Vynález sa -týká riešenia výkonovéj ultrazvukové] hlavice najma pre kvapalné prostredie.The invention relates to a solution of a power ultrasonic head especially for a liquid environment.
Doteraz známe ultrazvukové hlavice sú riešené tak, že do kvapalného prostredia vyž-arujú ultrazvuková energiu v jednom smere, najčastejšie v axiálnom. Dosahuje sa to ultrazvukovými žiaričmi, ktoré majú vyžarujúcu plochu rovinná kolmá na os žiariča v smere vyžarovania. Iné druhy ultrazvukových žiaričov dovolujú vyzařovat ultrazvuková energiu s určitou Intenzitou ultrazvukového póla v smere horizontálnom, t-o je v smere kolmom na os ultrazvukového žiariča, avšak za podmienky, že ioh priečA ne rozměry odpovedajú minimálně dížke žia' riča. Takto riešené ultrazvukové hlavice -ma7 jú obmedzené využitie, pretože ich rozměry sú velké, čo znemožňuje ich umiestniť pri technologických aplikáciách v menších priestoroch, například pri čistění vnútorných dutin, pričom sa dosahujú malé intenzity ultrazvukovej energie pri jej velkých stratách v žiariči. Tento problém čiastočné rieši iná konštrukcia ultrazvukové] radiálně ivyžarujúcej hlavice, ktorá -má vonkajší válcový tvar s válcovou dutinou přibližné sledujúcou povrch hlavice. Má však ten ne-dostatok, že vyzařuje len radiálně a je vhodná iba pre ultrazvukové čistenie válcových otvorov, například rúriek.The ultrasonic heads known to date are designed in such a way that they emit ultrasonic energy into the liquid medium in one direction, most often in the axial direction. This is achieved by ultrasonic emitters having a radiating surface plane perpendicular to the radiator axis in the radiating direction. Other types of ultrasonic emitters allow ultrasonic energy to be emitted with a certain ultrasound intensity in the horizontal direction, t-o being in the direction perpendicular to the ultrasonic emitter axis, provided that the cross section is at least equal to the length of the core. The ultrasonic heads designed in this way are of limited use because their dimensions are large, making it impossible to place them in smaller applications in technological applications, for example in the cleaning of internal cavities, while achieving low ultrasonic energy intensities at its high losses in the radiator. This problem is partially solved by another ultrasonic radial beam design which has an outer cylindrical shape with a cylindrical cavity approximating the surface of the head. However, it suffers from the fact that it radiates only radially and is only suitable for ultrasonic cleaning of cylindrical holes, for example tubes.
Vyššie uvedené nedostatky odstraňuje výkonová ultrazvuková hlavica, podlá vynálezu, ktorej podstatou je, že ultrazvukový žiarič je v tvare kvapky. Podstatou vynálezu je aj to, že tvar kvapky ultrazvukového žiariča je tvořený válcovou častou ukončenou zaoblením. Válcová časť je na přenosový vlnovod připojená prostredníctvom kužeíovej časti. Podstatu vynálezu tvoří aj t-o, že zaobleme je tvořené gulovým vrchlíkom. Podstata vynálezu je -tvořená i tým, že zo-ablenie je tvořené kuželom. Do podstaty patří aj t-o, že v ultrazvukovom žiariči je vytvořená dutina. Výkonovou ultrazvukovou -hlavicou sa do- cieli rovnoměrně vyžadovat ultrazvuková energiu temer z celého jej povrchu, to je súčasne v radiálnom a axiálnom smere, čo s-a prejaví pri jej ponoření do kvapaliny. Ďalšou jej přednostou je, že dovoluje účinné vyžlariť vysokú intenzitu ultrazvukovej energie rovnoměrně r-ozdelenej po vačšine jej povrchu, to je radiálně z valcovej časti a radiálno-axiálne zo zaoblenia hlavice, čo vyvolává inte-nzivnu kavitáciu v- okolí celého- jej vyža-rujúceho povrchu.The above-mentioned drawbacks are eliminated by the power ultrasonic head according to the invention, the essence of which is that the ultrasonic radiator is in the form of a drop. It is also an object of the invention that the droplet shape of the ultrasonic radiator is formed by a cylindrical portion terminated by rounding. The cylindrical portion is connected to the transfer waveguide via a conical portion. The subject of the invention is also formed by a t-o that is rounded by a spherical cap. The essence of the invention is also formed by the fact that z-ablation is formed by a cone. In essence, a cavity is formed in the ultrasonic emitter. The ultrasonic power head is designed to evenly require ultrasonic energy from almost all of its surface, which is simultaneously in the radial and axial directions, which is reflected in its immersion in the liquid. A further advantage of this is that it allows efficient radiating of a high intensity ultrasonic energy evenly distributed over most of its surface, that is radially from the cylindrical part and radially-axially from the rounding of the head, causing an intensive cavitation around the whole. surface.
Na pripojenom výkrese je nakreslené příkladné riešenie ultrazvukovej sondy v- řeze. Výkonová ultrazvuková hlavica pozostáva z ultrazvukového meniča 1 ktorý je spojený přenosovým vlnovodom 4 s ultrazvukovým žiaričom 3. Ultrazvukový žiarič 3 pozostáva z valcovej časti 5 ukončenej zaoblením 8, ktoré je -tvořené v ko-nkrétnom převedení gulovým vrchlíkom. Kuželovou časťou 9 je -válcová časť 5 spojená s přenosovým vlnovodom 4. V ultrazvukovom žiariči 3 je vytvořená du-tina 7. Na ultrazvukovom měniči 1 je uchytený kryt 6. Ďalšie riešenie výko-novej ultrazvukovej hlavice je zhodné s predchádzajúcim, len válcová časť 5 je ukončená zaoblením 8 v tvare kužela.In the accompanying drawing, an exemplary solution of an ultrasonic probe in cross-section is drawn. The power ultrasonic head consists of an ultrasonic transducer 1 which is connected by a transmission waveguide 4 to an ultrasonic emitter 3. The ultrasonic transducer 3 consists of a cylindrical portion 5 terminated by a rounding 8 which is formed in a particular transfer by a spherical cap. The conical portion 9 is a cylindrical portion 5 connected to the transfer waveguide 4. In the ultrasonic emitter 3, a core 7 is formed. A cover 6 is attached to the ultrasonic transducer 1. A further solution of the output ultrasonic head is identical to the previous, only cylindrical portion 5 it is ended by a cone-shaped rounding 8.
Pri zapojení ultrazvukového generátora (na obr. inezakreslený) sa rozkmitá ultrazvukový -měnič 1 pozdížnými kmitmi, ktoré sa prenesú a zo-si-lnia přenosovým vlnovodom 4. Týmito kmitmi je -bu-dený pevne připojený ultrazvukový žiarič 3, v ktorom nastává transř-ormácia pozdížnych kmitov na kmity radiálno-axiálne, ktoré vyzařuje do obkl-o-pujúcej kvapaliny. Rovnoměrné rozdelenie i-ntenzívnej ultrazvukovej energie zabezpečuje válcová časť 5, zaoblenie 8 a v -nich -vytvořená dutina 7. Výkon-ovú ultrazvuková hlavicu je možné využit najma pre ultrazvukové čistenie dutých, slepených aj priechodzích otvorov na róznych súčiastkach -a potrubiach, alebo na ožarovanie róznych kv-apalných látok v uzatvorených priestoroch.When the ultrasonic generator is connected (in the figure in the figure), the ultrasonic transducer 1 vibrates with long-range oscillations which are transmitted and transmitted by the transmission waveguide 4. The fixed ultrasonic emitter 3 is built up by these oscillations, in which the transistor adjusting the longitudinal oscillations to the radial-axial oscillations that radiate into the enveloping liquid. The uniform distribution of the intense ultrasonic energy is ensured by the cylindrical portion 5, the curvature 8 and the cavity 7 formed. The ultrasonic power head can be used especially for ultrasonic cleaning of hollow, glued and through holes on various components and pipes, or irradiating rosal liquids in confined spaces.