Ванна ультразвуковой очистки

 

Изобретение относится к ультразвуковой очистке изделий в жидкости и позволяет повысить электроакустический КПД ванны и стабильность ее работы. В ванне каждый ультразвуковой преобразователь имеет излучающую 1 и пассивную 3 прокладки, между которыми расположены пьезоэлементы 2, стянутые шпилькой 5 с гайкой. Для достижения поставленной цели пьезоэлементы 2 смещены от узловой линии, показанной пунктиром на чертеже на определяемую по формуле величину в сторону излучающей накладки. 2 ил. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4399277/12 (22) 04.01.88 (46) 23.04.91, Бюл. М 15 (72) А.В.Абрамов, А,В.Живилин, Ю.А,Ивлев, Ю.А.Китайгородский и Д.В.Чуркин (53) 621.7.022.6(088.8) (56) Бабиков О.И. Ультразвуковые установки в модульном исполнении с пьеэокерамическими преобразователями для очистки прецизионных деталей. — Л.; ЛДНТП, 1986, с.

4 — 21. (54) ВАННА УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОЧИСТКИ

„„Я2„„1643124 А1 (51)5 В 08 B 3/12, В 06 В 1/06, 3/02 (57) Изобретение относится к ультразвуковой очистке изделий в жидкости и позволяет повысить электроакустический КПД ванны и стабильность ее работы. В ванне каждый ультразвуковой преобразователь имеет излучающую 1 и пассивную 3 прокладки, между которыми расположены пьезоэлементы

2, стянутые шпилькой 5 с гайкой. Для достижения поставленной цели пьезоэлементы 2 смещены от узловой линии, показанной пунктиром на чертеже на определяемую по формуле величину в сторону излучающей накладки. 2 ил. 1 табл.

1643124

Изобретение относится к ультразвуковой очистке изделий в жидкости и подобной ультразвуковой обоаботке, в которой используются технологические эффекты развитой кавитации.

Целью изобретения является повышение электроакустического КПД ванны и стабильности ее работы.

На фиг. 1 изображена схема преобразователя для ванны; на фиг. 2 — график зависимости акустической мощности от прилагаемого к преобразователю электрического напряжения.

Каждый преобразователь для групповой их работы в ванне от одного генератора имеет излучающую коническую накладку 1, выполненную расширяющейся от пьеэопластин 2, пассивную накладку 3, элементы крепления и стягивания пьезоэлектрических пластин 2 в виде гайки 4 со шпилькой

5, ввернутой в излучающую накладку 1. Пьезоэлектрические пластины 2 имеют общий электрод 6, а вторым электродом у них являются накладки 1 и 3; соединенные электрически с корпусом ванны.

Смещение пьезоэлектрических пластин

2 от узловой линии на величину ! см=1,5 — 2 в tg К!1МХ 10, К !н где !,м — величина смещения пьезоэлектрических пластин относительно узловой линии;

К вЂ” волновое число;

Вн — акустическое сопротивление излучающей накладки;

Z — волновое сопротивление жидкости в ванне;

l1 — длина излучающей накладки;

N — коэффициент трансформации излучающей накладки, позволяет избавиться от скачкообразного изменения электрического импеданса ripeобразователя, которое влечет за собой и скачкообразное изменение излучаемой им мощности и перераспределение электрической энергии между преобразователями, и скачкообразное изменение режима работы генератора. Режим работы преобразователей иллюстрируется графиком (фиг. 2), где кривая I показывает зависимость изменения акустической мощности, излучаемой в жидкость, от изменения электрического напряжения питания преобразователя, выполненного со смещением пьезоэлектрических пластин относительно узловой линии по указанной зависимости, а на кривой II— та же зависимость для преобразователя, пьезоэлектрические пластины которого расположены симметрично узловой линии, причем обратная ветвь этой зависимости показана пунктиром.

Пример . Необходимо рассчитать преобразователь для групповой работы в

5 ванне от одного генератора на частоту 22 кГц с пьезоэлектрическими пластинами из материала ЦТС24, толщиной 6 мм каждая, с наружным диаметром пластин 01 = 50 мм, материал накладок: пассивной — сталь 45, 10 излучающей — титан ВТ 3-1, максимальный диаметр конической части излучающей накладки 02 = 75 мм.

Акустические характеристики материалов сведены в таблицу.

15 Длина излучающей накладки:

tg К1!1 = Т вЂ” tg (-р- — К2!2 ) = 1,96, 22 Л

Z1 где Т вЂ” коэффициент, учитывающий шунтирующее действие стягивающего узла в виде

20 шпильки и гайки;

l2 — длина пьезоэлектрической пластиHbl, - l1 =42 мм, с учетом конуса l1rtp = 37 мм.

Длина пассивной накладки:

25 22 Л

tg Кз!3 = T,— tg (-гг К2!2 ) - 1,1, 3 ! з = 32 мм, с учетом выборки под крепление; обьем выборки 11, 3 см, обьем пассивной накладки без выборки 62,8 смз, обьем пассивной накладки с выборкой 51,5 см, тогда уточненная длина пассивной накладки с выборкой !зпр = 39 мм.

Определяют величину смещения !смещ.

Принимая для области с развитой кавита35 . Zâ цией †=8 и определив коэффициент ! н трансформации излучающей накладки:

N= 0,714,V5l = 0,84, 1+2К!1/А получают !смещ = P,6-10) мм.

При смещении, равном 8 мм, длина излучающей накладки равна 29 мм, а длина пассивной 47 мм.

Формула изобретения

Ванна ультразвуковой очистки, включающая в себя камеру для моющей жидкости со встроенными в ее стенки составными

50 пьезокерамическими преобразователями, каждый из которых имеет пьезокерамические пластины, излучающую накладку, выполненную расширяющейся от пьезокерамических пластин, пассивную накладку и

55 элементы крепления и стягивания пьезокерамических пластин между излучающей и пассивной накладками, а все вместе подключены параллельно к одному ультразвуковому генератору, отличающаяся тем, 1б43124

Zg оО 7

Я3 1% 220 2и Р ВЯЗ

Фиа 2

Составитель В, Данко

Техред М.Моргентал Корректор M. Пожо

Редактор М. Бланар

Заказ 1197 Тираж 373 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 что, с целью повышения электроакустического КПД ванны и стабильности ее в работе, пьезокерамические пластины размещают со смещением относительно узловой линии в сторону излучающей накладки на величину

I<, определяемую по формуле

1см = 1,5 — 2 tg К!1ЛГ 10 н где К вЂ” волновое число;

R< — акустическое сопротивление рабочей жидкости при кавитации;

Z< — волновое сопротивление иэлучаю5 щей накладки;

kq — длина излучающей накладки;

N — коэффициент трансформации излучающей накладки.