Ультразвуковий рефлектор з повітряним прошарком

Реферат: Рефлектор з повітряним прошарком, який розміщується всередині і поруч зі стінками ультразвукового резервуара, відбиває ультразвукову енергію. Рефлектор з повітряним прошарком має відносно тонку металеву пластину, таку як з нержавіючої сталі 14-ого калібру, звернену всередину резервуара і заповнену повітрям порожнину на протилежній стороні тонкої металевої пластини. Тонка металева пластина відбиває ультразвукову енергію від стінок резервуара, щоб зменшити кількість ультразвукової енергії, що поглинається резервуаром. UA 113514 C2 (12) UA 113514 C2 UA 113514 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 СПОРІДНЕНА ЗАЯВКА Дана заявка заявляє про пріоритет попередньої заявки США на патент 61/482,093. яка була подана 3 травня 2011 року, під назвою "УЛЬТРАЗВУКОВИЙ РЕФЛЕКТОР З ПОВІТРЯНИМ ПРОШАРКОМ" і винайдена Дж. Майклом Гудсоном. Зазначена пріоритетна заявка включена в даний опис шляхом посилання. ГАЛУЗЬ ВИНАХОДУ Даний винахід стосується в основному резервуарів для ультразвукової обробки, і, більш конкретно, стосується рефлекторних конструкцій, які додані до резервуару, щоб поліпшити відбиття і зменшити поглинання ультразвукової енергії резервуаром. РІВЕНЬ ТЕХНІКИ Ультразвукові процеси очищення зазвичай використовують металеві резервуари, що містять рідини і деталі, які будуть очищені. Ультразвукова енергія подається до резервуару за допомогою ультразвукових вимірювальних перетворювачів, які можуть бути прикріплені до або занурені у резервуар. Стінки і днище резервуара виконані, як правило, з нержавіючої сталі 0,25 дюймів, або 8-ого калібру, або 10-ого калібру. Стіни і днище резервуара поглинають частину ультразвукової енергії, виробленої ультразвуковими перетворювачами, що зменшує кількість ультразвукової енергії, яку можна використовувати в миючих процесах. Відомо, що ультразвукові коливання використовують для змушування рідин відбиватися від металу, якщо наявне повітря на іншій стороні металу і метал є відносно тонким. Наприклад для повітря на іншій стороні сталі 14-ого калібру, ультразвукова активність відбивання була визначеною ефективнішою більш, ніж в дев'ять разів, ніж для сталі 0,25 дюйма. Ультразвукові коливання відбиваються, а не поглинаються, тонкою металевої панеллю підтримуваною повітрям. Тим не менш, не практично виготовляти резервуари з металу 14-ого калібру, тому що необхідні відносно більш товсті матеріали для структурної цілісності і міцності. КОРОТКИЙ ВИКЛАД СУТІ ВИНАХОДУ Даний винахід стосується рефлектора з повітряним прошарком, який вміщений усередині ультразвукового резервуару, на або поблизу стінок резервуара, для відбивання ультразвукової енергії. Рефлектор з повітряним прошарком має відносно тонку металеву пластину, таку як пластину з нержавіючої сталі 14-го калібру, звернену до внутрішньої частини резервуара і заповненої повітрям порожнини на протилежній стороні тонкої металевої пластини. Більш конкретно, даний винахід являє собою пристрій для обробки, який включає в себе (1) резервуар для вміщування рідини і одну або більше частину, що підлягає обробці, де резервуар має одну або більше стінок; (2) один або більше ультразвукових вимірювальних перетворювачів для забезпечення ультразвукової енергії до внутрішньої частини резервуара, і (3) рефлектор з повітряним прошарком, який розташований поруч з однією або більше з стінок резервуара. Рефлектор з повітряним прошарком включає в себе лицьову панель, орієнтовану в напрямку до внутрішньої частини резервуара і порожнину, яка не містить рідини, розташовану між лицьовою панеллю і стінкою резервуара. Товщина лицьової панелі менше, ніж товщина стінок резервуара. Ознаки та переваги, описані в даному описі не є всеохоплюючими, і, зокрема, багато додаткових ознак та переваг будуть очевидні фахівцеві в даній галузі техніки з урахуванням представлених креслень, опису та формули винаходу. Крім того, слід зазначити, що мова, яка використовується в технічному описі, була переважно обраною для зручності читання і навчальних цілей, і могла не бути обраною, щоб окреслювати або обмежувати предмет винаходу, звертаючись до формули винаходу, є необхідним визначити саме такий патентоспроможній предмет винаходу. КОРОТКИЙ ОПИС КРЕСЛЕНЬ Фігура 1 являє собою вигляд у розрізі кута резервуара з фіксованим рефлектором з повітряним прошарком відповідно до винаходу. Фігура 2 являє собою вигляд в перспективі повітряного резервуара з рефлекторами з повітряним прошарком, прикріпленими до або змонтованими на стінках резервуара. Фігура 3 являє собою вигляд у розрізі кута резервуара зі знімним рефлектором з повітряним прошарком за винаходом. Фігура 4 являє собою вигляд у розрізі знімного рефлектора з повітряним прошарком. Фігура 5 являє собою вигляд в перспективі знімного рефлектора з повітряним прошарком. Фігура 6 являє собою вигляд в перспективі знімного рефлектора з повітряним прошарком, показаного в розрізі. ДЕТАЛЬНИЙ ОПИС ПЕРЕВАЖНОГО ВАРІАНТА ВТІЛЕННЯ Тільки для цілей пояснення різні переважні варіанти втілення даного винаходу зображені на кресленнях. Фахівцю в даній галузі техніки легко зрозуміти при подальшому розгляді, що 1 UA 113514 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 можуть бути використані альтернативні варіанти конструкцій та способів, проілюстрованих тут, без відхилення від принципів описаного тут винаходу. Рефлектор з повітряним прошарком, відповідно до даного винаходу, є конструкцією, яка знаходиться всередині ультразвукового резервуара, на або поблизу стінок резервуара. Рефлектор з повітряним прошарком має відносно тонку металеву панель, наприклад, з нержавіючої сталі 14-ого калібру (0,0781 дюйма), звернену всередину резервуара і порожнини або заглиблення, заповнені повітрям, на протилежній стороні тонкої металевої панелі. В одному з варіантів здійснення винаходу рефлектор з повітряним прошарком, як показано на Фігурах 1 та 2, прикріплений до стінки 10 резервуара 12 під поверхнею 20 рідини в резервуарі. Рефлектор з повітряним прошарком 14 має металеву панель 16, переважно, що сформована з нержавіючої сталі 14-ого калібру. Краї металевої панелі 16 мають фланці 18, які прикріплені до стінки резервуара 10, утворюють порожнину 22 між металевою панеллю 16 і стінкою резервуара 10. Порожнина між внутрішньою стороною металевої панелі 16 і стінкою резервуара 10, переважно, має приблизно від 0,25 до 0,375 дюйма в глибину. Фланці 18 з рефлектора з повітряним прошарком 14 переважно приварені до стінки резервуара 10 навколо всіх сторін рефлектора. Металева панель 16 рефлектора з повітряним прошарком 14 відбиває ультразвукові коливання назад у внутрішній простір резервуара краще, ніж товстіші стінки резервуара, які мають схильність до поглинання ультразвукових коливань. Стінки баків переважно виконані з нержавіючої сталі 0,25 дюйма або 8-ого калібру (0,1719 дюйма) або 10-ого калібру (0,1406 дюйма). Рефлектор з повітряним прошарком повинен охоплювати значну частину бічних стінок резервуара для того, щоб ефективно відбивати ультразвукові коливання, які інакше будуть поглинені стінками резервуара. Рефлектор з повітряним прошарком також може бути використаний в нижній частині резервуара для відбивання ультразвукових коливань, які могли б бути поглиненими в нижній частині. Рефлектор з повітряним прошарком найбільш корисний, коли ультразвукові коливання генеруються всередині резервуара, наприклад, вимірювальними перетворювачами типу стрижнів, які занурені всередині бака. Проте, рефлектор з повітряним прошарком також може бути використаним з датчиками, встановленими на поверхні резервуара, наприклад, нижній або бічній стінці, в цьому випадку рефлектор з повітряним прошарком не буде встановлений поблизу цієї поверхні. Порожнина за металевою панеллю рефлектора з повітряним прошарком переважно заповнена нестисненим повітрям і герметизована таким чином, що рідина всередині резервуара не входить в порожнину. На заміну того, можуть бути використані інші гази, наприклад, такі як азот, щоб заповнити порожнину. Хоча проілюстровані варіанти здійснення рефлектора з повітряним прошарком показують рефлектор, що розташований під поверхнею рідини, рефлектор може простягатися вгору над рівнем рідини і може забезпечити вентиляцію у верхній частині порожнини. Важливо те, що усередині порожнини наявне повітря або інший газ. Оскільки порожнина повинна бути заповнена газом для рефлектора, щоб виконувати роботу належним чином, будь-яка рідина всередині знизить ефективність рефлектора і її слід уникати. Іншим варіантом здійснення рефлектора з повітряним прошарком, як показано на Фігурах 36, є рефлектор з повітряним прошарком 30, який висить всередині резервуара 12 поблизу стінки резервуара 10 нижче поверхні 20 рідини в резервуарі. Рефлектор з повітряним прошарком 30 має дві металеві панелі, 32 І 34, і стінки 36 периметру, які утворюють герметичну порожнину 38, що переважно містить повітря. Переважно, щонайменше зовнішня металева панель 32 рефлектора з повітряним прошарком 30 сформована з нержавіючої сталі 14-ого калібру. Порожнина 38 між внутрішніми поверхнями металевих панелей 32 і 34 переважно має приблизно від 0,25 до 0,375 дюйми в глибину. Внутрішні ребра 40 можуть бути використані всередині порожнини 38 для підтримки металевих панелей. Внутрішні ребра 40 відокремлені одне від одного, переважно приблизно на 12 дюймів, і розділяють порожнину 38 на кілька заглиблень 42, як показано на Фігурі 4. Рефлектор з повітряним прошарком може бути виготовлений з плоских пластин шляхом зварювання. Монтажні кронштейни 44 використовуються для встановлення рефлектора з повітряним прошарком 30 всередині резервуара. Переважно чотири кронштейна 44 використовуються на кутах рефлектора з повітряним прошарком 30, щоб закріпити його до дна або стінок резервуара. Фігура 6 являє собою вигляд в перспективі рефлектора з повітряним прошарком 30, аналогічного до Фігури 5, але металеві поверхні 32 і 34 показані в розрізі. Оскільки цей варіант здійснення рефлектора з повітряним прошарком виконаний з кронштейнами, його легше видалити з резервуара, ніж у варіанті, показаному на Фігурах 1 і 2, який приварений до резервуару. У промисловості перед використанням вимірювальних перетворювачів типу стрижень з потужними режимами ультразвуку низькочастотної форми, використання ультразвукового 2 UA 113514 C2 5 10 15 рефлектора з повітряним прошарком має перевагу при застосуванні металу 14-ого калібру для відбивання звуку, але для міцніших товстих металів, наприклад, для дієвого резервуара з нержавіючої сталі 10-ого і 8-ого калібру або навіть нержавіючої сталі міцніше 0,25 дюйма. Рефлектор з повітряним прошарком із застосуванням ультразвуку придатний для промисловості, такої як очищення теплообмінників на нафтопереробних заводах, очищення молочного обладнання, очищення обладнання обробки целюлози, а також для фармацевтичної промисловості. Крім того, та ж технологія може бути використана для очищення автомобільних і вантажних рам. великих двигунів, інструментів нафтового та газового буріння та інших великих об'єктів. Винахід є відносно недорогим і простим у виготовленні. З наведеного вище опису, буде очевидно, що описаний в даному описі винахід забезпечує новий і вигідний рефлектор з повітряним прошарком для ультразвукових резервуарів. Вищенаведений опис розкриває і описує просто типові способи і варіанти втілення даного винаходу. Як буде зрозуміло фахівцям в даній галузі техніки, винахід може бути реалізовано в інших різних формах, не відступаючи від його суті чи істотних характеристик. Відповідно, розкриття даного винаходу призначене для ознайомлення, але не обмеження, з обсягом винаходу, який викладений в нижченаведеній формулі винаходу. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 20 25 30 35 40 45 1. Пристрій для обробки, який містить: резервуар, що має щонайменше стінку, в якому резервуар утворює внутрішній простір для утримання рідини і одну або більше частин для обробки, і стінка резервуара контактує з рідиною; один або більше ультразвукових перетворювачів для забезпечення ультразвуковою енергією внутрішніх частин резервуара; рефлектор з повітряним прошарком, який має першу лицьову панель, орієнтовану в напрямку до внутрішньої частини резервуара і суттєво паралельну до стінки резервуара, центральна частина першої лицьової панелі розташована в безпосередній близькості до стінки резервуара, в якому рефлектор включає порожнину, яка не містить рідини, розташовану між першою лицьовою панеллю і стінкою резервуара, при цьому товщина першої лицьової панелі менше, ніж товщина стінки резервуара. 2. Пристрій для обробки за п. 1, в якому рефлектор повітря включає в себе фланці по периметру першої лицьової панелі, які прикріплені до стінки резервуара. 3. Пристрій для обробки за п. 2, в якому фланці приварені до стінки резервуара. 4. Пристрій для обробки за п. 1, в якому рефлектор з повітряним прошарком включає в себе другу лицьову панель, паралельну і рознесену від зазначеної першої лицьової панелі, при цьому між першою і другою лицьовими панелями утворена порожнина. 5. Пристрій для обробки за п. 4, в якому рефлектор з повітряним прошарком включає стінки по периметру першої та другої лицьових панелей, при цьому стінки по периметру приварені до першої та другої лицьових панелей. 6. Пристрій для обробки за п. 4, в якому рефлектор з повітряним прошарком прикріплений до резервуара за допомогою кронштейнів. 7. Пристрій для обробки за п. 1, в якому порожнина містить повітря. 8. Пристрій для обробки за п. 1, в якому перша лицьова панель виконана з нержавіючої сталі 14-ого калібру. 3 UA 113514 C2 4 UA 113514 C2 5 UA 113514 C2 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6