УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КАВИТАЦИИ В ЖИДКОСТЯХ ПРИ ИХ ПРОТОЧНОЙ ПОДАЧЕ

Полезная модель относится к ультразвуковой технике, а именно к колебательным системам с преобразованием направления колебаний и может быть использована в машиностроительной, химической и других отраслях промышленности для повышения интенсивности процессов, протекающих в жидких средах, с помощью кавитации в жидкости.
Известно устройство для ультразвуковой обработки жидких продуктов, в котором рабочая камера выполнена из двух коаксиальных цилиндрических труб, при этом внутренняя жестко соединена с торцом волновода, укрепленного на наружной трубе, площади сечения внутренней трубы и пространствами между трубами равны (А.С. СССР №7166624 кл. В 06 В 1/00, бюл. №7,1980 г.)
К недостаткам известного устройства для ультразвуковой обработки жидких продуктов относится сложность конструкции наружной трубы камеры, возможность образования в пространстве между наружной и внутренней трубой «застойных» объемов жидкости, за счет эффектов дифракции и интерференции, где ее обработка не происходит (отсутствует воздействие ультразвуковых колебаний), кроме того, существуют большие потери на преобразование в материалах из которых изготовлены трубы.
Задача, решаемая полезной моделью - упрощение конструкции устройства и повышение интенсивности воздействие ультразвука на жидкую среду, повышение КПД устройства и его эффективности.
Сущность полезной модели заключается в том, что устройство для кавитации в жидкостях при их проточной подаче, содержащее рабочую камеру, которая жестко соединена с торцом волновода ультразвукового преобразователя, имеет камеру, выполненную в виде цилиндрической трубы резонансных размеров по периметру и длине, на диаметрально расположенных сторонах которой, установлены вставки-волноводы длиной λ/4, при этом в качестве материала для камеры и вставок-волноводов используется титановый сплав с малым коэффициентом потерь.
Где λ - длина изгибной волны в материале цилиндрической трубы (камеры) и вставок - волноводов.
Выполнение рабочей камеры в виде цилиндрической трубы, изготовленной резонансных размеров по периметру и длине, на которой диаметрально расположены и
жестко закреплены четвертьволновые вставки для оперативного подсоединения ультразвуковых преобразователей, упрощает конструкцию устройства и повышает интенсивность воздействия ультразвука на жидкую среду с получением интенсивной кавитации.
Изготовление цилиндрической трубы из титанового сплава уменьшает потери на преобразование, повышает КПД устройства и его эффективность.
На чертеже изображено устройство для получения кавитации в жидкостях при их проточной подаче.
Устройство содержит цилиндрическую резонансную трубу - камеру 1, на которой жестко закреплены четвертьволновые волноводы-вставки 1, служащие для соединения с стержневыми ультразвуковыми преобразователями 3, для присоединения к трубопроводу служат фланцы 4, герметизация соединения обеспечивается кольцевыми прокладками 5, преобразователь присоединения к камере шпилькой 6.
Устройство для получения кавитации в жидкостях при их проточной подаче работает следующим образом.
Рабочая камера в виде цилиндрической трубы 1, является акустически настроенным элементом и возбуждается через четвертьволновые вставки 2, соединенные с преобразователями 3, которые создают ультразвуковые колебания.
Суперпозиция различного вида изгибных и поршневых колебаний стенок трубы -камеры 1 в точках кратных λ/4 от места установки четвертьволновых вставок 2 и затем кратным λ/2 на всей поверхности трубы камеры, контактирует с обрабатываемой жидкостью протекающей по трубе камеры 1 и создает в ней интенсивную кавитацию.
Присоединение преобразователей через четвертьволновые волноводы-вставки, уменьшает габариты волноводной системы преобразователя, кроме того, служат для согласования излучающей трубы и преобразователей. В месте соединения цилиндрической трубы и волновода-вставки находится минимум колебаний ультразвукового преобразователя, а максимум амплитуды образуется на трубе через λ/4 длины изгибной волны в материале камеры, что в свою очередь позволяет уменьшить ее минимально возможные габариты.
Где λ - длина изгибной волны в материале цилиндрической трубы (камеры) и вставок - волноводов.