CS219594B1

CS219594B1 - Ultrasonic radiation

Info

Publication number: CS219594B1
Application number: CS510281A
Authority: CS
Inventors: Ivan Haban; Alexander Bagoutdinov
Original assignee: Ivan Haban; Alexander Bagoutdinov
Priority date: 1981-07-02
Filing date: 1981-07-02
Publication date: 1983-03-25

Abstract

Vynález sa týká prevedenta ultrazvukového žiariča. Učelom vynálezu je zvýšenie životnosti, mechanickej pevnosti spoja, hlavně při cyklickom namáhaní a zváčšenie rozsahu pracovných teplot. Uvedeného účelu sa dosiahne ultrazvukovým žiaričom podlá vynálezu, pozostávajúceho z reflektora a vlnovodu spojených středovou skrutkou s maticou, pričom medzi reflektorom a vlnovodem sú uložené piezoelektrické meniče s elektrodou, ktorého podstata je, že v spodnej čelnej ploché je vytvořená dutina s vybráním, v ktorej je uložená matica spojená so středovou skrutkou. Matica, je opatřená přírubou a je připevněná k elementu.The invention relates to a design of an ultrasonic emitter. The purpose of the invention is to increase the service life, mechanical strength of the joint, especially under cyclic stress and to increase the range of operating temperatures. The stated purpose is achieved by an ultrasonic emitter according to the invention, consisting of a reflector and a waveguide connected by a central screw with a nut, while piezoelectric transducers with an electrode are placed between the reflector and the waveguide, the essence of which is that a cavity with a recess is formed in the lower front surface, in which a nut connected to the central screw is placed. The nut is provided with a flange and is attached to the element.

Description

Vynález sa týká ultrazvukového žiariča.The invention relates to an ultrasonic radiator.

Doteraz sa ultrazvukové žiariče na stenu nádoby alebo membránu upevňovanli lepením a spájkovaním. Lepídlá vhodné pre prlpojenle ultrazvukového žiariča na stenu nádoby alebo membránu sú namáhané na odlup, časom starnú, čím strácajú potrebnú pevnost a pružnost, zvlášť pri cyklickom namáhaní. Za tičeiom posilnenia lepeného spoj;a kombinuje sa lepenle ultrazvukového žiariča na membránu alebo stenu nádoby zalievaním stykovej hrany ultrazvukového žiariča epoxidovou živicou. Dalším známým převedením upevnenia, například mugnetosťrikčného meniča hřebenového typu na zariadení k ozvučaniu tavením kovov spočívá v prispájkovaní pracovného čela meniča na vanu. Technológia spájkovania tvrdou spájkou je prácna a zložitá. Mákká spájk,a má malú pevnost, nízku životnost a je závislá na pracovných teplotách. Pri použití vlnovodu z hliníka, titanu alebo ich zliatin, vóbec nie je možné takýto spoj vytvořit. Nevýhodou lepenia ultrazvukového žiariča kombinovaného zalievaním je, že zohriatím celého kmitavého systému na! vyššiu teplotu dochádza k máknutiu epoxidovej živice a tým k p,otlačenin jej funkcie. Okrem toho zalievacia epoxidová živica má inú tepelná rozťažnosť ako membrána a ultrazvukový žiarič a posobí tiež ako tlmiaci faktor na rozkmitaná membránu. Účinnost a pevnost spojov spočívá v tenkých filmoch lepidla a nie v hrubých vrstvách, ako je tomu v tomto případe. Kvalita a životnost takýchto spojov je nízká a vhodné lepídlá k tomuto účelu sú poměrně drahé, nakoiko sa dovážajú zo zahraničia.Until now, ultrasonic radiators have been fixed to the vessel wall or membrane by gluing and soldering. Adhesives suitable for attaching an ultrasonic radiator to a container wall or membrane are stressed to peel, aging over time, thereby losing the required strength and flexibility, especially under cyclic stress. The reinforcement of the bonded joint is combined and the ultrasonic radiator bond is combined on the membrane or vessel wall by casting the contact edge of the ultrasonic radiator with an epoxy resin. Another known embodiment of the fastening, for example of a rack-type mugnetostriction transducer on a metal melting system, consists in the soldering of the transducer face to the bath. The brazing technology is laborious and complex. Soft solder, and has low strength, low durability and is dependent on working temperatures. When using a waveguide made of aluminum, titanium or their alloys, it is not possible at all to make such a connection. The disadvantage of gluing the ultrasonic radiator combined with potting is that by heating the entire oscillating system to! the higher the temperature, the epoxy resin is softened and thus the bruises of its function. In addition, the encapsulating epoxy resin has a different thermal expansion than the membrane and the ultrasonic radiator, and also acts as a damping factor for the oscillated membrane. The efficiency and strength of the joints lies in thin films of adhesive and not in thick layers, as in this case. The quality and durability of such joints is low and suitable adhesives for this purpose are relatively expensive as they are imported from abroad.

Uvedené nevýhody zmierňuje ultrazvukový žiarič podlá vynálezu, pozostáva júci z reflektora a'vlnovodu spojených středovou skrutkou s maticou, pričom medzi reflektorom a vlnovodem sú uložené piezoelektrické meniče s elektrodou, vyznačujúci sa tým, že vo vlnovode je v spodnej čelnej ploché vytvořená dutina s vybráním, v ktorej je uložená máti ca· spojená so středovou skrutkou. Matica je opatřená přírubou a je připevněná k elementu.According to the invention, the ultrasonic radiator consists of a reflector and a waveguide connected by a central screw to a nut, wherein piezoelectric transducers with an electrode are arranged between the reflector and the waveguide, characterized in that in the waveguide there is a cavity with a recess in the lower face. in which the mother c and · is attached to the central screw. The nut has a flange and is attached to the element.

Výhodou ultrazvukového žiariča pódia vynálezu je zvýšenie životnosti, mechanickej pevnosti spoja, hlavně pri cyklíckom namáhaní a zváčšení rozsahu pracovných teplot. Týmto sa zníži spotřeba lepidiel, odpadá leptan.ie čela vlnovodu a steny nádoby alebo membrány. Okrem toho pri použití stredovej matice so středovou skrutkou odpadá používáme přípravku na vystredenie žiariča počas vytvrdzovania lepidla. Středová matica v kombinácii s mákkou spájkou zaručuje pevnější spo-j a účinnější přenos ultrazvukovej energie do pracovného' prostredia. Pri montáži netřeba otáčať žiaričom, čo je zvlášť výhodné pri lepení a spájkovaní, čo dovoluje vytvárať tenké nepřetržité filmy tak isto pri montáží nesymetrických vlnovodov alebo sústav tesne sústredených vlno vodo v.The advantage of the ultrasonic radiator according to the invention is to increase the lifetime, mechanical strength of the joint, especially under cyclic stress and increasing the operating temperature range. This reduces the consumption of adhesives, eliminates the etching of the waveguide face and the vessel or membrane wall. In addition, when using the center nut with the center screw, we do not use the fixture to center the radiator during curing of the adhesive. The center nut in combination with the soft solder ensures a stronger bond and more efficient transfer of ultrasonic energy to the working environment. There is no need to rotate the radiator during assembly, which is particularly advantageous for gluing and soldering, which allows the production of thin continuous films as well as the assembly of unsymmetrical waveguides or tightly concentrated waveguide wave assemblies.

Ultrazvukový žiarič je příkladné zobrazený na připoj enom výkrese, kde je nakreslený ultrazvukový žiarič v čiastočnom řeze.The ultrasonic radiator is exemplified in the accompanying drawing, where the ultrasonic radiator is shown in partial section.

. Ultrazvukový žiarič v príkladnom převedení pozostáva z reflektora 9 a -vlnovodu 1 (obr. 1], medzi ktorými sú uložené piezoelektrické meniče 10. Medzi piezoelektrickými meničmi 10 je uložená elektroda 11. Reflektor 9, piezoelektrické meniče 10 a elektroda 11 sú opatřené středovým otvorom. Cez středové otvory prechádza středová skrutka 8. Vo vlnovode 1 je v spodně] ploché 2 vytvořená dutina 12 s vybráním 7, v tvare viachranu. V dutině 12 je uložená matica 3, v ktorej je naskrutkovaná středová skrutka 8. Matica 3 je opatřená přírubou 4 a privarená k elementu 5, například k membráně alebo k stene nádoby. Matica 3 je uložená v dutině 12 tak, že vybranie 7 dutiny 12 dosedá na prírubu 4 matice 3 a spodná plocha příruby 4 matice 3 je v jednej rovině s čelnou plochou vlnovodu 1. · .. The ultrasonic radiator in an exemplary embodiment consists of a reflector 9 and a waveguide 1 (FIG. 1) between which piezoelectric transducers 10 are disposed. An electrode 11 is disposed between the piezoelectric transducers 10. Reflector 9, piezoelectric transducers 10 and electrode 11 are provided with a central opening. A central screw 8 extends through the central openings 8. In the waveguide 1, a cavity 12 with a recess 7 is formed in the bottom 2 with a recess 7, in the form of a multicolored recess 7. The cavity 12 accommodates a nut 3 in which the central screw 8 is screwed. and welded to the element 5, for example the membrane or the wall of the container 3. The nut 3 is embedded in the cavity 12 such that the recess 7 of the cavity 12 abuts the flange 4 of the nut 3 and the lower surface of the flange 4 of the nut 3 is flush with . ·.

Po připojení ultrazvukového žiariča na zdroj elektrického prúdu sa tento rozkmitá a ultrazvuková energie sa prostredníctvom spoja čelnej plochy matice 3 a čelnej plochy žiariča 2 s membránou alebo stěnou nádoby prenáša do pracovného prostredia.After the ultrasonic radiator has been connected to a power source, this oscillates and the ultrasonic energy is transferred to the working environment by connecting the front surface of the nut 3 and the front surface of the radiator 2 to the membrane or vessel wall.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION An ultrasonic emitter consisting of a reflector and a waveguide connected by a central screw with a nut, wherein a piezoelectric transducer with an electrode is disposed between the reflector and the waveguide, characterized in that it is in the lower face in the waveguide (1). a flat (2) cavity (12) having a recess (7) in which a nut is mounted (3) connected to a central screw (8), wherein the nut (3) is provided with a flange (4) and fixed to the element (5) , for example to the membrane. 1 drawing 219 594

SOUP 1213? 84