Устройство генерирующее для ультразвуковой очистки
Устройство генерирующее для ультразвуковой очистки относится к области очистки от технологических и эксплуатационных загрязнений в водных растворах технических моющих средств деталей и изделий, в том числе сложного профиля и с глубокими сквозными каналами и может использоваться в различных областях промышленности и сферы услуг. Заявляемое техническое решение может также найти применение в оборудовании для смешивания и диспергирования различных жидкостей и пропитки различных пористых деталей и изделий. Устройство генерирующее для ультразвуковой очистки содержит N ультразвуковых генераторов, каждый из которых состоит из блока начального запуска, усилителя мощности, блока автоподстройки частоты, компенсирующей емкости и ультразвукового преобразователя, установленного на излучающей мембране, содержащего излучающую и тыльную накладки, между которыми расположены пьезоэлементы, и соединенного конструкционным выходом в виде рабочей поверхности излучающей накладки с излучающей мембраной, соединенной с входами блока автоподстройки частоты и компенсирующей емкости, вторичная обмотка выходного трансформатора усилителя мощности выполнена с двумя выводами и средней точкой и соединена одним выводом с выходом компенсирующей емкости, вторым выводом - с входом ультразвукового преобразователя и средней точкой - с силовым выходом блока автоподстройки частоты, а выход блока начального запуска и управляющий выход блока автоподстройки частоты соединены с соответствующими управляющими входами усилителя мощности. Новым в устройстве является: введение в каждый ультразвуковой генератор активного сопротивления, включенного между входом ультразвукового преобразователя и излучающей мембраной в непосредственной близости от ультразвукового преобразователя; выполнение соединения излучающей мембраны с входами блока автоподстройки частоты и компенсирующей емкости в виде единой для всех ультразвуковых генераторов проводной связи, соединяющей точку, расположенную на излучающей мембране на минимально возможном расстоянии от всех ультразвуковых преобразователей с точкой совместного соединения входов блока автоподстройки частоты и компенсирующей емкости, единой для всех ультразвуковых генераторов
и расположенной на минимально возможном расстоянии от всех блоков автоподстройки частоты и компенсирующих емкостей; выполнение соединения второго вывода вторичной обмотки выходного трансформатора усилителя мощности с входом ультразвукового преобразователя в виде экранированной проводной связи, экран которой со стороны усилителя мощности соединен с цепью заземления устройства в точке, единой для всех ультразвуковых генераторов и расположенной на минимально возможном расстоянии от всех усилителей мощности, а со стороны ультразвукового преобразователя - с излучающей мембраной в точке, единой для всех ультразвуковых генераторов и расположенной на минимально возможном расстоянии от всех ультразвуковых преобразователей, при этом излучающая мембрана соединена с цепью заземления устройства. При значительных размерах излучающей мембраны устройство может быть выполнено набором К данных устройств. Задачи, решаемые при осуществлении полезной модели, это расширение функциональных возможностей устройства, повышение его электробезопасности и удобства монтажа и ремонта.
Область техники
Полезная модель относится к ультразвуковой очистке от технологических и эксплуатационных загрязнений (смазочно-охлаждающих жидкостей, масла, полировальных и шлифовальных паст, металлической стружки после механообработки, металлической и стеклянной пыли, травильного шлама и известковых отложений, флюсов) в водных растворах технических моющих средств деталей и изделий, в том числе сложного профиля и с глубокими сквозными каналами (форсунки, иглы, фильеры, капилляры) с применением технологических эффектов явления кавитации в жидкости и может использоваться в различных областях промышленности и сферы услуг. Заявляемое техническое решение может также найти применение в оборудовании для смешивания и диспергирования различных жидкостей и пропитки различных пористых деталей и изделий (прессованные детали, катушки индуктивности, трансформаторы).
Уровень техники
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является устройство генерирующее, входящее в устройство пьезоэлектрическое для ультразвуковой очистки по патенту №68931, МПК: В08В 3/12. Известное устройство генерирующее содержит N ультразвуковых генераторов, каждый из которых состоит из блока начального запуска, усилителя мощности, блока автоподстройки частоты, компенсирующей емкости и ультразвукового преобразователя, установленного на излучающей мембране, содержащего излучающую и тыльную накладки, между которыми расположены пьезоэлементы, и соединенного конструкционным выходом в виде рабочей поверхности излучающей накладки с излучающей мембраной, соединенной с входами блока автоподстройки частоты и компенсирующей емкости, при этом вторичная обмотка выходного трансформатора усилителя мощности выполнена с двумя выводами и средней точкой и соединена одним выводом с выходом компенсирующей емкости, другим (вторым) выводом - с входом ультразвукового преобразователя и средней точкой - с силовым выходом
блока автоподстройки частоты, а выход блока начального запуска и управляющий выход блока автоподстройки частоты соединены с соответствующими управляющими входами усилителя мощности. Все указанные соединения выполнены посредством электрических проводов, кроме соединения конструкционного выхода ультразвукового преобразователя с излучающей мембраной, которое осуществлено сваркой. Электрические провода соединений между усилителем мощности и ультразвуковым преобразователем и между излучающей мембраной и входами блока автоподстройки частоты и компенсирующей емкости всех ультразвуковых генераторов собраны в единый жгут (или кабель). Каждый ультразвуковой генератор питается от двухполупериодного выпрямителя напряжения промышленной сети, вследствие чего для достижения эффективной акустической мощности размах амплитуды напряжения ультразвуковой частоты на ультразвуковом преобразователе может достигать значения 160-200 В. Каждый ультразвуковой генератор работает автономно в автоколебательном режиме.
Однако данное устройство имеет определенные недостатки. При расположении ультразвуковых преобразователей на излучающей мембране на значительном расстоянии от остальных составных частей ультразвуковых генераторов, что неизбежно при значительном количестве ультразвуковых генераторов (например, 4...8), или при расположении остальных составных частей ультразвуковых генераторов в отдельном помещении с целью обеспечения соответствующих условий окружающей среды по температуре, влажности, содержанию агрессивных паров и взрывопожаробезопасности, длина соединений усилителя мощности с входом ультразвукового преобразователя и входов блока автоподстройки частоты и компенсирующей емкости с излучающей мембраной становится достаточно большой (от 2...3 до 12...15 м), причем все эти соединения ультразвуковых генераторов прокладываются в одном проводном жгуте (или кабеле). Все это отрицательно влияет на работу ультразвуковых генераторов по следующим причинам:
- на длинных соединительных линиях возникают распределенные емкости между соединительной линией усилителя мощности с входом ультразвукового преобразователя и соединительной линией излучающей мембраны с входами блока автоподстройки частоты и компенсирующей емкости, в результате чего эти емкости добавляются к емкости ультразвукового преобразователя, увеличивая его емкостной
характер и переводя усилитель мощности в режим работы с повышенной мощностью, что ухудшает его температурный режим и приводит к дестабилизации рабочей частоты ультразвукового генератора;
- каждый ультразвуковой генератор работает автономно в автоколебательном режиме и на собственной рабочей частоте, отличающейся в пределах стандартного допуска от рабочих частот других ультразвуковых генераторов; из-за электростатической (емкостной) связи, присущей длинным линиям, на соединительную линию одного ультразвукового генератора с одной частотой сигнала происходит наводка сигналов с другими частотами с соединительных линий других ультразвуковых генераторов, вследствие чего происходит флуктуационный незначительный уход частоты от частоты механического резонанса ультразвукового преобразователя, приводящий к снижению его акустической мощности (высокий уровень напряжения сигнала не исключает этого явления из-за автоколебательного режима);
- внешние индустриальные электромагнитные помехи наводят на соединительных линиях синфазные помехи, ток которых, протекая через ультразвуковой преобразователь, приводит к незначительному акустическому излучению на частотах, неразрешенных для использования в ультразвуковом технологическом оборудовании, а также может привести к срыву автоколебательного режима ультразвукового генератора.
В результате выполнение такого расположения ультразвуковых преобразователей не представляется возможным, что ограничивает функциональные возможности устройства.
Кроме того, в случае нарушения соединительной линии (обрыв провода) во время работы ультразвукового генератора ультразвуковой преобразователь прекращает работу, но остается заряженным за счет прямого пьезоэлектрического эффекта (возникновение электрического напряжения при приложении механических напряжений при вибрации излучающей мембраны) на длительное время до амплитуды 300...500 В, что может привести к электрическому удару человека при ремонте устройства.
Соединение излучающей мембраны с входами блока автоподстройки частоты и компенсирующей емкости отдельной соединительной линией для каждого
ультразвукового генератора приводит к тому, что жгут (или кабель) имеет большое количество проводов, что делает его жестким и неудобным при Монтаже и ремонте устройства.
Сущность полезной модели
Задачами, на решение которых направлена полезная модель, являются расширение функциональных возможностей устройства, повышение его электробезопасности и удобства монтажа и ремонта.
Техническими результатами, полученными при осуществлении полезной модели, являются:
- возможность расположения ультразвуковых преобразователей на излучающей мембране на значительном расстоянии от остальных составных частей ультразвуковых генераторов за счет повышения помехоустойчивости соединений;
- исключение поражения человека электростатическим зарядом ультразвукового преобразователя при ремонтных и профилактических работах за счет введения разрядной цепи;
- упрощение жгута (или кабеля) между ультразвуковыми преобразователями на излучающей мембране и остальными составными частями ультразвуковых генераторов за счет изменения соединений.
Указанные технические результаты достигаются тем, что в известном генерирующем устройстве для ультразвуковой очистки, содержащем N ультразвуковых генераторов, каждый из которых состоит из блока начального запуска, усилителя мощности, блока автоподстройки частоты, компенсирующей емкости и ультразвукового преобразователя, установленного на излучающей мембране, содержащего излучающую и тыльную накладки, между которыми расположены пьезоэлементы, и соединенного конструкционным выходом в виде рабочей поверхности излучающей накладки с излучающей мембраной, соединенной с входами блока автоподстройки частоты и компенсирующей емкости, при этом вторичная обмотка выходного трансформатора усилителя мощности выполнена с двумя выводами и средней точкой и соединена одним выводом с выходом компенсирующей емкости, вторым выводом - с входом ультразвукового преобразователя и средней точкой - с силовым выходом блока автоподстройки частоты, а выход блока начального запуска и
управляющий выход блока автоподстройки частоты соединены с соответствующими управляющими входами усилителя мощности, внесены следующие изменения:
- в каждый ультразвуковой генератор введено активное сопротивление, включенное между входом ультразвукового преобразователя и излучающей мембраной в непосредственной близости от ультразвукового преобразователя;
- соединение излучающей мембраны с входами блока автоподстройки частоты и компенсирующей емкости выполнено в виде единой для всех ультразвуковых генераторов проводной связи, соединяющей точку, расположенную на излучающей мембране на минимально возможном расстоянии от всех ультразвуковых преобразователей с точкой совместного соединения входов блока автоподстройки частоты и компенсирующей емкости, единой для всех ультразвуковых генераторов и расположенной на минимально возможном расстоянии от всех блоков автоподстройки частоты и компенсирующих емкостей;
- соединение второго вывода вторичной обмотки выходного трансформатора усилителя мощности с входом ультразвукового преобразователя выполнено в виде экранированной проводной связи, экран которой со стороны усилителя мощности соединен с цепью заземления устройства в точке, единой для всех ультразвуковых генераторов и расположенной на минимально возможном расстоянии от всех усилителей мощности, а со стороны ультразвукового преобразователя - с излучающей мембраной в точке, единой для всех ультразвуковых генераторов и расположенной на минимально возможном расстоянии от всех ультразвуковых преобразователей, при этом излучающая мембрана соединена с цепью заземления устройства.
При значительных размерах излучающей мембраны устройство может быть выполнено набором К данных устройств.
Перечень чертежей
На фиг.1 приведена блок-схема устройства при четырех ультразвуковых генераторах (N=4).
На фиг.2 приведен пример установки ультразвукового преобразователя на излучающей мембране.
На фиг.3 приведен пример электромонтажа на излучающей мембране при четырех ультразвуковых преобразователях (N=4).
Возможность осуществления полезной модели
Устройство, как показано на фиг.1, содержит N ультразвуковых генераторов 1, каждый из которых состоит из блока начального запуска 2, усилителя мощности 3 с выходом в виде вторичной обмотки выходного трансформатора со средней точкой 3.1, ультразвукового преобразователя 4, установленного на излучающей мембране 5, блока автоподстройки частоты 6, компенсирующей емкости 7 и активного сопротивления 8. Конкретное количество ультразвуковых генераторов 1 зависит от необходимых размеров излучающей мембраны 5, технологических режимов очистки и оптимального построения соединений между составными частями и составляет значение от 4 до 8 штук. Отдельные составные части ультразвукового генератора 1 имеют разделение входов и выходов на управляющие, предназначенные для приема и выдачи управляющих сигналов, и силовые, предназначенные для прохождения непосредственно рабочих сигналов. Один вывод вторичной обмотки выходного трансформатора 3.1 усилителя мощности 3, выполненного, например, по двухтактной транзисторной схеме, работающей в режиме переключения, соединен с выходом компенсирующей емкости 7, представляющей из себя малоиндуктивный конденсатор постоянной емкости, а второй вывод соединен экранированной проводной связью 9 с входом 10 ультразвукового преобразователя 4, средняя точка соединена с силовым выходом блока автоподстройки частоты 6, состоящего, например, из узла контроля тока и формирователя напряжения обратной связи. Входы блока автоподстройки частоты 6 и компенсирующей емкости 7 всех ультразвуковых генераторов 1 соединены в единой точке 11, представляющей из себя, например, электрический контактный соединитель и расположенной на минимально возможном расстоянии от всех блоков автоподстройки частоты 6 и компенсирующих емкостей 7, то есть когда сумма расстояний от этой точки 11 до всех блоков автоподстройки частоты 6 и компенсирующих емкостей 7 минимальна. Точка 11 соединена проводной связью 12 с точкой 13, представляющей из себя электрическое контактное соединение, выполненное, например, в виде луженой металлической скобы 14, установленной сваркой на излучающей мембране 5, и расположенной на минимально возможном расстоянии от всех ультразвуковых преобразователей 4, то есть когда сумма расстояний от этой точки 13 до всех ультразвуковых преобразователей 4 минимальна.
Экран 15 экранированной проводной связи 9 всех ультразвуковых генераторов 1 со стороны усилителя мощности 3 соединен с цепью заземления устройства 16 в точке 17, единой для всех ультразвуковых генераторов 1, представляющей из себя, например; электрический контактный лепесток, установленный на каркасе, в котором размещены все блоки начального запуска 2, усилители мощности 3, блоки автоподстройки частоты 6 и компенсирующие емкости 7, и расположенной на минимально возможном расстоянии от всех усилителей мощности 3, то есть когда сумма расстояний от этой точки 17 до всех усилителей мощности 3 минимальна. Экран 15 со стороны ультразвукового преобразователя 4 всех ультразвуковых генераторов 1 соединен с излучающей мембраной 5 в точке 18, единой для всех ультразвуковых генераторов 1, представляющей из себя электрическое контактное соединение на той же скобе 14, на которой находится точка 13, и расположенной на минимально возможном расстоянии от всех ультразвуковых преобразователей 4, то есть когда сумма расстояний от этой точки 18 до всех ультразвуковых преобразователей 4 минимальна (теоретически совпадает с точкой 13, а практически расположена рядом с ней). Излучающая мембрана 5 соединена с цепью заземления устройства 16 своей точкой 19, представляющей из себя, например, стандартный зажим заземления. Выход блока начального запуска 2 и управляющий выход блока автоподстройки частоты 6 соединены с соответствующими управляющими входами усилителя мощности 3. Все описанные соединения выполнены посредством электрических проводов.
Ультразвуковой преобразователь 4 содержит излучающую 20 и тыльную 21 накладки, между которыми расположены пьезоэлементы 22 и медный контактный лепесток 23 с входом 10 в виде изолированного провода длиной 120...150 мм (см. фиг.2), и жестко закреплен в отверстие излучающей мембраны 5, например, посредством герметичной сварки так, что его конструкционный выход в виде рабочей поверхности 24 излучающей накладки 20 имеет электрическое соединение с излучающей мембраной 5 (возможен вариант, когда ультразвуковой преобразователь 4 не устанавливается в отверстие излучающей мембраны 5, а приклеивается к ней рабочей поверхностью 24 при помощи электропроводящего клея). На скобе 14, конструктивно и электрически связанной с излучающей мембраной 5 (см. фиг.3) установлена тонколистовая изоляционная пластина 26 с двухсторонними электрическими
контактными лепестками 27 (их количество соответствует числу ультразвуковых преобразователей 4). С одной стороны каждого лепестка 27 подключен вход 10 соответствующего ультразвукового преобразователя 4 и первый вывод активного сопротивления 8 (стандартный резистор соответствующего номинала и мощности), с другой стороны - провод экранированной проводной связи 9 от соответствующего усилителя мощности 3. Второй вывод всех активных сопротивлений 8 запаян в отверстия луженой скобы 14. Таким образом, каждое активное сопротивление 8 включено между входом соответствующего ультразвукового преобразователя 4 и излучающей мембраной 5 в непосредственной близости от этого ультразвукового преобразователя 4. К точке 13 на луженой скобе 14 подключен провод проводной связи 12, а к точке 18 - экран 15 экранированной проводной связи 9. Провода экранированной проводной связи 9 всех ультразвуковых генераторов 1 и провод проводной связи 12 проложены в одном жгуте (или кабеле). При значительных размерах излучающей мембраны 5 устройство выполняется набором К описанных устройств.
Устройство работает следующим образом
Излучающую мембрану 5 устанавливают в качестве дна ванны с моющим раствором или в качестве стенки погружного блока.
После подачи на ультразвуковой генератор 1 напряжения питания (оно представляет из себя напряжение промышленной сети, прошедшее двухполупериодный полупроводниковый выпрямитель) он начинает работать в режиме автоколебаний. Ультразвуковой генератор 1 представляет из себя генератор с самовозбуждением, которое возникает за счет того, что он охвачен положительной обратной связью за счет включения в цепь вторичной обмотки выходного трансформатора 3.1 (часть между ее верхним по схеме выводом и средней точкой) токовой цепи из последовательно соединенных ультразвукового преобразователя 4 и блока автоподстройки частоты 6. При этом ток, протекающий через ультразвуковой преобразователь 4, протекает и через блок автоподстройки частоты 6, который формирует на своем управляющем выходе напряжение обратной связи, пропорциональное этому току. Так как ультразвуковой преобразователь 4 обладает выраженным емкостным характером, то усилитель мощности 3 начинает работать в режиме переключения на частоте, определяемой в первую очередь резонансными свойствами ультразвукового
преобразователя 4. А так как на частоте электрического резонанса ток через ультразвуковой преобразователь 4 имеет максимальное значение, то напряжение обратной связи с блока автоподстройки частоты 6 автоматически подстраивает рабочую частоту усилителя мощности 3 на частоту электрического резонанса ультразвукового преобразователя 4, стабилизируя на нем колебания и электрическую мощность. Ток, протекающий в контуре компенсации (средняя точка вторичной обмотки выходного трансформатора 3.1 - блок автоподстройки частоты 6 - компенсирующая емкость 7 - нижний по схеме вывод вторичной обмотки выходного трансформатора 3.1) имеет реактивный характер и зависит от режима работы ультразвукового преобразователя 4, так как часть вторичной обмотки выходного трансформатора 3.1 между ее средней точкой и нижним выводом находится на том же трансформаторе, что и часть обмотки между средней точкой и верхним выводом, а динамические характеристики блока автоподстройки частоты 6 зависят от тока, протекающего через него в контуре нагрузки (верхний вывод вторичной обмотки выходного трансформатора 3.1 - ультразвуковой преобразователь 4 - блок автоподстройки частоты 6 - средняя точка вторичной обмотки выходного трансформатора 3.1). В блоке автоподстройки частоты 6 ток контура компенсации компенсирует реактивную составляющую тока контура нагрузки, в результате чего напряжение обратной связи, поступающее на усилитель мощности 3, пропорционально активной составляющей тока через ультразвуковой преобразователь 4, характеризующей его механические колебания. Вследствие этого происходит автоматическая подстройка рабочей частоты усилителя мощности 3 на частоту механического резонанса ультразвукового преобразователя 4, обеспечивая максимальную акустическую мощность, отдаваемую в моющий раствор.
Электромеханические характеристики ультразвукового преобразователя 4 зависят не только от его конструкции, но и от условий его работы: амплитуды напряжения питания, конфигурации ванны, объема, типа и температуры моющего раствора. Изменение этих условий в реальном режиме работы в отдельных случаях приводит к отсутствию возбуждения или срывам ультразвукового генератора 1. Для исключения этого блок начального запуска 2, выполненный, например, в виде динисторно-резисторно-конденсаторной цепи, формирует во время каждого полупериода
сети последовательность импульсов, обеспечивающих гарантированный постоянный запуск ультразвукового генератора 1.
Пьезоэлементы 22 преобразуют электрические сигналы ультразвуковой частоты в механические колебания рабочей поверхности 24 излучающей накладки 20, которые за счет распространения акустических колебаний в моющем растворе создают эффект кавитации, причем за счет работы ультразвукового преобразователя 4 на частоте его механического резонанса эффективность кавитации максимальная для данной конструкции ультразвукового преобразователя 4 и условий его работы.
Рабочая поверхность 24 излучающей накладки 20 имеет непосредственный контакт с моющим раствором, что обеспечивает максимальную интенсивность кавитации.
Аналогичным образом происходит работа каждого из ультразвуковых генераторов 1, причем рабочая частота их различна, так как на практике невозможно изготовить ультразвуковые преобразователи 4 с совершенно идентичными электромеханическими характеристиками, но при этом разброс этих частот находится в пределах стандартного допуска на разрешенные для применения в ультразвуковых генераторах частоты (например, ±10% для частоты 44 кГц, ±7,5% для частоты 22 кГц). Этот разброс частот позволяет получить дополнительные, достаточно интенсивные потоки внутри моющего раствора, что способствует более эффективной очистке погруженных в него изделий. Все N ультразвуковых преобразователей 4 установлены на излучающей мембране 5 таким образом, что влияние их друг на друга минимально, что исключает ненужные потери электрической мощности. Соединение излучающей мембраны 5 с цепью заземления устройства 16 позволяет исключить наличие на ней, на ванне с моющим раствором и в самом моющем растворе опасного электрического напряжения.
При длине жгута (или кабеля) от активных сопротивлений 8 и ультразвуковых преобразователей 4 до остальных составных частей ультразвуковых генераторов 1 более 2...3 м экран 15 каждой экранированной проводной связи 9 препятствует возникновению распределенных емкостей между проводом экранированной проводной связи 9 и проводом проводной связи 12. Эти распределенные емкости из условия расположения точек 17 и 18 возникают только на незначительной длине (120...150 мм) в непосредственной близости от усилителей мощности 3 и ультразвуковых
преобразователей 4, однако величина их незначительна и к влиянию на емкость ультразвуковых преобразователей 4 не приводит, что обеспечивает стабильную рабочую частоту всех ультразвуковых генераторов 1. По этой же причине сведена к минимуму электростатическая (емкостная) связь провода экранированной проводной связи 9 одного ультразвукового генератора 1 с проводами экранированных проводных связей 9 других ультразвуковых генераторов 1, что исключает наводку на провод экранированной проводной связи 9 одного ультразвукового генератора 1 с одной частотой сигнала сигналов с другими частотами с проводов экранированной проводной связи 9 других ультразвуковых генераторов 1, обеспечивая стабильную работу всех ультразвуковых преобразователей 4 на частоте их собственного механического резонанса с оптимальной максимальной акустической мощностью. Синфазные токи, наводимые на проводе экранированной проводной связи 9 и проводе проводной связи 12 внешними индустриальными электромагнитными помехами, замыкаются на соответствующем активном сопротивлении 8 и взаимно уничтожаются, что резко снижает величину этих токов, протекающих через ультразвуковой преобразователь 4, обеспечивая отсутствие акустического излучения на частотах синфазных помех, которые могут напасть в диапазон неразрешенных для использования в ультразвуковом технологическом оборудовании, и срыва автоколебательного режима ультразвукового генератора 1. Описанная реализация повышения помехоустойчивости позволяет увеличить длину жгута (или кабеля) до 12...15 м.
В случае обрыва провода экранированной проводной связи 9 во время работы ультразвуковых генераторов 1 ультразвуковой преобразователь 4 прекращает работу, а электрический заряд, появляющийся за счет прямого пьезоэлектрического эффекта, постоянно разряжается через активное сопротивление 8, что обеспечивает величину амплитуды его напряжения не выше амплитуды напряжения на работающих ультразвуковых преобразователях 4. При отключении напряжения питания ультразвуковых генераторов 1 напряжение заряда на ультразвуковых преобразователях 4 с исправными проводами экранированной проводной связи 9 снижается до нуля за счет разряда через вторичную обмотку выходного трансформатора 3.1 усилителя мощности 3 и активное сопротивление 8, а на ультразвуковом преобразователе 4 с неисправным проводом экранированной проводной связи 9 также
снижается до нуля за счет разряда через активное сопротивление 8 (с более длительным временем разряда). Это исключает получение электрического удара человеком при ремонтных и профилактических работах.
Расположение точки 13 на минимально возможном расстоянии от всех ультразвуковых преобразователей 4 позволяет разнести пути токов ультразвуковой частоты от излучающей накладки 20 каждого ультразвукового преобразователя 4 по излучающей мембране 5 до точки 13, а расположение точки 11 на минимально возможном расстоянии от всех блоков автоподстройки частоты 6 и компенсирующих емкостей 7 позволяет исключить протекание тока любого ультразвукового генератора 1 через входы блока автоподстройки частоты 6 и компенсирующей емкости 7 других ультразвуковых генераторов 1, что дает возможность заменить N соединений излучающей мембраны 5 с входами блоков автоподстройки частоты 6 и компенсирующих емкостей 7 на единую для всех ультразвуковых генераторов 1 проводную связь 12 с минимальным влиянием на функционирование ультразвуковых генераторов 1. Токи ультразвуковой частоты всех ультразвуковых генераторов 1, протекающие по проводу проводной связи 12 от точки 13 до точки 11, сдвинуты по фазе друг от друга произвольным образом (каждый ультразвуковой генератор 1 работает автономно в автоколебательном режиме и момент его запуска блоком начального запуска 2 зависит от разброса параметров всех составных частей), а это приводит к тому, что средний ток в проводе не является арифметической суммой отдельных токов, а составляет значение в 2...3 раза менее этой суммы и позволяет применить провод того же сечения, что и провод экранированной проводной связи 9. Все это позволяет значительно снизить диаметр жгута (или кабеля) и повысить его гибкость.
При совместном применении К данных устройств все они работают таким же образом.
Таким образом, предлагаемое решение устройства генерирующего для ультразвуковой очистки позволяет:
- расширить его функциональные возможности расположением ультразвуковых преобразователей на излучающей мембране на значительном расстоянии от остальных составных частей ультразвуковых генераторов за счет повышения помехоустойчивости соединений между ультразвуковыми преобразователями на излучающей
мембране и остальными составными частями ультразвуковых генераторов путем снижения влияния на рабочие режимы ультразвуковых генераторов распределенных емкостей и электростатических связей между соединениями выполнением соединения между усилителем мощности и входом ультразвукового преобразователя в виде экранированной проводной связи и соединением экрана этой связи с цепью заземления устройства на минимально возможном расстоянии с одной стороны - от всех усилителей мощности, с другой стороны - от всех ультразвуковых преобразователей и путем снижения влияния на работу ультразвуковых преобразователей синфазных токов в соединениях, наводимых внешними индустриальными электромагнитными помехами, замыканием их через активные сопротивления;
- исключить поражение человека электростатическим зарядом, создающимся на неработающем ультразвуковом преобразователе прямым пьезоэлектрическим эффектом, при ремонтных и профилактических работах за счет автоматической ликвидации этого заряда через разрядную цепь в виде активного сопротивления;
- уменьшить значительно количество проводов в жгуте (или кабеле) между ультразвуковыми преобразователями на излучающей мембране и остальными составными частями ультразвуковых генераторов за счет замены N соединений излучающей мембраны с входами блоков автоподстройки частоты и компенсирующих емкостей на единую для всех ультразвуковых генераторов проводную связь.
1. Устройство генерирующее для ультразвуковой очистки, содержащее N ультразвуковых генераторов, каждый из которых состоит из блока начального запуска, усилителя мощности, блока автоподстройки частоты, компенсирующей емкости и ультразвукового преобразователя, установленного на излучающей мембране, содержащего излучающую и тыльную накладки, между которыми расположены пьезоэлементы, и соединенного конструкционным выходом в виде рабочей поверхности излучающей накладки с излучающей мембраной, соединенной с входами блока автоподстройки частоты и компенсирующей емкости, при этом вторичная обмотка выходного трансформатора усилителя мощности выполнена с двумя выводами и средней точкой и соединена одним выводом с выходом компенсирующей емкости, вторым выводом - с входом ультразвукового преобразователя и средней точкой - с силовым выходом блока автоподстройки частоты, а выход блока начального запуска и управляющий выход блока автоподстройки частоты соединены с соответствующими управляющими входами усилителя мощности, отличающееся тем, что в каждый ультразвуковой генератор введено активное сопротивление, включенное между входом ультразвукового преобразователя и излучающей мембраной в непосредственной близости от ультразвукового преобразователя, соединение второго вывода вторичной обмотки выходного трансформатора усилителя мощности с входом ультразвукового преобразователя выполнено в виде экранированной проводной связи, экран которой со стороны усилителя мощности соединен с цепью заземления устройства в точке, единой для всех ультразвуковых генераторов и расположенной на минимально возможном расстоянии от всех усилителей мощности, а со стороны ультразвукового преобразователя - с излучающей мембраной в точке, единой для всех ультразвуковых генераторов и расположенной на минимально возможном расстоянии от всех ультразвуковых преобразователей, при этом излучающая мембрана соединена с цепью заземления устройства.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит К устройств по п.1.
