УСТРОЙСТВО ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ПРЕССОВАНИЯ С УЛЬТРАЗВУКОВЫМ ИЗЛУЧАТЕЛЕМ

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к устройствам, предназначенным для воздействия на обрабатываемый объект гидростатическим давлением в сочетании с УЗ-колебаниями.
Известны устройства гидростатического прессования, применяемые для обработки объектов, в частности, биологических объектов, пищевых продуктов, в которых с целью модификации их свойств используют силы гидростатического давления.
Так, например, известно устройство [RU 198359], содержащее прессовочную камеру, предназначенную для заполнения ее гидравлической средой и размещения в ней обрабатываемого объекта, а также установленный в прессовочной камере с возможностью продольного перемещения поршень, связанный со средством создания в прессовочной камере высокого гидростатического давления. Указанное устройство, в частности, предназначено для обработки дермального матрикса с целью его децеллюляризации.
Известны устройства, обеспечивающие воздействие на обрабатываемый объект гидростатическим давлением в сочетании с УЗ-колебаниями, что позволяет осуществлять обработку объекта при более низком гидростатическом давлении.
Так, например, известны устройства гидростатического прессования (JP Н06327417, RU 207995), снабженные УЗ-излучателем, помещенным внутри прессовочной камеры.
В качестве ближайшего аналога выбрано устройство гидростатического прессования с УЗ-излучателем [RU 207995].
Рассматриваемое устройство содержит прессовочную камеру, предназначенную для заполнения ее рабочей полости водной средой и размещения в ней обрабатываемого объекта, и поршень, установленный в прессовочной камере с возможностью продольного перемещения, связанный со средством создания в прессовочной камере высокого гидростатического давления.
Устройство также содержит колебательную цепь, включающую установленный внутри прессовочной камеры в донной ее части УЗ-излучатель и расположенный вне прессовочной камеры генератор УЗ-колебаний. УЗ-излучатель смонтирован в водонепроницаемом корпусе, выполненном в виде тонкого плоского тела, изготовленного из полиуретана. УЗ-излучатель подключен к генератору УЗ-колебаний с помощью гермоввода.
За счет наличия УЗ-излучателя в рассматриваемом устройстве оказывается возможным осуществлять обработку объектов при более низких величинах гидростатического давления.
Однако данное устройство сложно по конструкции, что обусловлено технической сложностью размещения УЗ-излучателя в тонком полиуретановом корпусе, помещенном внутри прессовочной камеры, а также технической сложностью выполнения гермоввода.
Технической проблемой, решаемой при реализации полезной модели, является упрощение конструкции устройства.
Сущность полезной модели заключается в том, что в устройстве гидростатического прессования с УЗ-излучателем, содержащем прессовочную камеру, предназначенную для заполнения ее рабочей полости гидравлической средой и размещения в ней обрабатываемого объекта, пресс-поршень, установленный в прессовочной камере с возможностью продольного перемещения, а также колебательную цепь, включающую УЗ-излучатель, предназначенный для возбуждения в прессовочной камере УЗ-акустических колебаний, соединенный с расположенным вне прессовочной камеры УЗ-генератором, согласно полезной модели УЗ-излучатель установлен снаружи прессовочной камеры под ее донной частью с обеспечением возбуждения УЗ-колебаний в прессовочной камере.
В частном случае полезной модели колебательная цепь включает соединенный с УЗ-излучателем концентратор колебаний.
За счет наличия заполняемой гидравлической средой прессовочной камеры и поршня, связанного со средством, обеспечивающим создание в рабочей полости прессовочной камеры высокого гидростатического давления, а также наличия колебательной цепи с УЗ-излучателем, заявляемое устройство позволяет оказывать на помещенный в прессовочной камере обрабатываемый объект комплексное воздействие гидростатическим давлением и УЗ-колебаниями.
Указанное комплексное воздействие позволяет достигнуть требуемых свойств объекта при меньших величинах гидростатического давления.
При этом благодаря установке УЗ-излучателя снаружи прессовочной камеры под ее донной частью с обеспечением возбуждения УЗ-колебаний в прессовочной камере удается обеспечить передачу УЗ-колебаний на размещаемый в гидравлической среде объект обработки от внешнего по отношению к прессующей камере источника колебаний и тем самым избежать технических сложностей, связанных с размещением УЗ-излучателя внутри заполняемой гидравлической средой прессовочной камеры.
Кроме того, благодаря расположению всех элементов колебательной цепи вне прессовочной камеры, не требуется использовать гермоввод для обеспечения электрического соединения УЗ-генератора и УЗ-излучателя.
Указанные факторы обеспечивают простоту конструкции заявляемого устройства.
Таким образом, техническим результатом, достигаемым при реализации полезной модели, является упрощение конструкции устройства.
В частном случае полезной модели, за счет наличия в колебательной цепи заявляемого устройства концентратора колебаний, обеспечивается фокусировка УЗ-излучения и увеличивается его интенсивность.
На фигуре представлен общий вид заявляемого устройства.
Устройство содержит прессовочную камеру 1, предназначенную для заполнения ее водой.
В камере 1 соосно с ней расположен поршень 2. Поршень 2 установлен в камере 1 с возможностью перемещения вдоль ее продольной оси.
Поршень 2 связан со средством создания гидростатического давления (на чертеже не показан).
В частности, камера 1 имеет крышку 3 со сквозным отверстием (на чертеже позицией не обозначено) для поршня 2. В поршне 2 и крышке 3 по их периметрам выполнены отверстия (на чертеже позицией не обозначены), в которых размещены винтовые стержни 4 (на чертеже позицией обозначен один стержень). На стержнях 4 установлены гайки 5 (на чертеже позицией обозначена одна гайка). Указанные стержни 4 и гайки 5 образуют винтовые пары, с помощью которых обеспечивается перемещение поршня 2 в камере 1.
Устройство также содержит колебательную цепь, включающую расположенный под донной частью камеры 1 УЗ-излучатель 6, подключенный к генератору УЗ-колебаний (на чертеже не показан). УЗ-излучатель 6 установлен под донной частью камеры 1 с обеспечением возбуждения в ней УЗ-колебаний.
В частности колебательная цепь содержит соединенный с УЗ-излучателем 6 концентратор 7, излучающая поверхность которого обращена к наружной поверхности донной части камеры 1.
Прессовочная камера 1 изготовлена из материала, прозрачного для УЗ-излучения.
В частности, камера 1 изготовлена из стали, а толщина ее донной части выбрана много меньше половины длины волны распространяющихся в материале камеры УЗ-колебаний. В этом случае практически не происходит потери энергии УЗ-колебаний при прохождении их через донную часть камеры 1.
В поршень 2 встроен манометр 8, обеспечивающий контроль создаваемого в камере 1 гидростатического давления.
Устройство также содержит опорное кольцо 9, в котором зафиксирован концентратор 7. При этом крышка 3 и камера 1 имеют фланцы соответственно 10 и 11, во фланцах 10 и 11 и в кольце 9 выполнены расположенные по периметру соосные сквозные отверстия (на чертеже позицией не обозначены), сквозь которые проходят стержни 12 (на чертеже позицией обозначен один стержень), на которых установлены гайки 13, 14 и 15 (на чертеже позицией обозначены гайки, установленные на одном стержне).
Устройство работает следующим образом.
Заполняют камеру 1 водой и располагают в ней обрабатываемый объект 16. Поверх объекта 16 располагают пригруз 17, выполненный, в частности в виде металлической дискообразной пластины, обеспечивающий плотное прилегание объекта 16 к донной части камеры 1.
Обеспечивают требуемый режим обработки объекта 16.
При этом создают требуемое гидростатическое давление в камере 1 за счет перемещения в ней поршня 2, достигаемого путем завинчивания гаек 5 на стержнях 4. Величину создаваемого давления контролируют с помощью манометра 8, встроенного в поршень 2.
С помощью УЗ-излучателя 6, подключенного к УЗ-генератору, возбуждают УЗ-колебания заданной частоты и амплитуды, направленные вдоль продольной оси камеры 1.
Осуществляют обработку объекта 16 при заданных режимах в течение требуемого времени.