УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТИРКИ

Полезная модель относится к бытовой технике и предназначена для использования в устройствах для акустической активации жидких сред, преимущественно при стирке.
Известны различные бытовые ультразвуковые устройства для стирки белья, выполненные в виде излучателя, служащего для преобразования высокочастотного электрического сигнала в механические колебания ультразвукового диапазона и передачу этих колебаний в водную среду (патент РФ №2116396, МПК D 06 F 19/00, публикация 1998 г.; патент РФ №2111301, МПК D 06 F 19/00, публикация 1998 г.; патент РФ №2200780, МПК D 06 F 19/00, публикация 2003 г.).
Известно устройство для стирки, содержащее преобразователь, формирующий электрические синусоидальные сигналы частотой от 1 до 100 кГц, модулированные частотой от 10 до 500 Гц, и излучатель, выполненный в виде корпуса из неметаллического материала, причем корпус выполнен из двух составных частей, а внутри корпуса закреплен один источник ультразвуковых колебаний (патент РФ на полезную модель №49828, МПК D 06 F 7/04, публикация 2005 г. - прототип).
Известное устройство обладает невысокой эффективностью в работе.
Задачей создания настоящей полезной модели является расширение арсенала технических средств, используемых в конструкциях ультразвуковых устройств для стирки, и создание устройства, обладающего повышенной эффективностью в работе и стабильностью параметров излучателя.
Сущность предлагаемой полезной модели заключается в следующем.
Ультразвуковое устройство для стирки содержит корпус и крышку, выполненные из полимерного материала, и расположенный в корпусе пьезокерамический преобразователь электрического высокочастотного сигнала в механические ультразвуковые колебания, залитый полимерным герметизирующим компаундом и соединенный электрически с внешним источником питания гибким влагозащищенным проводом, причем корпус и крышка имеют чашеобразную форму, при этом корпус содержит на своей наружной поверхности углубления, направленные вовнутрь устройства, а крышка выполнена в виде решетчатой конструкции с радиально расположенными ребрами жесткости.
Пьезокерамический преобразователь выполнен в виде кольца, плоские контактные поверхности которого покрыты серебром.
На внутренней поверхности корпуса образованы радиально расположенные выступы для фиксации пьезокерамического преобразователя и провода, подводящего к преобразователю электрический сигнал.
На наружной поверхности корпуса выполнено одно углубление, расположенное в центре поверхности, и ряд углублений, имеющих кольцевую форму и расположенных концентрично относительно центрального углубления.
На поверхности крышки в ее центре выполнено углубление, направленное вовнутрь устройства, а вокруг него образованы сквозные отверстия, имеющие кольцевую форму и расположенные концентрично относительно углубления в центре.
Устройство дополнительно содержит резонатор, установленный между пьезокерамическим преобразователем и крышкой, и выполненный в виде плоской мембраны, на поверхности которой образованы центральный и периферийные выступы, содержащие сквозные каналы,
взаимодействующие с внешней средой, при этом плоскость мембраны расположена перпендикулярно направлению механических колебаний преобразователя.
На фиг.1 чертежа изображено предлагаемое ультразвуковое устройство для стирки, вид со стороны крышки; на фиг.2 - ультразвуковое устройство, вид со стороны корпуса; на фиг.3 - разрез АА на фиг.1; на фиг.4 - ультразвуковое устройство на фиг.1 со снятой крышкой; на фиг.5 изображено предлагаемое ультразвуковое устройство с резонатором; на фиг.6 - изображен резонатор, вид сверху; на фиг.7 - разрез ББ на фиг.6.
Ультразвуковое устройство для стирки содержит корпус 1 и крышку 2, выполненные из полимерного материала, и расположенный в корпусе пьезокерамический преобразователь 3, залитый полимерным герметизирующим компаундом 4, являющимся акустически прозрачным для ультразвука. Компаунд герметизирует пьезокерамический преобразователь 3 и подходящий к нему провод 5 от внешней среды.
Пьезокерамический преобразователь 3 выполнен в виде кольца, плоские поверхности которого покрыты серебром и подключен проводом 5 к внешнему источнику питания (не показан).
Корпус 1 имеет чашеобразную форму и содержит на своей наружной поверхности углубления 6, 7, направленные вовнутрь устройства, причем углубление 6 расположено в центре поверхности, а углубления 7 имеют кольцевую форму и расположены концентрично относительно центрального углубления.
Крышка 2 выполнена в виде решетчатой конструкции с радиально расположенными ребрами жесткости 8. На поверхности крышки в ее центре выполнено углубление 9, направленное вовнутрь устройства, а вокруг него образованы сквозные отверстия 10, имеющие кольцевую форму и расположенные концентрично относительно углубления в центре.
Решетчатая конструкция крышки 2 обеспечивает контакт компаунда и водной среды, в которую, минуя переходные среды, непосредственно передаются ультразвуковые колебания преобразователя 3.
На внутренней поверхности корпуса 1 образованы радиально расположенные выступы 11, 12, служащие фиксаторами, в которых строго по центру корпуса крепится преобразователь 3. В пазах этих же фиксаторов крепится провод 5.
В устройстве между пьезокерамическим преобразователем и крышкой может быть дополнительно установлен резонатор, выполненный в виде плоской мембраны 13, на поверхности которой имеются три периферийных 14 и один центральный 15 выступы со сквозными каналами 16 и 17 соответственно, которые взаимодействуют с внешней средой. Плоскость мембраны расположена перпендикулярно направлению механических колебаний преобразователя 3.
Для стирки белья устройство помещают в резервуар с моечной жидкостью и подключают к внешнему источнику питания.
Расположенный в корпусе пьезокерамический преобразователь преобразует высокочастотный электрический сигнал в механические колебания ультразвукового диапазона и передает эти колебания в водную среду.
Повышение эффективности устройства, по сравнению с известными, достигается за счет особой формы корпуса 1 - небольшого по объему, но имеющего большую жесткость и большую площадь контакта с внешней средой. Волнообразные концентричные канавки, расположенные на поверхности дна корпуса 1, придают корпусу высокую жесткость. Такая конструкция хорошо передает во внешнюю среду механические колебания пьезокерамического преобразователя 3. За счет рельефной формы площадь поверхности корпуса 1 значительно увеличивается. Увеличение площади контакта с внешней средой вибрирующего корпуса увеличивает КПД
излучателя. Этому же способствует углубление 6 в центре корпуса 1. Это углубление, кроме того, что увеличивает общую поверхность корпуса 1, входит внутрь кольцевого пьезокерамического преобразователя 3 в зоне наибольших радиальных механических колебаний преобразователя. И эти колебания кратчайшим путем передаются во внешнюю среду.
Эффективность излучателя также существенно увеличивается, если над пьезокерамическим преобразователем 3 расположить резонатор 13 (фиг.5).
Резонатор содержит сквозные каналы 16, 17, оси которых расположены перпендикулярно направлению механических колебаний преобразователя. Аналогично углублению 6 на корпусе 1, эти отверстия в резонаторе непосредственно контактируют с внешней средой, увеличивая КПД излучателя.
Стабильность параметров излучателя достигается за счет того, что преобразователь 3 жестко фиксируется в корпусе 1 в специальных держателях 11, 12. Это упрощает технологию сборки излучателя, обеспечивает единообразие параметров излучателя.
Заявляемый в качестве полезной модели излучатель позволяет увеличить звуковое давление, приводящее к повышению эффективности устройства, достичь стабильных параметров излучателя.