195134. lajstromszámú szabadalom • Nagyteljesítményű ultrahang generátor
195134 2. és 3. ábrán a találmány szerinti generátor részét képező üllő felszerelési módja látható egy tartóelemen, részben kitöréssel ábrázolva, illetve felül nézetben i a 4. és 5. ábrákon a találmány szerinti generátor részét képező üllő és kalapács egymással szemben elhelyezkedő felületeinek párhuzamosságát automatikusan beállító áramkör kapcsolási vázlata; a 6. és 7. ábrákon a beállító áramkör különböző pontjain mérhető jelalakok; a 8. ábrán a kalapács egy előnyös kialakítása és annak meghajtó rúdja látható; a 9. ábra a 8. ábra szerinti kalapács ütköző tárcsájában kifejlődő nyomáshullámokat-, a 10-12. ábrákon a generátor által "látott" akadály vizualizálására vagy képi megjelenítésére szolgáló eszköz vázlata, valamint az előállított rugalmas hullám sugár fókuszpontja látható; és végül a 13.és 14. ábrákon a találmány szerinti ultrahang generátor második kiviteli alakjának hossz-, illetve keresztmetszetét mutatjuk be. Az 1. ábrán tehát 1 üllő látható, amelyet egy 10 hengeres tartóele.mhez erősített 101 gallér vesz körül, és az 1 üllő egy 2 kalapácscsal működik együtt, mely maga egy 3 rúd egyik végéhez van erősítve, és a 3 rúd egy 100 hüvelybe szerelt két 30, illetve 33 csapágyban csúsztatható el, a 100 hüvely viszont a 10 hengeres tartóelem alsó részéből nyúlik ki. A 3 rúd másik végére egy 4 elektromágnes 32 armatúrája van felszerelve, a 100 hüvelyen kívülre eső szakaszon. A 4 elektromágnes járom része úgy van felszerelve, hogy az a 3 rúd tengelye mentén csúszik el. A 4 elektromágnes járomrésze 5 forgatókarral és 6 forgattyúval van összekötve, ez utóbbi pedig 50 motorral van összekapcsolva. Az 5 forgatókar és a 6 forgattyú a 4 elektromágnes járomrészét a 3 rúd tengelyének irányában ide-oda mozgatja. A 4 elektromágnes áramkörébe 40 kapcsoló van beiktatva. Az 1. ábrán pont-vonallal jelöltük, hogy a 40 kapcsolót az 50 motor tengelye vezérli, egy bütykös tárcsa közbeiktatásával. A 3 rúdhoz 31 ütköző van erősítve, amelyre 34 nyomórugó fekszik fel, amelynek egyik vége a 30 csapágy közelében, másik vége pedig a 33 csapágyon van rögzítve. Az 1. ábrán látható továbbá, hogy az 1 üllőnek a 2 kalapáccsal együttműködő felületével ellentétes oldalon fekvő felületére egy 103 lencse van felerősítve, amely a 2 kalapács ütközése által előállított lapos rugalmas hullámot alakítja át gömbhullámmá, és a gömbhullámot továbbítjuk egy 102 tartályban lévő L folyadékba, ahol a 102 tartály alját a 101 gallér képezi. Amikor az 1. ábrán bemutatott eszközt bekapcsoljuk, ahol a 2 kalapácsot a 34 nyo-3 mórugo az 1 üllőhöz nyomja, az 50 motor a 4 elektromágnes járomrészét felső helyzetébe nyomja fel, melyben az érintkezésbe lép a 32 armatúrával. Ebben a pillanatban a bütykös tárcsa zárja a 40 kapcsolót úgy, hogy a 4 elektromágnes gerjesztőköre záródik, és — mivel a járonrész most lefelé mozog —, a 32 armatúrát ecen mozgása közben meghajtja. Tehát a 34 nyomórugó ezáltal összenyomódik. Miután a bütykös tárcsa egy előre beállítható nagyságú utat megtett, kinyitja a 40 kapcsolót, úgy, hogy a 4 elektromágnes szabadon engedi a 32 a'matúráját, és így a 34 nyomórugó a 2 kalapácsot addig mozgatja, míg az nekiütközik az 1 üllőnek. Az így előállított gömbhullám a 103 lencse fókuszpontjában fókuszálódik (konvergál), ahol jelentős energiakoncentrálódás jön létre. Ha például az 1 üllőt és a 2 kalapácsot acélból állítjuk elő, és az ütközés 10 m/sec-os sebességgel történik, az így előállított nyomás értéke 2 x 108 Pa lesz. Mint arról a későbbiekben még szó lesz, előnye s, ha az 1 üllő és az L folyadék közé egy impedancia-illesztő réteget iktatunk be,- ekkor úgy tekinthetjük, hogy az előállított nyomásnak körülbelül az egytized része jut át a folyadékba. A 103 lencse fókuszpontjában koncentrálja a nyomást, például egy 10-es faktor-al, amiből az adódik, hogy a fókuszpontban a nyomás értéke 2 kbar lesz. Ez a nyomás az ütközési sebességgel lineárisan növekszik, és a nyomásnak a folyadékba történő átvitele az impedancia-illesztő rétegek soícszorozásával tovább javítható. Egy körülbelül 10 m/sec-os ütközési sebességet könnyű elérni. Ha például a teljes mozge tömegO.l kg, az általa megtett út 10 cm és az ütközési erő 100 Newton, a sebesség értéke 1 4 m/sec lesz. Minden nehézség nélkül elérhető, hogy a fókuszpontban egy 10-es értékű nyomáskoncentrációs tényezőt kapjunk. Valóban, egy 1 mikrosecundum szélességű rugalmas impulzus ecetében a fókuszpont átmérője 3 mm nagyságrendű lesz. Ha az 1 üllő átmérője 5 cm, a nyomás-sokszorozási tényező 16,66 lesz. Utalnunk kell azonban arra, hogy a fenti számítások csak akkor érvényesek, ha a felületekrek az egymással érintkezésbe lépő pontjai pentosan egyidejűleg kerülnek egymással kapcsolatba, mivel ha ez a feltétel nem teljesül, a hullám legyengül és lapos lesz, és többé nem fókuszálható, emiatt az impulzus szélesség-e megnő, ezáltal az intenzitás viszonylag gyorsan lecsökken. Tehát annak érdekében, hogy olyan hullámot lehessen létrehozni, amelynek felfutó éle vagy frontja 1 mikrosecundumos, sebessége 10 m/s, az egymással együttműködő felületek laposságára és párhuzamosságára vonatkozó tűrésnek ±5 nikron nagyságrendűnek kell lennie. Ilyen pontosságú sík felületeket optikai úton polírozott acélból lehet előállítani, vi4 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
