CN104001689A - 一种适用于管道安装的环形磁致超声波换能器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于管道安装的磁致超声波换能器，换能器由磁致伸缩体、励磁线圈、能量传导环片、电气防护外壳及安装附件组成。磁致伸缩体焊接于能量传导环片上，励磁线圈缠绕于磁致伸缩体上。能量传导环片被设计成弧形，若干片能量传导环片通过安装附件连接后组成能量传导环，与不同管径的管道匹配。励磁线圈通过引线与外部超声波控制器连接，工作时，励磁线圈在超声波控制器的控制下，产生高频交变磁场，由于磁致伸缩体能在交变磁场作用下产生伸缩变形，从而产生机械振动，这种励磁激励振动可以工作在超声频率，振动通过能量传导环传至管道及管道内介质，产生超声波效应，从而起到管道防垢、除垢及清洗作用。

Description

一种适用于管道安装的环形磁致超声波换能器
技术领域
本发明属于换能装置技术领域，具体涉及一种适用于管道安装的环形磁致超声波换能器。
背景技术
在热交换设备以及管道运行过程中通常会形成碳酸盐沉积物(以下简称水垢)，这些水垢的沉积减小了通流面积，降低了换热系数，大大增加了设备能耗，降低了设备的性能，并且增加了设备维护的投入。
近年来，随着人们对能源、环保的重视，越来越多的企业关注到设备结垢问题，投入资金进行设备改造，防止或减缓设备成垢和除垢，市场上也出现了众多不同技术途径的产品。超声波除垢技术利用了传导至设备壁面及流体介质的超声波产生的“剪切”和“空化”效应，能有效阻止垢层的形成，剥离已有的垢层，是一种完全的物理除垢方式，由于其可在线运行、低能耗及无污染排放，有着广阔的应用前景。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，设计一种适用于管道安装的环形磁致超声波换能器，该换能器可以实现对管道防垢、除垢的作用。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种适用于管道安装的环形磁致超声波换能器，包括励磁线圈、磁致伸缩体、电气防护外壳、能量传导环片、连接件和超声波控制器；
其中，所述励磁线圈为三组；所述磁致伸缩体为三个；
所述能量传导环片为三片，所述能量传导环片为圆弧板材结构，在所述能量传导环片的两端面向外延伸形成凸沿；
其连接关系在于：所述连接件将三片所述能量传导环片相邻的凸沿固定，使三片所述能量传导环片对接后形成圆筒状结构，三个所述磁致伸缩体分别对应焊接在三片所述能量传导环片上，三组所述励磁线圈分别对应缠绕在三个所述磁致伸缩体的外表面处；管道置于三片所述能量传导环片形成的圆筒状结构内，三组所述励磁线圈与所述超声波控制器通过线缆相连。
在每片所述能量传导环片内侧表面设有至少一条齿形筋条。
在所述励磁线圈的外部装有电气防护外壳。
三个所述磁致伸缩体分别对应焊接在三片所述能量传导环片的中部位置。
本发明的优点和有益效果在于：
一、本发明提供的环形磁致超声波换能器适用于安装在管道外表面对管道进行防除垢及清洗，尤其适用于不宜焊接的管道，例如油气等不宜动火的安装区域、复合材料管道等，拆装便捷。磁致超声波换能器整体被设计成环形，通过连接件安装于管道外表面，避免在管道本体上的施工。
二、换能器能量传导环内侧表面分布了齿形筋条，有利于超声波能量的聚集，改善了超声波能量在管道长度方向的传导距离。
三、超声波换能器周向均布于管道外表，从而使得传导至管道的超声波能量各向分布均匀。
四、在所述励磁线圈的外部装有电气防护外壳；可以对所述励磁线圈进行保护。
五、三个所述磁致伸缩体分别对应焊接在三片所述能量传导环片的中部位置；从而使得传导至管道的超声波能量各向分布均匀。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的应用示意图。
其中，1-励磁线圈；2-磁致伸缩体；3-电气防护外壳；4-齿形筋条；5-能量传导环片；6-管道；7-连接件；8-超声波控制器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1、图2所示，本发明具体实施的技术方案是：一种适用于管道安装的环形磁致超声波换能器，包括励磁线圈1、磁致伸缩体2、电气防护外壳3、能量传导环片5、连接件7和超声波控制器8；
其中，所述励磁线圈1为三组；所述磁致伸缩体2为三个；
所述能量传导环片5为三片，所述能量传导环片5为圆弧板材结构，在所述能量传导环片5的两端面向外延伸形成凸沿；
其连接关系在于：所述连接件7将三片所述能量传导环片5相邻的凸沿固定，使三片所述能量传导环片5对接后形成圆筒状结构，三个所述磁致伸缩体2分别对应焊接在三片所述能量传导环片5上，三组所述励磁线圈1分别对应缠绕在三个所述磁致伸缩体2的外表面处；管道6置于三片所述能量传导环片5形成的圆筒状结构内，三组所述励磁线圈1与所述超声波控制器8通过线缆相连。
在每片所述能量传导环片5内侧表面设有至少一条齿形筋条4。
在所述励磁线圈1的外部装有电气防护外壳3。
三个所述磁致伸缩体2分别对应焊接在三片所述能量传导环片5的中部位置。
如图2所示，换能器安装于管道后，通过电缆与外部超声波控制器8连接，工作时，超声波控制器8向励磁线圈1提供高频交变电流，励磁线圈1在超声波控制器8的控制下，产生高频交变磁场，由于磁致伸缩体2能在交变磁场作用下产生伸缩变形，从而产生机械振动，这种励磁激励振动可以工作在超声频率，振动通过能量传导环传至管道及管道内介质，产生超声波效应，从而起到管道防垢、除垢及清洗作用。
上述磁致伸缩体2根据所需要的超声波作用强度设计和选用材质，焊接在能量传导环片5的凸沿上。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种适用于管道安装的环形磁致超声波换能器，其特征在于：包括励磁线圈(1)、磁致伸缩体(2)、电气防护外壳(3)、能量传导环片(5)、连接件(7)和超声波控制器(8)；
其中，所述励磁线圈(1)为三组；所述磁致伸缩体(2)为三个；
所述能量传导环片(5)为三片，所述能量传导环片(5)为圆弧板材结构，在所述能量传导环片(5)的两端面向外延伸形成凸沿；
其连接关系在于：所述连接件(7)将三片所述能量传导环片(5)相邻的凸沿固定，使三片所述能量传导环片(5)对接后形成圆筒状结构，三个所述磁致伸缩体(2)分别对应焊接在三片所述能量传导环片(5)上，三组所述励磁线圈(1)分别对应缠绕在三个所述磁致伸缩体(2)的外表面处；管道(6)置于三片所述能量传导环片(5)形成的圆筒状结构内，三组所述励磁线圈(1)与所述超声波控制器(8)通过线缆相连。
2.根据权利要求1所述的一种适用于管道安装的环形磁致超声波换能器，其特征在于：在每片所述能量传导环片(5)内侧表面设有至少一条齿形筋条(4)。
3.根据权利要求1或2所述的一种适用于管道安装的环形磁致超声波换能器，其特征在于：在所述励磁线圈(1)的外部装有电气防护外壳(3)。
4.根据权利要求1或2所述的一种适用于管道安装的环形磁致超声波换能器，其特征在于：三个所述磁致伸缩体(2)分别对应焊接在三片所述能量传导环片(5)的中部位置。
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