Ультразвуковая центрифуга

)5 В 05 В 5/00 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН нологичерифугам, зделения зообразрифуг для механичедля цзмеационныхать к до- роработГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Институт автоматики АН КиргССР(56) Авторское свидетельство СССРКт 490503, кл. В 04 В 5/10, 1973.(57) Использование; разделение на фракциисыпучих, жидких и газообразных сред, Сущность изобретения: барабан ультразвуковойцентрифуги выполнен в виде пьезокерамиИзобретение относится к тех ским процессам, в частности к цент и может быть использовано для ра на фракции сыпучих, жидких и га ных сред.Известно использование цент разделения сред на фракции с ским приводом барабана, поэтому рения их технических и эксплуат характеристик приходится прибег полнительным конструктивным п кам. Недостатками данных центрифуг является их низкая долговечность и высокое энергопотребление.Наиболее близкой по технической сущности является центрифуга также.с механическим приводом барабана, в которой имеется цилиндрический корпус и барабан с приводом. ческого резонатора, на внутренней и внешней поверхности которого размещены полосковые электроды. Один конец резонатора посредством пьезокерамического кольца жестко закреплен на корпусе, а на другом конце резонатора установлено кольцо с выводными отверстиями, выполненное из звукопоглощающего материала. Электроды объединены в две системы для подключения к источнику переменных напряжений, сдвинутых по фазе на ж/2. 6 ил. Недостатки такой центрифуги заключаются в том, что наличие вращающихся частей в конструкции снижает ее долговечность, как в целом всего класса устройств такого типа и увеличивает энергопотребление.Цель изобретения - повышение надежности и снижение энергоемкости.Поставленная цель достигается за счет использования вращающегося ультразвукового поля, Это свойство реализовано тем, что в конструкции барабан и привод барабана совмещены и выполнены в виде пьезокерамического резонатора цилиндрической формы, поляризованного тангенциально. На внутренней и внешней поверхностях резонатора вдоль его оси размещены металлические полосковые электроды, количество которых равно 2 п 1, где 1 п - четное число не менее 4. Один конец резонатора закреплен жестко в корпусе посредством пьезокерамического кольца с металлическими элект- дреустанавливаетсяультразвуковая вращародами на торцовых поверхностях, Свобод- ющаяся волна, мгновенная картина которой ный конец резонатора охвачен кольцом из показана на фиг. 2 в случае четырехэлектзвукопоглощающего материала с выводны- родного резонатора и на фиг. 5 - в случае ми диаметрально-противоположными от восьмиэлектродного резонатора, Ультраверстиями, направленными по касательной. звуковая волна создает внутри цилиндриче- Э ектроды на поверхности резонатора че- ского резонатора ультразвуковое рез один объединены в две системы, под- вращающееся поле, которое увлекает за сключенные к источнику переменных бой среду и раскручивает ее. В результате напряжений, сдвинутых по фазе на л/2, В 10 действия центробежных сил раскручиваеотдельно взятой системе электроды соеди- мая среда делится на фракции. При этом нены между собой последовательно. крупная фракция сосредотачивается у стеНа фиг. 1 представлен общий вид цент- нок цилиндра. Одновременно в пьезокерарифуги; на фиг. 2 - то же, разрез; на фиг. 3 мическом крепежном кольце возбуждаются - схема соединения электродов между со толщинные колебания, которые передаются бой и подключения ее к источнику питания стенкам цилиндрического резонатора, возие изгибные волны на примере пьезокерамического резонато- буждая в них бегущие и гиет рыщя полосковыми электродами на вдоль стенки цилиндра, С одновременным внутренней и внешней поверхностях цилин- разделением на фракции сред р щдра; на фиг. 4 - передача толщинных коле ется в объеме по спирали и, дойдя до звукобаний кольца крепления цилиндра в поглощающего кольца, выталкивается в корпусе в изгибные колебания стенок ци- специальные отверстия 7. Скорость вращет аектория движения разделяе- ния ультразвукового поля определяется комой на фракции среды; на фиг. 5 и 6 - схема личеством электродов, нанес ь соединения между собой электродов, под боковую поверхность цилиндра. Так, в частключение их к источнику питания, а также ности для резонатора из пьезомассы типа мгновенная картина деформации цилиндра Р 2 Т - 4 при соотношении размеров /лектродами на поверхности. где Н - высота цилиндруа; О - диаметр цис восемью элПредлагаемая центрифуга представля- линдра; при О = 3. м в случет собой пьезокерамический резонатор 1 в 30 электродов резонансная частота 1 = 11 10 виде цилиндра, поляризованного тангенци- Гц, При возбуждении в резонаторе колебаально (направление поляризации р показа- ний типа и = 2, т.е. вдоль окружности уклано на фиг. 1 стрелками). На внутренней и дывается две волны, частота вращения внешней поверхности цилиндра на равном составляет вlп = 31.10 рад/с,с о нии друг от друга нанесено четное 35 Предлагаемую конструкцию центрифу 2 гп = 8 количество электродов 2, охватываю- ги выгодно отличает отсутствие д ущ расстоянии дв иж ихщих стенку цилиндра кольцом. Электроды ся частей, что обуславливает как соединены в две системы, подключенные к надежность устройства, так и незначительисточнику переменных напряжений, сдви- ную потребность в электроэнергии для раснутых по фазе на угол л /2. В системы объ кручивания среды.единены отдельно четные и нечетные Формула изобретения электроды, причем внутри системы электро- Ультразвуковая центрифуга, содержады соединены между со ой чсобой через один по- щая цилиндрические корпус и барабан, отследовательно. Цилиндр. ц р одним концом личающаяся тем,что,сцельюповышежестко закреплен в корпусе 3 посредством 45 ния надежности и снижения энергоемкости пьезокерамического кольцаа 4 поляризо- за счет использования вращающегося ультванного потолщине, на торцовых поверхно- развукового поля, барабан выполнен в виде стях которого нанесены иеполосковые пьезокерамического резонатора, поляризоэлектроды 5. Свободный конец цилиндра ванного тангенциально, на внутренней и охвачен кольцом 6 из звукопоглощающего 50 внешней поверхности резонатора вдоль егоснабженным выводными отвер- оси размещены полосковые электроды, коматериала, сна женн 2 а г е а - четное7 направленными по касательной в личество которых равно, гддиаметрально противоположных точках. число не менее 4, один конец р рк езонато аЦентрифуга работает следующим обра- жестко закреплен в корпусе посредством55 пьезокерамического кольца с металличеОт источника переменных напряжений, скими электродами на торцевых поверхносдвинутых на й, воз у/2, збуждающее напря- стях, свободный конец резонатора охвачен жение подается одновременно н чо на четные и кольцом из звукопоглощающего материала, нечетные электроды. результными отверстиями, направленными по касательной, причем электроды на поверхности резонатора через один объединены в две системы для подключения к источнику переменных напряжений, сдвинутых по фазе на к/2, а в системах электроды соединены между собой последовательно.