Ультразвуковой стержневой излучатель

 

Изобретение относится к механике СВЧ и может быть использовано для передачи ультразвуковой энергии в жидкие среды. Сущность: содержит стержневой волновод с канавками на боковой поверхности , выполненными в виде кольцевых проточек , и с глухими отверстиями, каждое из которых пересечено двумя соседними канавками и двумя выступами, образованными ими, при этом каждый выступ пересечен хотя бы одним глухим отверстием , глубина KC;V.J:O, . :с, и., ,,,,5ины канавки, а расположены они на боковой поверхности излучателя в шахматном порядке. Стенки канавок выполнены рельефными. Такая конструкция эффективна для турбулизации потока среды, что обеспечивает повышение времени его прохождения в зоне действия ультразвуковых колебаний. 3 зпф-лы 2 ип

(51) 5

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНттв, .::,;;: ".

К ПАТЕНТУ (21) 5014225/10 (22) 28.11.91 (46) 30.10.93 Бюл Нв 39-40 (76) Тарасов Виталий Львович.. Родионов Владимир

Александрович; Яковлев Александр Дмитриевич (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ GTEPNHЕВОЙ ИЗЛУЧАТЬ Ь (57) Изобретение относится к механике СВЧ и может быть использовано для передачи ультразвуковой энергии в жидкие среды. Сущность: содержит стержневой волновод с канавками на боковой поверхности, выполненными в виде кольцевых проточек и с глухими отверстиями, каждое из которых пересечено двумя соседними канавками и двумя выступами, образованными ими, при этом каждый выступ пересечен хотя бы одним глухим отверстием, глубина .о- ;,.;: э „-. .;,.;„эины канавки, а расположены они на боковой поверхности излуча-теля в шахматном порядке. Стенки канавок выполнены рельефными. Такая конструкция эффективна дпя турбулизации потока среды, что обеспечивас1 повышение времени его прохождения в зоне действия ультразвуковых колебаний 3 ".ïô-пы 2 ип.

2001696

55 ю

Изобретение относится к механике С8Ч и может быть использовано для передачи ультразвуковой энергии в жидкие среды.

Известен ультразвуковой стержневой излучатель, содержащий стержневой волновод, на внешней боковой поверхности которого выполнены канавки, расположенные по встречно-направленным винтовым линиям, выбранный в качестве прототипа.

Недостатками данной формы излучателя являются низкий коэффициент передачи звуковых колебаний в среду, особенно при работе в потоке среды, т,к. из-за малого сопротивления в пограничном слое излучателя, вызванного микроколебаниями его поверхности, поток начинает двигаться по пути наименьшего сопротивления. т.е. вдоль одной винтовой канавки, а в местах пересечения с другой винтовой канавкой образуется застойная зона среды, не участну ощая в движении потока. Малое время прохождения потока среды не позволяетдостаточно полно передать ей энергию. ультразвуковых колебаний стержневого излучателя, Цель изобретения — повышение функциональных воэможностей путем обеспечения эффективного использования в потоке среды, а также повышение коэффициента передачи звуковых колебаний среде.

Цель достигается тем, что в известном ультразвуковом излучателе, содержащем стержневой волновод с канавками на боковой поверхности, последние выполнены в виде кольцевых проточек и дополнительно на боковой поверхности выполнены глухие отверстия, каждое иэ которых пересечено двумя соседними канавками и двумя выступами, образованными ими, при этом каждый выступ полностью пересечен хотя бы одним глухим отверстием, глубина которого больше глубины канавки, а расположены глухие отверстия на боковой поверхности излучателя в шахматном порядке. Стенки канавок выполнены рельефными.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый ультразвуковой излучатель отличается выполнением формы боковой его поверхности в виде кольцевых проточек, пересеченных определенным образом глухими отверстиями, глубина которых больше глубины кольцевых проточек и стенки которых выполнены рельефными. Таким образом заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна", Анализ известных технических решений в исследуемой области строительного производства позволяет сделать вывод об отсутствии s них признаков, сходных с существенными отличитель10

40 ными признаками в заявляемом ультразвуковом стержневом излучателе. и признать заявляемое решение соответствующим критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 показана конструкция стержневого излучателя; на фиг. 2 показан вариант выполнения стержневого излучателя с рельефными стенками кольцевых канавок.

Излучатель содержит стержневой волновод 1 с кольцевыми канавками 2, образующими кольцевые выступы 3, и электромеханический преобразователь 4, соединенный с торцовой частью стержневого волновода 1, на боковой поверхности которого выполнены глухие отверстия 5, расположенные вдоль четырех образующих ее в шахматном порядке, при этом диаметрально противоположные глухие отверстия

5 расположены на одном уровне, а каждое из них пересечено двумя соседними кольцевыми канавками 2 и двумя выступами, образованными ими. Таким образом каждый выступ 3 стержневого волновода 1 пересечен глухими отверстиями 5 в двух местах полностью, Глубина глухих отверстий 5. больше глубины кольцевых канавок 2, а на боковых стенках последних выполнены углубления 6 в виде радиально расположенных лунок. придающих стенкам рельефную форму.

Излучатель работает следующим образом. Стержневой волновод 1 под действием ультразвуковых колебаний, возбуждаемых в электромеханическом преобразователе 4, совершает микроперемещения, передавая энергию жидкой среде, в которую помещен стержневой волновод 1. При прохождении потока жидкой среды от свободного конца стержневого волновода 1 в сторону электромеханического преобразователя 4 поток проходит от одной кольцевой канавки 2 к другой через полость глухих отверстий 5 и мимо углублений 6, испытывая резкие ускорения в узких каналах на входе в полость глухих отверстий 5 и резкие торможенид на выходе из нее, обусловленные резким увеличением объема и наличием застойной зоны в полости выступа 3, расположенной против движения потока среды. Кроме того, поток среды резко изменяет направление движения как в плоскости развертки боковой поверхности стержневого волновода 1, так и в перпендикулярном направлении изза резкого изменения глубины проходного канала на стыке кольцевых канавок 2 с глухими отверстиями 5. При таком сложном движении поток жидкой среды турбулиэируется, скорость его движения замедляется и происходит перемешивяние жидкости как за счет передачи ультразвуковых колеба2001696

Испытания предложенной конструкции ультразвукового стержневого излучателя показали, что он эффективно работает и в неподвижной и в подвижной жидкой среде

5 и позволяет в последнем случае повысить

КПД по излучаемой акусти вской энерги« почти на 30ф,. (56) Авторское свидетельство СССР

N. 716181, кл, В 06 В 1/06, 1977.

Формула изобретения

1. УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СТЕРЖНЕВОЙ

ИЗЛУЧАТЕЛЬ, содержащий стержневой волновод с канавками на боковой поверхности и образованными ими выступами, отличающийся тем, что на боковой поверхности волновода выполнены глухие отверстия, каждое иэ которых пересечено двумя соседними канавками, выполненными в виде кольцевых проточек, и двумя выступами, каждый из которых полностью пересечен по крайней мере одним глухим 25 отверстием. ний, так и за счет турбулиэации, причем влияние первого фактора усиливается из-эа повышения времени нахождения жидкости в зоне действия ультразвуковых колебаний, что и позволяет повысить коэффициент передачи звуковых колебаний среде как эа счет прямого действия их на жидкость, так и косвенного воздействия за счет турбулиэдции потока.

2. Излучатель по п.1, отличающийся тем что глубина глухого отверстия больше глубины канавки.

3. Излучатель по пп.1 и 2, отличающийся тем, что глухие отверстия на боковой поверхности расположены в шахматном порядке, 4. Излучатель по пп.1 - 3, отличающийся тем, что стенки канавок. выполнены рельефными.

2001696

Заказ 3143

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Составитель В. Тарасов

Редактор T. Лошкарева Техред М.Моргентал

Тираж

НПО "Поиск" Роспатента

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

Корректор О.Кравцова

Подписное