General

Instalare UZU-1.6-O UZU-1.6-O este destinată curățării elementelor de filtru metalice și a sticlei de filtrare a sistemelor hidraulice de combustibil și ulei de aeronave, motoarele de aeronave și standuri de impurități mecanice, substanțe rășinoase și produse de cocsificare a petrolului.
La instalare este posibilă curățarea pachetului de filtrare din materialul X18 H15-PM conform tehnologiei producătorului producătorului de mașini.

Structura legendei

UZ4-1,6-O:
UZ - ultrasunete de instalare;
4 - Executare;
1.6 - Puterea oscilator nominal, kW;
O - curățare;
U, T2 - Categoria climatică de performanță și plasament
conform GOST 15150-69, temperatura ambiantă
de la 5 la 50 ° C. ї Mediul este un imparțial, care nu conține praf conductiv, care nu conține vapori agresivi, gaze capabile să încalce funcționarea normală a instalației.
Instalarea îndeplinește cerințele T16-530.022-79.

Document tehnic de reglementare

TU 16-530.022-79.

Specificații

Tensiunea rețelei de alimentare cu trei faze cu o frecvență de 50 Hz, în - 380/220 de energie consumată de kW, nu mai mult: fără iluminare și încălzitoare - 3,7 cu iluminat și încălzitoare - 12 Frecvență de operare a operatorului, KHz - 18 generator ieșire, kW - 1.6 Generator KPD,%, nu mai puțin - 45 o tensiune generator anodică, in-3000 tensiune de lămpi de generare, in - 6.3 tensiune de ieșire a generatorului, curent volumetric în - 220, anod curent A - 18, A - 0,85 grilă curentă și - 0,28 Numărul de băi, PC-uri - 2 Volumul unei băi, L, nu mai puțin - 20 de detergent de timp de încălzire în băi de la 5 la 65 ° C fără includerea generatorului, min, nu mai mult: când lucrează la uleiul AMG 10 - 20 Când lucrează la soluții apoase de hexamethosfat de sodiu, fosfat de trinitririu și acid azotic sodiu sau blues - 35 Durata funcționării continue a instalației, H, nu mai - 12 elemente de răcire ale instalării instalării forțate de aer. Timp curățarea ultrasonică un element de filtru, min, nu mai mult - 10 implementare de instalare în poziția de lucru, min, nu mai mult - 35 de coagulare timp într-un marș, min, nici mai mult - 15 masa, kg, nu mai mult de-510
Perioada de garanție - 18 luni de la data punerii în funcțiune.

Construcția și principiul operațiunii

Structura instalației cu ultrasunete UZ4-1,6-O (a se vedea figura) este un container mobil angajat de Paul.

Vedere generală I. dimensiuni Instalare cu ultrasunete UZ4-1,6-O
Instalarea are două băi tehnologice. Echipat cu un cărucior pentru a roti filtrele și le transferă de la o baie la alta. Fiecare baie este instalată Magnetostrictive PM1-1.6 / 18 Type Converter. Convertor de aer răcire, generator încorporat. Pachetul de instalare UZ4-1,6-O include: Instalarea ultrasunetelor UZU-1.6-O, ZIP (piese de schimb și accesorii), 1 set, Documentație operațională Set, 1 set.

Elektrrospete.

Elektrrospete.

Instalații electrochimice și mecanice, Setări cu ultrasunete (Uza)

Baza acestei metode de procesare este un impact mecanic asupra materialului. Se numește ultrasunete, deoarece frecvența bătăilor corespunde gamei de sunete ne uscate (F \u003d 6 ... 10 kHz).
Valurile sonore sunt oscilații elastice mecanice care pot fi distribuite numai într-un mediu elastic.
Când valul de sunet este propagat într-un mediu elastic, particulele de material fac oscilații elastice în apropierea pozițiilor lor la o viteză numită oscilator.
Condensarea și descărcarea mediului în valul longitudinal se caracterizează prin presiune sonoră excesivă și așa-numită.
Viteza de propagare a valului sonor depinde de densitatea mediului în care se mișcă.
Mediul mai dur și mai ușor al mediului, cu atât este mai mare viteza. Când este distribuit în mediul material, valul de sunet transferă energie care poate fi utilizată în procesele tehnologice.
Avantajele procesării cu ultrasunete:

Posibilitatea de a obține energie acustică prin diferite tehnici tehnice;
- o gamă largă de utilizare ultrasunete (de la prelucrarea dimensională la sudură, lipire și așa mai departe);
- Ușor de automatizat și operează

Dezavantaje:

Valoarea crescută a energiei acustice comparativ cu alte tipuri de energie;
- necesitatea fabricării generatoarelor de oscilație cu ultrasunete;
- Necesitatea de a produce instrumente speciale cu proprietăți și forme speciale.

Oscilațiile cu ultrasunete sunt însoțite de o serie de efecte care pot fi utilizate ca bază pentru a dezvolta diverse procese:
- cavitație, adică Educația în bule lichide (în timpul fazei stretch) și intervalul lor (în timpul fazei de comprimare); În acest caz, apare o presiune instantanee locală mare, ajungând la 10 2 n / m 2 valori;
- Absorbția oscilațiilor cu ultrasunete cu o substanță în care o parte a energiei se transformă în termic și o parte este consumată pentru a schimba structura substanței.
Aceste efecte sunt utilizate pentru:
- separarea moleculelor și particulelor de diferite mase în suspensii neomogene;
- coagularea (măriturile) particulelor;
- dispersarea (zdrobirea) substanțelor și amestecarea acestuia cu alții;
- Degazarea lichidelor sau topirii formării formării bulelor pop-up de dimensiuni mari.
Elemente uz.
Orice UZ include trei elemente principale:
- sursa oscilațiilor cu ultrasunete;
- transformator de viteză acustică (hub);
- Detalii de fixare.
Sursele de oscilații cu ultrasunete pot fi de două tipuri - mecanice și electrice.
Sursele mecanice convertesc energia mecanică, de exemplu, viteza fluidelor sau gazului.
Acestea includ sirene cu ultrasunete și fluierele. Surse electrice de transformare îngustă a energiei electrice în oscilații elastice mecanice ale frecvenței corespunzătoare. Convertoarele sunt electrodinamice, magnetostrici și piezoelectrice.
Convertoarele masterat și piezoelectrice au primit cea mai mare distribuție.
Principiul funcționării convertizoarelor de magnetostrici se bazează pe un efect de magnetostricire longitudinal, care se manifestă în schimbarea lungimii corpului metalic din materialele feromagnetice (fără a-și schimba volumul) sub acțiunea unui câmp magnetic.
Efectul magnetostrictiv al diferitelor metale este variat. Nichelul și permereurul posedă magnetostriciții mari.
Pachetul de traductor magnetic este un nucleu de plăci subțiri pe care este plasat înfășurările pentru excitația unui câmp electromagnetic variabil de frecvență ridicată în ea.
Când efectul magnetostricual, semnul de deformare a miezului nu se schimbă atunci când direcția câmpului se modifică în opusul. Frecvența modificărilor în deformare este de 2 ori frecvența mai mare (f) a modificărilor în AC care trece prin înfășurarea convertorului, deoarece jumătățile de jumătate pozitive și negative sunt deformate de un singur semn.
Principiul de funcționare convertoare piezoelectrice Pe baza capacității unor substanțe pentru a-și schimba dimensiunile geometrice (grosime și volum) în câmpul electric. Efect piezoelectric. Dacă placa piezomaterialelor este supusă deformării compresiei sau întinderii, acuzațiile electrice vor apărea la fețele sale. Dacă piezoelelele este plasată într-o variabilă câmp electricApoi se va deforma, interesant mediu inconjurator Oscilații cu ultrasunete. Placa oscilantă a materialului piezoelectric este un convertor electromecanic.
Piezoelemente bazate pe titaniu Bariu, plumb de plumb zirconata-titan (CTS) au fost utilizate pe scară largă.
Transformatoare de viteză acustică(Hub-urile de oscilație elastice longitudinale) pot avea diferite forme (Figura 1.4-10).

Acestea servesc la armonizarea parametrilor convertorului cu o sarcină, pentru fixarea sistemului oscilator și a oscilațiilor ultrasonice de intrare în zona materialului procesat.
Aceste dispozitive sunt tije de diferite secțiuni, din materiale cu rezistență la coroziune și cavitație, rezistență la căldură, rezistență la medii agresive și la abraziune.
Hub-urile caracterizează coeficientul concentrației de oscilație (KK):

Creșterea amplitudinii oscilațiilor sfârșitului cu o secțiune mică transversală comparativ cu amplitudinea oscilațiilor de la sfârșitul secțiunii transversale mai mare se datorează faptului că, la aceeași putere a oscilațiilor în toate secțiunile vitezei transformator, intensitatea oscilațiilor micului capăt în "k kk" mai mult.

Utilizare tehnologică Îngust

În industrie, ultrasunetele este utilizat în trei direcții principale: efect de putere pe material, intensificare și controlul ultrasonicului procese.
Efect de putere Materialul utilizează pentru prelucrarea mecanică a aliajelor solide și superhardizate, obținând emulsii persistente și altele asemenea.
Cele mai frecvent utilizate două tipuri de tratament cu ultrasunete în frecvențele caracteristice 16 ..30 kHz:
- procesarea dimensională pe mașini care utilizează instrumente,
- Curățarea în băi cu un mediu lichid.
Principalul mecanism de lucru al mașinii cu ultrasunete este nodul acustic
( smochin. 1.4-11). Se intenționează să aducă instrumentul de lucru într-o mișcare oscilantă.

Nodul acustic este alimentat de un generator de oscilație electrică (de obicei lampă) la care este conectat înfășurarea (2)
Elementul principal al ansamblului acustic este transmițătorul de energie magnetostrictiv (sau piezoelectric) al oscilațiilor electrice în energia oscilațiilor elastice mecanice - vibrator (1).
Fluctuațiile vibratorului care se extind și scurtarea alternativ cu o frecvență ultrasonică în direcția câmpului magnetic al înfășurării, sunt amplificate de butucul (4) atașate la capătul vibratorului.
Un instrument de oțel (5) este fixat la butuc, astfel încât un spațiu rămâne între capătul său și piesa de prelucrat (6).
Vibratorul este plasat într-o carcasă ebonită (3), unde se furnizează apa de răcire a debitului.
Instrumentul trebuie să aibă forma unei secțiuni de deschidere specificate. Spațiul dintre capătul instrumentului și suprafața procesată a duzei (7) este alimentat cu cele mai mici boabe de pulbere abrazivă.
De la capătul oscilant al instrumentului de cereale abrazive, ei dobândesc o viteză mai mare, au lovit suprafața părții și bateți cele mai mici chipsuri de la ea.
Deși performanța fiecărei lovituri este neglijabilă Maya, performanța instalației este relativ ridicată, ceea ce se datorează frecvenței ridicate a oscilațiilor sculei (16 ... 30 kHz) și o cantitate mare de boabe abrazive (20 .. . 100 mii / cm3) se deplasează simultan cu o accelerație ridicată.
Pe măsură ce straturile sunt îndepărtate, instrumentul este automat.
Fluidul abraziv este furnizat zonei de prelucrare a presiunii și se spală deșeurile de prelucrare.
Utilizând tehnologia cu ultrasunete, puteți efectua operațiuni, cum ar fi firmware-ul, glisarea, forarea, tăierea, șlefuirea celorlalți.
Exemple pot fi produse de mașinile de firmware cu ultrasunete din industrie (modelele 4770,4773A) și universale (modelele 100a).
Băi cu ultrasunete (figura 1.4-12) Folosit pentru curățarea suprafețelor detalii metalice de la produsele de coroziune, filme de oxid, uleiuri minerale etc.

Activitatea băii cu ultrasunete se bazează pe utilizarea efectului loviturilor hidraulice locale care apar în fluid sub acțiunea ultrasunetelor.
Principiul acțiunii unei astfel de băi este după cum urmează. Partea procesată (1) este imersată (suspendată) în rezervorul (4) umplută cu un mediu de detergent lichid (2).
Radiatorul oscilațiilor cu ultrasunete este o diafragmă (5), conectată la un vibrator magnetostrician (B) cu ajutorul compoziției adezive (8).
Baia este instalată pe suport (7). Valurile de oscilație cu ultrasunete (3) se aplică zona de lucruunde se efectuează procesarea.
Cea mai eficientă curățare cu ultrasunete atunci când îndepărtează contaminanții de la cavități, adâncituri și canale mici de dimensiuni mici.
În plus, această metodă este capabilă să obțină emulsii persistente de astfel de fluide non-venerabile, cum ar fi apa și uleiul, mercurul și apa, benzenul, apa și altele.
Echipamentul UZA este relativ scump, prin urmare, este recomandabil din punct de vedere economic să se aplice curățarea cu ultrasunete a pieselor mici în dimensiune numai în condiții de producție în masă.
Intensificarea proceselor tehnologice.
Oscilațiile cu ultrasunete schimbă în mod semnificativ cursul unor procese chimice.
De exemplu, polimerizarea cu o anumită putere de sunet este mai intensă. Când rezistența sunetului scade, procesul invers este posibil - depolimerizarea.
Prin urmare, această proprietate este utilizată pentru a controla reacția de polimerizare. Prin schimbarea frecvenței și intensității oscilațiilor cu ultrasunete, este posibilă asigurarea ratei de reacție necesare.
În metalurgie, introducerea oscilațiilor elastice a frecvenței ultrasonice în topitură duce la o măcinare semnificativă a cristalelor și accelerarea formării creșterilor în procesul de cristalizare, o scădere a porozității, o creștere a proprietăților mecanice ale topiturii Zedowned și reducerea Conținutul gazelor în metale.
Un număr de metale (de exemplu, plumb și aluminiu) nu sunt amestecate în formă lichidă. Impunerea la topitura oscilațiilor cu ultrasunete contribuie la "dizolvarea" unui metal în cealaltă. Controlul proceselor ultrasonice.
Utilizând fluctuațiile cu ultrasunete, puteți monitoriza continuu cursul procesului tehnologic fără analize de laborator. eșantioane.
În acest scop, dependența parametrilor valului de sunet este inițial stabilită de la proprietăți fizice Medii și apoi prin schimbarea acestor parametri după acțiuni miercuri, o precizie suficientă este judecată prin starea sa. De regulă, sunt utilizate oscilațiile cu ultrasunete ale intensității mici.
Prin schimbarea energiei de undă de sunet, compoziția diferitelor amestecuri, care sunt compuși chimici poate fi monitorizată. Viteza sonoră în astfel de medii este variată, iar prezența impurităților unei materii suspendate afectează coeficientul de absorbție a energiei solide. Acest lucru face posibilă determinarea procentului de impurități în materia de început.
Cu privire la reflexia valurilor sonore la marginea interfeței ("translucid" cu un fascicul ultrasonic), puteți determina prezența impurităților în monolit și puteți crea dispozitive de diagnostic ultrasonic.

Baza acestei metode de procesare este un impact mecanic asupra materialului. Se numește ultrasonică deoarece frecvența grevelor corespunde gamei de sunete care nu se usucă (F \u003d 6-10 5 kHz).

Valurile sonore sunt oscilații elastice mecanice care pot fi distribuite numai într-un mediu elastic.

Când valul de sunet este propagat într-un mediu elastic, particulele de material fac oscilații elastice în apropierea pozițiilor lor la o viteză numită oscilator.

Condensarea și descărcarea mediului în valul longitudinal se caracterizează prin presiune sonoră excesivă și așa-numită.

Viteza de propagare a valului sonor depinde de densitatea mediului în care se mișcă. Când este distribuit în mediul material, valul de sunet transferă energie care poate fi utilizată în procesele tehnologice.

Avantajele procesării cu ultrasunete:

Posibilitatea de a obține energie acustică prin diferite tehnici tehnice;

O gamă largă de utilizare ultrasunete (de la prelucrarea dimensională la sudură, lipire etc.);

Automatizarea și funcționarea ușoară;

Dezavantaje:

Valoarea crescută a energiei acustice comparativ cu alte tipuri de energie;

Necesitatea de a produce generatoare de oscilație cu ultrasunete;

Necesitatea de a produce instrumente speciale cu proprietăți și forme speciale.

Oscilațiile cu ultrasunete sunt însoțite de o serie de efecte care pot fi utilizate ca bază pentru a dezvolta diverse procese:

Cavitație, adică educația în bule lichide și în intervalul lor.

În acest caz, apare o presiune instantanee locală mare, ajungând la 10 8 n / m2;

Absorbția oscilațiilor cu ultrasunete pe fond în care o parte a energiei se transformă în termic și o parte este cheltuită pe schimbarea structurii substanței.

Aceste efecte sunt utilizate pentru:

Separarea moleculelor și particulelor de diferite mase în suspensii neomogene;

Coagularea (mărirea) particulelor;

Dispersie (zdrobirea) substanței și amestecarea acestuia cu alții;

Degazarea lichidelor sau se topește datorită formării bulelor pop-up de dimensiuni mari.

1.1. Elemente de instalații cu ultrasunete

Orice instalare cu ultrasunete (Uza) include trei elemente principale:

Sursă de oscilații cu ultrasunete;

Transformator de viteză acustică (hub);

Detalii de fixare.

Sursele de oscilații cu ultrasunete (înguste) pot fi de două tipuri - mecanice și electrice.

Energia mecanică mecanică construită, de exemplu, viteza fluidului sau a gazului. Acestea includ sirene cu ultrasunete sau fluiere.

Surse electrice de conversie a energiei electrice înguste în oscilații elastice mecanice ale frecvenței corespunzătoare. Convertoarele sunt electrodinamice, magnetostrici și piezoelectrice.

Convertoarele masterat și piezoelectrice au primit cea mai mare distribuție.

Principiul acțiunii convertoarelor de magnetostrici se bazează pe un efect de magnetostriciție longitudinal, care se manifestă în schimbarea lungimii corpului metalic din materialele feromagnetice (fără a-și schimba volumul) sub acțiunea unui câmp magnetic.

Efect magnetostricual U. materiale diferite Vărsat. Nichel și permenyur (aliaj de fier cu cobalt) au o magnetostriciție ridicată.

Pachetul de traductor magnetostrictiv este un miez de plăci subțiri, care conține o înfășurare pentru o excitație a unui câmp electromagnetic alternativ de înaltă frecvență.

Principiul acțiunii convertoarelor piezoelectrice se bazează pe capacitatea unor substanțe pentru a-și schimba dimensiunile geometrice (grosime și volum) în câmpul electric. Efect piezoelectric. Dacă placa este realizată din material piezoeter pentru a expune deformările comprimării sau întinderii, atunci încărcăturile electrice vor apărea la fețele sale. Dacă un element piezoelectric este plasat într-un câmp electric alternativ, se va deforma, fluctuații excitante cu ultrasunete în mediul înconjurător. Placa oscilantă a materialului piezoelectric este un convertor electromecanic.

Piezoelemente bazate pe titanul Bariu, plumb zirconata-titan obținut.

Transformatoarele acustice de viteză (hub-uri de oscilații elastice longitudinale) pot avea o formă diferită (figura 1.1).

Smochin. 1.1. Forme de concentratori

Acestea servesc la armonizarea parametrilor convertorului cu o sarcină, pentru fixarea sistemului oscilator și a oscilațiilor ultrasonice de intrare în zona materialului procesat. Aceste dispozitive sunt tije de diferite secțiuni, din materiale cu rezistență la coroziune și cavitație, rezistență la căldură, rezistență la medii agresive.

1.2. Utilizarea tehnologică a oscilațiilor cu ultrasunete

În industrie cu ultrasunete, se utilizează trei direcții principale: impactul puterii asupra materialului, intensificării și controlului ultrasonic al proceselor.

Impactul puterii

Se solicită prelucrarea mecanică Aliaje solide și supersteraide, obținând emulsii rezistente, etc.

Două tipuri de tratament cu ultrasunete în frecvențe caracteristice de 16-30 kHz sunt cel mai adesea utilizate:

Prelucrarea dimensională pe mașini care utilizează instrumente;

Curățarea în băi cu mediu lichid.

Principalul mecanism de lucru al mașinii cu ultrasunete este un nod acustic (figura 1.2). Se intenționează să aducă instrumentul de lucru într-o mișcare oscilantă. Nodul acustic este alimentat de generatorul de oscilație electrică (de obicei lampa) la care este conectat înfășurarea 2.

Elementul principal al nodului acustic este transmițătorul de putere magnetostrictiv (sau piezoelectric) al oscilațiilor electrice în energia oscilațiilor elastice mecanice - vibrator 1.

Smochin. 1.2. Nodul de instalare ultrasonic acustic

Vibratoare oscilații, care prelungi și scurtarea varnului cu o frecvență ultrasonică în direcția câmpului magnetic al înfășurării, este amplificată de un concentrator 4 conectat la capătul vertebratului.

Un instrument de oțel este atașat la butuc 5, astfel încât clearance-ul să rămână între capătul său și piesa de prelucrat 6.

Vibratorul este plasat într-o carcasă ebonită 3, unde este furnizată apa de răcire a debitului.

Instrumentul trebuie să aibă forma unei secțiuni de deschidere specificate. Spațiul dintre capătul sculei și suprafața procesată a duzei 7 este alimentat cu un lichid cu cele mai mici boabe de pulbere abrazivă.

De la capătul oscilant al instrumentului de instrument abraziv dobândește o viteză mai mare, au lovit suprafața părții și au dat cele mai mici chipsuri din ea.

Deși performanța fiecărei greve este neglijabilă, performanța instalației este relativ ridicată, care se datorează frecvenței ridicate a oscilațiilor sculei (16-30 kHz) și o cantitate mare de pășunat abraziv, care se deplasează simultan cu o accelerație ridicată.

Pe măsură ce materialul scade, instrumentul este automat.

Fluidul abraziv este furnizat zonei de tratament cu presiune și se spală deșeurile de prelucrare.

Utilizând tehnologia cu ultrasunete, puteți efectua operațiuni cum ar fi firmware-ul, trageți, forarea, tăierea, măcinarea și altele.

Băile cu ultrasunete (figura 1.3) sunt utilizate pentru curățarea suprafețelor pieselor metalice din produsele de coroziune, pelicul de oxid, uleiurile minerale etc.

Activitatea băii cu ultrasunete se bazează pe utilizarea efectului loviturilor hidraulice locale care apar în fluid sub acțiunea ultrasunetelor.

Principiul funcționării unei astfel de băi este după cum urmează: Partea procesată (1) este imersată în rezervorul (4) umplută cu un mediu de detergent lichid (2). Radiatorul oscilațiilor cu ultrasunete este o diafragmă (5), legată de un vibrator de magnetostrici (6) cu o compoziție adezivă (8). Baia este instalată pe suport (7). Valurile oscilațiilor cu ultrasunete (3) sunt distribuite în zona de lucru unde se efectuează prelucrarea.

Smochin. 1.3 Baie cu ultrasunete

Cea mai eficientă curățare cu ultrasunete atunci când îndepărtează contaminanții de la cavități, adâncituri și canale mici de dimensiuni mici. În plus, această metodă este capabilă să obțină emulsii persistente de astfel de fluide non-versatile, cum ar fi apa și uleiul, mercurul și apa, benzenul și altele.

Echipamentul UZA este relativ scump, prin urmare, este recomandabil din punct de vedere economic să se aplice curățarea cu ultrasunete a pieselor mici în dimensiune numai în condiții de producție în masă.

Intensificarea proceselor tehnologice

Oscilațiile cu ultrasunete schimbă în mod semnificativ cursul unor procese chimice. De exemplu, polimerizarea cu o anumită rezistență a sunetului este mai intensă. Când rezistența sunetului scade, procesul invers este posibil - depolimerizarea. Prin urmare, această proprietate este utilizată pentru a controla reacția de polimerizare. Prin schimbarea frecvenței și intensității oscilațiilor cu ultrasunete, este posibilă asigurarea ratei de reacție necesare.

În metalurgie, introducerea oscilațiilor elastice a frecvenței ultrasonice în topitură duce la o măcinare semnificativă a cristalelor și accelerarea formării creșterilor în procesul de cristalizare, reducerea porozității, creșterea proprietăților mecanice ale topirii solidificate și reduc conținutul de gaze în metale.

Procese de control cu \u200b\u200bultrasunete

Utilizând fluctuațiile cu ultrasunete, este posibil să se monitorizeze continuu cursul procesului tehnologic fără a efectua analize de testare de laborator. În acest scop, dependența parametrilor valului sonor din proprietățile fizice ale mediului este inițial stabilită și apoi prin schimbarea acestor parametri după acțiunea miercuri, cu o precizie suficientă, sunt judecați. De regulă, sunt utilizate oscilațiile cu ultrasunete ale intensității mici.

Prin schimbarea energiei valului sonor, compoziția diferitelor amestecuri care nu sunt compușii chimici poate fi monitorizată. Viteza sunetului în astfel de medii nu se schimbă, iar prezența impurităților din materia suspendată afectează coeficientul de absorbție a energiei solide. Acest lucru face posibilă determinarea procentului de impurități în materia de început.

Cu privire la reflexia valurilor sonore la marginea interfeței ("translucid" cu un fascicul ultrasonic), puteți determina prezența impurităților în monolit și puteți crea dispozitive de diagnostic ultrasonic.

Concluzii: Valuri de ultrasunete - elastice cu o frecvență de oscilații de la 20 kHz la 1 GHz, care nu aud urechea umană. Instalațiile cu ultrasunete sunt utilizate pe scară largă pentru prelucrarea materialelor datorită oscilațiilor acustice de înaltă frecvență.

Articolul descrie proiectarea celei mai simple instalații cu ultrasunete concepute pentru a demonstra experimente cu ultrasunete. Instalarea constă într-un generator de oscilație cu ultrasunete, emițător, dispozitiv de focalizare și mai multe dispozitive auxiliarePermiterea demonstrarea diferitelor experimente care explică proprietățile și metodele de utilizare a oscilațiilor cu ultrasunete.

Folosind cea mai simplă instalare cu ultrasunete, puteți afișa propagarea ultrasunetelor în diferite medii, reflecție și refracție a ultrasunetelor la marginea a două suporturi media, absorbția cu ultrasunete în diferite substanțe. În plus, este posibil să se arate prepararea emulsiilor de ulei, purificarea pieselor contaminate, sudare cu ultrasunete, fântâna lichidă cu ultrasunete, efectele biologice ale oscilațiilor cu ultrasunete.

Efectuarea acestei instalații poate fi efectuată în ateliere de școală de către forțele elevilor de liceu.

Instalarea pentru demonstrarea experimentelor cu ultrasunete constă dintr-un generator de electroni (figura 1), un convertor de cuarț al oscilațiilor electrice într-un vas cu ultrasunete și un lentile (fig.2) pentru focalizarea ultrasunetelor. Alimentarea cu energie include numai transformatorul de putere TR1, deoarece lanțurile anide ale lămpilor generatorului sunt alimentate direct prin curent alternativ (fără redresor). O astfel de simplificare nu afectează dispozitivul negativ la locul de muncă și, în același timp, simplifică considerabil schema și proiectarea acestuia.

Generatorul electronic este realizat conform unei scheme în doi timpi pe două lămpi de 6 PRS incluse în schema Triotode (se conectează lampa lampi la anoduri). În lanțurile anide ale lămpilor, circuitul L1C2 este activat, care determină frecvența oscilațiilor generate și în circuitul de rețea - bobina părere L2. Lanțurile catodice includ o rezistență mică R1, determinând în mare măsură modul lămpii.

Fig.1. Schema schematică Generator

Semnalul de înaltă frecvență este alimentat într-un rezonator de cuarț prin condensatoarele de separare C4 și C5. Cuarț este situat în cuarzerul ermetic (figura 2) și este conectat la generatorul de cabluri de 1 m.

Smochin. 2. Lenzovaya navă și cuardă

În plus față de detaliile discutate, există încă condensatori C1 și C3, precum și accelerația DR1 prin care se aplică tensiunea anodică la anodurile lămpilor. Această accelerație împiedică scurtcircuitul semnalului de înaltă frecvență prin condensatorul C1 și containerul intervactorului transformator al transformatorului.

Principalele detalii de casă ale generatorului sunt bobinele L1 și L2, realizate sub formă de spirale plate. Pentru fabricarea lor, trebuie să tăiați modelul de lemn. Două pătrate sunt tăiate dintr-o lățime de 2 pătrați de 25 cm care servesc ca obraji șablon. În centrul fiecărui obraz, ar trebui să existe găuri pentru o tijă metalică cu un diametru de 10-15 mm, și într-unul din obraji, tăiați o gaură sau o canelură cu o lățime de 3 mm pentru fixarea ieșirii cu tambur. Pe tija metalică, firele sunt tăiate pe metal și între cele două piulițe, obrajii sunt plasați la o distanță egală cu diametrul firului căsătorit. În acest sens, fabricarea unui șablon poate fi considerată finalizată și începeți înfășurarea bobinelor.

Tija de metal este ținută într-un capăt în viciu, prima rotire (internă) a firului este stivuită între obraji, iar piulițele sunt strânse, iar înfășurarea continuă. Bobina L1 are 16 rotații, iar bobina L2-12 se întoarce din firul de cupru cu un diametru de 3 mm. Cobilele L1 și L2 sunt fabricate separat, apoi sunt plasate una deasupra celeilalte pe linia transversală a texolitului sau a materialelor plastice (figura 3). Pentru a da bobinele cu o rezistență mai mare în cruciade cu un hack sau un fișier, sunt tăiate adânci. Pentru a fixa bobinele, una dintre ele ar trebui să apară a doua cruce (fără recompense) și să pună cea de-a doua pe placă de la sticlă organică, Getinaksa sau materiale plastice, întărite pe șasiul metalic al generatorului.

Smochin. 3.

Accelerația de înaltă frecvență este înfășurată pe un cadru ceramic sau din plastic cu un diametru de 30 mm cu un fir de brand Pelsho-0,25 mm. Înfășurarea se desfășoară în secțiunile de 100 de rotații în fiecare. În total, accelerația are 300-500 de rotații. În acest design, a fost aplicat un transformator de putere de casă pe miezul plăcilor W-33, grosimea unui set de 33 mm. Înfășurarea rețelei conține 544 de rotiri ale firului PAL-0.45. Înfășurarea rețelei se calculează pe includerea în rețea cu o tensiune de 127 B. În cazul utilizării rețelei cu o tensiune 220 V, înfășurarea i ar trebui să conțină 944 de rotiri ale firului PAL-0.35. Creșterea înfășurării are 2980 de rotații ale firului PEL-0.14 și panta lămpilor - 30 de rotații ale firului PAL-1.0. Un astfel de transformator poate fi înlocuit de transformatorul de putere al mărcii ELS-2, folosind numai înfășurarea rețelei, panta lămpii și înfășurarea în întregime, sau prin orice transformator de putere cu o putere de cel puțin 70 de ani și cu un Creșterea înfășurării care furnizează 270 B pe anodele lămpilor 6 PRS.

Un soldat cuarbii este fabricat din bronz în desenul plasat în fig. 4. În carcasă folosind un burghiu cu un diametru de 3 mm, o gaură în formă de M pentru retragerea firului L este forată, un inel de cauciuc E este introdus în carcasă, care servește pentru amortizare și izolare cuarț. Inelul poate fi tăiat dintr-o gumă convențională pentru a șterge un creion. Inelul de contact B este tăiat din folie de alamă cu o grosime de 0,2 mm. Acest inel are o petală M pentru a lipi firul. Ambele fire l și trebuie să aibă o izolație bună. Sârmă și lipire la flanșa de referință O. Nu se recomandă să răsuciți firele unul cu celălalt.

Fig.4. Kvartzarder.

Nava de lentile constă dintr-o lentile de cilindru și ultrasonice b (figura 5). Cilindrul este îndoit din placa de sticlă organică cu o grosime de 3 mm pe un șablon de lemn rotund cu un diametru de 19 mm.

Fig.5. Vasul Lenzaya.

Placa este încălzită deasupra flăcării înainte de înmuiere, îndoiți peste model și lipici cu esența acetică. Cilindrul lipit este asociat cu fire și se lasă să se usuce cu două ore. După aceea, capetele cilindrului elimină capetele cilindrului și scoateți firele. Pentru fabricarea lentilelor cu ultrasunete, trebuie să faceți un dispozitiv special (figura 6) de la o minge de oțel cu un diametru de 18-22 mm de la rulmentul cu bile. Mingea ar trebui să fie arsă, încălzindu-o la cationia roșie și răcirea lentă. După aceea, în minge, gaura este forată cu un diametru de 6 mm și tăiați în firul interior. Pentru a asigura această minge în cartușul mașinii de găurit de pe tijă, trebuie să faceți o tijă filetată la un capăt.

Fig.6. Dispozitiv

Tija cu mingea înșurubată este fixată în cartușul mașinii, include mașina pe cifra de afaceri medie și, apăsând mingea în placa de sticlă organică cu o grosime de 10-12 mm, obțineți adâncitul sferic necesar. Când mingea se adâncește la o distanță egală cu raza sa, masina de gaurit Opriți și fără oprirea presiunii la minge, răcită cu apă. Ca rezultat, se obține o adâncire sferică a obiectivului cu ultrasunete în placa de sticlă organică. De la placa cu o adâncire, pătratul cu o latură de 36 mm este tăiat, aliniază hârtia de emetare cu granulație fină formată în jurul proeminenței inelului aprofundate și sunt ridicate de la fund la placă, astfel încât un fund de grosime de 0,2 mm în centrul de vacanță. Apoi implementat la transparența locurilor de șlefuit zgâriat și pe mașină de rotire Decupați unghiurile astfel încât adâncirea sferică să rămână în centrul plăcii. Din partea inferioară a plăcii, este necesar să se facă o proeminență cu o înălțime de 3 mm și un diametru de 23,8 mm pentru a centra lentila de pe cuarț-cântăreață.

Actualizarea esenței acetică sau dicloretan Unul dintre capetele de capăt ale cilindrului este lipit de o lentilă ultrasonică, astfel încât axa centrală a cilindrului coincide cu axa care trece prin centrul lentilei. După uscare, trei găuri pentru șuruburile tăiate sunt forate într-un vas curățat. Rotiți aceste șuruburi este cel mai bine cu o șurubelniță specială realizată din fire convenționale de 10-12 cm lungime și un diametru de 1,5-2 mm și echipat cu un mâner din materialul izolator. După efectuarea pieselor specificate și instalarea generatorului, puteți începe să stabiliți un instrument care este de obicei redus la setarea conturului L1C2 într-o rezonanță cu frecvența proprie de cuarț. Înregistrarea cu cuarț în (fig.4) trebuie spălată cu săpun în apă curentă și uscată. Inelul de contact B Top este curățat pentru a străluci. Impuneți ușor o placă de cuarț pe inelul de contact și, fixând câteva picături de ulei de transformator pe marginile plăcii, înșurubați capacul D, astfel încât să apară placa cuarțului. Pentru a indica oscilațiile cu ultrasunete de adâncitură A și R pe capac sunt umplute cu ulei de transformator sau kerosen. După pornirea puterii și a încălzirii minutelor, butonul de ajustare se rotește și atinge rezonanța între oscilațiile generatorului plăcii cuarțului. La momentul rezonanței, a fost observată o epuizare maximă a lichidului, turnată în locașul pe capac. După configurarea generatorului, puteți trece la demonstrarea experimentelor.

Proiectarea generatorului.

Una dintre cele mai eficiente demonstrații este obținerea unei fântâni lichide sub acțiunea oscilațiilor cu ultrasunete. Pentru a obține o fântână de fluid, aveți nevoie de o navă "lentilă" pentru a plasa peste cuarț, astfel încât să nu existe acumulări de bule de aer între partea inferioară a vasului "lentilă" și a plăcii de cuarț. Apoi ar trebui să se toarnă într-un vas de lentile de apă potabilă obișnuită și un minut după pornirea generatorului, o fântână ultrasonică va apărea pe suprafața apei. Înălțimea fântânii poate fi modificată cu ajutorul șuruburilor tăiate, pre-ajustate generatorul utilizând condensatorul C2. Cu setarea corectă a întregului sistem, este posibilă obținerea unei fântâni de apă cu o înălțime de 30-40 cm (figura 7).

Fig.7. Fântâna ultrasonică.

Simultan cu apariția fântânii, apare o ceață de apă, care este rezultatul unui proces de cavitație însoțit de un hiss caracteristic. Dacă în vasul "Lens" în loc de apă pentru a turnați uleiul de transformare, atunci fântâna în înălțime crește semnificativ. Observarea continuă a fântânii poate fi menținută până la nivelul fluidului în vasul "lentilă" va scădea la 20 mm. Pentru observarea pe termen lung a fântânii, este necesar să se protejeze cu un tub de sticlă B, pe pereții interiori din care fluidul de fântână poate fi spălat înapoi.

Atunci când sunt expuse oscilațiilor cu ultrasunete pe lichid, se formează bule microscopice (fenomenul de cavitație), care este însoțit de o creștere semnificativă a presiunii la locul de formare a bulelor. Acest fenomen duce la distrugerea particulelor substanței sau organismelor vii situate în lichid. Dacă "în vasul lentilei" cu apă pentru a pune un mic pește sau daphnia, atunci după 1-2 minute de iradiere cu ultrasunete vor muri. Proiecția navei "lentilă" cu apă pe ecran face posibilă observarea succesivă a tuturor proceselor acestei experiențe într-o audiență mare (figura 8).

Fig.8. Efectul biologic al oscilațiilor cu ultrasunete.

Utilizând dispozitivul descris, puteți demonstra utilizarea ultrasunetelor pentru curățarea pieselor mici din contaminare. Pentru a face acest lucru, în baza fântânii lichidului, este plasată o mică parte (unelte de ore, o bucată de metal, etc.), bogată cu soldolol. Fântâna va scădea semnificativ și se poate opri deloc, dar elementul contaminat este curățat treptat. Trebuie remarcat faptul că curățarea detaliilor ultrasunetelor necesită utilizarea unor generatoare mai puternice, deci este imposibil să ștergeți întregul element contaminat într-o perioadă scurtă de timp și trebuie să vă limitați numai la curățarea mai multor dinți.

Folosind un fenomen de cavitație, puteți obține o emulsie de ulei. Pentru a face acest lucru, apa este turnată în vasul "Lens" și se adaugă un mic ulei de transformator de mai sus. Pentru a evita emulsia de stropire, aveți nevoie de un vas de lentile cu conținut pentru a acoperi cu sticlă. Când generatorul este pornit, se formează fântâna de apă și ulei. După 1-2 minute. Expunerile din vasul Lenzov se formează o emulsie constantă lapte.

Se știe că răspândirea oscilațiilor cu ultrasunete în apă poate fi făcută vizibilă și demonstrează în mod clar câteva proprietăți ale ultrasunetelor. Pentru a face acest lucru, o baie cu un fund transparent și chiar și posibilitatea de dimensiuni mari, cu înălțimea laturilor de cel puțin 5-6 cm. Baia este plasată pe gaura din tabelul demonstrativ, astfel încât să puteți evidenția totul fundul inferior transparent. Pentru iluminat, este bine folosit pentru a utiliza un bec de mașină cu șase mâini ca sursă de lumină punct pentru proiecția proceselor studiate pe tavanul audienței (figura 9).

Fig.9. Refracția și reflexia valurilor de ultrasunete.

De asemenea, puteți aplica bulbul obișnuit de putere redusă. Apa este turnată în baie, astfel încât placa de cuarț din jacheta cuarterului să fie imersată complet în ea. După aceasta, este posibil să se includă un generator și, traducând o cuarsă din poziția verticală la înclinată, respectă răspândirea fasciculului ultrasonic în proiecția de pe tavanul audienței. Jacheta cuarterului poate fi păstrată pentru firul LIED L și C sau pentru a pre-fixa într-un suport special, cu care este posibil să schimbe fără probleme unghiurile fasciculului cu ultrasunete în planurile verticale și orizontale. Fascicul ultrasonic este observat sub formă de pete luminoase situate de-a lungul propagării oscilațiilor cu ultrasunete în apă. Prin plasarea oricărui obstacol pe răspândirea fasciculului ultrasonic, puteți observa reflecția și refracția fasciculului.

Designul descris permite alte experimente al căror caracter depind de programul studiat și de echipamentul biroului educațional. Ca o încărcătură a generatorului, puteți include plăci din titanate de bariu și, în general, orice plăci cu efect piezoelectrice la frecvențe de la 0,5 MHz la 4,5 MHz. Dacă există plăci pe alte frecvențe, este necesar să se modifice numărul de rotiri ale bobinelor de inductanță (creșterea frecvențelor sub 0,5 MHz și reducerea frecvențelor peste 4,5 MHz). Când circuitul oscilator și bobinele de feedback pe frecvența de 15 kHz pot fi incluse în loc de cuarț orice convertor de putere magnetostrictivă cu cel mult 60 de VA

Proprietarii de brevete RU 2286216:

Invenția se referă la dispozitive de purificare ultrasonică și de prelucrare a suspensiilor acustice puternice, în special pentru dizolvarea, emulsificarea, dispersia, precum și dispozitivele pentru obținerea și transmiterea oscilațiilor mecanice utilizând efectul de magnetostrici. Instalarea conține un traductor de magnetostriciție cu ultrasunete, o cameră de lucru, realizată sub formă de țeavă cilindrică metalică și un ghid de undă acustic care emite capătul căruia este atașat ermetic la partea inferioară a țevii cilindrice prin intermediul unui inel de etanșare elastic , iar capătul de primire a acestui ghid de undă este acustic legat rigid la suprafața emițătoare a convertorului cu ultrasunete. În plus, a introdus un emițător de magnetostrictivă inelar, miezul magnetic al căruia este pigdat rigid acustic pe conducta camerei de lucru. Instalare ultrasonică Generează un câmp acustic cu două frecvențe în mediul lichid prelucrat, care asigură o creștere a intensificării procesului tehnologic fără a reduce calitatea produsului final. 3 z.p. F-minciuni, 1 yl.

Invenția se referă la dispozitive de purificare ultrasonică și de prelucrare a suspensiilor acustice puternice, în special pentru dizolvarea, emulsificarea, dispersia, precum și dispozitivele pentru obținerea și transmiterea oscilațiilor mecanice utilizând efectul de magnetostrici.

Un dispozitiv pentru administrarea oscilațiilor cu ultrasunete la lichid (brevet, nr. 3815925, 08 în 3/12, 1989) prin intermediul unui senzor ultrasonic, care este un con de emisie de sunet utilizând o flanșă izolantă ermetic este fixată în zona de jos din interiorul baie cu lichid.

Cel mai apropiat decizia tehnică Propusul este o instalare ultrasunetă a tipului de UZBD-6 (A.V. Donskaya, Okkeller, S.Kratsh "Instalații de electrotehnologie cu ultrasunete", Leningrad: Energoisdat, 1982, p.169), care conține un convertor cu ultrasunete, o cameră de lucru, realizată Sub forma unei țevi cilindrice metalice și a undă de undă acustică, capătul emitent al cărui este atașat ermetic la partea inferioară a țevii cilindrice prin intermediul unui inel elastic de etanșare, iar capătul de recepție al acestui ghid de undă este conectat rigid acustic suprafața emitentă a convertorului cu ultrasunete.

Dezavantajul instalațiilor cu ultrasunete cunoscute sunt că camera de lucru are o singură sursă de oscilații cu ultrasunete, care sunt transmise de acesta din convertorul magnetostrictiv prin capătul de undă, proprietățile mecanice și parametrii acustici determinând maximum intensitatea radiațiilor. Adesea, intensitatea rezultată a radiației fluctuațiilor cu ultrasunete nu poate îndeplini cerințele procesului tehnologic privind calitatea produsului final, care cauzează extinderea timpului de procesare a mediului lichid cu ultrasunete și duce la o scădere a intensității procesului.

Astfel, ultrasunetele, analogul și prototipul invenției revendicate, identificate în timpul cautării invenției revendicate, nu asigură realizarea rezultatului tehnic încheiat în creșterea intensificării procesului tehnologic fără a reduce calitatea produsului final.

Prezenta invenție rezolvă sarcina de a crea o instalație ultrasonică, a căror implementare asigură realizarea unui rezultat tehnic, care constă în creșterea intensificării procesului tehnologic fără a reduce calitatea produsului final.

Esența invenției este aceea că într-o instalație cu ultrasunete conținând un traductor cu ultrasunete, o cameră de lucru, realizată sub formă de țeavă cilindrică metalică și un ghid de undă acustică, care emite capăt este atașat ermetic la partea inferioară a țeavă cilindrică cu ajutorul unui inel elastic de etanșare și capătul de recepție al acestui ghid de undă conectat rigid la suprafața emitentă a convertorului cu ultrasonic, un emițător magnetostrictiv inelar, miezul magnetic este apăsat rigid acustic pe țeavă a camerei de lucru. În plus, inelul elastic de etanșare este fixat pe capătul radiant al ghidului de undă din zona ansamblului offset. În acest caz, capătul inferior al conductei magnetice al emițătorului inelar este situat într-un plan cu capătul emitent al ghidului acustic. Mai mult, suprafața capătului emitent al ghidului acustic este concavă, sferică, cu o rază a unei sfere egală cu jumătate din lungimea conductei magnetice a emițătorului de magnetosticare inelar.

Rezultatul tehnic este realizat după cum urmează. Convertorul de ultrasonic de tijă este o sursă de oscilații cu ultrasunete care asigură parametrii necesari ai câmpului acustic în camera de lucru a instalației pentru a efectua procesul tehnologic, care asigură intensificarea și calitatea produsului final. Ogucul de undă acustic, capătul emitent al căruia este atașat ermetic la partea inferioară a țevii cilindrice și capătul de recepție al acestui ghid de undă este legat rigid la suprafața emițătoare a convertorului cu ultrasunete, asigură transferul oscilațiilor cu ultrasunete la Mediul lichid procesabil al camerei de lucru. În acest caz, etanșeitatea și mobilitatea compusului sunt asigurate datorită faptului că ghidul de undă are un capăt radiantor la partea inferioară a țevii din camera de lucru prin intermediul unui inel elastic de etanșare. Mobilitatea conexiunii oferă posibilitatea transmiterii oscilațiilor mecanice din convertor prin ghidul de undă în camera de lucru, în mediul procesat lichid, capacitatea de a efectua procesul tehnologic și, în consecință, pentru a obține rezultatul tehnic dorit.

În plus, în instalația revendicată, inelul elastic de etanșare este fixat pe capătul radiant al ghidajului în zona ansamblului offset, spre deosebire de prototip, în care este instalat în zona de adâncime a deplasării. Ca rezultat, într-o instalație prototip, inelul de etanșare aterizează oscilațiile și reduce calitatea sistemului vibrațional și, prin urmare, reduce intensitatea procesului tehnologic. În instalația revendicată, inelul de etanșare este instalat în zona ansamblului offset, deci nu afectează sistemul vibrațional. Acest lucru vă permite să treceți peste o putere mai mare în comparație cu prototipul și, prin urmare, creșteți intensitatea radiațiilor, intensificarea proces tehnologic Fără a reduce calitatea produsului final. În plus, deoarece în instalația revendicată, inelul de etanșare este setat în zona nodului, adică În zona deformare a zonei zero, aceasta nu distruge oscilațiile, păstrează mobilitatea capătului radiant al ghidului de undă cu partea inferioară Țevile camerei de lucru, care vă permite să mențineți intensitatea radiației. În prototip, inelul de etanșare este instalat în zona deformărilor maxime ale ghidului de undă. Prin urmare, inelul se prăbușește treptat de la oscilații, care reduc treptat intensitatea radiației și apoi perturbă etanșeitatea compusului și întrerupe instalarea.

Utilizarea unui emițător de magnetostrici inelar vă permite să realizați o capacitate mare de transformare și o zonă de radiații semnificativă (A.V. Donskaya, Okkeller, S. Kratsysh "Instalații de electrotehnologie cu ultrasunete", Leningrad: Energoisdat, 1982, p.34) și, prin urmare, permite Intensificarea procesului tehnologic fără a reduce calitatea produsului final.

Deoarece conducta este făcută cilindrică, iar emițătorul magnetostrictiv introdus în instalație este realizat de inel, este posibil să apăsați conducta magnetică pe suprafața exterioară a țevii. Atunci când tensiunea de alimentare se aplică înfășurarea magnetizării în plăci, apare un inamic magnetic, ceea ce duce la deformarea plăcii de ring a conductei magnetice în direcția radială. În acest caz, datorită faptului că conducta este făcută metalică, iar cureaua magnetică este acustic presată în mod rigid pe țeavă, deformarea plăcilor inelului conductei magnetice este transformată în oscilații radiale ale peretelui conductei. Ca urmare, oscilațiile electrice ale generatorului incitant al emițătorului magnetostrictiv al inelului sunt transformate în oscilații mecanice radiale ale plăcilor de magnetosticare și datorită compusului acustic al planului de radiație al conductei magnetice cu suprafața țevii, mecanicului oscilațiile sunt transmise prin pereții conductei în mediul lichid prelucrat. În acest caz, sursa oscilațiilor acustice în mediul lichid prelucrat este peretele interior al țevii cilindrice a camerei de lucru. Ca rezultat, se formează un câmp acustic cu o a doua frecvență rezonantă în instalația declarată în mediul lichid prelucrat. În același timp, introducerea unui emițător magnetostrictiv inelar în instalația revendicată crește în comparație cu prototipul suprafeței radiații: suprafața emitentă a ghidului de undă și parte a peretelui interior al camerei de lucru, pe suprafața exterioară a căreia Se apasă emițătorul de magnetosticare a inelului. Creșterea zonei suprafeței radiante mărește intensitatea câmpului acustic în camera de lucru și, prin urmare, asigură capacitatea de a intensifica procesul fără a reduce calitatea produsului final.

Localizarea capătului inferior al conductei magnetice a emițătorului inelar într-un plan cu capătul emitent al ghidului acustic este optiune optimăDeoarece plasarea sub capătul emitent al ghidului de undă duce la formarea unei zone moarte (stagnante) pentru un convertor inelar (conductă de emițător). Plasarea capătului inferior al conductei magnetice emițătoare inelară deasupra capătului emitent al ghidului de undă reduce eficiența convertorului de inel. Ambele variante duc la o scădere a intensității efectului câmpului acustic total asupra mediului lichid prelucrat și, în consecință, la o scădere a intensificării procesului tehnologic.

Deoarece suprafața radiantă a emițătorului magnetostrictiv a inelului este un perete cilindric, atunci se produce focalizarea energiei solide, adică. Concentrația câmpului acustic este creată de-a lungul liniei axiale a țevii, la care este apăsată miezul magnetic radiator. Deoarece convertorul de bază cu ultrasunete are o suprafață radiantă sub forma unei sfere concave, această suprafață emițătoare se concentrează, de asemenea, pe energia sonoră, dar lângă punctul care se află pe linia axială a țevii. Astfel, la diverse lungimi focale, focul de pe ambele suprafețe radiante coincid, concentraând energia acustică puternică într-un volum mic al camerei de lucru. Deoarece capătul inferior al conductei magnetice ale emițătorului inelului este amplasat într-un plan cu capătul emitent al unui ghid de undă acustic, în care o sferă concavă este înlocuită cu o rază egală cu jumătate de lungimea conductei magnetice a emițătorului magnetostrictiv al inelului, punct de focalizare al energiei acustice se află în mijlocul liniei axiale a țevii, adică În centrul camerei de lucru a instalației, o puternică energie acustică este concentrată într-un volum mic ("ultrasunete. Micuță enciclopedia", ed-ul principal. I.p.gulanina, m.: Enciclopedia sovietică, 1979, p.367-370). În domeniul focalizării energiilor acustice ale ambelor suprafețe radiante, intensitatea efectului câmpului acustic asupra mediului lichid prelucrat este de sute de ori mai mare decât în \u200b\u200balte zone ale camerei. Se creează un volum local cu o intensitate puternică a expunerii la câmp. Datorită intensității puternice a influenței puternice, sunt distruse și materialele dificile. În plus, în acest caz, o ultrasunete puternică este atribuită de pe pereți, care protejează pereții camerei de distrugerea și poluarea materialului care este procesat de distrugerea produsului pereților. Astfel, suprafața capătului radiativ al gâmpuitului acustic concav, sferic, cu o rază a sferei egală cu jumătate din lungimea conductei magnetice a emițătorului magnetostrictiv inelar, crește efectul expunerii la câmpul acustic asupra lichidului procesabil mediu și, prin urmare, asigură intensificarea procesului tehnologic fără a reduce calitatea produsului final.

După cum se arată mai sus, în instalația declarată în mediul lichid prelucrat, se formează un câmp acustic cu două frecvențe rezonante. Prima frecvență rezonantă este determinată de frecvența rezonantă a convertorului de magnetostriciție, a doua frecvență rezonantă a emițătorului magnetostrictiv inelar, presată pe conducta camerei de lucru. Frecvența rezonantă a emițătorului magnetostrictiv inelar este determinată din expresia LCP \u003d λ \u003d C / Freve, unde LCP este lungimea liniei de mijloc a conductei magnetice radiator, λ este lungimea valului în materialul conductei magnetice , C este viteza oscilațiilor elastice în materialul de conducte magnetice, frecvența rezonantă a emițătorului (A. V.Donskaya, Okkeller, S.Kratsh "Instalații electrotehnologice cu ultrasunete", Leningrad: Energoisdat, 1982, p.25). Cu alte cuvinte, cea de-a doua frecvență de rezonanță a instalației este determinată de lungimea liniei de mijloc a conductei magnetice inelare, care, la rândul său, se datorează diametrului exterior al țevii camerei de lucru: cu cât este mai lungă linia medie a Conducta magnetică, cu atât cea de-a doua frecvență rezonantă a instalației.

Prezența a două frecvențe rezonante în instalația revendicată vă permite să intensificați procesul tehnologic fără a reduce calitatea produsului final. Acest lucru este explicat după cum urmează.

Când este expus la câmpul acustic în mediul lichid prelucrat, fluxurile acustice apar - fluxurile de vortex staționare de lichid care apar în câmpul de sunet neomogene gratuit. În instalația revendicată în mediul lichid prelucrat, se formează două tipuri de unde acustice, fiecare cu frecvența rezonantă: un val cilindric se aplică radial de la suprafață interioară Țevi (cameră de lucru) și un val plat se extinde de-a lungul camerei de lucru de jos în sus. Prezența a două frecvențe rezonante îmbunătățește efectul asupra mediului lichid prelucrat al fluxurilor acustice, deoarece pe fiecare frecvență rezonantă sunt formate fluxurile lor acustice, care amestecă intens lichidul. De asemenea, duce la o creștere a turbulențelor fluxurilor acustice și la o agitare și mai intensă a fluidului tratat, care mărește intensitatea efectului câmpului acustic pe mediul lichid procesat. Ca rezultat, procesul tehnologic este intensificat fără a reduce calitatea produsului final.

În plus, sub influența câmpului acustic în mediul lichid prelucrat, se produce cavitația - formarea de pauze ale mediului lichid în care apare scăderea presiunii locale. Ca urmare a cavitației, se formează bule de cavitație a gazelor de vapori. Dacă câmpul acustic este slab, bulele rezonează, pulsate în câmp. Dacă câmpul acustic este puternic, o bule prin perioada de undă de sunet (carcasa perfectă) slams, deoarece se încadrează în zona presiunii ridicate generate de acest câmp. Slashing, bulele generează perturbări hidrodinamice puternice într-un mediu lichid, radiație intensă a undelor acustice și provoacă distrugerea corpurilor solide, învecinate cu lichidul de cavitație. În instalația revendicată, câmpul acustic este mai puternic în comparație cu câmpul acustic al instalației prototipului, care este explicată prin prezența a două frecvențe de rezonanță în ea. Ca urmare, în instalația revendicată, probabilitatea bulelor de cavitație este mai mare, ceea ce sporește efectele de cavitație și mărește intensitatea efectului câmpului acustic asupra mediului lichid procesabil și, prin urmare, asigură intensificarea procesului tehnologic fără reducere calitatea produsului final.

Cu cât este mai mică frecvența rezonantă a câmpului acustic, cu atât este mai mare balonul, deoarece perioada de frecvență joasă este mare și bulele au timp să crească. Bubul de viață la cavitație este o perioadă de frecvență. Plimbare, bubble creează o presiune puternică. Cu atât mai multe bule, în special presiune ridicata Se creează când se lovește. În instalația cu ultrasunete declarată, datorită sunetului de două frecvențe al fluidului tratat, bulele de cavitație diferă în dimensiune: mai mare decât efectul asupra mediului de frecvență scăzută de lichid și frecvența mică. La curățarea suprafețelor sau la procesarea unei suspensii, bulele mici penetrează în fisuri și cavități de particule solide și, lovindu-se, formează efecte microgene, slăbirea integrității particulei solide din interior. Bubblele mai mari, sfidând, provoacă formarea de noi microcracuri în particule solide, chiar slăbind conexiunile mecanice în ele. Particulele solide sunt distruse.

În emulsificarea, dizolvarea și amestecarea, bulele mari distrug legăturile intermoleculare în componentele amestecului viitor, scurtarea lanțurilor și formarea condițiilor pentru bule mici pentru distrugerea în continuare a legăturilor intermoleculare. Ca urmare, intensificarea procesului tehnologic crește fără a reduce calitatea produsului final.

În plus, în instalația revendicată, ca urmare a interacțiunii undelor acustice cu frecvențe rezonante diferite în mediul lichid prelucrat, există bătăi cauzate de suprapunerea a două frecvențe (principiul suprapunețiilor), care provoacă o creștere rapidă instantanee în amplitudinea presiunii acustice. În astfel de momente, puterea impactului acustic a undelor poate depăși puterea specifică a instalației de mai multe ori, care intensifică procesul tehnologic și nu numai că nu reduce, ci îmbunătățește calitatea produsului final. În plus, creșterea bruscă a amplitudinilor de presiune acustică facilitează alimentarea germenilor de cavitație în zona de cavitație; Creșterea cavitației. Bule de cavitație, formând în pori, nereguli, fisuri ale suprafeței corpului solid, care sunt în suspensie, formează fluxuri acustice locale care sunt amestecate intens cu lichid în toate microvipurile, care vă permit, de asemenea, să intensificați procesul tehnologic fără reducere calitatea produsului final.

Astfel, din cele de mai sus rezultă că instalarea ultrasonică declarată, datorită posibilității de formare a unui câmp acustic de două frecvențe în mediul lichid procesabil, în timpul implementării asigură realizarea unui rezultat tehnic în creșterea intensificării procesului tehnologic fără a reduce Calitatea produsului final: rezultatele suprafețelor de curățare, dispersarea componentelor solide în lichid, procesul de emulsificare, agitarea și dizolvarea componentelor mediului lichid.

Desenul prezintă instalarea cu ultrasunete declarată. Instalarea cu ultrasunete conține un convertor de magnetostriciție cu ultrasunete 1 cu o suprafață radiantă 2, un ghid de undă acustic 3, o cameră de lucru 4, o conductă magnetică 5 a emițătorului de magnetostricire inelar 6, un inel de etanșare elastic 7, călcâiul 8. Circuitul magnetic 5 Oferă găuri 9 pentru a efectua o lichid de excitație (nereprezentată). Camera de lucru 4 se face sub forma unui metal, cum ar fi oțel, o țeavă cilindrică. În exemplul de realizare a instalației, ghidul de undă 3 este realizat sub forma unui con trunchiat, în care capătul elastic 10 cu ajutorul unui inel de etanșare elastic 7 este strâns atașat la partea inferioară a țevii din camera de lucru 4 și capătul de primire 11 prin axial este conectat prin călcâiul 8 cu suprafața radiantă 2 a convertizorului 1. Conducta magnetică 5 realizată sub forma unui ambalaj de plăci de magnetostocare având o formă de inele și acustic apăsată rigid pe conducta Camera de lucru 4; În plus, conducta magnetică 5 este echipată cu o lichid de excitație (nu este prezentată).

Inelul elastic de etanșare 7 este fixat la capătul radiant al 10 guide 3 în zona nodului de deplasare. În acest caz, capătul inferior al conductei magnetice 5 al emițătorului inelar 6 este amplasat într-un plan cu capătul de emițător 10 al lui Guide de undă acustică 3. și suprafața capătului de emițător 10 a ghidului de undă acustică 3 este concavă, sferice, cu o rază a unei sfere egală cu jumătate din conducta magnetică a emițătorului de magnetostricire de 5 inel 6.

Ca un convertor cu ultrasunete de tijă, de exemplu, se poate utiliza un traductor de magnetostricitare cu ultrasunete tip PMS-15A-18 (BT3.836.001 TU) sau PMS-15-22 9Syuit.671.119.101.003). Dacă procesul tehnologic necesită frecvențe mai mari: 44 kHz, 66 kHz etc., atunci convertorul de tijă este realizat pe baza piezoceramicii.

Conducta magnetică 5 poate fi realizată din material cu strictă negativă, cum ar fi nichelul.

Instalarea cu ultrasunete funcționează după cum urmează. Tensiunea sursei de alimentare pe excitația excitației convertizorului 1 și a emițătorului de magnetosticare inelar 6. Camera de lucru 4 este umplută cu mediul lichid tratat 12, de exemplu, pentru a efectua dizolvarea, emulsificarea, dispersarea sau umplerea unui mediu lichid pe care părțile pentru curățarea suprafețelor sunt plasate. După furnizarea tensiunii de alimentare în camera de lucru 4 din mediul lichid 12, se formează un câmp acustic cu două frecvențe rezonante.

Sub influența câmpului acustic formabil de două frecvențe în mediul prelucrat 12 apar fluxuri acustice și cavitarea. În același timp, după cum se arată mai sus, bulele de cavitație diferă în dimensiune: mai mare decât efectul asupra mediului lichid de frecvență joasă și frecvența mică - înaltă.

Într-un mediu lichid de cauvitare, de exemplu, la dispersarea sau curățarea suprafețelor, bulele mici penetrează fisurile și cavitățile componentei solide ale amestecului și, formarea efectelor de microchnie, slăbirea integrității particulei solide din interior. Bubblele mai mari, sfidând, împărțiți o particulă slăbită din interior în fracțiuni mici.

În plus, ca urmare a interacțiunii undelor acustice cu frecvențe rezonante diferite, apar bateri, ducând la o creștere bruscă a amplitudinii presiunii acustice (la grevă acustică), ceea ce duce la o distrugere și mai intensă a straturilor Suprafața purificată și la o măcinare și mai mare a fracțiilor solide în mediul procesat lichid atunci când primește o suspensie. În același timp, prezența a două frecvențe rezonante sporește turbulența fluxurilor acustice, care contribuie la agitarea mai intensă a mediului lichid tratat și distrugerea mai intensă a particulelor solide atât pe suprafața părții, cât și pe suspensie.

Cu emulsificarea și dizolvarea, bulele mari de cavitație distrug legăturile intermoleculare în componentele amestecului viitor, scurtarea lanțurilor și formarea condițiilor pentru bulele de cavitație mici pentru distrugerea în continuare a legăturilor intermoleculare. Impactul valului acustic și turbulența sporită a fluxurilor acustice, care sunt rezultatele unei sunări de două frecvențe ale mediului lichid prelucrat, distrugând, de asemenea, legăturile intermoleculare și intensifică procesul de amestecare a mediului.

Ca urmare a impactului comun al factorilor enumerați mai sus asupra mediului lichid procesabil, procesul tehnologic efectuat este intensificat fără a reduce calitatea produsului final. Deoarece testele au arătat, în comparație cu prototipul, puterea specifică a convertorului revendicat este de două ori mai mare.

Pentru a spori impactul cavitației în instalare, poate fi furnizată o presiune statică crescută, care poate fi implementată în mod similar cu prototipul (A.V. Donovskaya, Okkeller, S.Kratsh "Instalații de electrotehnologie cu ultrasunete", Leningrad: Energoisdat, 1982, p.169) : Sistemul de conducte asociate cu volumul intern al camerei de lucru; cilindru de aer comprimat; Supapa de siguranță și manometru. În acest caz, camera de lucru trebuie să fie echipată cu un capac ermetic.

1. Instalarea cu ultrasunete care conține un convertor cu ultrasunete, o cameră de lucru, realizată sub formă de țeavă cilindrică metalică și un ghid de undă acustic care emite capătul căruia este atașat ermetic la partea inferioară a țevii cilindrice prin intermediul unei etanșări elastice inelul și capătul de primire al acestui ghid de undă este conectat rigid acustic la suprafața radiației. Traductorul cu ultrasunete, caracterizat prin aceea că instalarea a introdus suplimentar un emițător magnetostrictiv inelar, al cărui miezul magnetic este pragul rigid acustic la conducta de lucru cameră.

2. Instalare conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că inelul elastic de etanșare este fixat pe capătul radiator al guidelor de undă în zona nodului de deplasare.

3. Instalare conform revendicării 2, caracterizată prin aceea că capătul inferior al conductei magnetice al emițătorului inelar este amplasat într-un plan cu capătul emitent al ghidului de undă acustic.

4. Instalarea conform revendicării 3, caracterizată prin aceea că suprafața capătului de undă acustică este concavă, sferică, cu o rază de sferă egală cu jumătate din lungimea conductei magnetice a emițătorului de magnetosticare inelar.