Ультразвуковой стержневой излучатель

(19) Ш (51) 5 В ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕХЕ Комитет Российской Федераци по патентам и товарным знака(76) Тарасов Виталий Львович; Родионов ВладимирАлександрович; Яковлев Александр Дмитриевич(54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СТЕРЖНЕВОЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ(57) Изобретение относится к механике СВЧ и может быть использовано для передачи ультразвуковой энергии в жидкие среды. Сущность: содержитстержневой волновод с канавками на боковой поверхности, выполненными в виде кольцевых проточек и с глухими отверстиями, каждое из которых пересечено двумя соседними канавками и двумя выступами, образованными ими, при этом каждый выступ пересечен хотя бы одним глухим отверстием, глубина кот. ,.с, Зины каавки, а расположены они на боковой поверхности излуча-. теля в шахматном порядке. Стенки канавок выполнены рельефными, Такая конструкция эффективна дпя турбулизации потока среды, что обеспечивэс 1 повышение времени его прохождения в зоне дейОвия ультразвуковых колебаний. 3 зпф-пы 2 ип.45 50 55 юИзобретение относится к механике С 8 Чи может быть использовано для передачиультразвуковой энергии в жидкие среды.Известен ультразвуковой стержневойизлучатель, содержащий стержневой волновод, на внешней боковой поверхности которого выполнены канавки, расположенные по встречно-направленным винтовым линиям, выбранный в качестве прототипа.Недостатками данной формы излучателя являются низкий коэффициент передачи звуковых колебаний в среду, особенно при работе в потоке среды,т,к. из-за малого сопротивления в пограничном слое излучателя, вызванного микроколебаниями его поверхности, поток начинает двигаться по пути наименьшего сопротивления. т,е. вдоль одной винтовой канавки, а в местах пересечения с другой винтовой канавкой образуется застойная зона среды, не участвуощая в движении потока. Малое время прохождения потока среды не позволяетдостаточно полно передать ей энергию ультразвуковых колебаний стержневого излучателя,Цель изобретения - повышение функциональных воэможностей путем обеспечения эффективного использования в потоке среды, а также повышение коэффициента передачи звуковых колЖаний среде.Цель достигается тем, что в известном ультразвуковом излучателе, содержащем стержневой волновод с канавками на боковой поверхности, последние выполнены в виде кольцевых проточек и дополнительно на боковой поверхности выполнены глухие отверстия, каждое иэ которых пересечено двумя соседними канавками и двумя выступами, образованными ими, при этом каждый выступ полностью пересечен хотя бы одним глухим отверстием, глубина которого больше глубины канавки, а расположены глухие отверстия на боковой поверхности излучателя в шахматном порядке. Стенки канавок выполнены рельефными.Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый ультразвуковой излучатель отличается выполнением формы боковой его поверхности в виде кольцевых проточек, пересеченных определенным образом глухими отверстиями, глубина которых больше глубины кольцевых проточек и стенки которых выполнены рельефными. Таким образом заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна", Анализ известных технических решений в исследуемой области строительного производства позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличитель 10 15 20 25 30 35 40 ными признаками в заявляемом ультразвуковом стержневом излучателе, и признать заявляемое решение соответствующим критерию "существенные отличия",На фиг. 1 показана конструкция стержневого излучателя; на фиг. 2 показан вариант выполнения стержневого излучателя с рельефными стенками кольцевых канавок.Излучатель содержит стержневой волновод 1 с кольцевыми канавками 2, образующими кольцевые выступы 3, и электромеханический преобразователь 4, соединенный с торцовой частью стержневого волновода 1, на боковой поверхности которого выполнены глухие отверстия 5, расположенные вдоль четырех образующих ее в шахматном порядке, при этом диаметрально противоположные глухие отверстия 5 расположены на одном уровне, а каждое из них пересечено двумя соседними кольцевыми канавками 2 и двумя выступами, образованными ими. Таким образом каждый выступ 3 стержневого волновода 1 пересечен глухими отверстиями 5 в двух местах полностью, Глубина глухих отверстий 5 больше глубины кольцевых канавок 2, а на боковых стенках последних выполнены углубления 6 в виде радиально расположенных лунок, придающих стенкам рельефную форму.Излучатель работает следующим образом, Стержневой волновод 1 под действием ультразвуковых колебаний, возбуждаемых в электромеханическом преобразователе 4, совершает микроперемещения, передавая энергию жидкой среде, в которую помещен стержневой волновод 1. При прохождении потока жидкой среды от свободного конца стержневого волновода 1 в сторону электро- механического преобразователя 4 поток проходит от одной кольцевой канавки 2 к другой через полость глухих отверстий 5 и мимо углублений 6, испытывая резкие ускорения в узких каналах на входе в полость глухих отверстий 5 и резкие торможенид на выходе из нее, обусловленные резким увеличением обьема и наличием застойной зоны в полости выступа 3, расположенной против движения потока среды. Кроме того, поток среды резко изменяет направление движения как в плоскости развертки боковой поверхности стержневого волновода 1, так и в перпендикулярном направлении изза резкого изменения глубины проходного канала на стыке кольцевых канавок 2 с глухими отверстиями 5 При таком сложном движении поток жидкой среды турбулиэируется, скорость его движения замедляется и происходит перемещиванив жидкости как за счет передачи ультразвуковых колеба2001696 Испытания предложенной конструкции ультразвукового стержневого излучателя показали, что он эффективно работает и в неподвижной и в подвижной жидкой среде 5 и позволяет в последнем случае повысить КПД по излучаемой акусти вской энерги почти на 30,.(56) Авторское свидетельство СССР М 716181, кл, В 06 В 1/06, 1977, 10 Формула изобретения1. УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СТЕРЖНЕВОЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ, содержащий стержневой волновод с канавками на боковой поверхности и образованными ими выступами, отличающийся тем, что на боковой поверхности волновода выполнены глухие отверстия, каждое иэ которых пересечено двумя соседними канавками, выполненными в виде кольцевых проточек, и двумя выступами, каждый из которых полностью пересечен по крайней мере одним глухим 25 отверстием. ний, так и за счет турбулиэации, причем влияние первого фактора усиливается из-эа повышения времени нахождения жидкости в зоне действия ультразвуковых колебаний, что и позволяет повысить коэффициент передачи звуковых колебаний среде как эа счет прямого действия их на жидкость, так и косвенного воздействия за счет турбулиэдции потока. 2. Излучатель по п.1, отличающийсятемчто глубина глухого отверстия большеглубины канавки. 3. Излучатель по пп.1 и 2, отличающийся тем, что глухие отверстия на боковой поверхности расположены в шахматном порядке,4. Излучатель по пп.1 - 3, отличающийся тем, что стенки канавок. выполнены рельефными.2001696 Уие едактор Т. Лошкарев РектоР О,Кравцов Подписное рои Заказ 314 11303