IT9021799U1

IT9021799U1 - Disposizione di montaggio di un trasduttore di ultrasuoni su di una va sca di lavaggio.

Info

Publication number: IT9021799U1
Application number: IT021799U
Authority: IT
Original assignee: Alagna Ettore; Guerinat Daniel; Marolda Giuseppe
Priority date: 1990-09-21
Filing date: 1990-09-21
Publication date: 1992-03-21
Also published as: IT220168Z2; DE69103113T2; EP0479070B1; IT9021799V0; EP0479070A2; DE69103113D1; ES2057698T3; EP0479070A3

Description

Descrizione del modello di utilità avente per titolo:

DISPOSIZIONE DI MONTAGGIO DI UN TRASDUTTORE DI ULTRASUONI SU DI UNA VASCA DI LAVAGGIO

E' ben noto, nella tecnica di lavaggio di pezzi meccanici, in particolare nel lavaggio a mezzo solventi, di effettuare un trattamento mediante ultrasuoni. L'applicazione di ultrasuoni consente infatti di eseguire un lavaggio più a fondo in un tarpo ridotto.

I trasduttori di ultrasuoni impiegati a questo scopo comprendono fondamentalmente una coppia di dischi ceramici, piezoelettrici, affiancati e, applicati sui lati contrapposti di essa, due corpi metallici di risonanza. Tra i due dischi è interposta una prima lamina elettricamente conduttrice ed altre due lamine sono interposte tra ciascuno dei dischi ed il corpo metallico di risonanza ad esso adiacente. Tra la prima lamina e ciascuna delle altre due viene applicato un potenziale elettrico oscillante, prodotto da un oscillatore elettronico e che provoca nei dischi, a causa della loro natura piezoelettrica, un fenomeno di vibrazione che si trasmette ai corpi metallici di risonanza.

La frequenza di oscillazione viene determinata, da detto circuito oscillatore elettronico, nel campo degli ultrasuoni, ad un valore prestabilito compreso per esempio tra 20 e 40 KHz e la dimensione e la fonte dei corpi metallici viene determinata in modo che essi possano vibrare in risonanza a tale frequenza.

Per trasmettere questa frequenza ad ultrasuoni al liquido di lavaggio, normalmente si applica uno dei due corpi di risonanza contro la parete della vasca di lavaggio e lo si fissa su questa parete mediante incollaggio. La parete, che è di sottile lamiera metallica, vibra dunque unitamente al corpo di risonanza del trasduttore e trasmette la vibrazione al liquido di lavaggio.

Questo sistema, largamente utilizzato in questi tipi di impianti, ha il grave inconveniente che - malgrado l'impiego di collanti ad elevata efficacia - dopo un periodo d'uso più o meno lungo, il trasduttore può distaccarsi dalla parete della vasca di lavaggio, obbligando a delicati ed onerosi interventi di manutenzione e riparazione.

Per ovviare a questa difficoltà è stato anche proposto di formare nella parete della vasca di lavaggio un foro corrispondente alla forma di un corpo di risonanza e di fissare detto corpo sul contorno di detto foro, che costituisce allora una sede di alloggiamento. Il fissaggio viene effettuato in questo caso mediante saldatura lungo tutto il contorno di contatto tra il bordo del foro e quello del corpo di risonanza.

Neppure questa disposizione fornisce tuttavia risultati completamente soddisfacenti, poiché nella zona di saldatura si formano, a lungo andare, dei punti di cedimento o delle cricche, che è praticamente impossibile riparare.

Neppure una variante di questa disposizione - consistente nel fissare il trasduttore sul foro della parete mediante mezzi meccanici, cioè serrando il contorno del foro tra una spalla di ritegno formata sul corpo di risonanza ed un contrapposta ghiera di serraggio, avvitata egualmente sul corpo di risonanza - è stata trovata soddisfacente. Essa presenta infatti l'inconveniente supplementare che la modifica di forma del corpo di risonanza, per formare la spalla di ritegno, nuoce alla corretta trasmissione degli ultrasuoni.

Scopo del presente modello di utilità è di realizzare un dispositivo di trasmissione di ultrasuoni ad un liquido contenuto in una vasca di lavaggio, il quale elimini completamente gli inconvenienti menzionati sopra, risulti di facile montaggio e di grande affidabilità nel tarpo. Tale risultato viene conseguito, in un impianto di lavaggio dotato di un trasduttore di ultrasuoni del tipo menzionato, per il fatto che detti corpi di risonanza e dischi piezoelettrici sono fissati l'uno sull'altro e sulla parete della vasca di lavaggio per mezzo di un bullone che li attraversa assialmente, un primo corpo di risonanza ed i due dischi piezoelettrici essendo applicati all'esterno di detta parete della vasca di lavaggio, mentre un secondo corpo di risonanza è applicato all'interno di detta parete, detto bullone attraversando un foro in detta parete por avvitarsi in un foro filettato assiale, cieco, formato in detto secondo corpo di risonanza.

In effetti, la disposizione secondo il presente modello presenta il grande vantaggio di permettere una corretta trasmissione di ultrasuoni al liquido di lavaggio, senza sottoporre alla stessa vibrazione la parete della vasca di lavaggio. Ciò diventa possibile quando, come appunto previsto dal presente modello, la forma sia opportunamente progettata e realizzata in modo che, nell'intorno della frequenza di lavoro desiderata, risultino soddisfatte le condizioni seguenti:

- a) la frequenza di risonanza delle oscillazioni meccaniche del pezzo coincida con la frequenza della tensione elettrica applicata ai dischi piezoelettrici (condizione questa cui deve del resto soddisfare qualsiasi trasduttore ultrasonico, comunque realizzato, per risultare atto a fornire potenza ultrasonica nella quantità utile);

- b) le oscillazioni meccaniche, di ampiezza massima in corrispondenza delle estremità del pezzo, abbiano andamento tale che, riducendosi in ampiezza via via che si considerano sezioni trasversali più interne, risultino di ampiezza nulla giusto in corrispondenza della sezione coincidente con la parete della vasca.

In questo modo i dischi piezoelettrici ed i corpi di risonanza oscillano in contrapposizione lasciando la posizione centrale, cioè quella di attacco alla parete della vasca di lavaggio, in condizioni di quiete.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del dispositivo secondo l'invenzione risultano comunque meglio evidenti dalla descrizione dettagliata che segue di una preferita forma di realizzazione dello stesso, data a titolo di esempio ed illustrata nel disegno annesso, nel quale l'unica figura è una vista in sezione assiale di un trasduttore di ultrasuoni applicato ad una vasca di lavaggio, secondo il presente modello.

Come mostrato, il trasduttore di ultrasuoni utilizzato secondo il modello è costituito, in modo sostanzialmente in se noto, da una coppia di dischi ceramici 2, 3, piezoelettrici, affiancati, e da una coppia di corpi metallici 4 e 5 di risonanza. Tra i dischi 2, 3 è interposta una lamina 6 di materiale elettricamente conduttore ed altre due lamine conduttrici 7, 8 sono interposte tra i dichi 2, 3 ed i corpi di risonanza 4, 5 ad essi rispettivamente affiancati

Il corpo 4 presenta un foro assiale cieco 4a, filettato, ed il corpo 5 presenta un foro assiale passante 5a; anche i dischi 2 e 3 sono forati centralmente, così come le lamine 6, 7 ed 8. Attraverso questi fori passa un bullone 9, che si avvita nel foro cieco 4a del corpo 4 con la sua estremità filettata 9a e che svolge la funzione di ritegno di tutti questi pezzi l'uno sull'altro.

Secondo il presente modello, nella parete laterale 1 della vasca di lavaggio è praticato un foro appena sufficiente a ^ consentire il passaggio del bullone 9. Per il montaggio del trasduttore, si procede pertanto ad applicare il corpo 4 di risonanza contro la superficie interna della parete 1, mentre i dischi 2, 3 ed il corpo 5 vengono applicati all'esterno; si infila poi il bullone 9 attraverso il foro 5a ed i fori assiali nei dischi 2,3, nonché nel foro della parete 1 e lo si avvita a fondo nel foro filettato 4a.

Sempre secondo il presente modello, nella faccia del corpo 4 che si applica contro la superficie interna della parete 1 è ricavata una scanalatura circonferenziale, nella quale é alloggiata una guarnizione di tenuta 10, del tipo O-ring, atta a svolgere anche funzione di smorzamento delle vibrazioni.

Secondo una caratteristica fondamentale del presente modello, da un lato l'eccitazione dei dischi 2, 3 viene effettuata in contrapposizione di fase - grazie ad una opportuna regolazione della tensione di alimentazione delle lamine 6, 7 ed 8 - e d'altro lato la dimensione e forma dei corpi di risonanza 4 e 5 viene scelta in modo tale che il piano nodale, centrale, della vibrazione viene a coincidere con il piano di contatto tra corpo 4 e disco 2.

In questo modo, mentre le estremità contrapposte dei corpi 4 e 5 vibrano in sincronismo, ma in sensi contrapposti (come schematizzato dalle righe a tratto e punto nel disegno), la zona centrale del trasduttore e precisamente le superfici del corpo 4 e del disco 2 a contatto con la parete 1, rimangono ferme, ovvero non trasmettono alcuna vibrazione alla parete 1.

E' evidente allora che:

- da un lato, per il fatto che la parete 1 non è sottoposta a vibrazioni,

- d'altro lato, per il fatto che il ritegno del trasduttore di ultrasuoni è assicurato dal bullone passante 9, in cooperazione con la guarnizione di tenuta 10, la quale svolge anche funzione di smorzamento,

il ritegno del trasduttore di ultrasuoni sulla parete 1 è assicurato nel migliore dei modi e con la massima garanzia di durata.

Claims

RIVENDICAZIONI 1) Vasca di lavaggio ad ultrasuoni, comprendente almeno una parete in lamiera ed un trasduttore di ultrasuoni applicato su detta parete, detto trasduttore comprendendo una coppia di dischi ceramici piezoelettrici sottoposti ad un campo elettrico variabile ad una frequenza ultrasonica ed una coppia di corpi metallici di risonanza, affiancati a detti dischi piezoelettrici, caratterizzato da ciò che detti corpi di risonanza e dischi piezoelettrici sono fissati l'uno sull'altro e sulla parete della vasca di lavaggio per mezzo di un bullone che li attraversa assialmente, un primo corpo di risonanza ed i due dischi piezoelettrici essendo applicati all'esterno di detta parete della vasca di lavaggio, mentre un secondo corpo di risonanza è applicato all'interno di detta parete, detto bullone attraversando un foro in detta parete per avvitarsi in un foro filettato assiale, cieco, formato in detto secondo corpo di risonanza.
2) Vasca di lavaggio come in 1, in cui detto secondo corpo di risonanza presenta una scanalatura circolare sulla sua faccia a contatto con la superficie interna della parete della vasca di lavaggio, in detta scanalatura essendo alloggiata una guarnizione di tenuta e di smorzamento.
3) Vasca di lavaggio come in 1, in cui la dimensione e la forma di detti corpi di risonanza sono determinati in modo che un piano nodale, centrale, di vibrazione coincida sostanzialmente con la superficie di contatto tra detto secondo corpo di risonanza e la parete della vasca di lavaggio.
4) Trasduttore di ultrasuoni, del tipo comprendente una coppia di dischi ceramici piezoelettrici sottoposti ad un campo elettrico variabile ad una frequenza ultrasonica ed una coppia di corpi metallici di risonanza, affiancati a detti dischi piezoelettrici, in particolare per l'impiego su di una vasca di lavaggio come in 1, caratterizzato da ciò che la dimensione e la forma di detti corpi di risonanza sono determinati in modo che un piano nodale centrale di vibrazione coincida sostanzialmente con la superficie di contatto tra uno di detti corpi di risonanza ed il disco piezoelettrico ad esso adiacente.