Opće informacije

Ultrazvučna jedinica UZU-1,6-O namijenjena je čišćenju metalnih filtarskih elemenata i filtarskih paketa hidrauličkih sustava za gorivo i ulje zrakoplova, avionskih motora i opreme klupa od mehaničkih nečistoća, smolastih tvari i proizvoda od koksanja ulja.
Uređaj može očistiti filter vrećice izrađene od materijala X18 N15-PM prema tehnologiji proizvođača vrećica za filtriranje.

Struktura simbola

UZU4-1,6-O:
UZU - ultrazvučna instalacija;
4 - izvršenje;
1,6 - nazivna oscilatorna snaga, kW;
O - čišćenje;
U, T2 - kategorija klimatskih preinaka i smještaja
prema GOST 15150-69, temperatura okoline
od 5 do 50 ° C. í Okoliš je neeksplozivan, ne sadrži vodljivu prašinu, ne sadrži agresivne pare, plinove koji mogu poremetiti normalan rad instalacije.
Instalacija je u skladu sa zahtjevima TU16-530.022-79.

Normativni i tehnički dokument

TU 16-530.022-79

Tehnički podaci

Napon trofazne opskrbne mreže frekvencije 50 Hz, V - 380/220 Potrošnja energije kW, ne više: bez osvjetljenja i grijača - 3,7 s osvjetljenjem i grijačima - 12 Radna frekvencija generatora, kHz - 18 Izlazna snaga generatora, kW - 1,6 Učinkovitost generatora,%, ne manje - 45 Anodni napon generatora, V - 3000 Napon žarulje žarulja generatora, V - 6.3 Izlazni napon generatora, V - 220 Struja magnetiziranja, A - 18 Anodna struja, A - 0.85 Struja mreže, A - 0.28 Broj kupki, kom - 2 Volumen jedne kupke, l, ne manje - 20 Vrijeme zagrijavanja otopine za pranje u kupkama od 5 do 65 ° C bez uključivanja generatora, min, ne više: kod rada na AMG-ulju 10 - 20 tijekom rada na vodenim otopinama natrijevog heksametafosfata, trinatrijevog fosfata i natrijevog nitrata ili sinvala - 35 Trajanje neprekidnog rada postrojenja, h, ne više - 12 Hlađenje instalacijskih elemenata zračnim pogonom. Vrijeme ultrazvučnog čišćenja jednog filtarskog elementa, min, ne više - 10 Vrijeme postavljanja jedinice u radni položaj, min, ne više - 35 Vrijeme vraćanja u ležeći položaj, min, ne više - 15 Težina, kg, ne više - 510
Jamstveni rok je 18 mjeseci od datuma puštanja u rad.

Dizajn i princip rada

Dizajn ultrazvučne jedinice UZU4-1,6-O (vidi sliku) je mobilni spremnik, dovršen u blokovima.

Opći pogled i dimenzije ultrazvučna jedinica UZU4-1,6-O
Instalacija ima dvije tehnološke kupke. Opremljen nosačem za rotirajuće filtere i njihov prijenos iz jedne kupke u drugu. Svaka kupka ima magnetostriktivni pretvarač PM1-1,6 / 18. Pretvarač se hladi zrakom, generator je ugrađen. Komplet isporuke jedinice UZU4-1,6-O uključuje: ultrazvučnu jedinicu UZU-1,6-O, ​​rezervne dijelove i pribor, 1 komplet, komplet operativne dokumentacije, 1 set.

Ova metoda obrade temelji se na mehaničkom djelovanju na materijal. Zove se ultrazvuk jer učestalost udaraca odgovara opsegu nečujnih zvukova (f = 6-10 5 kHz).

Zvučni valovi su mehaničke elastične vibracije koje se mogu širiti samo u elastičnom mediju.

Kad se zvučni val širi u elastičnom mediju, čestice materijala izvode elastične vibracije oko svojih položaja brzinom koja se naziva oscilatorna.

Zgušnjavanje i stanjivanje medija u uzdužnom valu karakterizira višak, takozvani zvučni pritisak.

Brzina širenja zvučnog vala ovisi o gustoći medija u kojem se kreće. Pri širenju u materijalnom okruženju zvučni val nosi energiju koja se može koristiti u tehnološkim procesima.

Prednosti ultrazvučnog tretmana:

Mogućnost dobivanja zvučne energije raznim tehnikama;

Širok spektar primjene ultrazvuka (od dimenzioniranja do zavarivanja, lemljenja itd.);

Jednostavnost automatizacije i rada;

Mane:

Povećani troškovi zvučne energije u usporedbi s drugim vrstama energije;

Potreba za proizvodnjom generatora ultrazvučnih vibracija;

Potreba za proizvodnjom posebnih alata s posebnim svojstvima i oblikom.

Ultrazvučne vibracije popraćene su nizom učinaka koji se mogu koristiti kao osnovni za razvoj različitih procesa:

Kavitacija, tj. Stvaranje mjehurića u tekućini i njihovo pucanje.

U tom slučaju nastaju veliki trenutni lokalni pritisci koji dosežu 10 8 N / m2;

Apsorpcija ultrazvučnih vibracija supstancom, pri kojoj se dio energije pretvara u toplinu, a dio se troši na promjenu strukture tvari.

Ti se učinci koriste za:

Odvajanje molekula i čestica različitih masa u nehomogenim suspenzijama;

Koagulacija (povećanje) čestica;

Raspršivanje (drobljenje) tvari i miješanje s drugima;

Otplinjavanje tekućina ili topljenja uslijed stvaranja velikih plutajućih mjehurića.

1.1. Elementi ultrazvučnih instalacija

Bilo koji ultrazvučni uređaj (USU) uključuje tri glavna elementa:

Izvor ultrazvučnih vibracija;

Akustični transformator brzine (glavčina);

Detalji pričvršćivanja.

Izvori ultrazvučnih vibracija (UZK) mogu biti dvije vrste - mehanički i električni.

Mehanički pretvara mehaničku energiju, poput brzine kretanja tekućine ili plina. To uključuje ultrazvučne sirene ili zviždaljke.

Električni izvori ultrazvučnog ispitivanja pretvaraju električnu energiju u mehaničke elastične vibracije odgovarajuće frekvencije. Postoje elektrodinamički, magnetostriktivni i piezoelektrični pretvarači.

Najrasprostranjeniji su magnetostriktivni i piezoelektrični pretvarači.

Načelo rada magnetostriktivnih pretvarača temelji se na uzdužnom magnetostriktivnom učinku, koji se očituje u promjeni duljine metalnog tijela izrađenog od feromagnetskih materijala (bez promjene njihova volumena) pod utjecajem magnetskog polja.

Magnetostriktivni učinak razni materijali drugačiji. Nikal i permendur (legura željeza s kobaltom) imaju visoku magnetostrikciju.

Paket magnetostriktivnog pretvarača jezgra je izrađena od tankih ploča, na koju je postavljen namot koji u njemu pobuđuje izmjenično elektromagnetsko polje visoke frekvencije.

Načelo rada piezoelektričnih pretvarača temelji se na sposobnosti nekih tvari da mijenjaju svoje geometrijske dimenzije (debljinu i volumen) u električnom polju. Piezoelektrični efekt je reverzibilan. Ako je ploča piezoelektričnog materijala podvrgnuta deformaciji kompresije ili napetosti, tada će se na njezinim rubovima pojaviti električni naboji. Ako se piezoelektrični element smjesti u varijablu električno polje, tada će se deformirati, uzbudljivo u okoliš ultrazvučne vibracije. Vibracijska ploča izrađena od piezoelektričnog materijala je elektromehanički pretvarač.

Široko se koriste piezoelementi na bazi barij-titana i olovnog cirkonata-titana.

Akustični transformatori brzine (koncentratori uzdužnih elastičnih vibracija) mogu imati različitog oblika(slika 1.1).

Sl. 1.1. Oblici čvorišta

Služe za usklađivanje parametara pretvarača s opterećenjem, za pričvršćivanje vibracijskog sustava i uvođenje ultrazvučnih vibracija u područje obrađenog materijala. Ovi uređaji su šipke različitih presjeka, izrađene od materijala otpornih na koroziju i kavitaciju, otpornost na toplinu, otpornost na agresivne medije.

1.2. Tehnološka upotreba ultrazvučne vibracije

U industriji se ultrazvuk koristi u tri glavna područja: djelovanje sile na materijalu, intenziviranje i ultrazvučno ispitivanje procesi.

Snažno djelovanje na materijal

Podnosi se zahtjev za mehanička obrada tvrde i supertvrde legure, dobivanje stabilnih emulzija itd.

Najčešće se koriste dvije vrste ultrazvučnog tretmana na karakterističnim frekvencijama 16-30 kHz:

Dimenzionalna obrada na alatnim strojevima pomoću alata;

Čišćenje u kupkama s tekućim medijem.

Glavni radni mehanizam ultrazvučnog stroja je zvučna jedinica (slika 1.2). Dizajniran je za postavljanje radnog alata u vibracijsko kretanje. Akustičku jedinicu napaja električni oscilator (obično svjetiljka), na koji je spojen namot 2.

Glavni element akustičke jedinice je magnetostriktivni (ili piezoelektrični) pretvarač energije električnih vibracija u energiju mehaničkih elastičnih vibracija - vibrator 1.

Sl. 1.2. Akustična jedinica ultrazvučne instalacije

Vibracije vibratora, koji se promjenljivo produžuje i skraćuje ultrazvučnom frekvencijom u smjeru magnetskog polja namota, pojačavaju se koncentratorom 4 pričvršćenim na kraj vibratora.

Na koncentrator je pričvršćen čelični alat 5, tako da između njegova kraja i obratka 6 ostaje razmak.

Vibrator je smješten u kućište od ebonita 3, gdje se dovodi tekuća voda za hlađenje.

Alat mora biti u obliku određenog dijela rupe. Tekućina s najmanjim zrncima abrazivnog praha dovodi se u prostor između čeone strane alata i površine obratka koji se obrađuje iz mlaznice 7.

S oscilirajuće čeone strane alata, abrazivna zrna dobivaju veliku brzinu, udaraju u površinu dijela i iz njega izbijaju najmanji iver.

Iako je produktivnost svakog udara zanemariva, produktivnost instalacije je relativno visoka, što je zbog velike frekvencije vibracija alata (16-30 kHz) i velikog broja abrazivnih zrna koja se kreću istovremeno s velikim ubrzanjem.

Kako se uklanjaju slojevi materijala, alat se automatski dovodi.

Abrazivna tekućina pod pritiskom se dovodi u područje obrade i ispire otpad od prerade.

Uz pomoć ultrazvučne tehnologije mogu se izvoditi operacije poput bušenja, klesanja, bušenja, rezanja, brušenja i druge.

Ultrazvučne kupke (slika 1.3.) Koriste se za čišćenje površina metalni dijelovi od proizvoda korozije, oksidnih filmova, mineralnih ulja itd.

Rad ultrazvučne kupke temelji se na korištenju učinka lokalnih hidrauličkih udara koji se javljaju u tekućini pod djelovanjem ultrazvuka.

Princip rada takve kupke je sljedeći: obradak (1) uronjen je u spremnik (4) napunjen tekućim medijem za deterdžent (2). Odašiljač ultrazvučnih vibracija je membrana (5) povezana ljepljivim sastavom s magnetostriktivnim vibratorom (6). Kupka je postavljena na postolje (7). Valovi ultrazvučnih vibracija (3) šire se u radno područje gdje se odvija obrada.

Sl. 1.3. Ultrazvučna kupka

Ultrazvučno čišćenje najučinkovitije je kod uklanjanja onečišćenja iz teško dostupnih šupljina, udubljenja i malih kanala. Uz to, ovom se metodom uspijeva dobiti stabilne emulzije takvih tekućina koje se ne miješaju konvencionalnim metodama kao što su voda i ulje, živa i voda, benzen i druge.

UCD oprema je relativno skupa, pa je ekonomski korisno ultrazvučno čišćenje malih dijelova koristiti samo u uvjetima masovne proizvodnje.

Intenziviranje tehnoloških procesa

Ultrazvučne vibracije značajno mijenjaju tijek nekih kemijskih procesa. Na primjer, polimerizacija pri određenom intenzitetu zvuka je intenzivnija. Sa smanjenjem jačine zvuka moguć je i obrnuti postupak - depolimerizacija. Stoga se ovo svojstvo koristi za kontrolu reakcije polimerizacije. Promjenom frekvencije i intenziteta ultrazvučnih vibracija možete pružiti potrebnu brzinu reakcije.

U metalurgiji uvođenje elastičnih vibracija ultrazvučne frekvencije u taline dovodi do značajnog drobljenja kristala i ubrzanja stvaranja nakupina tijekom kristalizacije, smanjenja poroznosti, povećanja mehaničkih svojstava skrutnulih talina i smanjenja u sadržaju plinova u metalima.

Ultrazvučna kontrola procesa

Uz pomoć ultrazvučnih vibracija možete kontinuirano pratiti napredak tehnološkog procesa bez izvođenja laboratorijske analize uzorci. U tu svrhu ovisi parametri zvučnog vala o fizička svojstva okoliša, a zatim i promjena ovih parametara nakon djelovanja na okoliš s dovoljnom točnošću da se prosudi njegovo stanje. U pravilu se koriste ultrazvučne vibracije niskog intenziteta.

Promjenom energije zvučnog vala moguće je kontrolirati sastav različitih smjesa koje nisu kemijski spojevi. Brzina zvuka u takvim medijima se ne mijenja, a prisutnost nečistoća suspendirane tvari utječe na koeficijent apsorpcije zvučne energije. To omogućuje utvrđivanje postotka nečistoća u početnom materijalu.

Odbijanjem zvučnih valova na sučelju između medija ("prijenos" ultrazvučnom zrakom) moguće je utvrditi prisutnost nečistoća u monolitu i stvoriti ultrazvučne dijagnostičke uređaje.

Zaključci: ultrazvuk su elastični valovi s frekvencijom vibracija od 20 kHz do 1 GHz, koji se ne čuju u ljudskom uhu. Ultrazvučne instalacije široko se koriste za obradu materijala zbog visokofrekventnih zvučnih vibracija.

Ultrazvučne instalacije dizajnirane za obradu različitih dijelova s ​​moćnim ultrazvučnim zvučnim poljem u tekućem mediju. Jedinice UZU4-1,6 / 0 i UZU4M-1,6 / 0 omogućuju rješavanje problema finog čišćenja filtera sustava goriva i hidrauličkog ulja od naslaga ugljika, smolastih tvari, proizvoda koksanja itd. Očišćeni filtri zapravo dobivaju drugi život. Štoviše ultrazvučni tretman mogu se više puta izložiti. Dostupne su i instalacije male snage UZSU serija za čišćenje i ultrazvučnu površinsku obradu različitih dijelova. Ultrazvučni procesi čišćenja potrebni su u elektroničkoj industriji izrade instrumenata, zrakoplovstvu, raketnoj i svemirskoj tehnologiji i svugdje gdje su potrebne visoko tehnološki čiste tehnologije.

Instalacije UZU 4-1,6-0 i UZU 4M-1,6-0

Ultrazvučno čišćenje različitih filtera zrakoplova od smolastih tvari i proizvoda od koksa.

Članak opisuje dizajn najjednostavnije ultrazvučne instalacije namijenjene demonstraciji eksperimenata s ultrazvukom. Instalacija se sastoji od generatora ultrazvučnih vibracija, emitera, uređaja za fokusiranje i nekoliko njih pomoćni uređaji, omogućavajući demonstriranje različitih eksperimenata koji objašnjavaju svojstva i metode primjene ultrazvučnih vibracija.

Pomoću najjednostavnije ultrazvučne instalacije moguće je prikazati širenje ultrazvuka u različitim medijima, refleksiju i lom ultrazvuka na sučelju dva medija, apsorpciju ultrazvuka u različitim tvarima. Uz to je moguće prikazati proizvodnju emulzija ulja, čišćenje zagađenih dijelova, ultrazvučno zavarivanje, ultrazvučnu tekućinsku fontanu, biološke učinke ultrazvučnih vibracija.

Proizvodnja takve instalacije može se provoditi u školskim radionicama naporima učenika starijih razreda.

Postrojenje za pokazivanje eksperimenata s ultrazvukom sastoji se od elektroničkog generatora (slika 1), kvarcnog pretvarača električnih vibracija u ultrazvuk i posude leće (slika 2) za fokusiranje ultrazvuka. Napajanje uključuje samo energetski transformator Tr1, budući da se anodni krugovi žarulja generatora napajaju izravno izmjeničnom strujom (bez ispravljača). Ovo pojednostavljenje ne utječe nepovoljno na rad uređaja, a istodobno značajno pojednostavljuje njegov sklop i dizajn.

Elektronički generator izrađen je prema push-pull krugu na dvije žarulje 6PZS, spojenim prema triodnom krugu (rešetke zaslona svjetiljki spojene su na anode). Krug L1C2 uključen je u anodne krugove svjetiljki, što određuje frekvenciju generiranih oscilacija, a zavojnica je uključena u mrežne krugove. Povratne informacije L2. U katodne krugove uključen je mali otpor R1, koji u velikoj mjeri određuje način rada svjetiljki.

Sl. 1. Shematski dijagram generator

Signal visoke frekvencije dovodi se u kvarcni rezonator kroz kondenzatorske kondenzatore C4 i C5. Kvarc se stavlja u zatvoreni kvarcni držač (slika 2) i spaja na generator žicama od 1 m.

Sl. 2. Posuda za leću i držač za kvarc

Uz razmatrane detalje, u krugu postoje i kondenzatori C1 i C3, kao i prigušnica Dr1 kroz koju se anodni napon dovodi na anode žarulja. Ova prigušnica sprječava kratki spoj visokofrekventnog signala kroz kondenzator C1 i međuokretni kapacitet energetskog transformatora.

Glavni domaći dijelovi generatora su zavojnice L1 i L2, izrađene u obliku ravnih spirala. Da biste ih napravili, trebate izrezati drveni predložak. Iz daske širine 25 cm izrezana su dva kvadrata koja služe kao obrazi predloška. U središtu svakog obraza treba napraviti rupe za metalnu šipku promjera 10-15 mm, a u jednom od obraza izrezati rupu ili utor širine 3 mm za pričvršćivanje kabelskog olova. Na metalnoj šipci se s oba kraja reže navoj i obrazi se postavljaju između dvije matice na udaljenosti jednakoj promjeru namotane žice. Na tome se izrada predloška može smatrati dovršenom i početi navijati zavojnice.

Metalna šipka je stegnuta na jednom kraju u škripcu, prva (unutarnja) žičana zavojnica položena je između obraza, nakon čega su matice zategnute i namotavanje se nastavlja. Zavojnica L1 ima 16 zavoja, a zavojnica L2 ima 12 zavoja bakrene žice promjera 3 mm. Zavojnice L1 i L2 izrađuju se odvojeno, a zatim se postavljaju jedna iznad druge na presjek izrađen od tekstolita ili plastike (slika 3). Kako bi se zavojnicama pružila veća čvrstoća, udubljenja se u križovima izrezuju pilom ili pilom. Da biste popravili zavojnice, jedan od njih treba pritisnuti odozgo drugim križem (bez udubljenja), a drugi staviti izravno na ploču od organsko staklo, getinax ili plastika, postavljena na metalnu šasiju generatora.

Sl. 3

Visokofrekventna prigušnica namotana je na keramički ili plastični okvir promjera 30 mm žicom PELSHO-0,25 mm. Navijanje se vrši skupno, u dijelovima od po 100 zavoja. Ukupno prigušnica ima 300-500 okretaja. U ovom se dizajnu koristi domaći transformator snage, izrađen na jezgri izrađenoj od ploča Sh-33, debljina seta je 33 mm. Mrežni namot sadrži 544 zavoja PEL-0,45 žice. Mrežni namot dizajniran je za spajanje na mrežu napona 127 V. U slučaju upotrebe mreže napona 220 V, namot I mora sadržavati 944 zavoja PEL-0,35 žice. Pojačani namot ima 2980 zavoja PEL-0,14 žice, a namotaj žarulje s žarnom niti - 30 zavoja PEL-1,0 žice. Takav se transformator može zamijeniti energetskim transformatorom marke ELS-2, koristeći samo mrežni namotaj, namotavanje žarulje s žarnom niti i pojačajući namotaj, ili bilo koji energetski transformator kapaciteta najmanje 70 VA i s pojačanim namotom, pružajući pri opterećenju od 470 V na anodama 6PZS svjetiljki.

Kvarcni držač izrađen je od bronce prema crtežu na sl. 4. U tijelu se buši rupa u obliku slova L pomoću svrdla promjera 3 mm za izvođenje žice l. U tijelo se umetne gumeni prsten e koji služi za ublažavanje i izolaciju kvarca. Prsten se može izrezati iz uobičajene gumice za olovke. Klizni prsten b izrezan je od mesingane folije debljine 0,2 mm. Ovaj prsten ima ušicu za lemljenje žice. Obje žice i i moraju imati dobru izolaciju. Žica je također zalemljena na noseću prirubnicu O. Ne preporučuje se uvrtanje žica zajedno.

Slika 4. Kvarcni držač

Posuda leće sastoji se od cilindra e i ultrazvučne leće b (slika 5). Cilindar je savijen od ploče od pleksiglasa debljine 3 mm na okruglom drvenom predlošku promjera 19 mm.

Slika 5. Posuda za leće

Ploča se zagrijava na plamenu dok ne omekša, savije se uzorak i zalijepi esencijom octa. Zalijepljeni cilindar vezan je nitima i ostavljen da se suši dva sata. Nakon toga, krajnji krajevi cilindra izravnavaju se šmirgl papirom i navoji se uklanjaju. Da biste napravili ultrazvučnu leću b, trebate od čelične kuglice promjera 18-22 mm od kugličnog ležaja napraviti poseban uređaj (slika 6). Lopticu treba žariti zagrijavanjem do crvene vrućine i polaganim hlađenjem. Nakon toga se u kuglici izbuši rupa promjera 6 mm i izreže unutarnji navoj. Da biste fiksirali ovu kuglu u steznu glavu bušaćeg stroja, od šipke mora biti izrađena šipka s navojem na jednom kraju.

Slika 6. Prilagodba

Štap s navijenom kuglom stegnut je u steznu glavu stroja, stroj se uključuje srednjom brzinom i pritiskom kuglice u ploču od pleksiglasa debljine 10-12 mm dobiva se potrebno sferno udubljenje. Kada se lopta produbi za udaljenost jednaku radijusu, bušilica isključite i, bez zaustavljanja pritiska na loptu, ohladite je vodom. Kao rezultat, na organskoj staklenoj ploči dolazi do sferne depresije ultrazvučne leće. Pločicom se udubljenjem izreže kvadrat sa stranicom od 36 mm, prstenasti izbočina stvorena oko udubljenja poravna se sitnozrnim šmirglom papirom i dno se samelje od dna tako da dno bude 0,2 mm. debeli ostaci u središtu udubljenja. Tada se mjesta izgrebana brusnim papirom bruse do prozirnosti i dalje tokarilica izrežite kutove tako da sferno udubljenje ostane u središtu ploče. Na donjoj strani ploče potrebno je napraviti izbočinu visine 3 mm i promjera 23,8 mm za centriranje leće na kvarcni držač.

Obilno navlaživši jedan od krajnjih krajeva cilindra octenom esencijom ili dikloroetanom, zalijepite ga na ultrazvučnu leću tako da se središnja os cilindra podudara s osom koja prolazi kroz središte leće. Nakon sušenja u zalijepljenoj posudi izbušene su tri rupe za vijke za podešavanje. Najbolje je ove vijke okretati posebnim odvijačem izrađenim od obične žice duljine 10-12 cm i promjera 1,5-2 mm i opremljenim ručkom od izolacijskog materijala. Nakon proizvodnje ovih dijelova i ugradnje generatora, možete započeti postavljanje uređaja, što se obično svodi na podešavanje kruga L1C2 u rezonanciju s prirodnom frekvencijom kvarca. Kvarcnu ploču na (slika 4) treba oprati sapunom u tekućoj vodi i osušiti. Kontaktni prsten b je odozgo očišćen do sjaja. Pažljivo stavite kvarcnu ploču na vrh kliznog prstena i, ispuštajući nekoliko kapi transformatorskog ulja na rubove ploče, zavrnite poklopac d tako da pritisne kvarcnu ploču. Da bi se naznačile ultrazvučne vibracije, udubljenja a i d na poklopcu pune se transformatorskim uljem ili kerozinom. Nakon uključivanja napajanja i minutnog zagrijavanja, zakrenite gumb za podešavanje i postignite rezonanciju između oscilacija generatora kvarcne ploče. U trenutku rezonancije opaža se maksimalno bubrenje tekućine koja se ulijeva u udubljenje na poklopcu. Nakon postavljanja generatora možete početi demonstrirati eksperimente.

Dizajn generatora.

Jedna od najučinkovitijih demonstracija je stvaranje izvora tekućine pod djelovanjem ultrazvučnih vibracija. Da bi se dobio izvor tekućine, potrebno je posudu "leće" postaviti preko kvarcnog držača tako da se ne stvara nakupina mjehurića zraka između dna posude "leće" i kvarcne ploče. Zatim u posudu leće treba uliti običnu vodu za piće i ultrazvučna fontana pojavit će se na površini vode minutu nakon uključivanja generatora. Visina fontane može se mijenjati pomoću vijaka za podešavanje, nakon što ste prethodno namjestili generator pomoću kondenzatora C2. Ispravnim postavljanjem cijelog sustava možete dobiti vodoskok visine 30-40 cm (slika 7).

Slika 7. Ultrazvučna fontana.

Istodobno s pojavom fontane nastaje vodena magla koja je rezultat postupka kavitacije, popraćenog karakterističnim siktanjem. Ako se u posudu "leće" umjesto vode ulije transformatorsko ulje, tada će fontana primjetno povećati visinu. Kontinuirano promatranje fontane može se provoditi sve dok razina tekućine u posudi "leće" ne padne na 20 mm. Za dugotrajno promatranje fontane, treba je zaštititi staklenom cijevi B, duž čijih unutarnjih zidova tekućina koja curi može natrag teći.

Kada se ultrazvučne vibracije primijene na tekućinu, u njoj nastaju mikroskopski mjehurići (fenomen kavitacije), što je popraćeno značajnim porastom tlaka na mjestu stvaranja mjehurića. Ova pojava dovodi do uništavanja čestica materije ili živih organizama u tekućini. Ako malu ribu ili dafniju stavite vodom u posudu s lećama, nakon 1-2 minute ultrazvučnog zračenja uginuće. Projekcija posude "leće" s vodom na zaslon omogućuje promatranje svih procesa ovog iskustva u nizu u velikoj publici (slika 8).

Slika 8. Biološko djelovanje ultrazvučnih vibracija.

Korištenjem opisanog uređaja moguće je pokazati upotrebu ultrazvuka za čišćenje malih dijelova od onečišćenja. Da biste to učinili, mali dio (satni zupčanik, komad metala, itd.), Obilno podmazan mašću, stavlja se u podnožje fontane tekućine. Fontana će se znatno smanjiti i možda će se potpuno zaustaviti, ali se onečišćeni dio postupno raščisti. Treba imati na umu da čišćenje dijelova ultrazvukom zahtijeva upotrebu snažnijih generatora, stoga je nemoguće očistiti cijeli onečišćeni dio u kratkom vremenskom razdoblju i potrebno se ograničiti samo na čišćenje nekoliko zuba.

Korištenjem fenomena kavitacije može se dobiti uljna emulzija. Za to se u posudu "leće" ulije voda i odozgo se doda malo transformatorskog ulja. Da biste izbjegli prskanje emulzije, posudu leće prekrijte staklom. Kad je generator uključen, stvara se izvor vode i ulja. Nakon 1-2 minute. ozračivanjem, u posudi leće stvara se stabilna mliječna emulzija.

Poznato je da se širenje ultrazvučnih vibracija u vodi može učiniti vidljivim i jasno pokazati neka svojstva ultrazvuka. To zahtijeva kadu s prozirnim i ravnim dnom i što veću, bočne visine od najmanje 5-6 cm. Kada je postavljena iznad otvora u demonstracijskom stolu tako da se cijelo prozirno dno može osvijetliti odozdo . Za osvjetljenje je dobro koristiti šestvoltnu automobilsku žarulju kao točkasti izvor svjetlosti za projiciranje procesa koji se proučavaju na strop publike (slika 9).

Slika 9. Prelamanje i odbijanje ultrazvučnih valova.

Možete koristiti i običnu žarulju osvjetljenja male snage. Voda se ulijeva u kadu tako da je kvarcna ploča u kvarcnom držaču, kada se postavi okomito, potpuno uronjena u nju. Nakon toga možete uključiti generator i pomičući držač za kvarc iz okomitog položaja u nagnuti, promatrati širenje ultrazvučne zrake u projekciji na stropu publike. U tom slučaju kvarcni nosač mogu se držati žice l i c povezane s njim, ili se može preliminarno učvrstiti u poseban nosač, pomoću kojeg možete glatko mijenjati kutove upada ultrazvučnog snopa u vertikalnom i vodoravnom položaju ravnine. Ultrazvučna zraka se opaža u obliku svjetlosnih mrlja smještenih duž širenja ultrazvučnih vibracija u vodi. Postavljanjem prepreke na putu širenja ultrazvučnog snopa može se promatrati refleksija i lom snopa.

Opisana instalacija omogućuje izvođenje drugih pokusa čija priroda ovisi o programu koji se proučava i opremljenosti učionice. Opterećenje generatora može uključivati ​​ploče s barijevim titanatom i općenito bilo koje ploče koje imaju piezoelektrični učinak na frekvencijama od 0,5 MHz do 4,5 MHz. U prisutnosti ploča za druge frekvencije, potrebno je promijeniti broj zavoja u prigušnicama (povećanje za frekvencije ispod 0,5 MHz i smanjenje za frekvencije iznad 4,5 MHz). Kada modificirate oscilacijski krug i zavojnicu s povratnom spregom na 15 kHz, umjesto kvarca možete uključiti bilo koji magnetostriktivni pretvarač snage ne veće od 60 VA.

Nositelji patenta RU 2286216:

Izum se odnosi na uređaje za ultrazvučno čišćenje i obradu suspenzija u snažnim akustičnim poljima, posebno za otapanje, emulgiranje, disperziju, kao i na uređaje za primanje i prijenos mehaničkih vibracija pomoću učinka magnetostrikcije. Instalacija sadrži ultrazvučni štapni magnetostriktivni pretvarač, radnu komoru izrađenu u obliku metalne cilindrične cijevi i zvučni valovod čiji je emitirajući kraj hermetički povezan s dnom cilindrične cijevi pomoću elastičnog brtvenog prstena, a prihvatni kraj ovog valovoda akustično je kruto povezan s površinom zračenja ultrazvučnog pretvarača štapa ... U instalaciju se dodatno unosi prstenasti magnetostriktivni emiter čiji je magnetski krug akustički kruto pritisnut na cijev radne komore. Ultrazvučna instalacija tvori dvofrekventno zvučno polje u obrađenom tekućem mediju, što osigurava povećanje intenziviranja tehnološkog procesa bez smanjenja kvalitete konačnog proizvoda. 3 C.p. na kraju, 1 dwg.

Izum se odnosi na uređaje za ultrazvučno čišćenje i obradu suspenzija u snažnim akustičnim poljima, posebno za otapanje, emulgiranje, disperziju, kao i na uređaje za primanje i prijenos mehaničkih vibracija pomoću učinka magnetostrikcije.

Uređaj za uvođenje ultrazvučnih vibracija u tekućinu (DE patent br. 3815925, B 08 B 3/12, 1989.) poznat je pomoću ultrazvučnog senzora, koji je pomoću hermetički izoliranog spoja učvršćen konusom koji emitira zvuk. prirubnica u donjoj zoni unutar tekuće kupke.

Najbliži tehničko rješenje predloženom je ultrazvučna instalacija tipa UZVD-6 (A.V. Donskoy, OKKeller, G.S.Kratysh "Ultrazvučne elektrotehnološke instalacije", Leningrad: Energoizdat, 1982., str. 169), koja sadrži štapni ultrazvučni pretvarač, radnu komoru izrađenu u oblik metalne cilindrične cijevi i zvučni valovod čiji je emitirajući kraj hermetički povezan s donjim dijelom cilindrične cijevi pomoću elastičnog brtvenog prstena, a prihvatni kraj ovog valovoda akustički je kruto povezan s emitirajućim površina štapića ultrazvučni pretvarač.

Nedostatak identificiranih poznatih ultrazvučnih instalacija je taj što radna komora ima jedan izvor ultrazvučnih vibracija, koji se na nju prenose iz magnetostriktivnog pretvarača kroz kraj valovoda, čija mehanička svojstva i akustični parametri određuju najveće dopušteno zračenje intenzitet. Često primljeni intenzitet zračenja ultrazvučnih vibracija ne može zadovoljiti zahtjeve tehnološkog postupka u odnosu na kvalitetu konačnog proizvoda, zbog čega je potrebno produžiti vrijeme ultrazvučne obrade tekućeg medija i dovodi do smanjenja intenzitet tehnološkog procesa.

Dakle, ultrazvučni uređaji, analog i prototip zahtjevanog izuma identificirani tijekom pretraživanja patenata, kada se implementiraju, ne omogućuju postizanje tehničkog rezultata koji se sastoji u povećanju intenziviranja tehnološkog procesa bez smanjenja kvalitete konačnog proizvod.

Predloženi izum rješava problem stvaranja ultrazvučne instalacije čija provedba osigurava postizanje tehničkog rezultata, koji se sastoji u povećanju intenziviranja tehnološkog postupka bez smanjenja kvalitete konačnog proizvoda.

Bit izuma leži u činjenici da je u ultrazvučnoj instalaciji koja sadrži štapni ultrazvučni pretvarač, radnu komoru izrađenu u obliku metalne cilindrične cijevi i akustični valovod čiji je emiterski kraj hermetički povezan s dnom cilindrična cijev pomoću elastičnog brtvenog prstena, a prihvatni kraj ovog valovoda akustično je kruto povezan s emitirajućom površinom štapnog ultrazvučnog pretvarača; dodatno je uveden prstenasti magnetostriktivni emiter čiji je magnetski krug akustički kruto pritisnut na cijev radne komore. Uz to, elastični brtveni prsten pričvršćen je na kraj zračenja valovoda u području sklopa za pomicanje. U ovom se slučaju donji kraj magnetskog kruga prstenastog radijatora nalazi u istoj ravnini s zračećim krajem akustičnog valovoda. Štoviše, površina zračećeg kraja akustičnog valovoda izrađena je konkavno, sferično, s radijusom kugle jednakim polovici duljine magnetskog kruga prstenastog magnetostriktivnog emitera.

Tehnički rezultat postiže se na sljedeći način. Ultrazvučni pretvarač štapa izvor je ultrazvučnih vibracija koje pružaju potrebni parametri akustično polje u radnoj komori postrojenja za izvođenje tehnološkog postupka, što osigurava intenziviranje i kvalitetu konačnog proizvoda. Akustični valovod čiji je kraj emitiranja hermetički povezan s donjim dijelom cilindrične cijevi, a prihvatni kraj ovog valovoda akustički je kruto povezan s površinom emitiranja ultrazvučnog pretvarača štapa, omogućuje prijenos ultrazvučnih vibracija u obrađeni tekući medij radne komore. U ovom je slučaju osigurana nepropusnost i pokretljivost veze zbog činjenice da je kraj zračenja valovoda povezan s donjim dijelom cijevi radne komore pomoću elastičnog brtvenog prstena. Mobilnost veze pruža mogućnost prijenosa mehaničkih vibracija iz pretvarača kroz valovod u radnu komoru, u tekući obrađeni medij, mogućnost izvođenja tehnološkog postupka i, posljedično, dobivanje potrebnog tehničkog rezultata.

Pored toga, u patentnoj instalaciji, elastični brtveni prsten je fiksiran na emitirajućem kraju valovoda u zoni pomičnog čvora, za razliku od prototipa, u kojem je ugrađen u zonu pomičnog antinoda. Kao rezultat, u prototipskoj instalaciji, O-prsten prigušuje vibracije i smanjuje Q-faktor vibracijskog sustava, a time i smanjuje intenzitet tehnološkog procesa. U deklariranoj instalaciji, O-prsten je ugrađen u područje jedinice za pomicanje, tako da ne utječe na vibracijski sustav. To vam omogućuje da propustite više snage kroz valovod u usporedbi s prototipom i time povećavate intenzitet zračenja, stoga pojačavate tehnološki proces bez narušavanja kvalitete konačnog proizvoda. Uz to, budući da je u patentnoj instalaciji O-prsten ugrađen u područje sklopa, tj. u zoni nultih deformacija, ne urušava se od vibracija, zadržava pokretljivost veze zračećeg kraja valovoda s dno cijevi radne komore, što vam omogućuje održavanje intenziteta zračenja. U prototipu je brtveni prsten instaliran u zoni maksimalne deformacije valovoda. Zbog toga se prsten postupno urušava od vibracija, što postupno smanjuje intenzitet zračenja, a zatim prekida nepropusnost veze i ometa rad instalacije.

Korištenje prstenastog magnetostriktivnog emitera omogućuje ostvarivanje velike snage pretvorbe i značajnog područja zračenja (A.V. Donskoy, OK Keller, G.S.Kratysh "Ultrazvučne elektrotehnološke instalacije", Leningrad: Energoizdat, 1982, str. 34), pa prema tome omogućuje intenziviranje tehnološkog procesa bez smanjenja kvalitete konačnog proizvoda.

Budući da je cijev cilindrična, a magnetostriktivni emiter uveden u instalaciju izrađen je prstenasto, moguće je pritisnuti magnetski krug na vanjsku površinu cijevi. Kada se naponski napon primijeni na namot magnetske žice, na pločama se javlja magnetostriktivni učinak, što dovodi do deformacije prstenastih ploča magnetskog kruga u radijalnom smjeru. U ovom slučaju, zbog činjenice da je cijev izrađena od metala, a magnetski krug je akustički kruto pritisnut na cijev, deformacija prstenastih ploča magnetskog kruga pretvara se u radijalne oscilacije stijenke cijevi. Kao rezultat toga, električne vibracije uzbudnog generatora prstenastog magnetostriktivnog emitera pretvaraju se u radijalne mehaničke vibracije magnetostriktivnih ploča, a zbog akustički krute veze ravnine zračenja magnetskog kruga s površinom cijevi, mehaničke vibracije su prenosi se kroz stijenke cijevi u obrađeni tekući medij. U tom je slučaju izvor akustičnih vibracija u obrađenom tekućem mediju unutarnja stijenka cilindrične cijevi radne komore. Kao rezultat, u zahtijevanoj instalaciji u obrađenom tekućem mediju formira se akustično polje s drugom rezonantnom frekvencijom. U ovom slučaju, uvođenje prstenastog magnetostriktivnog emitera u predmetnu instalaciju povećava, u usporedbi s prototipom, površinu emitirajuće površine: emitirajuću površinu valovoda i dio unutarnjeg zida radne komore, na čiju se vanjsku površinu pritisne prstenasti magnetostriktivni emiter. Povećanje površine površine zračenja povećava intenzitet zvučnog polja u radnoj komori i, prema tome, omogućuje intenziviranje tehnološkog procesa bez smanjenja kvalitete konačnog proizvoda.

Položaj donjeg kraja magnetskog kruga prstenastog radijatora u istoj ravnini s krajem zračenja akustičnog valovoda je najbolja opcija, budući da njegovo postavljanje ispod kraja zračenja valovoda dovodi do stvaranja mrtve (stajaće) zone za prstenasti pretvarač (prstenasti radijator - cijev). Postavljanje donjeg kraja magnetskog kruga prstenastog radijatora iznad zračećeg kraja valovoda smanjuje učinkovitost prstenastog pretvarača. Obje opcije dovode do smanjenja intenziteta utjecaja ukupnog akustičnog polja na obrađeni tekući medij, a posljedično i do smanjenja intenziteta tehnološkog procesa.

Budući da je emitirajuća površina prstenastog magnetostriktivnog emitera cilindrična stijenka, zvučna energija je usredotočena, t.j. koncentracija zvučnog polja stvara se duž aksijalne linije cijevi, na koju se pritisne magnetska jezgra emitora. Budući da je emitirajuća površina ultrazvučnog pretvarača štapa izrađena u obliku konkavne kugle, ta emitirajuća površina također fokusira zvučnu energiju, ali blizu točke koja leži na središnjoj liniji cijevi. Dakle, na različitim žarišnim duljinama, žarišta obje emitirajuće površine podudaraju se, koncentrirajući snažnu zvučnu energiju u malom volumenu radne komore. Budući da se donji kraj magnetskog kruga prstenastog radijatora nalazi u istoj ravnini s zračećim krajem akustičnog valovoda, u kojem je konkavna kugla načinjena polumjerom jednakim polovici duljine magnetskog kruga prstenastog magnetostriktivnog radijatora, fokusna točka akustičke energije leži u sredini aksijalne crte cijevi, tj u središtu radne komore instalacije koncentrirana je snažna akustična energija u malom volumenu ("Ultrazvuk. Mala enciklopedija", glavna urednica I.P. Golyanin, Moskva: Sovjetska enciklopedija, 1979, str. 367-370). U području fokusiranja akustičnih energija obje emitirajuće površine, intenzitet učinka akustičnog polja na obrađeni tekući medij stotinama je puta veći nego u drugim područjima komore. Lokalni volumen stvara se snažnim intenzitetom izloženosti polju. Zbog lokalnog snažnog intenziteta udara, čak se i teško obradivi materijali uništavaju. Osim toga, u ovom se slučaju snažni ultrazvuk preusmjerava sa zidova, što štiti zidove komore od uništavanja i onečišćenja obrađenog materijala proizvodom uništavanja zidova. Dakle, čineći površinu zračećeg kraja akustičnog valovoda udubljenom, sferičnom, s radijusom kugle jednakim polovici duljine magnetskog kruga prstenastog magnetostriktivnog emitera, povećava se intenzitet učinka zvučnog polja na obrađenu tekućinu srednja, te stoga omogućuje intenziviranje tehnološkog procesa bez smanjenja kvalitete konačnog proizvoda.

Kao što je gore prikazano, u patentnoj instalaciji u obrađenom tekućem mediju formira se zvučno polje s dvije rezonantne frekvencije. Prva rezonantna frekvencija određena je rezonantnom frekvencijom magnetnog pretvarača štapa, druga - rezonantnom frekvencijom prstenastog magnetostriktivnog odašiljača pritisnutog na cijev radne komore. Rezonantna frekvencija prstenastog magnetostriktivnog emitera određuje se iz izraza lcp = λ = c / fres, gdje je lcp duljina središnje crte magnetskog kruga emitera, λ je valna duljina u materijalu magnetskog kruga, c je brzina elastičnih vibracija u materijalu magnetskog kruga, fres je rezonantna frekvencija emitera (A. Donskoy, OKKeller, G.S. Kratysh "Ultrazvučne elektrotehnološke instalacije", Lenjingrad: Energoizdat, 1982, str. 25). Drugim riječima, druga rezonantna frekvencija postrojenja određena je duljinom središnje crte prstenastog magnetskog kruga, koja je pak određena vanjskim promjerom cijevi radne komore: što je dulja središnja crta magnetskog kruga , niža je druga rezonantna frekvencija instalacije.

Prisutnost dvije rezonantne frekvencije u deklariranoj instalaciji omogućuje intenziviranje tehnološkog procesa bez smanjenja kvalitete konačnog proizvoda. To se objašnjava na sljedeći način.

Pod utjecajem akustičnog polja u obrađenom tekućem mediju nastaju akustični tokovi - stacionarni vrtložni tokovi tekućine koji nastaju u slobodnom nehomogenom zvučnom polju. U deklariranoj instalaciji u obrađenom tekućem mediju nastaju dvije vrste akustičnih valova, svaki sa svojom rezonantnom frekvencijom: cilindrični val širi se radijalno iz unutarnja površina cijevi (radna komora), a ravni val se širi duž radne komore odozdo prema gore. Prisutnost dvije rezonantne frekvencije pojačava učinak zvučnih tokova na obrađeni tekući medij, jer se na svakoj rezonantnoj frekvenciji stvaraju vlastiti akustični tokovi koji intenzivno miješaju tekućinu. To također dovodi do povećanja turbulencije akustičnih tokova i do još intenzivnijeg miješanja obrađene tekućine, što povećava intenzitet učinka akustičnog polja na tretirani tekući medij. Kao rezultat, tehnološki proces se intenzivira bez smanjenja kvalitete konačnog proizvoda.

Uz to, pod utjecajem akustičnog polja u obrađenom tekućem mediju dolazi do kavitacije - stvaranja puknuća tekućeg medija gdje dolazi do lokalnog smanjenja tlaka. Kao rezultat kavitacije nastaju kavitacijski mjehurići pare i plina. Ako je zvučno polje slabo, mjehurići rezoniraju, pulsiraju u polju. Ako je akustično polje jako, mjehur se sruši nakon razdoblja zvučnog vala (idealan slučaj), jer pada u područje visokog tlaka stvorenog ovim poljem. Kad se mjehurići sruše, oni stvaraju jake hidrodinamičke poremećaje u tekućem mediju, intenzivno zračenje akustičnih valova i uzrokuju uništavanje površina čvrstih tijela koje se graniče s kavitacijskom tekućinom. U predmetnoj instalaciji akustično polje je snažnije od akustičnog polja prototipa, što se objašnjava prisutnošću dvije rezonantne frekvencije u njemu. Kao rezultat, u navedenoj instalaciji vjerojatnost propadanja kavitacijskih mjehurića je veća, što pojačava kavitacijske učinke i povećava intenzitet udara akustičnog polja na obrađeni tekući medij, a samim tim i osigurava intenziviranje tehnološke proces bez smanjenja kvalitete konačnog proizvoda.

Što je niža rezonantna frekvencija zvučnog polja, to je mjehur veći, jer je razdoblje na niskoj frekvenciji veliko i mjehurići imaju vremena za rast. Život mjehurića tijekom kavitacije jedno je frekvencijsko razdoblje. Kad se mjehur sruši, stvara snažan pritisak. Što je veći balon, to više visokotlačni nastaje kad se zalupi. U deklariranoj ultrazvučnoj instalaciji, zbog dvofrekventnog sondiranja obrađene tekućine, kavitacijski mjehurići se razlikuju po veličini: veći su rezultat izlaganja tekućem mediju niske frekvencije, a mali - visoke frekvencije. Pri čišćenju površina ili obradi suspenzije, mali mjehurići prodiru u pukotine i šupljine čvrstih čestica i, urušavajući se, stvaraju mikro-udarne efekte, oslabljujući cjelovitost čvrste čestice iznutra. Veći mjehurići, koji se urušavaju, izazivaju stvaranje novih mikropukotina u čvrstim česticama, dodatno slabeći mehaničke veze u njima. Čvrste čestice su uništene.

Kada emulgiraju, otapaju se i miješaju, veliki mjehurići uništavaju intermolekularne veze u komponentama buduće smjese, skraćujući lance i stvaraju uvjete za male mjehuriće za daljnje uništavanje intermolekularnih veza. Kao rezultat, intenziviranje tehnološkog procesa povećava se bez smanjenja kvalitete konačnog proizvoda.

Osim toga, u navedenoj instalaciji, kao rezultat interakcije akustičnih valova s ​​različitim rezonancijskim frekvencijama u obrađenom tekućem mediju, dolazi do otkucaja zbog superpozicije dviju frekvencija (princip superpozicije), koji uzrokuju nagli trenutni porast amplituda zvučnog tlaka. U takvim trenucima snaga udara zvučnog vala može biti nekoliko puta veća od specifične snage postrojenja, što intenzivira tehnološki proces i ne samo da ne smanjuje, već poboljšava kvalitetu konačnog proizvoda. Uz to, nagli porast amplitude zvučnog tlaka olakšava dovod kavitacijskih jezgri u kavitacijsku zonu; kavitacija se povećava. Kavitacijski mjehurići, koji nastaju u porama, nepravilnosti, pukotine na površini krutine u suspenziji, tvore lokalne akustične tokove koji intenzivno miješaju tekućinu u svim mikro volumenima, što također omogućuje intenziviranje tehnološkog procesa bez smanjenja kvalitete konačnog materijala proizvod.

Dakle, iz prethodno navedenog proizlazi da navedena ultrazvučna instalacija, zbog mogućnosti formiranja dvofrekventnog akustičnog polja u tretiranom tekućem mediju, kada se implementira, osigurava postizanje tehničkog rezultata, koji se sastoji u povećanju intenziviranja tehnološki postupak bez smanjenja kvalitete konačnog proizvoda: rezultati čišćenja površina, raspršivanje čvrstih komponenata u tekućini, postupak emulgiranja, miješanja i otapanja komponenata tekućeg medija.

Crtež prikazuje deklariranu ultrazvučnu instalaciju. Ultrazvučna instalacija sadrži ultrazvučni štapni magnetostriktivni pretvarač 1 s emitirajućom površinom 2, zvučni valovod 3, radnu komoru 4, magnetsku jezgru 5 prstenastog magnetostriktivnog emitora 6, elastični brtveni prsten 7, zatik 8. Rupe 9 su predviđena u magnetskoj jezgri 5 za izvođenje namota uzbude (nije prikazano) ... Radna komora 4 izrađena je u obliku metala, na primjer čelične, cilindrične cijevi. U primjeru instalacije, valovod 3 je izveden u obliku krnjeg stošca, u kojem je emitirajući kraj 10 pomoću elastičnog brtvenog prstena 7 hermetički povezan s donjim dijelom cijevi radne komore 4, a prihvatni kraj 11 osno je povezan zatikom 8 s emitirajućom površinom 2 pretvarača 1. Magnetska jezgra 5 izrađena u obliku paketa magnetostriktivnih ploča u obliku prstenova i akustički kruto pritisnuta na cijev cijevi radna komora 4; osim toga, magnetski krug 5 je opremljen uzbudnim namotom (nije prikazan).

Elastični brtveni prsten 7 učvršćen je na ispuštajućem kraju 10 valovoda 3 u području jedinice za pomicanje. U ovom je slučaju donji kraj magnetskog kruga 5 prstenastog radijatora 6 smješten u istoj ravnini s zračećim krajem 10 akustičnog valovoda 3. Štoviše, površina zračećeg kraja 10 akustičnog valovoda 3 izrađena je konkavno, sferno, s radijusom kugle jednakom polovici duljine magnetskog kruga 5 prstenastog magnetostriktivnog radijatora 6.

Kao štapni ultrazvučni pretvarač, na primjer, može se koristiti ultrazvučni magnetostriktivni pretvarač tipa PMS-15A-18 (BT3.836.001 TU) ili PMS-15-22 9SYUIT.671.119.003 TU). Ako tehnološki postupak zahtijeva veće frekvencije: 44 kHz, 66 kHz itd., Tada se pretvarač štapa temelji na piezoelektričnoj keramici.

Magnetski krug 5 može biti izrađen od materijala s negativnim zahvatom, na primjer od nikla.

Ultrazvučna instalacija radi na sljedeći način. Naponski naponi primjenjuju se na namote uzbude pretvarača 1 i prstenastog magnetostriktivnog emitera 6. Radna komora 4 je napunjena tekućim medijem 12 koji se obrađuje, na primjer, radi otapanja, emulgiranja, disperzije ili je ispunjen tekući medij u koji se postavljaju dijelovi za čišćenje površina. Nakon primjene napona napajanja u radnoj komori 4, u tekućem mediju 12 nastaje zvučno polje s dvije rezonantne frekvencije.

Pod utjecajem formiranog dvofrekventnog akustičnog polja u obrađenom mediju 12 nastaju akustični tokovi i kavitacija. Istodobno, kao što je prikazano gore, kavitacijski mjehurići se razlikuju po veličini: veći su rezultat izloženosti tekućem mediju niske frekvencije, a mali - visoke frekvencije.

Na primjer, u kavitacijskom tekućem mediju, prilikom raspršivanja ili čišćenja površina, mali mjehurići prodiru u pukotine i šupljine čvrste komponente smjese i, urušavajući se, stvaraju mikro-udarne efekte, slabeći cjelovitost čvrste čestice iznutra. Mjehurići veće veličine, urušavajući se, razbijaju oslabljenu česticu iznutra u male frakcije.

Uz to, kao rezultat interakcije akustičnih valova s ​​različitim rezonancijskim frekvencijama, dolazi do udaranja, što dovodi do naglog trenutnog povećanja amplitude zvučnog tlaka (do akustičnog udara), što dovodi do još intenzivnijeg uništavanja slojeva na površini koju treba očistiti i do još većeg usitnjavanja čvrstih frakcija u obrađenoj tekućini.mediji pri primanju suspenzije. Istodobno, prisutnost dvije rezonantne frekvencije pojačava turbulenciju akustičnih tokova, što doprinosi intenzivnijem miješanju obrađenog tekućeg medija i intenzivnijem uništavanju čvrstih čestica kako na površini dijela, tako i u suspenziji.

Tijekom emulgiranja i otapanja, veliki kavitacijski mjehurići uništavaju intermolekularne veze u komponentama buduće smjese, skraćujući lance i stvaraju uvjete za male kavitacijske mjehuriće za daljnje uništavanje intermolekularnih veza. Akustični udarni val i povećana turbulencija zvučnih tokova, koji su rezultat dvofrekventnog sondiranja obrađenog tekućeg medija, također uništavaju intermolekularne veze i intenziviraju postupak miješanja medija.

Kao rezultat kombiniranog djelovanja gore navedenih čimbenika na obrađeni tekući medij, izvedeni tehnološki postupak se intenzivira bez smanjenja kvalitete konačnog proizvoda. Kao što su testovi pokazali, u usporedbi s prototipom, specifična snaga pretvarača za koji se zahtijeva dvostruko je veća.

Da bi se poboljšao kavitacijski učinak u instalaciji, može se osigurati povećani statički tlak, koji se može primijeniti slično prototipu (A.V. Donskoy, OKKeller, G.S.Kratysh "Ultrazvučne elektrotehnološke instalacije", Leningrad: Energoizdat, 1982, str. 169): sustav cjevovoda povezanih s unutarnjim volumenom radne komore; cilindar komprimiranog zraka; sigurnosni ventil i manometar. U tom slučaju radna komora mora biti opremljena zatvorenim poklopcem.

1. Ultrazvučna instalacija koja sadrži štapni ultrazvučni pretvarač, radnu komoru izrađenu u obliku metalne cilindrične cijevi i akustični valovod čiji je emitirajući kraj hermetički povezan s dnom cilindrične cijevi pomoću elastične brtve prsten, a prihvatni kraj ovog valovoda akustično je kruto povezan s ultrazvučnim pretvaračem površinske šipke, naznačen time što se u instalaciju dodatno uvodi prstenasti magnetostriktivni emiter čiji je magnetski krug akustički kruto pritisnut na cijev radnog komora.

2. Instalacija prema zahtjevu 1, naznačena time, da je elastični brtveni prsten učvršćen na zračećem kraju valovoda u području jedinice za pomicanje.

3. Instalacija prema zahtjevu 2, naznačena time što je donji kraj magnetskog kruga prstenastog radijatora smješten u istoj ravnini s zračećim krajem akustičnog valovoda.

4. Instalacija u skladu s patentnim zahtjevom 3, naznačena time što je površina zračećeg kraja akustičnog valovoda izrađena konkavno, sferično, s radijusom kugle jednakom polovici duljine magnetskog kruga prstenastog magnetostriktivnog radijatora.