[发明专利]声波发生器

说明书

本发明涉及一种用于将能量传递给流体媒质的声波发生器，特别涉及是一种其中的共振件在振动时基本上不受制约的声波发生器。

用于将电能转变为声能和动能以传递给流体媒质的声波发生器是人们熟知的。这样的装置例如在Bodine的英国专利2152728和Robinson的美国专利2468515的说明书中有所叙述。

但是，上述公开的这些声波发生器有其缺点。例如，由Bodine在上述英国专利中所述的装置使用了和在Bodine的美国专利3633877、3684037、3360056和4265129中描述的类型相似的共振传动装置。这样的传动装置限制了该装置所能传递给流体媒质的频率的上限。由于在共振杆与流体之间声能的传递在低频率时效率较低，所以，上限频率的限制降低了Bodine装置的声学效率。Bodine还必须在其轨道质量振荡器（orbiting    mass    oscillator）与共振杆之间采用耦合，用以将振动杆的惯性力与振荡器隔离开。如果没有这样的耦合，所产生的惯性力的大小就足以使液压或电动的轨道质量振荡器驱动电动机较快地发生故障。

上面所述的Robinson的专利中告诉人们分别在杆的相对的两端部用钢衬套限制共振杆。这种支撑装置通过（由于）钢衬套支撑结构而丧失了原来可被流体媒质利用的能量。之所以这样，是因为Robinson的方法不能允许共振件作自由而不受制约的振动。相反的，由于采用了钢制固定衬套，共振件被迫要采取一特定的模式形状。Robinson结构还在共振件的支撑点和最大弯曲应力点上产生了一很高的应力集中。这种应力集中最终会使共振件造成不必要的损害和/或过早的失效。这样也限制了共振件能承受而不发生故障的机械应力。

现有的振动研磨机通常由一装有研磨媒质如钢球的、固定在一用于支撑和隔振的弹簧系统上的刚性机壳组成。振动是经过一旋转的不平衡轴传递的，该轴刚性地连接于研磨装置的机体上，或者通过一电动机并使用一直接装在机壳上的整体性不平衡重块传递的。

不平衡轴一般由一标准电动机通过一万向轴驱动以为电动机隔振，或通过偏心重块驱动，偏心重块是与电动机连成整体的。如果是采用后者，电动机的振动强度与研磨机自身的强度基本相同。

当利用一偏心重块产生振动时，力必须从旋转件通过轴承传递给研磨机的机体。这些作用力以振动频率的平方增加，而在商用规模用途中实际上振动频率被限制于30赫兹，这是因为如果频率再增加，振动研磨机装置的质量所需的力十分巨大。随着旋转频率提高，滚子轴承的负载承受能力开始受到限制。

当现有的振动设计被称作共振研磨机时，它仅意味着：振动频率相应于用来隔离研磨机的弹簧-质量系统的固有频率，这种研磨机的共振会提高系统中的能量效率。但是要为需要大的弹簧刚度的大研磨质量获得必要的振幅是非常困难的。

按照本发明的构思提供的一种声波发生器包括一具有多个波节和波腹的共振件，位于一机壳和所述共振件之间的传动固定和定位装置，用该传动固定装置与所述共振件耦合的电磁激发装置，所述传动固定装置包括一围绕所述共振件的外部衬套和一位于所述外部衬套与所述共振件之间的弹性材料。

现在，结合附图来描述本发明的一个仅用作举例的具体实施例。这些附图为：

图1A是按照本发明的声波发生器的图解正视图;

图1B是相应于图1A的发生器的第二模式形状的图解视图;

图2是图1的声波发生器的端视图;

A-3D图解表示了共振件的几种特征模式形状;

图4是表示按照本发明的声波发生器的电动机固定区的放大了的正视图;

图5是沿着图4中“V-V”平面剖开的图4所示的电动机固定区的顶视图;

图6表示了一个在一搅拌缸中工作状态下的声波发生器;

图7是电磁激发装置和通过固定装置连接到共振杆上的电枢的端视图;

图8是图7的部分侧视图;

图9A是表示已连接一研磨室的图1的共振件的部分侧剖视图;

图9B是从图9A的右方看的端视图;

图9C是沿图9A中的“ⅨB-ⅨB”剖开的端剖视图;和

图10是处于一第一共振频率的图9所示的共振件的图解示图。

现在参阅诸附图。图1中的“10”总的表示为一声波发生器，它包括一共振件，如一杆或管11，它基本上延伸发生器10的整个长度，其一端固定在一机壳20内。