專利名稱：懸置膜片式聲波吹灰器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顆粒物質(zhì)清除裝置，具體涉及利用聲波從干燥表面清除顆粒物質(zhì)的裝置，更具體地說，涉及一種利用壓縮氣體且采用懸置式膜片產(chǎn)生聲波來清除密閉空間內(nèi)的干燥表面的顆粒物質(zhì)的裝置。
背景技術(shù)：
聲波吹灰器被廣泛用于通過聲波來清除密閉空間內(nèi)的表面上的顆粒物質(zhì)?，F(xiàn)有的聲波吹灰器使用特殊的結(jié)構(gòu)和能量輸入源來產(chǎn)生聲波，將聲波傳送到密閉空間內(nèi)清除灰塵顆粒，以實現(xiàn)其清灰功能。聲波清灰的原理是利用聲波的能量振動灰塵顆粒，使之處于彈跳懸浮狀態(tài)，脫離灰垢聚積表面。聲波能量越大，清灰作用越強。目前市面上出現(xiàn)的聲波吹灰器具有多個零部件，結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，并且大部分的聲波吹灰器采用了多個機械活動部件來產(chǎn)生聲波，所以容易磨損也極易損壞，還容易出現(xiàn)操作困難以及發(fā)聲不可靠的現(xiàn)象。公開號為CN1310312A、發(fā)明名稱為“活塞式聲波吹灰器”的中國專利便介紹了一種只有一個活動部件的聲波吹灰器。這種聲波吹灰器采用活塞來產(chǎn)生吹灰聲波。雖然活塞是其唯一的一個活動部件，但是這種聲波吹灰器仍然存在如下缺點利用活塞的往復(fù)移動來接通或關(guān)閉氣源從而產(chǎn)生聲波，由于活塞運動時會有摩擦并產(chǎn)生噪聲，需要在活塞和氣缸之間有很好的密封性才能維持其工作效率，并且需要設(shè)置靈敏的電磁閥來控制活塞的移動方向，吹灰器所產(chǎn)生的聲波能量大小不易控制，能耗大且容易損壞。因而，公開號為CN1415433A、發(fā)明名稱為“聲波吹灰器”的中國專利介紹的吹灰器采用了膜片，膜片通過壓蓋固定，因而其運動受到限制，只能產(chǎn)生彈起和收回的彈性變形來接通和關(guān)閉用于產(chǎn)生聲波的氣源。這種情況下，膜片容易承受過度應(yīng)力，導(dǎo)致膜片極易因磨損或破裂而提前失效。這種吹灰器在工作中還會產(chǎn)生較高的噪聲，其部件結(jié)構(gòu)同樣比較復(fù)雜，不易加工，且其結(jié)構(gòu)不便于零部件的拆卸和維修，調(diào)試也復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，易損壞，效率低且能耗高。這種吹灰器不容易安裝，安裝后更難拆卸，不便于維修和更換，不同型號的零部件不能互換，不工作時需要通過外部途徑來進行冷卻。因此，顯然需要有一種經(jīng)濟且易于實現(xiàn)的聲波吹灰器，利用壓縮氣體產(chǎn)生聲波來清除密閉空間內(nèi)的干燥表面上的顆粒物質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種新型的聲波吹灰器，這種聲波吹灰器能在工作中自我調(diào)節(jié)以釋放作用于其上的壓力，不易因過壓磨損和破裂而提前失效，并且噪聲低、拆卸和更換簡便、適用性強。本發(fā)明為解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是，提出一種聲波吹灰器，包括聲波產(chǎn)生器和聲波傳送通道，其特征在于，所述聲波產(chǎn)生器包括U形膜片支座、環(huán)狀座體、膜片和壓蓋，所述聲波傳送通道包括螺紋連接的聲波輸出管和喇叭口 ；所述U形膜片支座具有底部和兩垂直側(cè)壁，側(cè)壁上設(shè)有進氣孔，底部形成有中心通孔與聲波傳送通道連通；所述環(huán)
4狀座體同心緊固在膜片支座的底部內(nèi)側(cè)，膜片自由放置在所述座體上；所述壓蓋通過緊固件鎖緊在膜片支座的頂面上，且設(shè)有與膜片支座內(nèi)徑相適配的環(huán)形凸緣壓靠膜片外緣；當(dāng)壓縮氣體通過電磁閥經(jīng)進氣孔進入膜片支座內(nèi)時，膜片懸置于座體上不斷地微曲變形和復(fù)原以產(chǎn)生聲波從聲波傳送通道送出。上述聲波吹灰器中，所述U形膜片支座的兩側(cè)壁與底部垂直并在相交處形成圓角；所述側(cè)壁上的進氣孔為螺紋通孔；所述膜片支座底部的中心通孔為無螺紋圓形通孔， 其內(nèi)沿呈圓角而外沿增大形成環(huán)形凹槽；所述膜片支座底部的中心通孔外側(cè)設(shè)有位于同心圓上的多個均勻分布的無螺紋通孔；所述膜片支座底部的所述無螺紋通孔外側(cè)形成有同心環(huán)形淺槽，在所述環(huán)形淺槽內(nèi)設(shè)有位于同心圓上的多個均勻分布的螺紋通孔；所述膜片支座的頂面成平面并與側(cè)壁垂直，且設(shè)有位于同心圓上的多個均勻分布的螺紋盲孔。上述聲波吹灰器中，所述環(huán)狀座體安裝于膜片支座底部的環(huán)形淺槽內(nèi)，且在環(huán)狀座體與膜片支座的相配合表面之間設(shè)有密封圈。所述環(huán)狀座體的底部呈平面，頂部具有用于安放膜片的窄座圈，所述窄座圈的環(huán)形表面和底部平面彼此平行且垂直于環(huán)狀座體的中軸；從窄座圈的內(nèi)外側(cè)分別向下延伸出第一環(huán)形斜面和第二環(huán)形斜面；所述第一環(huán)形斜面上設(shè)有位于同心圓上的多個均勻分布的無螺紋通孔，所述每個無螺紋通孔向內(nèi)形成臺階并在臺階上部的孔壁上設(shè)有延伸到外部的徑向通孔。其中，所述第一環(huán)形斜面和第二環(huán)形斜面具有不同的傾斜度。所述環(huán)狀座體的底部外邊沿設(shè)有用于安裝密封圈的凹槽。上述聲波吹灰器中，所述膜片呈圓盤狀，具有與膜片支座的內(nèi)徑相適配的直徑，且沿徑向相對設(shè)置有尺寸不同的第一膜片孔和第二膜片孔，較小的第一膜片孔位于比環(huán)狀座體的半徑大的半徑位置處，第二膜片孔位于比環(huán)狀座體的半徑小的半徑位置處。所述膜片置于所述環(huán)狀座體上將膜片支座的內(nèi)部空間分隔成環(huán)形進氣腔、中心圓形腔室和膜片后腔，所述中心圓形腔室通過中心通孔與聲波傳送通道連通。上述聲波吹灰器中，所述壓蓋呈圓形，其底部延伸出外徑與膜片支座的內(nèi)徑相適配的環(huán)形凸緣，環(huán)形凸緣的內(nèi)邊沿形成圓角，并從所述圓角切向延伸出朝著壓蓋的邊沿傾斜的平直斜面；所述環(huán)形凸緣的根部內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)角與壓蓋內(nèi)側(cè)向內(nèi)傾斜的斜面連接，壓蓋內(nèi)側(cè)的傾斜斜面與凹陷的內(nèi)側(cè)底部配合形成位于壓蓋下的凹陷空間。所述壓蓋上設(shè)置有位于同心圓上的均勻分布的多個無螺紋通孔，供緊固螺栓穿過將壓蓋和膜片支座鎖緊；壓蓋與膜片支座的相配合表面之間還設(shè)有墊圈。上述聲波吹灰器中，所述聲波輸出管呈吹氣管狀，沿其縱向形成有錐形腔，所述錐形腔的較小端外側(cè)形成第一圓形凸緣；所述聲波輸出管的對應(yīng)所述較小端的端面上設(shè)有均勻分布的四個螺紋盲孔；所述錐形腔的較大端外側(cè)形成第二圓形凸緣，所述聲波輸出管上對應(yīng)所述較大端設(shè)有外螺紋部，所述外螺紋部上鎖有鎖緊螺母；所述聲波輸出管的重力中心靠近錐形腔的較小端。所述聲波輸出管上位于錐形腔的較小端的第一圓形凸緣適配到膜片支座的中心通孔的外邊沿增大形成的環(huán)形凹槽內(nèi)，且所述聲波輸出管通過緊固螺栓鎖緊到膜片支座的底部外側(cè)，使得所述錐形腔與膜片支座的中心通孔同心。所述喇叭口的較小端內(nèi)形成有內(nèi)螺紋部；所述喇叭口的靠近較小端外側(cè)設(shè)有矩形喇叭凸緣，喇叭凸緣上設(shè)有位于同心圓上的四個無螺紋通孔，每一無螺紋通孔的朝向喇叭口較大端的一側(cè)形成有六角形凹槽，其形狀與緊固螺栓的六角形螺栓頭相適配。所述聲波輸出管的外螺紋部與所述喇叭口的內(nèi)螺紋部相嚙合，使得所述錐形腔較大端的第二圓形凸緣與喇叭口的內(nèi)螺紋部的臺
5階表面相抵，鎖緊螺母將聲波輸出管與喇叭口鎖緊。上述聲波吹灰器中，所述喇叭口的較小端穿過安裝法蘭的中心圓形通孔，喇叭凸緣通過帶六角形螺栓頭的緊固螺栓穿過其上對應(yīng)設(shè)置的四個無螺紋通孔鎖緊在安裝法蘭上；喇叭凸緣和安裝法蘭的相配合表面之間設(shè)有墊圈。上述聲波吹灰器中，所述膜片支座內(nèi)的進氣孔通過進氣管與電磁閥連通，所述進氣管通過鎖緊螺母固定在膜片支座上。上述聲波吹灰器中，所述電磁閥的電磁閥進氣腔和電磁閥出氣腔之間設(shè)有孔，使膜片支座的進氣腔與電磁閥進氣腔連通。采用本發(fā)明提出的聲波吹灰器，電磁閥打開其閥座使正常的壓縮氣流通過進氣管進入膜片支座內(nèi)的進氣腔時，對暴露給進氣腔的膜片區(qū)域施加壓力，在壓縮氣流的氣壓和氣流量以及壓蓋凸緣對膜片產(chǎn)生的壓緊力的綜合作用下，膜片繞壓蓋凸緣的特定形狀轉(zhuǎn)動而懸置，發(fā)生微曲變形而離開窄座圈以釋放氣壓，接著可立即復(fù)原到正常狀態(tài)，并且膜片可以自由移動來進行自我調(diào)節(jié)以減輕作用于其上的過度應(yīng)力，避免過早失效。每次膜片發(fā)生微曲變形而離開座圈時，其打開一個小的間隙以便進氣腔內(nèi)的壓縮氣體沖入膜片支座的中部圓形腔室中，與聲波輸出管和喇叭口連通。從喇叭口排出的間歇氣流脈沖便是聲波。當(dāng)電磁閥關(guān)閉而膜片不工作時，電磁閥內(nèi)設(shè)置的連通電磁閥進氣腔和電磁閥出氣腔的小孔持續(xù)給膜片支座的進氣腔提供恒定的冷卻氣流，穿過座體上的冷卻孔進入到膜片下方給膜片進行冷卻，以防止膜片在不工作時承受熱應(yīng)力而發(fā)生變形。因而，與現(xiàn)有的聲波吹灰器相比，本發(fā)明的聲波吹灰器具有如下優(yōu)點本發(fā)明的所有部件同軸連接并有很好的密封，能夠有效的傳送聲波，具有最小的聲波損失；所有可能會磨損的部件都可以在不關(guān)機的情況下進行拆卸；聲波由能夠自我調(diào)整的懸置式膜片產(chǎn)生，沒有其他運動部件；本發(fā)明的聲波吹灰器結(jié)構(gòu)簡單，操作簡單，聲波的產(chǎn)生穩(wěn)定可靠，不需要事先進行調(diào)試，工作中的噪聲低，輸入聲波的能量很容易通過輸入壓縮氣體的壓力和流量來控制；并且，依據(jù)各部件的物理尺寸、作用于膜片上的壓緊力的幅度、膜片材料的物理特性、以及氣流的氣壓和流量這些因素相結(jié)合，本發(fā)明可以得到不同型號、具有不同輸出聲波能量和頻率的聲波吹灰器，以適用于各種不同的清掃目的和功能。


下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的聲波吹灰器的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。圖1所示是本發(fā)明提供的一個較佳實施例，其中所示的聲波吹灰器由聲波產(chǎn)生器和聲波傳送通道36和46構(gòu)成。聲波產(chǎn)生器包括加工成U形的膜片支座31，該膜片支座31 具有平坦的底部和內(nèi)外側(cè)壁，內(nèi)外側(cè)壁與底部垂直并在相交處形成圓角。側(cè)壁的內(nèi)側(cè)面是平滑的，沒有臺階，以便直徑與膜片支座31的內(nèi)徑相適配的膜片7能夠在工作過程中自由
6移動而不受干擾。膜片支座31的中部設(shè)有無螺紋的圓形通孔28，該通孔28的內(nèi)沿呈圓角以便氣流平滑流出，外沿增大形成環(huán)形凹槽，用于容置聲波輸出管36上的凸緣27。中心通孔28的外側(cè)設(shè)有四個均勻分布的無螺紋通孔24，這四個無螺紋通孔24位于與中心通孔28 同心的同心圓上，用于供緊固螺栓25穿過以將聲波輸出管36同心緊固在膜片支座31的底部外側(cè)。在膜片支座31的底部內(nèi)側(cè)面上無螺紋通孔24的外側(cè)，形成有同心環(huán)形淺槽20，座體30安裝于其上，當(dāng)膜片7放于座體30上時，膜片7被平均地暴露給進氣腔18。該環(huán)形淺槽20內(nèi)設(shè)有位于同心圓上的六個均勻分布的螺紋通孔23，供緊固螺栓22穿過以將座體 30同心緊固在膜片支座31的底部內(nèi)側(cè)。在座體30和膜片支座31的相配合表面之間設(shè)有密封圈29以提高氣密性。當(dāng)座體30緊固定位之后，膜片支座31的內(nèi)部空間被分隔成位于外側(cè)的環(huán)形進氣腔18和位于內(nèi)側(cè)的中心圓形腔室，后者與聲波輸出管36內(nèi)的錐形腔35連通。當(dāng)聲波輸出管36另一端上的外螺紋部51與喇叭口 46的較小端上的內(nèi)螺紋部37嚙合時，座體30內(nèi)的中心圓形腔室與喇叭口 46同軸且連通，形成有效且連續(xù)的聲波傳送通道。 膜片支座31的垂直側(cè)壁上設(shè)有螺紋進氣通孔17，其通過進氣管16將進氣腔18與電磁閥 55連通，進氣管16則通過鎖緊螺母15固定在膜片支座31上。膜片支座31的頂面被加工成平面并與側(cè)壁垂直。膜片支座31的頂面上設(shè)有位于同心圓上的八個均勻分布的螺紋盲孔32，用于安裝緊固壓蓋8的螺栓1。在壓蓋8和膜片支座31的相鄰面之間設(shè)有墊圈33， 當(dāng)壓蓋8與膜片支座31被螺栓1緊固在一起時，墊圈33被壓縮以在相配合表面之間提供氣密性。壓蓋8的朝向膜片支座一側(cè)形成有環(huán)狀凸緣13，其外徑與膜片支座31的內(nèi)徑相適配。當(dāng)膜片7放于座體30上并由壓蓋8的環(huán)狀凸緣13壓靠時，膜片7將進氣腔18、膜片后腔9、以及中心圓形腔室彼此隔開，中心圓形腔室構(gòu)成連通喇叭口 46的聲波傳送通道的一部分。如圖1所示，座體30呈環(huán)狀，具有平坦的底部和用于安放膜片7的窄座圈3 ；座體的底部表面和窄座圈表面均被加工成平面且彼此平行，與座體30的中軸垂直；底部的外邊沿上設(shè)有用于安裝密封圈29的凹槽。從窄座圈3的兩側(cè)分別向下延伸出兩個具有不同傾斜度的環(huán)形斜面，其中一個環(huán)形斜面4向內(nèi)側(cè)延伸，另一個環(huán)形斜面2向外側(cè)延伸。在向內(nèi)側(cè)延伸的環(huán)形斜面4上設(shè)有位于同心圓上的六個均勻分布的無螺紋通孔21，供緊固螺栓22 穿過并將座體30鎖緊在膜片支座31的底部內(nèi)側(cè)，密封圈29用于二者相配合表面之間的氣體密封。每個無螺紋通孔21內(nèi)部設(shè)有臺階狀凹槽，且在每個臺階狀凹槽的上部的孔壁上設(shè)有延伸到座體30外側(cè)的徑向通孔19，用于供冷卻氣體從進氣腔18進入到座體30內(nèi)側(cè)，以便冷卻膜片7的下部，防止其承受熱應(yīng)力而在不工作時發(fā)生變形。如圖1所示，膜片7呈圓盤狀，其直徑與膜片支座31的內(nèi)徑相適配。膜片7上設(shè)有兩個尺寸不同的膜片孔，這兩個膜片孔為無螺紋的通孔，在徑向上彼此相對設(shè)置，其中較小的第一膜片孔11位于比座體30的半徑大一些的半徑位置處，連通進氣腔18和膜片后腔 9，以便恒定的冷卻氣流從進氣腔18進入到膜片后腔9中并從膜片7上較大的第二膜片孔 5中流出，以用于冷卻壓蓋8。膜片7上的該較大的第二膜片孔5位于比座體30的半徑小一些的半徑位置處，連通膜片后腔9和中心圓形腔室進而連通聲波傳送通道，能夠在膜片7 工作時補償膜片后腔9內(nèi)的氣壓，排出冷卻氣體以便其不會對膜片后腔9加壓，也就是說， 膜片后腔9因膜片7的微曲變形或復(fù)原所產(chǎn)生的容積變化不會形成作用于膜片7的內(nèi)部壓力。
又如圖1所示，壓蓋8呈圓形，其上邊沿呈圓角，下側(cè)具有環(huán)形凸緣13，該環(huán)形凸緣 13的外徑與膜片支座3 1的內(nèi)徑相適配。壓蓋8上設(shè)有位于同心圓上的八個均勻分布的無螺紋通孔34，供緊固螺栓1穿過并鎖入膜片支座31上對應(yīng)的螺紋盲孔32內(nèi)，將壓蓋固定在膜片支座31上。環(huán)形凸緣13的內(nèi)邊沿形成明顯的圓角12，并具有從圓角12朝著壓蓋8 的邊沿切向延伸的平直斜面。環(huán)形凸緣13的根部轉(zhuǎn)角與壓蓋內(nèi)斜面10連接，壓蓋內(nèi)斜面 10與凹陷的內(nèi)側(cè)底部6配合形成位于壓蓋下的凹陷空間。當(dāng)膜片7在工作中微曲、懸置和滑動時，膜片7可以繞圓角12提供的軌跡自由地改變其形狀，從而自我調(diào)整并釋放壓力，減小磨損和破裂，將提前失效的可能性減到最小(因而被稱為“懸置式膜片”)。這種結(jié)構(gòu)在壓下膜片7使其置于窄座圈3上時提供圓形線接觸，因而通過鎖緊壓蓋的固定螺栓1所施加的壓緊力能夠更有效并可得到降低。壓蓋8下的凹陷空間為膜片7提供了彎曲變形到最大程度而不會產(chǎn)生干涉所需的間隙，使其在同樣的氣壓和氣流量下能產(chǎn)生更多的聲波能量輸出。環(huán)形凸緣13的朝著壓蓋邊沿傾斜延伸的平直斜面為膜片外緣14提供了復(fù)原時所需的間隙。再如圖1所示，壓蓋墊圈33是扁平環(huán)形墊圈，具有位于同心圓上均勻間隔開的八個通孔，供壓蓋緊固螺栓1穿過，當(dāng)壓蓋8和膜片支座31鎖緊時，墊圈33在二者相配合的表面之間提供密封性能。同時，由于墊圈33被壓縮，其預(yù)定的壓縮厚度決定了壓蓋凸緣13 將膜片7壓向窄座圈3的精確向下壓入量，從而產(chǎn)生所需的壓緊力將膜片7緊貼窄座圈3 而不會有任何氣體泄漏，同時還能產(chǎn)生膜片7所需的預(yù)應(yīng)力，使其能正常工作而無需額外進行調(diào)試。如圖1所示，聲波輸出管36呈吹氣管形狀，沿其縱向具有表面光滑的中心錐形腔 35。錐形腔35的較小端的直徑與膜片支座31的中心通孔28的直徑相同。錐形腔35的較小端外側(cè)設(shè)有第一圓形凸緣27，其適配到膜片支座中心通孔觀的外邊沿上的圓形凹槽內(nèi)， 用作導(dǎo)向環(huán)來確保聲波輸出管36和膜片支座31之間的同心度，以實現(xiàn)氣流從膜片支座31 到錐形腔35的平滑過渡。凸緣27還可以防止氣體泄漏到外部。第一圓形凸緣27外側(cè)的聲波輸出管36的端面上設(shè)有四個均勻分布的螺紋盲孔沈，用于安裝緊固螺栓25將聲波輸出管36鎖緊在膜片支座31的底部外側(cè)。錐形腔35的較大端也設(shè)有第二圓形凸緣，該第二圓形凸緣具有與聲波輸出管36的中心縱軸垂直的平滑表面，用于與喇叭口 46的較小端上內(nèi)螺紋部37的臺階表面相抵39，以確保氣流從聲波輸出管36到喇叭口 46的平滑過渡，同樣該第二圓形凸緣也可防止氣體泄漏到外部。聲波輸出管36上位于錐形腔35的較大端的外螺紋部51與喇叭口 46的內(nèi)螺紋部37相嚙合，將喇叭口 46螺紋連接到聲波輸出管36上， 并通過鎖緊螺母50將喇叭口 46鎖緊固定。聲波輸出管36呈吹氣管的形狀，其重力中心更靠近錐形腔35的較小端，因此，當(dāng)完整的聲波吹灰器安裝到其喇叭口安裝法蘭41上后，因聲波吹灰器各部件的不同重力分布而產(chǎn)生的以安裝法蘭41為支點的向前和向后傾斜力矩都將處于一個平衡狀態(tài)。如圖1所示，喇叭口 46的外部設(shè)有矩形喇叭凸緣44，其在整體上靠近喇叭口 46的較小端。喇叭凸緣的矩形形狀使得穿過喇叭凸緣44進行安裝所需的寬度最小化。喇叭凸緣44設(shè)有位于同心圓上的四個無螺紋通孔47，用于緊固螺栓49穿過并將喇叭口 46鎖緊到喇叭口安裝法蘭41上。每一個無螺紋通孔47的朝向喇叭口 46較大端的一側(cè)上形成有六角形凹槽48，其深入大約三分之一的法蘭厚度。六角形凹槽48與緊固螺栓頭49的六角形
8相適配，因而將緊固螺栓頭49置入六角形凹槽48內(nèi)后，它不能轉(zhuǎn)動，從而便于將位于喇叭口安裝法蘭41另一側(cè)的螺母40擰緊或松開。這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計不再需要使用工具來夾持住緊固螺栓頭49才能旋擰螺母40，特別是某些在很難接觸到緊固螺栓頭49的情況中特別有用。如圖1所示，喇叭口安裝法蘭41呈平板狀，具有無螺紋的中心圓形通孔45，其直徑與喇叭口 46的較小端直徑相適配以便喇叭口 46的較小端穿過。中心通孔45的外側(cè)設(shè)有位于同心圓上的四個無螺紋通孔42，與喇叭凸緣44上的通孔相對應(yīng)，以便喇叭口緊固螺栓49穿過并將喇叭口 46鎖緊在喇叭口安裝法蘭41上。墊圈43設(shè)置在喇叭凸緣44和喇叭口安裝法蘭41之間以提供密封，防止在喇叭口安裝法蘭41的兩側(cè)存在壓差的情況下氣體從無螺紋通孔42和45泄露出。喇叭口安裝法蘭41通常都是通過焊接或螺栓安裝在使用聲波吹灰器的空間的壁結(jié)構(gòu)上的。喇叭口安裝法蘭41具有一定的厚度，使其能夠提供足夠的強度來支撐聲波吹灰器的重量，并且能夠承受不平衡的傾斜力矩作用于其上所產(chǎn)生的扭曲。如圖1所示，膜片支座31上的進氣孔17通過用緊固螺母15固定在膜片支座31 上的進氣管16連通至電磁閥55。電磁閥55內(nèi)的孔53將電磁閥進氣腔M與電磁閥出氣腔52連通而繞過電磁閥的閥桿56和閥座57，確保始終有恒定的小氣流通過，即使在電磁閥陽關(guān)閉的情況下。當(dāng)電磁閥55關(guān)閉時，閥桿56和閥座57將從電磁閥進氣腔M進入到電磁閥出氣腔52以到達膜片支座31內(nèi)的進氣腔18來作用于膜片7的主氣流截斷，在沒有孔53的情況下，用于冷卻膜片7下部的冷卻氣流也會被截斷，導(dǎo)致膜片承受熱應(yīng)力并且很快就會變形。有孔53的情況下，即使電磁閥55關(guān)閉，還有一股恒定的小氣流通過，進入到膜片支座31的進氣腔18中，進而通過座體30內(nèi)的徑向通孔19到達膜片7的下部進行冷卻。這股冷卻氣流的壓力和流量都非常小，因而不會激活膜片7，從而不會產(chǎn)生聲波。如圖1所示，該聲波吹灰器由三個模塊組裝而成，即聲波產(chǎn)生器模塊(包括膜片支座31、膜片7和座體30、壓蓋8和墊圈33、電磁閥55和進氣管16、以及緊固螺栓)、聲波輸出管36、和喇叭口 46。在相同的進氣條件并使用相同的聲波產(chǎn)生器模塊的情況下，聲波吹灰器的聲波輸出能量取決于其喇叭口的幾何形狀和大小。因此，使用相同的聲波產(chǎn)生器模塊但使用不同大小的喇叭口，便可以得到具有不同聲波輸出能量的不同型號聲波吹灰器。 本發(fā)明生成不同型號的聲波吹灰器便可以降低總的成本、生產(chǎn)時間和庫存量，并縮短交貨時間。本發(fā)明的聲波吹灰器產(chǎn)生聲波的工作原理如下當(dāng)電磁閥55未開啟而處于關(guān)閉位置時，電磁閥55的閥桿56位于閥座57上，截斷壓縮氣體從電磁閥進氣腔討到電磁閥出氣腔52的通道，因而沒有氣體提供給膜片支座31 的進氣腔18。沒有來自電磁閥55的氣流時，進氣腔18未加壓，通過壓蓋環(huán)形凸緣13在壓蓋螺栓1鎖入膜片支座31的作用下所產(chǎn)生的壓緊力將膜片7向下壓，膜片7仍置于座體30 的窄座圈3上。當(dāng)膜片7不工作時，沒有氣體流經(jīng)膜片支座31，從喇叭口 46傳遞來的熱量很快將由膜片支座31、座體30、膜片7和壓蓋8組成的聲波產(chǎn)生器加熱。由于膜片7呈薄片狀，其對熱應(yīng)力很敏感，如果未適當(dāng)冷卻就很容易變形。電磁閥55內(nèi)的孔53的出現(xiàn)，允許一股恒定的小氣流從電磁閥進氣腔討流到電磁閥出氣腔52，并通過進氣管16進入到膜片支座31內(nèi)的進氣腔18中，然后通過座體30上的六個徑向通孔19到達膜片7的下部，對其進行冷卻，防止膜片7因承受熱應(yīng)力而變形。這一股小的冷卻氣流的壓力和流量都很小，不能激活膜片7工作。較小的第一膜片孔11允許冷卻氣體從進氣腔18進入到膜片后腔9對壓蓋進行冷卻，然后通過較大的第二膜片孔5排出到膜片支座31中心通孔觀。當(dāng)電磁閥開啟并從閥座57上打開其閥桿56時，正常的氣流可從電磁閥進氣腔M 流入電磁閥出氣腔52，然后通過進氣管16進入膜片支座進氣腔18，使其很快被加壓。這一氣壓作用于膜片7上暴露于進氣腔18的環(huán)形區(qū)域，即膜片7的邊沿和窄座圈3的外周之間的區(qū)域。這一作用于膜片環(huán)形區(qū)域的氣壓所產(chǎn)生的作用力試圖使膜片7升起而離開窄座圈 3。與這一提升力相對抗的是壓蓋螺栓1鎖緊于膜片支座31上所產(chǎn)生的通過壓蓋環(huán)狀凸緣 13傳遞的向下的壓緊力作用于膜片7使其處于窄座圈3上，加上膜片7的材料自身抗拒變形的內(nèi)部應(yīng)力。由于進氣腔18內(nèi)的氣壓逐漸上升，當(dāng)?shù)竭_作用于膜片7的提升力克服了作用于膜片7的向下壓緊力這一個點時，膜片7必將離開窄座圈3，形成間隙以卸掉進氣腔18內(nèi)超出的氣壓，以便恢復(fù)到平衡狀態(tài)。當(dāng)提升力的中心比的向下壓緊力的中心更加接近于膜片7 的中心，作用力中心之間的位置差形成杠桿系統(tǒng)，使得膜片7離開窄座圈3時，必然會繞壓蓋凸緣圓角12轉(zhuǎn)動，由于膜片7是被壓住的，因而膜片7不能整個完全從窄座圈3脫離，而是其中部突然向上彎曲并離開窄座圈3，釋放出進氣腔18內(nèi)超出的氣壓。這一釋放使氣體沖過座體30，從膜片支座中心通孔觀中排出。一旦進氣腔18內(nèi)超出的氣壓被釋放之后，膜片7上向下的作用力克服向上的提升力，使膜片7立即返回到窄座圈3上。在從電磁閥55 中有持續(xù)的氣流補充進氣腔18內(nèi)的氣壓時，進氣腔18內(nèi)的氣壓隨即又增加，直到使膜片7 再次彎曲離開窄座圈3，排出超出的氣壓后恢復(fù)到平衡狀態(tài)。這一過程重復(fù)進行直到電磁閥 55關(guān)閉并截斷提供給膜片支座31內(nèi)進氣腔18的氣流。當(dāng)膜片7返回到窄座圈3上時，膜片外緣14可朝著壓蓋環(huán)形凸緣13微曲。為了避免膜片外緣14與壓蓋環(huán)形凸緣13接觸而干擾其自由運動，壓蓋環(huán)形凸緣的平滑表面朝著壓蓋邊沿傾斜，讓出膜片外緣14微曲的空間。壓蓋支座31內(nèi)進氣腔18中超過的氣壓的排放采用氣流脈沖的形式。從微曲的膜片7下方釋放出的每個氣流脈沖立即通過中心通孔觀離開膜片支座31，經(jīng)過聲波輸出管 36內(nèi)的錐形腔35后從喇叭口 46排出，并沿其排出路徑逐漸擴散開。從喇叭口 46排出的連續(xù)的氣流脈沖便表現(xiàn)為聲波。本發(fā)明的具體實施例中，只要有所需氣壓和氣流量的壓縮氣體不斷供應(yīng)，膜片7 每秒可持續(xù)微曲變形和復(fù)原幾百次，因而輸出的聲波可具有幾百赫茲的頻率。輸出的聲波的能量與從微曲的膜片7下方釋放出的每個氣流脈沖的氣流量直接成比例，因而進氣腔18中的氣壓越高，每個氣流脈沖排出的氣流量越多，輸出聲波的能量也就越高。膜片7上位于窄座圈3所界定的區(qū)域內(nèi)的較大第二膜片孔5，用作膜片后腔9在膜片7微曲變形和復(fù)原過程中的呼吸孔，避免膜片后腔9的容積變化形成不必要的內(nèi)部壓力作用在膜片7上。依據(jù)膜片7、進氣腔18和窄座圈3的物理尺寸、作用于膜片7上的夾緊力的幅度、 膜片材料的物理特性、以及氣流的氣壓和流量這些因素相結(jié)合，本發(fā)明的聲波吹灰器所產(chǎn)生的聲波的能量和頻率可進行控制以便適用于各種不同的清掃目的和功能。 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精
神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種聲波吹灰器，包括聲波產(chǎn)生器和聲波傳送通道，其特征在于，所述聲波產(chǎn)生器包括U形膜片支座(31)、環(huán)狀座體(30)、膜片(7)和壓蓋(8)，所述聲波傳送通道包括螺紋連接的聲波輸出管(36)和喇叭口(46)；所述U形膜片支座(31)具有底部和兩垂直側(cè)壁，側(cè)壁上設(shè)有進氣孔(17)，底部形成有中心通孔(28)與聲波傳送通道連通；所述環(huán)狀座體(30) 同心緊固在膜片支座(31)的底部內(nèi)側(cè)，膜片(7)自由放置在所述座體(30)上；所述壓蓋(8)通過緊固件鎖緊在膜片支座(31)的頂面上，且設(shè)有與膜片支座(31)內(nèi)徑相適配的環(huán)形凸緣(13)壓靠膜片外緣(14)；當(dāng)壓縮氣體通過電磁閥(55)經(jīng)進氣孔(17)進入膜片支座(31)內(nèi)時，膜片(7)懸置于座體(30)上不斷地微曲變形和復(fù)原以產(chǎn)生聲波從聲波傳送通道送出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲波吹灰器，其特征在于，所述U形膜片支座(31)的兩側(cè)壁與底部垂直并在相交處形成圓角；所述側(cè)壁上的進氣孔(17)為螺紋通孔；所述膜片支座(31)底部的中心通孔(28)為無螺紋圓形通孔，其內(nèi)沿呈圓角而外沿增大形成環(huán)形凹槽；所述膜片支座(31)底部的中心通孔(28)外側(cè)設(shè)有位于同心圓上的多個均勻分布的無螺紋通孔(24)；所述膜片支座(31)底部的所述無螺紋通孔(24)外側(cè)形成有同心環(huán)形淺槽(20)， 在所述環(huán)形淺槽(20)內(nèi)設(shè)有位于同心圓上的多個均勻分布的螺紋通孔(23)；所述膜片支座(31)的頂面成平面并與側(cè)壁垂直，且設(shè)有位于同心圓上的多個均勻分布的螺紋盲孔(32)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聲波吹灰器，其特征在于，所述環(huán)狀座體(30)安裝于膜片支座(31)底部的環(huán)形淺槽(20)內(nèi)，且在環(huán)狀座體(30)與膜片支座(31)的相配合表面之間設(shè)有密封圈(29)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的聲波吹灰器，其特征在于，所述環(huán)狀座體(30)的底部呈平面， 頂部具有用于安放膜片(7)的窄座圈(3)，所述窄座圈(3)的環(huán)形表面和底部平面彼此平行且垂直于環(huán)狀座體(30)的中軸；從窄座圈(3)的內(nèi)外側(cè)分別向下延伸出第一環(huán)形斜面(4) 和第二環(huán)形斜面(2)；所述第一環(huán)形斜面(4)上設(shè)有位于同心圓上的多個均勻分布的無螺紋通孔(21)，所述每個無螺紋通孔(21)向內(nèi)形成臺階并在臺階上部的孔壁上設(shè)有延伸到外部的徑向通孔(19)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的聲波吹灰器，其特征在于，所述第一環(huán)形斜面(4)和第二環(huán)形斜面(2)具有不同的傾斜度。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的聲波吹灰器，其特征在于，所述環(huán)狀座體(30)的底部外邊沿設(shè)有用于安裝密封圈(29)的凹槽。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲波吹灰器，其特征在于，所述膜片(7)呈圓盤狀，具有與膜片支座(31)的內(nèi)徑相適配的直徑，且沿徑向相對設(shè)置有尺寸不同的第一膜片孔(11)和第二膜片孔(5)，較小的第一膜片孔(11)位于比環(huán)狀座體(30)的半徑大的半徑位置處，第二膜片孔(5)位于比環(huán)狀座體(30)的半徑小的半徑位置處。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲波吹灰器，其特征在于，所述膜片(7)置于所述環(huán)狀座體 (30)上將膜片支座(31)的內(nèi)部空間分隔成環(huán)形進氣腔(18)、中心圓形腔室和膜片后腔(9)，所述中心圓形腔室通過中心通孔(28)與聲波傳送通道連通。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲波吹灰器，其特征在于，所述壓蓋(8)呈圓形，其底部延伸出外徑與膜片支座(31)的內(nèi)徑相適配的環(huán)形凸緣(13)，環(huán)形凸緣(13)的內(nèi)邊沿形成圓角(12)，并從所述圓角(12)切向延伸出朝著壓蓋(8)的邊沿傾斜的平直斜面；所述環(huán)形凸緣(13)的根部內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)角與壓蓋⑶內(nèi)側(cè)向內(nèi)傾斜的斜面(10)連接，壓蓋⑶內(nèi)側(cè)的傾斜斜面 (10)與凹陷的內(nèi)側(cè)底部(6)配合形成位于壓蓋(8)下的凹陷空間。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的聲波吹灰器，其特征在于，所述壓蓋(8)上設(shè)置有位于同心圓上的均勻分布的多個無螺紋通孔，供緊固螺栓(1)穿過將壓蓋(8)和膜片支座(31)鎖緊；壓蓋(8)與膜片支座(31)的相配合表面之間還設(shè)有墊圈(33)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲波吹灰器，其特征在于，所述聲波輸出管(36)呈吹氣管狀，沿其縱向形成有錐形腔(35)，所述錐形腔(35)的較小端外側(cè)形成第一圓形凸緣(27)； 所述聲波輸出管(36)的對應(yīng)所述較小端的端面上設(shè)有均勻分布的四個螺紋盲孔(26)；所述錐形腔(35)的較大端外側(cè)形成第二圓形凸緣，所述聲波輸出管(36)上對應(yīng)所述較大端設(shè)有外螺紋部(51)，所述外螺紋部(51)上鎖有鎖緊螺母(50)；所述聲波輸出管(36)的重力中心靠近錐形腔(35)的較小端。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的聲波吹灰器，其特征在于，所述聲波輸出管(36)上位于錐形腔(35)的較小端的第一圓形凸緣(27)適配到膜片支座(31)的中心通孔(28)的外邊沿增大形成的環(huán)形凹槽內(nèi)，且所述聲波輸出管(36)通過緊固螺栓(25)鎖緊到膜片支座(31) 的底部外側(cè)，使得所述錐形腔(35)與膜片支座(31)的中心通孔(28)同心。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的聲波吹灰器，其特征在于，所述喇叭口(46)的較小端內(nèi)形成有內(nèi)螺紋部(37)；所述喇叭口(46)的靠近較小端外側(cè)設(shè)有矩形喇叭凸緣(44)，喇叭凸緣 (44)上設(shè)有位于同心圓上的四個無螺紋通孔(47)，每一無螺紋通孔(47)的朝向喇叭口較大端的一側(cè)形成有六角形凹槽，其形狀與緊固螺栓(49)的六角形螺栓頭相適配。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的聲波吹灰器，其特征在于，所述聲波輸出管(36)的外螺紋部(51)與所述喇叭口(46)的內(nèi)螺紋部(37)相嚙合，使得所述錐形腔(35)較大端的第二圓形凸緣與喇叭口(46)的內(nèi)螺紋部(37)的臺階表面相抵(39)，鎖緊螺母(50)將聲波輸出管(36)與喇叭口 (46)鎖緊。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的聲波吹灰器，其特征在于，所述喇叭口(46)的較小端穿過安裝法蘭(41)的中心圓形通孔(45)，喇叭凸緣(44)通過帶六角形螺栓頭的緊固螺栓(49) 穿過其上對應(yīng)設(shè)置的四個無螺紋通孔(47)鎖緊在安裝法蘭(41)上；喇叭凸緣(44)和安裝法蘭(41)的相配合表面之間設(shè)有墊圈(43)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲波吹灰器，其特征在于，所述膜片支座(31)內(nèi)的進氣孔 (17)通過進氣管(16)與電磁閥(55)連通，所述進氣管(16)通過鎖緊螺母(15)固定在膜片支座(31)上。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的聲波吹灰器，其特征在于，所述電磁閥(55)的電磁閥進氣腔(54)和電磁閥出氣腔(52)之間設(shè)有孔(53)，使膜片支座(31)的進氣腔(18)與電磁閥進氣腔(52)連通。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種聲波吹灰器，包括聲波產(chǎn)生器和聲波傳送通道，聲波產(chǎn)生器包括U形膜片支座、環(huán)狀座體、膜片和壓蓋，聲波傳送通道包括螺紋連接的聲波輸出管和喇叭口；U形膜片支座具有底部和兩垂直側(cè)壁，側(cè)壁上設(shè)有進氣孔，底部形成有中心通孔與聲波傳送通道連通；環(huán)狀座體同心緊固在膜片支座的底部內(nèi)側(cè)，膜片自由放置在座體上；壓蓋通過緊固件鎖緊在膜片支座的頂面上，且設(shè)有與膜片支座內(nèi)徑相適配的環(huán)形凸緣壓靠膜片外緣；當(dāng)壓縮氣體通過電磁閥經(jīng)進氣孔進入膜片支座內(nèi)時，膜片懸置于座體上不斷地微曲變形和復(fù)原以產(chǎn)生聲波從聲波傳送通道送出。本發(fā)明的聲波吹灰器采用懸置式膜片，不易提前失效，并且結(jié)構(gòu)簡單、噪聲低、拆卸和更換簡便、適用性強。
文檔編號B08B7/02GK102384478SQ20101026671
公開日2012年3月21日 申請日期2010年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月30日
發(fā)明者譚廣文 申請人:梓汶國際有限公司