Ультразвуковой высокой мощности для применения в химических реакциях - RU2005139385A

Реферат

1. Устройство для генерирования ультразвуковых колебаний, содержащее ультразвуковой рупор, функционально связанный с ним ультразвуковой преобразователь для генерирования ультразвуковых колебаний и передачи их на исследуемый образец, источник питания и управляющее устройство, при этом ультразвуковой преобразователь включает первый и второй задающие стержни из магнитострикционного материала с навитыми на них задающими обмотками, расположенными с возможностью создания в задающих стержнях магнитострикционных сил при приложении к ним напряжения, и воспринимающий магнит из магнитострикционного материала с навитой на него воспринимающей обмоткой, выполненный с возможностью передачи на воспринимающий магнит колебаний, создаваемых в задающих стержнях под действием магнитострикционных сил, и генерирования в воспринимающей спирали колебательного напряжения, источник питания выполнен с возможностью подачи периодически меняющегося напряжения на задающие обмотки, а управляющее устройство выполнено с возможностью детектирования максимального напряжения, генерируемого в воспринимающих обмотках, сопоставления упомянутого максимального напряжения с заданным значением и подстройки напряжений, подаваемых на задающие обмотки, до упомянутого заданного значения.

2. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что каждый из задающих стержней имеет длину от примерно 5 до примерно 50 см и объем от примерно 100 до примерно 1000 см³.

3. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что каждый из задающих стержней имеет длину от примерно 10 до примерно 25 см и объем от примерно 250 до примерно 500 см³.

4. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что воспринимающий магнит включает первый и второй воспринимающие стержни.

5. Устройство по п.4, характеризующееся тем, что каждый из воспринимающих стержней имеет длину от примерно 5 до примерно 50 см и объем от примерно 10 до примерно 300 см³.

6. Устройство по п.4, характеризующееся тем, что каждый из воспринимающих стержней имеет длину от примерно 10 до примерно 25 см и объем от примерно 30 до примерно 100 см³.

7. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что задающая обмотка, навитая на первый задающий стержень, и воспринимающая обмотка, навитая на второй задающий стержень, навиты в противоположных направлениях.

8. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что задающие стержни соединены между собой поперечиной с образованием U-образного элемента.

9. Устройство по п.4, характеризующееся тем, что воспринимающие стержни соединены между собой поперечиной с образованием U-образного элемента.

10. Устройство по п.9, характеризующееся тем, что воспринимающая обмотка является непрерывной, последовательно навитой вокруг обоих воспринимающих стержней U-образного элемента.

11. Устройство по п.4, характеризующееся тем, что задающие стержни соединены между собой поперечиной с образованием U-образного задающего элемента, а воспринимающие стержни соединены между собой поперечиной с образованием U-образного воспринимающего элемента, причем каждый из U-образных элементов состоит из множества соединенных между собой пластин из магнитомягкого сплава.

12. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что оно содержит охлаждающую рубашку вокруг ультразвукового преобразователя и средство для пропускания через указанную охлаждающую рубашку охлаждающей среды.

13. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что ультразвуковой рупор представляет собой сплошной металлический стержень с круглым поперечным сечением.

14. Устройство по п.13, характеризующееся тем, что упомянутый металлический стержень выполнен из алюминия или титана.

15. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что частота и мощность подаваемого источником питания пульсирующего напряжения составляют, соответственно, от примерно 10 до примерно 30 МГц и от примерно 12 до примерно 20 кВт.

16. Устройство по п.15, характеризующееся тем, что указанная частота лежит в пределах от примерно 17 до примерно 20 МГц.

17. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что источник питания выполнен с возможностью подачи пульсирующего напряжения, а упомянутое заданное значение напряжения составляет от примерно 140 до примерно 300 В.

18. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что источник питания выполнен с возможностью подачи напряжения с прямоугольной формой сигнала с чередованием положительного и отрицательного напряжений приблизительно равной величины.

19. Проточный реактор для непрерывной обработки жидкого материала ультразвуком, содержащий реакционную емкость с впускным и выпускным отверстиями, установленный на реакционной емкости ультразвуковой рупор, проникающий в ее внутреннюю часть, функционально связанный с рупором ультразвуковой преобразователь для генерирования ультразвуковых колебаний и передачи их на исследуемый образец, источник питания и управляющее устройство, при этом ультразвуковой преобразователь включает первый и второй задающие стержни из магнитострикционного материала с навитыми на них задающими обмотками, расположенными с возможностью создания в задающих стержнях магнитострикционных сил при приложении к ним напряжения, и воспринимающий магнит из магнитострикционного материала с навитой на него воспринимающей обмоткой, выполненный с возможностью передачи на воспринимающий магнит колебаний, создаваемых в задающих стержнях под действием магнитострикционных сил, и генерирования в воспринимающей спирали колебательного напряжения, источник питания выполнен с возможностью подачи периодически меняющегося напряжения на задающие обмотки, а управляющее устройство выполнено с возможностью детектирования максимального напряжения, генерируемого в воспринимающих обмотках, сопоставления упомянутого максимального напряжения с заданным значением и подстройки напряжений, подаваемых на задающие обмотки, до упомянутого заданного значения.

20. Проточный реактор по п.19, характеризующийся тем, что каждый из задающих стержней имеет длину от примерно 5 до примерно 50 см и объем от примерно 100 до примерно 1000 см³.

21. Проточный реактор по п.19, характеризующийся тем, что каждый из задающих стержней имеет длину от примерно 10 до примерно 25 см и объем от примерно 250 до примерно 500 см³.

22. Проточный реактор по п.19, характеризующийся тем, что воспринимающий магнит включает первый и второй воспринимающие стержни.

23. Проточный реактор по п.22, характеризующийся тем, что каждый из воспринимающих стержней имеет длину от примерно 5 до примерно 50 см и объем от примерно 10 до примерно 300 см³.

24. Проточный реактор по п.22, характеризующийся тем, что каждый из воспринимающих стержней имеет длину от примерно 10 до примерно 25 см и объем от примерно 30 до примерно 100 см³.

25. Проточный реактор по п.22, характеризующийся тем, что задающая обмотка, навитая на первый задающий стержень, и воспринимающая обмотка, навитая на второй задающий стержень, навиты в противоположных направлениях, причем указанная воспринимающая обмотка является непрерывной, последовательно навитой на первый и второй воспринимающие стержни.

26. Проточный реактор по п.22, характеризующийся тем, что задающие стержни соединены между собой поперечиной с образованием U-образного задающего элемента, а воспринимающие стержни соединены между собой поперечиной с образованием U-образного воспринимающего элемента, причем каждый из U-образных элементов состоит из множества соединенных между собой пластин из магнитомягкого сплава.

27. Проточный реактор по п.22, характеризующийся тем, что каждый из задающих стержней и каждый из воспринимающих стержней имеют длину от примерно 5 до примерно 50 см.

28. Проточный реактор по п.19, характеризующийся тем, что частота и мощность подаваемого источником питания пульсирующего напряжения составляют, соответственно, от примерно 10 до примерно 30 МГц и от примерно 12 до примерно 20 кВт.

29. Проточный реактор по п.28, характеризующийся тем, что указанная частота лежит в пределах от примерно 17 до примерно 20 МГц.

30. Проточный реактор по п.28, характеризующийся тем, что источник питания выполнен с возможностью подачи пульсирующего напряжения, а упомянутое заданное значение напряжения составляет от примерно 140 до примерно 300 В.

31. Проточный реактор по п.19, характеризующийся тем, что источник питания выполнен с возможностью подачи напряжения с прямоугольной формой сигнала с чередованием положительного и отрицательного напряжений приблизительно равной величины.

32. Способ проведения ускоряемой ультразвуком химической реакции, включающий пропускание реагирующего материала в жидкой форме через ультразвуковую камеру, в которой указанный материал подвергается воздействию ультразвука, генерируемого ультразвуковым преобразователем, включающим первый и второй задающие стержни магнитострикционного материала с навитыми на них задающими обмотками, причем указанные задающие обмотки расположены таким образом, чтобы создавать в упомянутых задающих стержнях магнитострикционные силы при приложении напряжения к задающим обмоткам, и воспринимающий магнит из магнитострикционного материала с навитой на него воспринимающей обмоткой, причем указанный воспринимающий магнит выполнен таким образом, что колебания, создаваемые в задающих стержнях под действием магнитострикционных сил, передаются на воспринимающий магнит и генерируют колебательное напряжение в воспринимающей спирали, при этом на задающие обмотки подают периодически меняющееся напряжение, детектируют максимальное напряжение, генерируемое в воспринимающих обмотках, сопоставляют упомянутое максимальное напряжения с заданным значением и подстраивают напряжения, подаваемые на задающие обмотки, до упомянутого заданного значения.

33. Способ по п.32, характеризующийся тем, что заданное значение напряжения составляет от примерно 150 до примерно 300 В.

34. Способ по п.32, характеризующийся тем, что периодически меняющееся напряжение подают в виде пульсирующего напряжения с частотой от примерно 10 до примерно 30 МГц и мощностью от примерно 12 до примерно 20 кВт.

35. Способ по п.34, характеризующийся тем, что указанная частота лежит в пределах от примерно 17 до примерно 20 МГц.

36. Способ по п.32, характеризующийся тем, что указанное периодически меняющееся напряжение представляет собой напряжение с прямоугольной формой сигнала с чередованием положительного и отрицательного напряжений приблизительно равной величины.

37. Способ по п.32, характеризующийся тем, что задающие стержни имеют длину от примерно 5 до примерно 50 см и объем от примерно 100 до примерно 1000см³.

38. Способ по п.32, характеризующийся тем, что задающие стержни имеют длину от примерно 10 до примерно 25 см и объем от примерно 250 до примерно 500 см³.

39. Способ по п.32, характеризующийся тем, что воспринимающий магнит включает первый и второй воспринимающие стержни.

40. Способ по п.39, характеризующийся тем, что каждый из воспринимающих стержней имеет длину от примерно 5 до примерно 50 см и объем от примерно 10 до примерно 300 см³.

41. Способ по п.39, характеризующийся тем, что каждый из воспринимающих стержней имеет длину от примерно 10 до примерно 25 см и объем от примерно 30 до примерно 100 см³.

42. Способ по п.39, характеризующийся тем, что задающая обмотка, навитая на первый задающий стержень, и воспринимающая обмотка, навитая на второй задающий стержень, навиты в противоположных направлениях, причем воспринимающая обмотка представляет собой непрерывную обмотку, последовательно навитую на первый и второй воспринимающие стержни.

43. Способ по п.39, характеризующийся тем, что задающие стержни соединены между собой поперечиной с образованием U-образного задающего элемента и названные воспринимающие стержни соединены между собой поперечиной с образованием U-образного воспринимающего элемента, причем каждый из U-образных элементов состоит из множества соединенных между собой пластин из магнитомягкого сплава.