close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY 12960

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2010.02.28
(12)
(51) МПК (2009)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 12960
(13) C1
(19)
B 01F 11/00
B 06B 3/00
УСТАНОВКА ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО
ДИСПЕРГИРОВАНИЯ ИЛИ ЭМУЛЬГИРОВАНИЯ
(21) Номер заявки: a 20080408
(22) 2008.04.01
(43) 2009.12.30
(71) Заявитель: Государственное научное
учреждение "Институт технической
акустики Национальной академии
наук Беларуси" (BY)
(72) Авторы: Луцко Валерий Федорович;
Еремеев Александр Сергеевич; Клубович Владимир Владимирович; Рубаник Василий Васильевич (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Институт технической акустики Национальной академии наук Беларуси" (BY)
(56) ПАНОВ А.П. Ультразвуковая очистка
прецизионных деталей. - М.: Машиностроение, 1984. - С.17.
RU 2050963 C1, 1995.
SU 683793, 1979.
RU 2183986 C2, 2002.
BY 12960 C1 2010.02.28
(57)
Установка для ультразвукового диспергирования или эмульгирования, содержащая
ультразвуковой преобразователь, реактор с трубчатым корпусом, в который вмонтированы входной и выходной штуцеры для подвода и отвода жидкой среды соответственно, и
расположенный внутри трубчатого корпуса излучатель, отличающаяся тем, что содержит
BY 12960 C1 2010.02.28
трансформатор амплитуды продольных колебаний, установленный между ультразвуковым преобразователем и излучателем; внутри трубчатого корпуса расположена втулка с
резьбовым отверстием, причем втулка и излучатель выполнены в виде винтовой пары и
установлены так, что минимальная величина зазора между ними составляет больше половины амплитуды колебаний излучателя в зоне пучности смещения продольной волны, на
торце излучателя жестко закреплена насадка, напротив которой на расстоянии, величина
которого больше половины амплитуды ее колебаний, в трубчатом корпусе установлен
вкладыш, при этом трубчатый корпус присоединен к трансформатору амплитуды продольных колебаний в узле смещения продольной волны, а выходной штуцер установлен в
торцевой части корпуса с возможностью поджатия к нему вкладыша и втулки.
Изобретение относится к установкам для ультразвуковой обработки в жидкой среде и
может быть использовано для диспергирования порошковых материалов и эмульгирования жидкостей в жидкостях.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению является установка для обработки жидких сред, содержащая реактор с трубчатым корпусом, ультразвуковой преобразователь, консольно прикрепленный к нему излучатель, расположенный
внутри трубчатого корпуса, входной штуцер, подающий во внутреннюю полость трубчатого корпуса обрабатываемую жидкость, выходной штуцер, отводящий из полости обработанную жидкость [1]. Установка также позволяет производить обработку жидких сред
под избыточным давлением.
Существенным недостатком этой установки является невысокая амплитуда колебаний
излучателя, обусловленная отсутствием элемента в колебательной системе, повышающей
его амплитуду. В этом случае колебания излучателя и преобразователя осуществляются с
одинаковой амплитудой, величина которой обычно не превышает 15 мкм, что не достаточно для диспергирования и эмульгирования большой группы порошковых материалов и
жидкостей. Наряду с этим, при такой амплитуде процессы диспергирования и эмульгирования протекают с низкой производительностью.
Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание
установки, позволяющей расширить технические возможности установки и повысить
производительность обработки.
Поставленная задача решается тем, что установка для ультразвукового диспергирования и эмульгирования, содержащая ультразвуковой преобразователь, реактор с трубчатым
корпусом, в который вмонтированы входной и выходной штуцера для подвода и отвода
жидкой среды, и расположенный внутри трубчатого корпуса излучатель, в соответствии с
изобретением содержит трансформатор амплитуды продольных колебаний, установленный между преобразователем и излучателем; внутри трубчатого корпуса расположена
втулка с резьбовым отверстием, причем втулка и излучатель выполнены в виде винтовой
пары и установлены так, что минимальная величина зазора больше половины амплитуды
колебаний излучателя в пучности смещения продольной волны, на торце излучателя жестко закреплена насадка, напротив которой на расстоянии, величина которого больше половины амплитуды ее колебаний, в трубчатый корпус установлен вкладыш, при этом
трубчатый корпус присоединен к трансформатору амплитуды в узле смещения продольной волны, втулка и излучатель выполнены в виде винтовой пары, а выходной штуцер установлен в торцевой части корпуса с возможностью поджатия к нему вкладыша и втулки.
В данном случае введение в предлагаемую установку закрепленного между ультразвуковым преобразователем и излучателем трансформатора амплитуды продольных колебаний
обусловлено необходимостью повышения величины амплитуды смещения на излучателе.
При этом без изменения конструкции установки возможно использование трансформаторов амплитуды с разными коэффициентами усиления. Таким образом, изменяя амплитуду
2
BY 12960 C1 2010.02.28
колебаний излучателя, можно оптимизировать процессы диспергирования и эмульгирования. Наряду с этим в узле смещения продольной волны на трансформаторе амплитуды
выполнен буртик, что является необходимым условием присоединения к нему трубчатого
корпуса реактора и крепление установки в едином технологическом узле.
Эрозионные эффекты кавитирующей жидкости являются определяющими для многих
жидкостных технологических процессов, в том числе при диспергировании и эмульгировании. С ростом амплитуды колебаний с 3 до 18 мкм кавитационная эрозия увеличивается
примерно в 50 раз. В то же время зона эрозионного воздействия с ростом амплитуды сжимается и локализуется у поверхности излучателя. Поэтому расположение внутри трубчатого корпуса реактора втулки с резьбовым отверстием и излучателя в виде винтовой пары
в заявляемом техническом решении обусловлено необходимостью эрозионного воздействия на всю находящуюся в зазоре между парой жидкую среду. Тем самым исключается
возможность прохождения обрабатываемой жидкой среды вне эрозионной зоны. Вместе с
тем такая конструкция излучателя и втулки позволяет значительно увеличить объем обрабатываемой жидкой среды, одновременно, находящейся в зоне эрозионного воздействия,
что позволяет вести процесс диспергирования и эмульгирования непрерывно и с высокой
производительностью. Замену изношенной винтовой пары на новую или на пару с другими параметрами винтовой поверхности можно производить без конструктивных изменений остальных элементов, входящих в установку.
Закрепление насадки в предполагаемом изобретении на торце излучателя, находящегося в зоне максимального эрозионного воздействия, позволяет защитить поверхность
торца излучателя от разрушения кавитирующей жидкостью. При этом разрушению подвергается несложная по конструктивному исполнению насадка. Срок службы излучателя,
который является наиболее сложным элементом конструкции, в этом случае значительно
увеличивается. После некоторого периода работы, при достижении определенной степени
износа насадки, ее отвинчивают и заменяют новой.
Расположением вкладыша внутри трубчатого корпуса напротив насадки, вне посредственной близости от нее, в заявляемой установке обеспечивается прохождение обрабатываемой жидкой среды через зону максимального эрозионного воздействия. Изменением
конструктивных размеров вкладыша можно обеспечить необходимую толщину слоя жидкости, находящейся между насадкой и вкладышем, при которой процесс диспергирования
и эмульгирования будет проходить в оптимальном режиме. Так же как и насадка, вкладыш разрушается кавитирующей жидкостью. Изношенный вкладыш заменяется новым.
Посредством установленного в торцевой части трубчатого корпуса и крепящегося к
нему с помощью резьбового соединения выходного штуцера в предполагаемом изобретении одновременно осуществляется прохождение обработанной жидкой среды и поджатие
вкладыша и втулки к корпусу. Когда возникает необходимость замены насадки, вкладыша,
втулки, излучателя или в связи со сменой одного обрабатываемого вещества на другое,
выходной штуцер отвинчивается и через образовавшееся отверстие производится их замена.
Предлагаемая минимальная величина зазора между поверхностями винтовой пары
должна быть больше половины амплитуды колебаний излучателя в пучности смещения
продольной волны, так как это позволяет исключить возможность контактно-динамического
взаимодействия пары. В противном случае такое взаимодействие может не только вывести
из резонансного режима колебательную систему, но привести к ее разрушению. По этой
же причине предложено минимальное расстояние между насадкой и вкладышем, величина
которого должна быть больше половины амплитуды колебаний насадки.
Техническая сущность изобретения поясняется прилагаемым чертежом, где на фиг. 1
изображена предлагаемая установка и распределение амплитуды продольных колебаний в
акустической системе.
Установка для ультразвукового диспергирования и эмульгирования содержит последовательно соединенные ультразвуковой преобразователь 1, трансформатор амплитуды
продольных колебаний 2, выполненный в виде винта излучатель 3, на торце которого за3
BY 12960 C1 2010.02.28
креплена насадка 4. К буртику, выполненному на трансформаторе амплитуды 2, с помощью кольца 5 присоединен трубчатый корпус 6 с вмонтированным в него входным штуцером 7. Внутри корпуса установлены втулка 8 с резьбовым отверстием и вкладыш 9.
Последние поджимаются к корпусу 6 выходным штуцером 10.
Работа установки осуществляется следующим образом.
Подают питание на преобразователь 1, от которого ультразвуковые колебания посредством трансформатора амплитуды 2 передаются на излучатель 3 и на закрепленную на его
торце насадку 4. Обрабатываемую жидкую среду через входной штуцер 7 непрерывно подают в реактор с трубчатым корпусом 6. Проходя по зазору между втулкой 8 и излучателем 3 и далее между насадкой 4 и вкладышем 9, жидкая среда подвергается ультразвуковой
обработке. Через выходной штуцер 10 обеспечивается непрерывный отток обработанной
жидкой среды.
Использование предлагаемого изобретения позволит вести высокоамплитудную ультразвуковую обработку жидких сред, что значительно расширит номенклатуру диспергируемых порошковых материалов и эмульгируемых жидкостей. Установка обеспечит
непрерывность процессов диспергирования и эмульгирования с высокой производительностью также и при избыточном давлении.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
99 Кб
Теги
12960, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа