專(zhuān)利名稱(chēng)：一種蒸發(fā)系統(tǒng)用的超聲波處理器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種蒸發(fā)系統(tǒng)用的超聲波處理器，本實(shí)用新型是一種用于工業(yè)蒸發(fā)系統(tǒng)的超聲波處理器。屬于超聲波設(shè)備制造技術(shù)領(lǐng)域。它由超聲波電源、傳輸電纜、超聲波換能器組成。
在蒸發(fā)系統(tǒng)的眾多管道中，采用超聲波技術(shù)除防垢方法，越來(lái)越多地得到推廣應(yīng)用。中國(guó)專(zhuān)利90212604.0公開(kāi)了一種利用超聲波降低石油粘度的石油管道超聲波降粘器，雖也具有一定的除防垢效果，但主要是針對(duì)石油管道，石油降粘而設(shè)計(jì)，不適應(yīng)蒸發(fā)系統(tǒng)的降粘和除防垢。1992年由成都傳感換能技術(shù)研究所研制的C-500型時(shí)控超聲波管道防垢器，雖能起到一定的防垢效果，但本防垢器功率小，峰值功率僅數(shù)百瓦，并由于采用自激式振蕩電源，換能器作為振蕩回路的一部分，其電參數(shù)隨溫度、壓力及介質(zhì)成分變化較大，因而其幅頻特性極不穩(wěn)定，另外各壓電陶瓷之間是一封密閉的去耦墊片，內(nèi)外硅油難以對(duì)流和散熱，這將難以實(shí)現(xiàn)連續(xù)在線可靠工作。
本實(shí)用新型的目的是研制一種適用于蒸發(fā)系統(tǒng)管道使用的，具有大功率、高可靠性，能在較高溫度下工作的超聲波處理器。
本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
本實(shí)用新型由三部分組成，即它激式的超聲波電源、傳輸電纜、大功率超聲波換能器。它激式超聲波電源將50HZ220V的交流電功率信號(hào)，轉(zhuǎn)換為25±5KHZ超聲波功率電信號(hào)，通過(guò)傳輸電纜，加到超聲波換能器上，超聲波換能器將電功率信號(hào)通過(guò)電、機(jī)、聲轉(zhuǎn)換變?yōu)槌暡ㄏ蛲獍l(fā)射，實(shí)現(xiàn)對(duì)流經(jīng)其周?chē)橘|(zhì)的作用。本實(shí)用新型的特征是壓電聲波換能器位于液流介質(zhì)相連的導(dǎo)流管內(nèi)的軸線的下方，并固定于內(nèi)壁上，導(dǎo)流管的尺寸大于主管道尺寸，這樣可有效地防止導(dǎo)流管內(nèi)液流不滿而損壞換能器。換能器內(nèi)部電纜通過(guò)電纜保護(hù)管引出。從換能器內(nèi)引出的數(shù)根電纜，其中一根電纜連接于所有壓電管的外表面(或內(nèi)表面)，另外數(shù)根電纜分別同一個(gè)或數(shù)個(gè)壓電管的內(nèi)壁(或外壁)電連接；引出的數(shù)根電纜可以容易地組成不同的串聯(lián)、并聯(lián)或并串聯(lián)的結(jié)構(gòu)，以提供不同的輸入阻抗和組成2個(gè)半功率的超聲波換能器，通過(guò)調(diào)節(jié)外部電源，得到最大的輸入功率和實(shí)現(xiàn)2個(gè)半功率換能器的定時(shí)切換，連續(xù)在線工作。另外，為了能承受較大的環(huán)境工作壓力，換能器下接頭處開(kāi)有同活塞連通的通孔，以使其外部壓力能通過(guò)活塞傳遞到換能器內(nèi)部，使換能器內(nèi)外均保持壓力一致，這將極大地提高換能器的承受電功率能力和換能器的工作穩(wěn)定性。超聲波電源產(chǎn)生25±5KHZ的電功率信號(hào)，通過(guò)傳輸電纜將超聲功率信號(hào)加到壓電陶瓷兩端，通過(guò)電、機(jī)、聲轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生同頻率的超聲波，超聲波通過(guò)換能器內(nèi)的耦合油，透過(guò)不銹鋼透聲外殼，作用于液流介質(zhì)，破壞了垢物板結(jié)條件，使垢晶松散易碎，另外超聲波在液體中產(chǎn)生的空化效應(yīng)，使大塊垢晶破碎成小垢粒懸浮于液體中，部分超聲波能量將沿管壁在垢層和管壁中傳播，由于超聲波在兩種介，質(zhì)中的傳播速度不同，在其界面將形成剪切刀，導(dǎo)致垢與界面的結(jié)合力降低，致使垢層脫落，從而達(dá)到降粘和除防垢的目的。
本實(shí)用新型應(yīng)用于某糖廠蒸發(fā)罐管道的入口處，輸入電功率2KW，頻率25±5KHZ，占空比1∶2，提高蒸發(fā)效率達(dá)10％以上，基本解決了五效罐的結(jié)垢問(wèn)題。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明


圖1為本實(shí)用新型總體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型壓電陶瓷元件并串聯(lián)示意圖3為本實(shí)用新型的去耦墊片示意圖；圖中，1為超聲波電源，2為傳輸電纜，3為密封座，4為過(guò)線管，5為導(dǎo)流管，6為上接頭，7為密封墊，8為上接頭座，9為去耦墊片，10為壓電陶瓷管，11為金屬預(yù)應(yīng)力環(huán)，12為內(nèi)支承軸，13為透聲殼，14為鎖緊環(huán)，15為O型圈，16為下接頭座，17為活塞，18為O型圈，19為彈簧，20為支承螺桿，21為下接頭。
本實(shí)用新型由超聲波電源(1)，超聲波換能器，(2)傳輸電纜(3)三部分組成。超聲波換能器由導(dǎo)流管(5)過(guò)線管(4)，圓柱徑向發(fā)射體組成；圓柱徑向發(fā)射體由其兩端數(shù)根沿圓周均布的變長(zhǎng)度支承螺桿(20)固定于導(dǎo)流管(5)的軸線下方位置，變長(zhǎng)度支承螺桿(20)一端通過(guò)螺紋旋于換能器接頭中，另一端焊接在導(dǎo)流管(5)的壁上，有一內(nèi)孔過(guò)線的過(guò)線管(4)，一端通過(guò)螺紋連接密封于上接頭(6)中，另一端穿過(guò)并密封于焊于導(dǎo)流管上的密封座(3)。導(dǎo)流管采用無(wú)縫鋼管制造，變長(zhǎng)度支承桿(20)采用不銹鋼制造，過(guò)線管采用1Cr18Ni9Ti不銹鋼管制造。圓柱徑向發(fā)射體由上接頭(6)，上接頭座(8)，透聲殼(13)，預(yù)應(yīng)力環(huán)(11)，壓電陶瓷管(10)，內(nèi)支承軸(12)，下接頭座(16)，下接頭(21)，活塞(17)，彈簧(19)，鎖緊環(huán)(14)等組成，上接頭(6)，上接頭座(8)，下接頭(21)，下接頭座(16)由4Cr13材料制造，透聲殼采用1Cr18Ni9Ti不銹鋼制造，內(nèi)支承軸(12)采用A3鋼制造，用以減小軸向振動(dòng)的去耦墊片(9)采用F4材料制造，其上有溝通內(nèi)外的數(shù)個(gè)槽，以便耦合油內(nèi)外溝通，加強(qiáng)散熱，提高壓電管的承受電功率能力。金屬預(yù)應(yīng)力環(huán)采用紫銅制造，厚度為0.8mm，壓電陶瓷管采用P-13材料，壁厚為6mm，用于緊固發(fā)聲元件的鎖緊環(huán)(14)由A3材料制造，用甲基硅油作為聲耦合油。內(nèi)部導(dǎo)線采用AF-250導(dǎo)線，各壓電環(huán)之間采用并串聯(lián)，以使負(fù)載獲得最大輸出電功率。
超聲波電源(1)輸出功率電信號(hào)，經(jīng)傳輸電纜(2)，過(guò)線管(4)，上接頭(6)，密封墊(7)，上接頭座(8)，內(nèi)支承軸(12)接入壓電陶瓷管(10)的正負(fù)極，通過(guò)其機(jī)、聲轉(zhuǎn)換產(chǎn)生超聲波，作用于流經(jīng)其周?chē)慕橘|(zhì)，達(dá)到降粘和除防垢的目的。
本實(shí)用新型裝置可輸出3KW脈沖調(diào)制超聲波電功率，其超聲換能器轉(zhuǎn)換可產(chǎn)生5-10×104W/m2的強(qiáng)聲場(chǎng)，電聲轉(zhuǎn)換效率達(dá)50-90％，工作溫度可達(dá)200℃以上，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明，本實(shí)用新型應(yīng)用于蒸發(fā)系統(tǒng)管道上，可以降低液體的粘度，提高蒸發(fā)效率，達(dá)到新垢不結(jié)，老垢逐漸脫落。
權(quán)利要求1.一種蒸發(fā)系統(tǒng)用的超聲波處理器，由超聲波電源、傳輸電纜、超聲波換能器組成，其特征在于超聲波換能器位于與液流管道相連的導(dǎo)流管的軸線的下方，并同軸線平行，超聲波下接頭處有同外部液體介質(zhì)連通的通孔，從換能器內(nèi)引出的多根電纜，可以采用多種方式組合并同傳輸電纜相連；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波處理器，其特征是導(dǎo)流管至少大于液流管道一級(jí)，安裝時(shí)使其軸線低于液流管適軸線；
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的超聲波處理器，其特征是超聲波換能器內(nèi)部的壓電陶瓷管可分為N組，并分別由N根電纜由外引入連接于其外壁或內(nèi)壁，另有一公共電纜同換能器內(nèi)所有的壓電陶瓷管的內(nèi)壁或外壁電連接并引出；
4.根據(jù)權(quán)利要求1、3所述的超聲波處理器，其特征是可以組成2個(gè)1/2功率換能器的壓電陶瓷管可以串聯(lián)電連接，也可以并聯(lián)電連接，也可以串并聯(lián)電連接；
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波處理器，其特征是內(nèi)支承軸為兩端密閉的空心軸；
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波處理器，其特征是下接頭部有一將外部壓力引到活塞處的通孔，其通孔也可以開(kāi)在下接頭的其它位置上，其數(shù)量可以是多個(gè)；
7.根據(jù)權(quán)利要求1、3所述的超聲波處理器，其特征是壓電陶瓷管之間的去耦墊片上開(kāi)有數(shù)個(gè)溝通環(huán)內(nèi)外的槽。
專(zhuān)利摘要一種蒸發(fā)系統(tǒng)用的超聲波處理器，由超聲波電源、傳輸電纜、超聲波換能器組成，屬于超聲波設(shè)備制造技術(shù)領(lǐng)域。其特征在于超聲波換能器位于導(dǎo)流管內(nèi)軸線的下方，并同軸線平行，下接頭部分有一同外部連通的壓力通孔，換能器內(nèi)支承軸為一密閉的中空軸，由此構(gòu)成超聲波換能器。從換能器內(nèi)引出的多根電纜，可采用多種組合方式再接于傳輸電纜的一端，其另一端接于電源。本實(shí)用新型應(yīng)用于蒸發(fā)系統(tǒng)的入口管道上，可以提高蒸發(fā)效率，達(dá)到新垢不結(jié)，老垢逐漸脫落。
文檔編號(hào)B08B3/12GK2222015SQ9524274
公開(kāi)日1996年3月13日 申請(qǐng)日期1995年2月13日 優(yōu)先權(quán)日1995年2月13日
發(fā)明者張曉軍, 蹇崇理, 盧國(guó)偉, 張文戈 申請(qǐng)人:四川九洲機(jī)電工程研究所