ИЗЛУЧАТЕЛЬ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ШИРОКОПОЛОСНЫЙ

Предлагаемое техническое решение относится к акустическим системам и, в частности, к ультразвуковым излучателям, используемым для интенсификации технологических процессов.
Известны ультразвуковые излучатели роторного типа, работающие в жидкости в режиме кавитации, создающие высокочастотные колебания за счет ударных волн, образующихся в результате схлопывания кавитационных пузырьков. Такие излучатели используются для интенсификации процессов в различных жидкостных реакторах [1].
Известны ультразвуковые излучатели соплового типа, работающие в жидкости в режиме кавитации. Такие излучатели используются для интенсификации процессов обработки нефтяного пласта [2].
К недостаткам вышеперечисленных типов излучателей относится то, что воздействие осуществляется только в жидкой среде.
Наиболее близкой по существенным признакам является конструкция излучателя [3, прототип] на основе пьезоэлектрического эффекта. Он состоит из возбудителя колебаний и концентратора/волновода. К существенным недостаткам такого излучателя относится сложность получения колебаний широкого спектра высоких частот. К тому же, жидкость при воздействии интенсивного ультразвука нагревается, что мешает поддерживать температуру, оптимальную для кавитации.
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель является получение высокочастотных колебаний широкого спектра, включающих спектр кавитационных шумов.
В предлагаемом техническом решении ультразвуковой пьезоизлучатель помещается в содержащую жидкость камеру, оснащенную тонкой мембраной, расположенной параллельно излучающей поверхности излучателя на расстоянии, превышающем размеры кавитационного кластера.
На фигуре 1 представлена схема ультразвукового кавитационного излучателя.
Он состоит из типового ультразвукового излучателя 1, камеры 2, заполненной жидкостью. На стакане установлены патрубки 3 для циркуляции жидкости. Дно стакана выполнено в виде тонкой мембраны.
Излучатель работает следующим образом. Ультразвуковой вибратор 1 создает колебания с ультразвуковой частотой и амплитудой достаточной для возникновения кавитации. Возникающие в результате кавитации ударные волны передаются через мембрану 4 во внешнюю среду. В результате ультразвукового воздействия жидкость в камере достаточно быстро нагревается. Для того чтобы излучатель мог работать длительное время без остановки камера оснащена системой циркуляции жидкости. Циркуляция жидкости позволяет поддерживать требуемую температуру в камере, при которой кавитация происходит наиболее интенсивно.
Техническим результатом предложенной полезной модели является возможность получения колебаний широкого спектра и их перевода в газовую или твердую фазу.
Литература
1. Хафизов Н.Ф. Кавитационно-вихревой абсорбер для очистки газов // Проблемы прогнозирования, предупреждения и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций: III Всерос. науч.-практ. конф - Уфа, 2002.
2. Мартынов В.П. Кавитационно-волновая технология скважинной обработки нефтяного пласта / Горный информационно-аналитический бюллетень №6, 2006, 14 с. - Деп. в МГГУ 23.03.2006, №461/06-06.
3. Пат. №2141386 Ультразвуковая колебательная система / Р.В.Барсуков, В.Н.Хмелев, С.Н.Цыганок, прототип.