УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПОГРУЖНОЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ ДЛЯ АГРЕССИВНЫХ СРЕД
ULTRASONIC SUBMERSIBLE RADIATOR FOR CORROSIVE MEDIA

Изобретение относится к аппаратам акустической обработки материалов в различных сферах производства, где необходимо создание акустических колебаний в агрессивных жидких средах, например, при работе с растворами кислот в нефтедобывающей промышленности с целью интенсификации процесса и увеличения эффективности добычи, или в химической промышленности, с целью гомогенизации обрабатываемой среды, интенсификации химических реакций и равномерной обработки материалов химически активными реагентами.
Устройство представляет собой погружной пьезокерамический излучатель (см. фигуру 1), вырабатывающий акустические колебания за счет работы пьезокерамических блоков (6) зажатых между волноводными звеньями (4,7). Стянутых между собой стяжками (5), накручиваемыми на резьбу волноводных звеньев (2). Отличительной чертой устройства является наличие пространства под уплотнительные кольца (1,3), образуемое между резьбой стяжки с дух сторон при помощи противоэкструзионных колец (8,9) и волноводным звеном. Резьба на двух концах стяжек выполнена в разные стороны. Дополнительная герметичность изделия обеспечивается заполнением остаточного свободного пространства силиконовой смазкой.
Прототипом устройства послужил ультразвуковой погружной излучатель (№ международной заявки PCT/RU 2017/000750) состоящий из концевых элементов и как минимум одного излучающего звена. Данное устройство отличается тем, что концевой элемент первого типа содержит первый цилиндрический излучатель, пакет пьезоэлектрических элементов, второй цилиндрический излучатель и стягивающий два цилиндрических излучателя элемент с резьбовым соединением. Излучающее звено содержит пакет пьезоэлектрических элементов, цилиндрический излучатель излучающего звена и элемент с резьбовым соединением, стягивающий цилиндрический излучатель излучающего звена и цилиндрический излучатель соседнего излучающего звена, либо второй цилиндрический излучатель концевого элемента первого типа. Концевой элемент второго типа содержит первый цилиндрический излучатель, пакет пьезоэлектрических элементов и элемент с резьбовым соединением, стягивающий цилиндрический излучатель и цилиндрический излучатель соседнего излучающего звена.
Недостатком прототипа является резьбовые соединения, где в зазорах присутствует достаточное пространство для попадания агрессивной жидкой среды внутрь. Толщина металла в резьбовых соединениях значительно меньше, чем у любой другой поверхности, сто приводит к коррозии и потери надежности оборудования, а увеличение толщины не представляется возможным. Неплотное резьбовое соединение так же влияет на вырабатываемую излучателем акустическую мощность, поскольку стягивающие элементы устройства периодически необходимо дополнительно затягивать, в ослабление резьбового соединения будет сокращать временные промежутки между техническим обслуживание.
В предложенном авторами устройстве резьбы на двух концах стяжек выполнены в разные стороны и с двух сторон защищены уплотнительными кольцами. Принцип работы уплотнительных материалов, защищающих резьбовые соединения от попадания агрессивных сред между стяжками и волноводными звеньями, заключается в герметизации пространства за счет прижимания уплотнительных колец в канавке между противоэкструзионными кольцами и элементами излучателя, что закрывает доступ внешней среды. Силиконовая смазка является дополнительным защитным слоем, действующим как противокоррозионное покрытие и слой препятствующий заполнению жидкой средой, в случае, если уплотнительные кольца были повреждены или деформированы.