две группы таким о.бразоМ, что между двум излучател ми, ВКЛЮЧЙННЫ.МИ в одну группу, находитс одии излучатель другой группы. Одна из групп подключена к генератору 3 непосредственно, а втора - через регулируемый фазовращатель 4.On the radiating plate 1 of the acoustic transducer, the length and width of which is chosen corresponding to: any mode of flexural vibrations, emitters 2 are fixed to each oscillatory oscillation, built up in an EC wave with a plate that form a row parallel to the direction of propagation of the flexural wave . The emitters in each row are grouped into two groups so framed that between two emitters, INCLUDED in one group, are one emitter of the other group. One of the groups is connected to the generator 3 directly, and the second through an adjustable phase shifter 4.

Принцип действи установки заключаетс в следующем.The principle of operation of the installation is as follows.

Если сдвиг фаз между напр жени ми, подаваемыми на обе группы излучателей Дф 0, то все излучатели работают в фазе и с одинаковой амплитудой. При этоим в жидкости распростран етс плоска волна, и зона интенсивной кавитации занимает некоторый объем в рабочей среде около поверхностей излучател .If the phase shift between voltages applied to both groups of radiators Df 0, then all radiators work in phase and with the same amplitude. When this happens, a plane wave propagates in the liquid, and the zone of intense cavitation takes up some volume in the working environment near the surfaces of the radiator.

Если излучающую поверхность выполн ть в виде вогнутой части сферы или части цили1ндра , то на рассто нии, близком к радиусу указанной сферы или цилиндра, по вл етс дополнительна зона кав итации с повышенной И1нте1ноивно1стью.If the radiating surface is made in the form of a concave part of a sphere or a part of a cylinder, then at a distance close to the radius of the indicated sphere or cylinder there will be an additional cavitation zone with an increased I1ntio1iveness.

Если сдвиг фазы между напр жени ми на группах излучателей Аф ±180°, то излучатели , объединенные в одну лругапу, работают в противофазе . по оинощению к изучател м другой группы. Так «ак излучатели одной группы расположены последовательно между излучател ми другой группы, то в излучающей пластине возникают изгибные колебани , частота которых определ етс параметрами пластины и рассто нием между излучател ми , где п 1,3,5,.. и т. д.;If the phase shift between voltages on the AF emitter groups is ± 180 °, the emitters combined into one circle operate in antiphase. Investigations to other group students. Since the emitters of one group are arranged in series between the emitters of the other group, then bending oscillations occur in the radiating plate, the frequency of which is determined by the plate parameters and the distance between the emitters, where n is 1, 3, 5, ..., etc. ;

л зг -длина изгибной волны в излучающей пластинке. В этом случае расп.ространеи« колебателнной энергии в рабочую среду почти не происхадит, но на поверхности пласти5 иы в участках, соответствующих пучности изгибных колебаний, возникает кавитади , интенсивность которой определ етс а:м.,плитудои колебаний этих участков.l sg is the length of the bending wave in the radiating plate. In this case, the distribution of “oscillatory energy into the working medium almost does not occur, but on the surface of the plate in areas corresponding to the antinodes of bending vibrations, cavitation occurs, the intensity of which is determined by a: m, the depth of oscillations of these sections.

Таким образом, зона кавитации в этом случае расположена в тонком слое жидкости, прилегающем к излучающей поверхиости. В преобразовател х с цилиндрической поверхностью зоны кавитации будут находитьс у ставок цилиндра, в то врем как в центральной части рабочего объема интвнси,внасть кавитации будет очень малой.Thus, the cavitation zone in this case is located in a thin layer of liquid adjacent to the radiating surface. In converters with a cylindrical surface, cavitation zones will be located at cylinder rates, while in the central part of the intvnsi working volume, cavitation will be very small.

Если сдвиг фазы между напр жени ми, подаваемыми на обе группы излучателей, измен ть от 0° до 180°, то можно перемещать зону 0 интенсивной кавитации от -ма1КсИ|Мально возможного удалени до самой поверхности излучени , достига , таким образом, максимальной эффективности обработки сложной поверхности .If the phase shift between the voltages applied to both groups of emitters is changed from 0 ° to 180 °, then zone 0 of intense cavitation can be moved from the maximum distance to the surface of the radiation, thus achieving maximum processing efficiency complex surface.

5.,five.,

Предмет изобретени Subject invention

Ультразвукова установка дл озвучивани жидких сред, включающа генератор ульQ тразвуковой частоты и акустический преобразователь , выполненный в виде соверщающей изгибные колебани излучающей пластины, в пучност х колебаний которой расположены излучатели, настроенные в резонанс с пластиной , отличающа с тем, что, с целью увеличени пределов перемещени зоны макси1мального кавитационнОГо воздействи и повыще1ш эффективности кавитационного воздействи на обрабатываемые поверх|ности, она снабжена регулируемым фазовращателем, а излучател (акустического преобразовател расположены р дами параллельно направлению распространени изгибной волны в пластине и электрически соединены в две параллельные группы так, что между двум излучател ми одной группы расположен один излучатель другой группы, причем одна из групп подключена к генератору непосредственно, а втора - через фазовращатель.Ultrasonic installation for sounding liquid media, including an ultrasonic ultrasonic frequency generator and an acoustic transducer, made in the form of a radiating plate performing bending vibrations, in the antinodes of oscillations of which are emitters tuned to resonance with the plate, which is different in that the zone of maximum cavitation effect and the higher efficiency of the cavitation effect on the treated surfaces, it is equipped with an adjustable phase shifter, and radiator (acoustic transducer is arranged in rows parallel to the direction of propagation of a bending wave in the plate and electrically connected in two parallel groups so that between two radiators of one group there is one radiator of the other group, with one of the groups connected to the generator directly and the second through a phase shifter .