CN102402980A

CN102402980A - 超声波、振动波换能器与液体连接工具头传递能量的方式及装置

Info

Publication number: CN102402980A
Application number: CN2011100391088A
Authority: CN
Inventors: 何伟宗; 袁立新; 钟振洋; 林东星
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-02-15
Filing date: 2011-02-15
Publication date: 2012-04-04

Abstract

本发明是一种以液体为介质连接或分离工具头传递的方式，即在超声波、振动波换能器连接托盘与工具头之间加入液体，实现超声波、振动波换能器与工具头的无空隙简易连接或分离。同时连接液还能作柔性变幅杆增大振幅的作用。本方式和装置可实现超声波、振动波换能器与工具头之间的能量无空隙有效传递。运用本发明“超声波、振动波换能器与液体连接工具头传递能量的方式”的能量传递效率与传统产品的能量传递效率，经测试比较结果表明，能量传递效率基本相等，没有产生衰减。

Description

超声波、振动波换能器与液体连接工具头传递能量的方式及装置

技术领域

本发明属超声波、振动波技术应用领域。由于采用液体连接工具头作为能量传递方式，该发明将使得超声波、振动波在工业、商业、家庭生活中的应用更为广泛、有效、便捷，也将进一步促进超声波、振动波技术的产业化应用。

此方法及装置通过液体连接工具头的传递方式，可用于工业需作超声波处理的密封或非密封容器，如桶、坛、罐、缸、壶、瓶、杯等物品，以及流水作业线等移动物品的处理，而不产生交叉污染。还可用于商业食品及酒类的催陈、乳化和粒子细化，以及乳酸菌及蛋白质链降解、加速乳糖的水解，从而改变食品口感，同时使其易于吸收。此外，还可用于家庭生活中小件物品如装饰品、眼镜、牙套、容器、防水手表的清洗，及饮用水、食品的消毒等。此方法的应用，简化了物件作超声波、振动波的处理过程，可大大提高灵活性和生产效率。

背景技术

目前超声波的应用非常广泛，如物件清洗、食品清洗、食品乳化、酒类催陈、乳酸菌及蛋白质链的降解、乳糖的水解、工业焊接、健身产品、医疗器械、物品及场地的消毒、测速、测距、探矿、地质探测等，但在超声波、振动波的应用中，一般都是一机一用，功能单一，不能做到一机多用。有的容器与超声波换能装置不能分离。而不同的物体又不能共用工具头进行处理，如需处理，必须增加被处理物件的倒装过程，造成了超声波使用上的局限性。

本发明以液体介质作为工具头连接超声波、振动波的能量传递方式，可快速更换不同工具头(容器等)对不同物件作超声波处理，从而实现一机多用，解决了超声波能量间接高效输出的连接问题。

运用本发明“超声波、振动波换能器与液体连接工具头传递能量的方式”的能量传递效率与传统产品的能量传递效率，经测试比较结果表明，能量传递效率基本相等，没有产生衰减。

发明内容

本发明利用液体作托盘接连工具头的超声波、振动波的传递介质，实现了超声波、振动波换能器托盘整体固定件与工具头(容器等)的无空隙简易连接或分离，同时连接液起到了柔性变幅杆增大振幅的作用，提高了超声波、振动波的传递效率。用液体介质连接工具头作能量传递的同时，连接液又是柔性变幅杆，既降低了装置成本，又保证了超声波、振动波传递的工作效率。本装置采用液体冷却方式解决了超声波、振动波振子运行中过热的问题。此装置的换能器和连接液托盘螺栓连接整体固定件，分为前端连接液托盘、中间压电片、后端惯性配重三部分，相互之间用螺栓及粘合剂固定连成一体，以减少超声波传递中的衰减，使超声波、振动波能够更有效地传递。

此超声波换能器可由单个或多个换能头构成，换能头功率和频率等参数的选择依据功能配置需要而定。

连接工具头传递液体可采用水或其它粘稠性液体，粘稠性较高的液体其传递效果较好。在工业、商业上使用时，可根据需要采用水或粘稠液作为连接工具头传递介质，家庭生活中采用水作为连接工具头传递介质较为便捷。

超声波、振动波是由电能转化为机械能，其转化过程中由于阻抗不可能达到理想匹配，这时的换能头就会将剩余的机械能转换为热能，严重不匹配时有可能烧毁换能头。因此设置了换能头冷却容器，通过冷却容器中的液体，实现了换能头的散热，确保了装置的安全连续可靠运行。

具体实施方式

1、超声波、振动波换能头与工具头之间采用液体无空隙轻易连接或轻易分离传递的装置，由六部分组成(见附图1)：

(1)工具头(容器等)如：桶、坛、罐、缸、壶、瓶、杯等，以及以托盘直接作工具头对物件的处理，以需作超声波、振动波处理的物件，物件包括如：眼镜、牙套、生活用品、工件等构成，内部盛有需要做超声波、振动波处理的物品。

(2)液体连接工具头传递介质：

①液体可以采用水或粘稠性液体等。

②连接液体同时作为柔性变幅杆，增大振动幅度，提高超声波、振动波的工作效率。

(3)换能器冷却液：可采用防腐、绝缘、不容易蒸发、导热性良好的液体。

(4)超声波、振动波发生器：超声波、振动波发生器是一个独立单元，它所产生的超声波、振动波能量以电能输出方式接至换能器转换成振动波。该单元设置时间控制器和功率输出调整开关。

(5)换能器和连接液托盘的螺栓整体固定件：

①托盘部分装在整个装置的上端，与下端的超声波振子连成一体，托盘是承托受作用物的载体，工作时需要加入水或其他液态物质(根据用途而定)，一般家用或食品处理可直接用水，水层的深度1-2毫米为宜，确保工具头(容器)与托盘之间无空隙为准，使超声波有效传递。

②超声波换能器：换能器的个数根据托盘的大小和受作用物的所需功率而定，换能器的频率总功率和作用时间，根据用途的不同来确定。

③托盘可根据使用超声波、振动波物件尺寸进行加工，可直接作为工具头使用。

(6)装置外壳：密封容器，用于冷却换能器因匹配不当而产生的过热，保证换能器正常工作。

2、装置使用操作步骤如下：

(1)在托盘内加入1-2毫米的水，使物品与托盘之间无空隙连接。

(2)将需做超声波、振动波处理的工具头(容器)或物件放置于托盘中。

(3)按物件处理要求调到合适的超声波、振动波作用的时间。

(4)检查装置放置是否平稳。

(5)合上开关，装置进入运行状态，达到调置的时间后，装置自动停机。

3、应用注意事项：

(1)确保密封容器的冷却液体充满和全部浸泡超声波振子；

(2)确保托盘的液层厚度在1-2毫米以工具头(容器)与托盘之间无空隙为准。

③输出频率、总功率和作用时间的选定，依物件的作用要求而定，最好通过专业计算和实际测定。

如说明书附图所示，图1为本发明装置剖面图(安装单个振子时)。图2为本装置使用多个振子时的俯视图(示意振子的排列方式)。图3为本装置使用多个振子的侧视图。图4为基于本发明的大功率组合式超声波、振动波一机多用装置示意图(剖面)。

Claims

1.超声波、振动波换能器与工具头(容器等)之间采用水或粘稠性液体作连接介质实现无空隙简易连接或分离。

2.超声波、振动波换能器在运行中产生的热量采用液体冷却方式及相应的冷却装置。

3.超声波、振动波换能器与托盘的一体化联接可用螺栓或其他固定方式。

4.托盘液层深度一般为1～2mm，以托盘与工具头的无空隙连接为准。

5.超声波、振动波换能器与托盘的组合方式。

6.超声波、振动波换能器以及其他能量传递液体连接方式。

7.液体连接工具头传递方式应用不局限于超声波、振动波能量传递连接，也包括其它所有采用液体作为能量传递的连接方式。

8.液体连接工具头传递介质，同时作柔性变幅杆，增大振动幅度的方式。

9.采用液体作柔性变幅杆的方式。

10.采用液体作用超声波、振动波换能器托盘与工具头(容器)之间的简易连接传递或分离的方式。

11.根据使用需要，托盘可连接工具头(容器)用于需作超声波、振动波处理的物件(如：眼镜、牙套等生活用品、日用品、装饰品、小工具的清洗，食品的搅拌、乳化和杀菌，酒类的催陈等)。