CN101152649A - 一种用于啤酒瓶清洗线的超声波换能器 - Google Patents
一种用于啤酒瓶清洗线的超声波换能器 Download PDFInfo
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Abstract
用于啤酒瓶清洗线的超声波换能器，包括振子和一壳体，所述壳体的一外表面作为辐射面，在该壳体的侧端开一出气孔，还包括在所述壳体的辐射面外涂覆防腐蚀涂层和穿入气孔的一供气用的导管；所述振子以阵列方式排列安装在所述辐射面内侧，相邻振子之间距离相等；所述振子至少有4片压电陶瓷片机械串联叠层设置；所述用于供气用的导管由进气管和出气管形成的“T”型管，并且出气管上开有多个小孔；该换能器的多个大功率振子阵列式排布，使得超声波辐射面积变大、清洗能力加强、力度均匀；壳体辐射面涂覆防腐蚀涂层，提高换能器抗腐蚀能力，增加使用寿命；“T”型管把进气导管输入的冷却气体分为多路，使各个振子都能得到冷却，达到迅速降温的效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种超声波换能器，特别是涉及一种用于啤酒瓶清洗线的超声波换能器。
背景技术
一般啤酒瓶清洗线上采用的清洗介质为高温碱性溶液，要求洗净率达到99.5％-99.9％，要求连续工作时间长，这就需要较强清洗能力，也就是需要能适应恶劣环境的具有高功率的超声换能器。
名称为“高功率超声换能器”(申请号：99808312.7)的专利申请公开了一种用于提高超声换能器的输出的方法，该换能器使用至少两个压电元件，其中，压电元件串联叠置，并且设有用于将它们电连接至一个交变电压源的装置，交变电压施加至压电元件的相对表面，以使它们根据电压改变其尺寸，压电元件被封装在一个气密的壳体中，而且，通过壳体设有一个用于供给气体的导管和一个用于排出气体的导管，其特征在于，该方法包括以下步骤：在至少一对相邻的压电元件之间设置一个气体传导装置，用于冷却压电元件，所述气体传导装置设有至少一个通道，该通道提供了从供给导管通过气体传导装置到达排出导管的气体流动路径；选择和提供冷却气体；将所述冷却气体压入供给导管，由此促使气体流过所述气体传导装置，以便冷却相邻的压电元件，这样就使所述冷却气体的温度升高；并且，通过排出导管将所述温度升高的冷却气体排出。
然而，啤酒瓶清洗线要求连续工作时间长，需要能适应恶劣环境的具有更高功率的超声换能器，单个的或是几个振子的简单组合超声波辐射面积小、清洗能力弱，且清洗力度不均匀，是不能满足啤酒瓶清洗特殊要求的，而且上述专利中提供的方法，是在每个参与构成专用换能器的单个换能器都必须采用这种气冷装置，工艺比较繁杂，且参与冷却工作的气体采用如六氟化硫、氮气等，这在无形之中增加了生产的成本，甚至会引起环境污染，因此不宜在实际中广泛应用；同时，啤酒瓶清洗要求的清洗介质为高温碱性溶液，普通壳体无法在强腐蚀溶剂中长时间工作，超声的实质是高频振动，振子胶结在壳体上是以每秒钟14000-21000次的振动，是对胶层进行强制破坏，在啤酒瓶清洗时需要的功率较大，也就是振幅较大，不采取特殊的措施振子很容易脱落。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有超声换能器存在的缺陷，从而提供一种超声波辐射面积大、清洗能力强、清洗力度均匀的用于啤酒瓶清洗线的超声波换能器。
本发明的目的是这样实现的：
本发明提供的用于啤酒瓶清洗线的超声波换能器，包括振子3和一壳体1，所述壳体1的一外表面作为辐射面，在该壳体1的侧端开一出气孔9；其特征在于，还包括在所述壳体1的辐射面外涂覆防腐蚀涂层8，和在壳体1的侧端的出气孔9内安装一供气用的导管；该供气用的导管由进气管5穿入所述壳体1内至壳体1另一端，在该金属管末端口垂直连通一根出气管6，形成“T”型管，并且出气管6上开有多个小孔；所述振子3至少为40个，并以阵列方式排列安装在所述辐射面内侧，相邻振子3之间距离相等，各振子通过导线4并联，所述导线4穿出所述壳体1侧端的出气孔9连接至电源；所述振子3至少有4块压电陶瓷片串联叠层设置；所述壳体1侧端出气孔9的孔径大于导线4和气体导管孔径的总和。
还包括在所述壳体1的侧端的出气孔9处密封固定一根导管2，供所述进气管5和所述导线4穿出；或者在所述进气管5的端口连通一根橡胶管，该橡胶管与气源或空气压缩机连接。
所述防腐蚀涂层8的材料为硬硌，厚度为0.03-0.1mm。
所述振子3的频率为14-21KHz，功率为50-200W。
所述冷却气体为空气。
所述壳体、进气管和出气管的材料为不锈钢材质或其它耐腐蚀金属材料。
所述振子固定方式为通过螺钉和环氧类胶水来固定。
所述振子阵列优选蜂窝状，六边形的六角上各放有一个振子，进一步地，还包括在六边形的中心位置也放有一个振子3。
所述振子3的形状为喇叭型。
本发明相对于现有技术具有如下优点：
1.采用环氧胶水同时用螺钉紧固，使得振子和辐射面结合的更牢固，延长了使用寿命，保证在大振幅情况下长期稳定工作。
2、多个大功率振子排列组合形成各种阵式，构成一个整体，使得超声波辐射面积变大、清洗能力加强、基阵排列方式保证清洗力度均匀，从而满足啤酒瓶清洗的特殊要求。
3、本发明的振子至少有4块压电陶瓷串联叠层设置，相比已有的振子其功率增大，振子频率为14～21KHz，使用在清洗线上可达到最佳清洗效果。
4、金属壳体增加硬质涂层，提高换能器抗腐、抗蚀能力，增加使用寿命。
5、采用在壳体的侧端出气孔内安装一供气用的导管，该导管呈“T”形管，并且出气管上开有多个小孔，通入压缩空气作为冷却气体，利用气压的差形成冷却气体在壳体内部的流动，所述用于供气用的导管把进气导管输入的冷却气体分为多路，使各个振子都能得到冷却，所述出气孔将升温后的冷却气体排出壳体，从而达到迅速降温的效果。
5.本发明采用压缩空气，操作简便，成本低，该装置结构简单。
附图说明
图1为换能器的主视图
图2为换能器的侧视图
1-壳体 2-导管 3-换能器 4-导线
5-进气管 6-出气管 7-螺钉 8-防腐蚀涂层
9-出气孔
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进一步地详细说明：
实施例1
本实施例制作的用于啤酒瓶清洗线的超声波换能器，参见如图1和图2，该超声波换能器的壳体1采用不锈钢或者其他碳钢材料制作，其一个外表面作为辐射面，并且辐射面上涂有厚度为0.03-0.1mm的硬硌作为防腐蚀涂层8，从而提高换能器抗腐、抗蚀能力，增加其使用寿命；还在壳体的侧端开有一出气孔9，供所述导线4和供气用的进气管5进出。
一根不锈钢金属管作为进气管5，该进气管5穿进壳体1侧端的出气孔9，该进气管5穿入所述壳体1内至壳体1的另一端，并在该进气管5末端口垂直连通一根出气管6，形成“T”型管，并且出气管6上开有多个小孔，供冷空气排出。
一根不锈钢导管2密封焊接在壳体1侧端开的出气孔9上，该导管2供所述导线4和供气用的进气管5进出，还用于排出壳体1内的气体；也可以直接将进气管5的前端穿出出气孔9，在进气管5的前端固定一根橡胶管，橡胶管再与气源或空气压缩机连接。进气管5和出气管6使用的材料可以是不锈钢管，也可以是其它耐腐蚀金属管，例如镀铬层管等。
本实施例的振子3功率为50-200W，频率为14-21kHz，其振子形状为喇叭型，(引声学手册：振子：在一组压电晶片叠合而成的驱动部件的两端面，分别配以相同和不同材料的匹配块(通常称为前、后盖板)，并施加一定的预应力压紧而制成的超声换能器，由于形状成喇叭状又称喇叭振子。)前后盖之间串联叠置4片压电陶瓷片，共使用40个振子，为了提高功率和清洗效果，还可以使用48个、60个，甚至更多的振子，这些振子3排列成蜂窝状阵列，各个振子3分布于六边形的顶角，为了进一步提高效果，还可以在每个六边形的中心设置一个振子3，这样的振子阵列，构成了一个整体，使得超声波辐射面积变大、清洗能力加强，同时，基阵排列方式保证清洗力度均匀，从而满足啤酒瓶清洗的特殊要求。每个振子3均用环氧胶水固定在不锈钢壳体1辐射面的内侧，并且还用螺钉7紧固，使得振子3和辐射面结合的更牢固，延长了使用寿命，保证在大振幅情况下长期稳定工作。
所有振子3通过导线4并联至交变电压源。
Claims (10)
1.一种用于啤酒瓶清洗线的超声波换能器，包括振子(3)和一壳体(1)，所述壳体(1)的一外表面作为辐射面，在该壳体(1)的侧端开一出气孔(9)；其特征在于，还包括在所述壳体(1)的辐射面外涂覆防腐蚀涂层(8)，和在壳体(1)的侧端的出气孔(9)内安装一供气用的导管；该供气用的导管由一根进气管(5)穿入所述壳体内至壳体另一端，在该进气管(5)末端口垂直连通一根出气管(6)，形成“T”型管，并且出气管(6)上开有多个小孔；所述振子(3)至少为40个，并以阵列方式排列安装在所述辐射面内侧，相邻振子(3)之间距离相等，所述振子(3)通过导线(4)并联，该导线(4)穿出所述壳体(1)侧端的出气孔(9)连接至电源；所述振子(3)至少有4块压电陶瓷片串联叠层设置；所述壳体(1)侧端出气孔(9)的孔径大于导线(4)和气体导管孔径的总和。
2.按权利要求1所述的用于啤酒瓶清洗线的超声波换能器，其特征在于，还包括在所述壳体(1)的侧端出气孔(9)处密封固定一根金属管(2)，供所述进气管(5)和所述导线(4)穿出。
3.按权利要求1所述的用于啤酒瓶清洗线的超声波换能器，其特征在于，所述进气管(5)的端口连通一根橡胶管，该橡胶管与气源或空气压缩机连接。
4.按权利要求1所述的用于啤酒瓶清洗线的超声波换能器，其特征在于，所述防腐蚀涂层(8)的材料为硬铬，厚度为0.03-0.1mm。
5.按权利要求1所述的用于啤酒瓶清洗线的超声波换能器，其特征在于，所述振子(3)的频率为14-21KHz，功率为50-200W。
6.按权利要求1所述的用于啤酒瓶清洗线的超声波换能器，其特征在于，所述壳体(1)、进气管(5)和出气管(6)的材料为不锈钢材质或其它耐腐蚀金属材料。
7.按权利要求1所述的用于啤酒瓶清洗线的超声波换能器，其特征在于，所述振子(3)固定方式为通过螺钉(7)和环氧类胶水来固定。
8.按权利要求1所述的用于啤酒瓶清洗线的超声波换能器，其特征在于，所述振子阵列优选蜂窝状的正六边形。
9.按权利要求8所述的用于啤酒瓶清洗线的超声波换能器，其特征在于，所述振子阵列优选六边形，其六边形的六角上各放有一个振子(3)，还在六边形的中心位置也设有一个振子(3)。
10.按权利要求1所述的用于啤酒瓶清洗线的超声波换能器，其特征在于，所述振子(3)的形状为喇叭型。
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