УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Полезная модель относится к ультразвуковой технике, а именно к колебательным системам с преобразованием направления колебаний и может быть использована как при разработке акустических систем различного технологического назначения, так и в существующем ультразвуковом оборудовании, созданном на базе преобразователей разных типов.
Известно устройство для ультразвуковой обработки в виде последовательно соединенных электроакустического преобразователя и волновода продольных колебаний, в узле смещения продольной волны которого перпендикулярно его оси расположен инструмент или трансформатор поперечных колебаний (А.С. СССР №446322, кл. В 06 В 1/00, бюл. №38, 1974 г.).
К недостаткам известного устройства для ультразвуковой обработки относятся большая масса и габариты волновода и трансформатора поперечных колебаний, что снижает мощность ультразвуковой энергии.
Задача, решаемая полезной моделью - уменьшение массы и габаритов волновода и трансформатора поперечных колебаний, повышение мощности ультразвуковой энергии.
Сущность полезной модели заключается в том, что ультразвуковой преобразователь, содержащий волновод, соединенный с трансформатором продольных колебаний, трансформатор поперечных колебаний и рабочий орган, имеет волновод выполненный в виде цилиндра длиной равной λ/2, а трансформатор поперечных колебаний в виде четырехугольной призмы на основаниях которой установлен рабочий орган, две боковые поверхности которого соединены с волноводом, а через центры двух других боковых поверхностей выполнено отверстие, ось которого перпендикулярна оси волновода и находится на расстоянии λ/8 от торца волновода, при этом длина призмы равна λ/7, где λ - длина волны в материале волновода.
Выполнение волновода в виде цилиндра длиной равной λ/2, а трансформатора поперечных колебаний в виде четырехугольной призмы на основаниях которой установлен рабочий орган, две боковые поверхности соединены с волноводом, а через центры двух других боковых поверхностей выполнено отверстие, ось которого перпендикулярна оси волновода и находится на расстоянии λ/8 от торца волновода, при этом длина призмы равна λ/7, где λ - длина волны в материале волновода, позволяет уменьшить массу и габариты волновода и трансформатора поперечных колебаний, повысить мощность ультразвуковой энергии.
На чертеже изображен ультразвуковой преобразователь.
Ультразвуковой преобразователь содержит волновод 1, трансформатор продольных колебаний 2, трансформатор поперечных колебаний 3, рабочий орган 4, отверстие 5.
Ультразвуковой преобразователь работает следующим образом.
Трансформатор продольных колебаний 2 возбуждает волновод 1 в осевом направлении, а в трансформаторе поперечных колебаний 3, в районе отверстия 5, происходит накопление пуассоновских деформаций по орбитальному контуру поперечного сечения и энергообмен между продольными и пуассоновскими деформациями. Наличие отверстия 5 снижает изгибную жесткость, то есть уменьшает сопротивление для поперечных колебаний и в результате увеличивает их амплитуду. Выполнение отверстия в виде эллипса позволяет достичь дополнительной концентрации колебаний за счет их фокусировки, а изменением соотношения большой и малой осей эллипса настроить оптимальную амплитуду колебаний боковых стенок, а так же торца волновода, амплитуда которого может быть установлена равной нулю.