Проектирование ультразвуковых излучателей (Технологическая часть)

4.Технологическая часть

4.1.Описание, технические характеристики, конструкция и особенности изготовления активного элемента излучателя

1.Электромагнитные излучатели

Электромагнитнчый излучатель ЭМ-М с упругой мембраной, закрепленный по контуру, являющийся дном сосуда (рис. 4.1).

Рис.4.1. Электромагнитный

Излучатель ЭМ-М

При пропускании переменного тока через обмотку 1 электромагнита возникает переменный магнитный поток, пронизывающий сердечник электрещагнита 2, дно 3 сосуда 4 и воздушные зазоры между ними. При этом дно подвергается действию двух противоположно направленных сил: силы притяжения, прогибающей его вниз, и силы упругости, стремящейся воспрепятствовать прогибу. Поскольку сила притяжения является переменной, дважды изменяющейся за период колебания тока в обмотке электромагнита, то дно начинает вибрировать, т. е. излучать звуковые колебания. Расстояние между дном сосуда и сердечником электромагнита можно регулировать: вращая верхнюю часть сосуда по часовой стрелке или против нее, уменьшают или увеличивают величину зазора. Амплитуда колебаний дна сосуда будет наибольшей ,если частота вынужденных колебаний совпадает с частотой собственных колебаний дна-мембраны. Поскольку на нерезонансный частотах коэффиент преобразования будет очень низок, то обычно применяют набор мембран с различными частотами собственных колебаний. В этом случае дно рабочего сосуда  делается  сменным..

Электромагнитныгй излучатель И-85 (рис. 4.2) состоит из двух основных частей: корпуса (с якорем) и каркаса (с сердечником и катушкой), которые соединяются с помощью пластинчатых и цилиндрических пружин. Электропитание осуществляется от сети переменного тока, для однополупериодного выпрямления которого служит селеновый выпрямитель. Амплитуда колебания излучателя 1,2 мм при частоте колебаний 50 гц. Потребляемая электрическая мощность 0,9 квт.

Рис. 4.2.  Электромагнитный излучатель И-85

Электромагнитный излучатель СВП-1 (рис. 4.3) заключен в корпус, на котором установлен кронштейн с зажимным винтом для крепления корпуса к сосуду с обрабатываемым раствором. К корпусу прикреплена труба с предохранительным кольцом для мембраны, которая соединена с помощью штока электромагнитом. Через шток в обрабатываемый раствор барботируетея воздух. Аппараты включаются непосредственно в сеть напряжением 220в имеют номинальную мощность 250 вт.

Амплитуда колебаний у описанных аппаратов может изменяться в определенных пределах путем уеличения или уменьшения расстояния между электромагнитом и мембраной; основная частота упругих колебаний (при питании от сети переменного тока).

Рис. 4.3. Электромагнитный излучатель СВП 1

Односторонний эектромагнитный излучатель ЭМ-0 со свободноподвешенным якорем (рис.4.4) состоит из основания 1 со стойками 2, несущими электромагнит 3. Якорь 4 с помощью штока 5 ,проходящего в центре катушки электромагнита, соединен с излучающей пластиной 6. Возвращение якоря в исходное положение осуществляется плоскими пружинами 7.

Односторонний электромагнитный излучатель ЭМ-0 предназначен для работы в жидкостях. Питание излучателя осуществляется от сети переменного тока 127—220в через понижающий трансформатор с выходным напряжением 36 в. Излучатель имеет поверхность излучения около 150 см и потребляет мощность около 0,5 т. Излучатель имеет небольшие размеры электромагнита. Охлаждение его осуществляется самой рабочей жидкостью.

Рис.4.4. Односторонний

эектромагнитный излучатель ЭМ-0

 

Двусторонний герметизированный электромагнитный излучатель ЭМ-ДГ со свободно подвешенным якорем. Основой излучателя (рис. 4.5) является сердечник 1, запрессованный в каркас 2. Два якоря 3 закреплены к штокам 4, на концах которых находятся излучаюшие пластины. Пружины 5 отжимают якоря к упорным втулкам 6. Якоря несут гофрированные мембраны: 7, выполиенные из упругого нержавеющего материала.

Собранный электромагнит вставляется в круглый корпус 8. Соединение корпуса с электромагнитом осуществляется через штуцеры 9. Через Пару штуцеров подводятся питающие провода в соответствующей изоляций, стойкой к воздействию температуры и агрессивной среды (например, из фторопласта).

Особенностью излучателя является возможность применения в кипящих и слабоагрессивных жидкостях (например, в слабых кислотных или щелочных растворах).

Охлаждение обмоток производится проточной водопроводной водой. Электромагнит излучателя герметизирован некоррозионным кожухом, полностью изолирующим его от внешней среды.

Рис.4.5. Двусторонний герметизированный электромагнитный излучатель ЭМ-ДГ

2. Электродинамические излучатели

Электродинамический излучатель ЭД-С, в котором используется резонирующий стержень (рис 4.6), состоит из резонирующего стержня 1, изготовленного из дюралюминия. Стержень крепится с помощью выточенного как одно целое с ним кольцеобразного выступа 2. Выступ зажимается между двумя резиновыми прокладками 3 и 5. Вследствие того что диаметр стержня равен его длине, в нем под действием поперечных сжатий "возникают также и радиальные колебания. При жестком креплении по средней линии эти колебания привели бы к сильному ослаблению основных колебаний. Поэтому лучшие результаты дает закрепление стержня в центре тяжести.