SU1622027A1

SU1622027A1 - Apparatus for ultrasonic treatment

Info

Publication number: SU1622027A1
Application number: SU894645603A
Authority: SU
Inventors: Леонид Петрович Шингель; Тахир Вагизович Кибишев; Сергей Васильевич Иванов
Original assignee: Предприятие П/Я А-7650
Priority date: 1989-02-03
Filing date: 1989-02-03
Publication date: 1991-01-23

Abstract

Изобретение относитс к ультразвуковой технике и может примен тьс в ультразвуковых технологических устройствах при обработке материалов. Целью изобретени вл етс расширение технологических возможностей за счет увеличени амплитуды передаваемых колебаний. Устройство содержит корпус, выполненный в виде трансформатора 1 продольных колебаний. Корпус соединен с электроакустическим преобразователем 2. На рабочем конце трансформатора выполнена полость 3, закрыта мембраной 4 и заполненна жидкостью. Непосредственно у полости установлен гидравлический демпфер 6, который находитс в канале 7, соедин ющем полость 3 с сильфо- ном 8, расположенным в узловой плоскости колебаний трансформатора 1. Сильфон сжат пружиной 9, установленной между ним и упором 10, закрепленным на электроакустическом преобразователе. Изобретение позвол ет передавать колебани большой мощности на обрабатываемую поверхность изделий переменной кривизны. 1 ил.The invention relates to ultrasound technology and can be used in ultrasonic technological devices in the processing of materials. The aim of the invention is to expand the technological capabilities by increasing the amplitude of the transmitted oscillations. The device includes a housing made in the form of a transformer 1 of longitudinal vibrations. The housing is connected to the electroacoustic transducer 2. At the working end of the transformer, a cavity 3 is made, closed by a membrane 4 and filled with liquid. A hydraulic damper 6 is installed directly in the cavity, which is located in channel 7, which connects cavity 3 with bellows 8 located in the nodal oscillation plane of transformer 1. The bellows is compressed by a spring 9 installed between it and the anchor 10 fixed on the electroacoustic converter. The invention allows high-power vibrations to be transmitted to the surface to be treated with products of variable curvature. 1 il.

Description

Изобретение относится к ультразвуковой технике, точнее к устройствам для передачи колебаний, и может применяться в ультразвуковых технологических устройствах при обработке материалов.The invention relates to ultrasonic technology, more specifically to devices for transmitting vibrations, and can be used in ultrasonic technological devices when processing materials.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей за счет увеличения амплитуды передаваемых колебаний.The aim of the invention is the expansion of technological capabilities by increasing the amplitude of the transmitted oscillations.

На чертеже показано предлагаемое устройство.The drawing shows the proposed device.

Устройство содержит корпус 1, выполненный в виде трансформатора продольных колебаний. Корпус соединен с магнитострикционным преобразователем 2. На рабочем конце трансформатора выполнена полость 3, закрытая мембраной 4 и заполненная жидкостью. Боковые стенки 5 выполнены жесткими, толщина их не менее глубины полости. Непосредственно у полости установлен гидравлический демпфер 6, который находится в канале 7, соединяющем полость 3 с сильфоном 8, расположенным в узловой плоскости колебаний трансформатора 1. Сильфон сжат пружиной 9, установленной между ним и упором 10, закрепленным на электроакустическом преобразователе.The device comprises a housing 1, made in the form of a transformer of longitudinal vibrations. The housing is connected to a magnetostrictive transducer 2. At the working end of the transformer, a cavity 3 is made, closed by a membrane 4 and filled with liquid. The side walls 5 are made rigid, their thickness is not less than the depth of the cavity. Directly at the cavity, a hydraulic damper 6 is installed, which is located in the channel 7 connecting the cavity 3 with the bellows 8 located in the nodal plane of oscillation of the transformer 1. The bellows is compressed by a spring 9 installed between it and a stop 10 mounted on the electro-acoustic transducer.

Устройство работает следующим .образом.The device operates as follows.

Устройство поджимается к обрабатываемой поверхности, и под влиянием избыточного давления, создаваемого пружиной 9, мембрана 4 принимает форму обрабатываемой поверхности. При включении электроакустического преобразователя в трансформаторе возбуждаются колебания, которые через слой жидкости, находящейся в полости 3, и мембрану 4 передаются на обрабатываемую поверхность. Демпфер 6 практически непроницаем для высокочастотных колебаний, полость является замкнутой, что позволяет передавать через жидкость большую мощность. Кавитация подавляется за счет избыточного давления, создаваемого пружиной. Волновые сопротивления материала трансформатора и жидкости близки, что также способствует передаче мощности, которая может составлять 1—2 кВт. Сильфон расположен в узловой плоскости колебаний, где практически отсутствуют смешения, в результате чего в нем не возникают колебания. Кроме того, трансформатор может быть выполнен из титана или алюминия, а по лость заполнена ртутью. Трансформатор продольных колебаний необходим для концентрации мощности и получения нужной высокой амплитуды колебаний, а значит, и 5 мощности на рабочей поверхности. Расположение полости на конце трансформатора позволяет расположить мембрану в области максимума колебаний. Жесткие боковые стенки с толщиной не менее их высоты позволяют исключить изменение объема полости за счет их деформации и передать через жидкость, находящуюся в ограниченном объеме, мощную акустическую волну.The device is pressed against the surface to be treated, and under the influence of the excess pressure created by the spring 9, the membrane 4 takes the form of a surface to be treated. When the electro-acoustic transducer is turned on, vibrations are excited in the transformer, which are transmitted through the liquid layer located in the cavity 3 and the membrane 4 to the surface to be treated. Damper 6 is practically impervious to high-frequency oscillations, the cavity is closed, which allows to transmit large power through the liquid. Cavitation is suppressed due to the excess pressure created by the spring. The wave impedances of the material of the transformer and the liquid are close, which also contributes to the transfer of power, which can be 1-2 kW. The bellows is located in the nodal plane of oscillations, where there is practically no mixing, as a result of which oscillations do not occur in it. In addition, the transformer can be made of titanium or aluminum, and the cavity is filled with mercury. A transformer of longitudinal vibrations is necessary for concentration of power and for obtaining the desired high amplitude of vibrations, and hence 5 power on the working surface. The location of the cavity at the end of the transformer allows you to position the membrane in the region of maximum oscillations. Rigid side walls with a thickness of not less than their height make it possible to exclude a change in the volume of the cavity due to their deformation and transmit through the liquid in a limited volume a powerful acoustic wave.

Демпфер позволяет пропускать объемы жидкости, перетекающие в сильфон при де15 формациях мембраны, и в то же время является заглушкой полости на рабочей ультразвуковой частоте. Расположение сильфона в узловой плоскости колебаний трансформатора препятствует возбуждению в нем 2Q колебаний за счет динамических нагрузок. Пружина, установленная между сильфоном и упором, закрепленным на корпусе, сжимает сильфон й создает в полости, канале и сильфоне избыточное давление, подавляющее кавитацию. Выполнение трансфор25 матора из титана или алюминия и использование при этом ртути позволяют согласовать волновые сопротивления и передать через устройство максимальную мощность.The damper allows you to let the volumes of fluid flow into the bellows during membrane deformations, and at the same time it is a plug of the cavity at the working ultrasonic frequency. The location of the bellows in the nodal plane of oscillation of the transformer prevents the initiation of 2Q oscillations in it due to dynamic loads. A spring installed between the bellows and the stop fixed on the housing compresses the bellows and creates excessive pressure in the cavity, channel and bellows, which suppresses cavitation. The implementation of the transformer25 made of titanium or aluminum and the use of mercury in this case allow matching wave impedances and transmitting maximum power through the device.

Claims

Claim

A device for ultrasonic treatment, comprising a housing with an electro-acoustic transducer installed on it and a cavity formed by the rigid side walls of the housing and a membrane 35 mounted on its working end, the cavity being filled with liquid and connected through a channel to a bellows fixed to the housing, characterized in that, in order to expand technological capabilities 40 by increasing the amplitude of the transmitted oscillations, a stop, a damper and a spring are introduced into it, and the body is made in the form of a transformer longitudinal vibrations, the emphasis being fixed on the housing, the damper mounted in the channel of the housing, and the bellows 45 located in the nodal plane of its vibrations and connected with the emphasis by means of a spring, while the thickness of the side walls of the cavity of the housing is greater than their height.