CN110105977A - 超声波作用的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于应用超声波的石油化工技术领域，具体涉及一种超声波作用的方法及装置。超声波作用的方法是，采用平行对射超声波与管道反射超声波的混合作用方式，平行对射超声波叠加实现驻波场效应，管道反射超声波达到传播无死角覆盖与无限延伸的作用效果。超声波作用的装置包括中间细两头粗的哑铃型管道式结构的作用区，两端设置两个超声波换能器，换能器设置有冷却液夹套。本发明克服了现有技术的缺陷，易于产生驻波场效应和超声波无限延伸的效果，实现混合形式的超声波作用方式，管道式结构可以实现超声波在工业生产中的长周期连续性生产应用，易于实施，适用于石油石化工业应用超声波的场合。

Description

超声波作用的方法及装置
技术领域
本发明涉及一种超声波作用的方法及装置，属于应用超声波的石油化工技术领域。
背景技术
超声波在工业生产中的应用越来越广泛，在油水乳化物破乳、原油电脱盐、难降解废水处理、污泥减量化处理中，利用超声波的能量作用可以产生一些独到的作用效果，如何实现超声波在工业生产中的工程化应用，实现理想的超声波作用效果，提供一种高效的超声波作用的方法及装置是解决超声波工程应用问题的关键，超声波作用的方法及装置把超声波换能器发射出的超声波叠加成为一种较为均匀的驻波场的超声波是技术人员追求的目标。
现有技术：CN03139172.9----顺流和逆流超声波联合作用使油水乳化物破乳的方法及装置、CN03253324.1----油水乳化物的破乳装置公开了一种顺逆流联合作用的超声波的作用方式，其缺陷是只产生均匀的顺逆流对射的、没有聚焦叠加的一种单一形式的超声波，超声波利用率低，作用效果不理想。
现有技术：CN201210213810.6----石化生物污泥减量化的方法及其处理装置、CN201310497035.6----一种难降解废水的处理装置及其废水处理方法、CN201410528591.X----化工污泥稳定化的方法及处理装置，公开了一种对射的波纹管作用器葫芦形换能器的反射聚焦的超声波的作用方式，其缺陷是只产生反射聚焦的单一形式的超声波，超声波利用率低，作用效果不理想。
发明内容
根据以上现有技术中的不足，本发明的目的是克服现有技术中只提供单一形式的超声波作用形式的缺陷，提出一种超声波作用的方法及装置，提供一种平行对射超声波与管道反射超声波的混合作用形式的超声波，实现均匀与非均匀的混合形式的超声波的作用方式。管道式结构可以实现超声波在工业生产中的长周期连续性生产，易于进行超声波的工业化、工程化实施，适用于工业应用超声波的场合，尤其适用于石油石化工业应用超声波的场合。
本发明所述的超声波作用的方法，采用平行对射超声波与管道反射超声波的混合作用方式，平行对射超声波叠加实现驻波场效应，管道反射超声波达到超声波传播无死角覆盖与无限延伸的作用效果。
其中：
所述的平行对射超声波通过两个对向设置在超声波作用区两端的超声波换能器产生，平行对射超声波频率相同、振动方向相同、传播方向相反；管道反射超声波由作用区的管道结构反射产生，形成平行对射超声波与管道反射超声波交织混合的超声波作用方式。
所述的超声波作用区采用中间细两头粗的哑铃型管道式结构的作用区，哑铃型管道式结构的作用区包括两头的大直径直管段和中间的小直径直管段，大直径直管段和小直径直管段通过过渡斜管连接，超声波换能器产生的穿过中间的小直径直管段的超声波为平行对射超声波，超声波换能器产生的经过过渡斜管反射的超声波为管道反射超声波。
所述的超声波换能器为喇叭型，发射面为圆平面，两个超声波换能器的发射面轴向同心，相互平行，对向设置，发射面与哑铃型管道式结构的作用区的中轴线垂直，两个超声波换能器的发射面的直径大于小直径直管段的直径。
所述的两头的大直径直管段分别设置物料进口和物料出口，产生的管道反射超声波可以通过物料进口和物料出口沿进、出物料管道延伸传播，延伸了超声波的作用区间，达到无限延伸的作用效果。
喇叭型平面的超声波换能器的发射面发射的平行传播的对射的顺流超声波与逆流超声波，即形成的平行对射超声波，随着物料介质组成的变化，超声波的声速会发生变化，超声波的波长就会改变，当满足半波长的整数倍等于顺流发射面与逆流发射面(即两个超声波换能器发射面)之间距离的条件时，发射波与反射波、顺流波与逆流波的叠加可以产生驻波，叠加的超声波的能量最大、振幅最大，势能和动能在波腹与波节之间转换，超声波能量不传播，能耗可以达到最小，作用效果可以达到最大。假设：两个超声波换能器发射面之间的距离为L为固定值，u为一时刻某种物料组成中的超声波的传播声速为变化值，超声波的频率为f为固定值；则：超声波的波长λ随着物料介质组成的变化而不断变化，λ＝u/f，改变物料的温度等参数，使得λ/2的变化总能满足L＝n(λ/2)条件，其中n＝1，2，3……，即n为整数；结果：L等于半波长的整数倍时即可满足超声驻波的条件。
当过渡斜管的斜面与直管段夹角等于45°时，超声波作用区只产生频率相同、振动方向相同、传播方向相反的均匀的超声波。斜面反射的超声波只在大直径直管段内闭环传播，斜面反射的超声波形成波程差相等、频率相同、振动方向相同、传播方向相反的另一种均匀的超声波，可以与通过小直径直管段的均匀的对射的顺流超声波与逆流超声波形成垂直交织的超声波。
当过渡斜管的斜面与直管段夹角等于45°时，超声波作用区可产生圆型发射面发射的顺流超声波与逆流超声波，形成频率相同、振动方向相同、传播方向相反的均匀的超声波，也产生斜面反射的频率相同、振动方向相同、传播方向相反的均匀的超声波，随着进料介质组成的变化，超声波作用区在不同时刻可以产生两种不同波程差的超声波驻波场，增加了驻波超声波场生成的几率，提高了超声波作用的效果，这种超声波作用区适用于超声波电脱盐破乳的场合，节省超声波能耗，超声波的作用可以完全替代化学破乳剂的作用，达到降低脱后含盐含水、改善电脱盐排水水质的效果。
当过渡斜管的斜面与直管段夹角不等于45°时，小直径直管段区域的部分的顺流超声波与逆流超声波形成频率相同、振动方向相同、传播方向相反的均匀的超声波，过渡斜管的斜面反射的部分的顺流超声波与逆流超声波经管道反射后反复改变传播方向形成与均匀的超声波传播方向不一致的交织的非均匀的超声波，形成均匀的超声波与非均匀的超声波混合的超声波作用方式，超声波的作用方式相互交织，防止了超声波的聚焦，提高了超声波作用的效果，这种超声波作用区适用于超声波防电脱盐罐油泥淤积的场合，也适用于超声波处理污油的场合，可以实现3-4年长周期连续生产，电脱盐罐不进行非正常停工清理罐底油泥，可以实现高含水污油的油水渣的有效分离。
当过渡斜管的斜面与直管段夹角不等于45°时，超声波作用区大小直径变径的斜面反射的部分的顺流超声波与逆流超声波经管道反射后反复改变传播方向，最终进入物料进口、出口，通过进、出口物料管路，沿着进、出口物料管路延伸传播，向进、出口物料管路方向无限远延伸，直至超声波衰减消失，延伸了超声波的作用区间。就水及较高温度下的原油而言，超声波的吸收和衰减较少，这种方式可以达到超声波的作用区间向无限远延伸的效果。
所述的超声波换能器为磁致伸缩型或压电陶瓷型换能器。
所述的超声波换能器产生的超声波的声强为0.03—10w/cm2。不同用途最优的超声波声强要求不同，超声波电脱盐最优的声强为0.04-0.25w/cm2，超声波电脱盐罐防淤积最优的声强为0.02-0.20w/cm2，超声波高含水污油处理最优的声强为0.50-5.00w/cm2，超声波难降解废水处理最优的声强为1.00-3.00w/cm2，超声波污泥减量化最优的声强为2.00-8.00w/cm2。
所述超声波换能器与超声波的作用区需要选择匹配，匹配条件满足超声波声强的条件要求。
所述的超声波换能器产生的超声波的频率为10kHz一200kHz，最优的超声波频率是15-100kHz。
所述的超声波换能器设置有冷却液夹套和显示控制回路。
所述的冷却液夹套内设有冷却液，冷却液为循环水冷却方式，或散热式非循环的冷却方式；显示控制回路与超声波发生器连接通讯，超声波发生器置于防爆柜中，便于工业生产现场使用，适应于石油化工生产现场安装，超声波换能器通过超声波发生器进行显示与控制。
所述的超声波发生器与控制单元相连接，由控制单元实现集中控制。控制方式可以是DCS集中控制器通讯实现集中控制，或采用PLC通讯控制，或进行现场手动控制，优选控制方式是DCS集中控制。
所述超声波作用区形式是管道式结构。
所述超声波作用区设置两端对称的超声波换能器。
所述超声波作用区与前后级物料处理系统的连接采用常规的管道连接方式。
所述超声波作用区可以设置一组单独作用，或若干组串联作用，或若干组并联作用，或若干组串并联作用。
所述超声波的作用区是间歇式作用或连续式作用中的一种。
本发明所述的超声波作用的方法的装置，包括中间细两头粗的哑铃型管道式结构的作用区，哑铃型管道式结构的作用区两端设置两个超声波换能器，哑铃型管道式结构的作用区包括两头的大直径直管段和中间的小直径直管段，大直径直管段和小直径直管段通过过渡斜管连接；超声波换能器为喇叭型，发射面为圆平面，两个超声波换能器的发射面轴向同心，相互平行，对向设置，发射面与哑铃型管道式结构的作用区的中轴线垂直，两个超声波换能器的发射面的直径大于小直径直管段的直径，哑铃型管道式结构的作用区以其中轴线的中垂线为对称轴呈对称型结构；两个超声波换能器产生频率相同、振动方向相同、传播方向相反的平行对射超声波，平行对射超声波易于叠加产生驻波场效应，两头的大直径直管段分别设置物料进口和物料出口，两个超声波换能器产生的超声波经过哑铃型管道式结构的作用区的管壁反射的超声波为管道反射超声波，管道反射超声波可以通过物料进口和物料出口，沿进、出物料管道延伸传播，形成平行对射超声波与管道反射超声波的混合作用方式。
所述的超声波换能器设置有冷却液夹套和显示控制回路；冷却液夹套内设有冷却液，冷却液为循环水冷却方式，或散热式非循环的冷却方式；显示控制回路与超声波发生器连接通讯，超声波发生器置于防爆柜中；所述的超声波发生器与控制单元相连接，由控制单元实现集中控制。
所述的大直径直管段采用三通管加工制作而成，小直径直管段采用直管管道加工制作而成，过渡斜管采用同心异径大小头加工制作而成或者采用厚壁管件机加工制作而成。
本发明所述的超声波作用的方法及装置产生一种均匀的对射的超声波与非均匀的管道反射的超声波的混合的超声波作用方式，管道式结构实现超声波的长周期连续性生产应用，可以实现工业工程化场合的超声波的应用。
本发明与现有技术相比所具有的有益效果是：
①与现有的技术相比，本发明克服了现有技术的只提供单一形式超声波的缺陷，提供了一种均匀的顺逆流对射与非均匀的管道反射混合的超声波作用形式。
②与现有的技术相比，本发明随着物料组成或参数的变化，可以实现超声波的驻波场效应，达到能耗最小、作用效果最佳的超声波应用效果。
③与现有的技术相比，本发明实现均匀与非均匀混合形式的超声波的作用方式，可以实现超声波的无死角传播，沿着进、出物料管道超声波延伸传播延伸了超声波的作用区间。
④与现有的技术相比，本发明的管道式结构可以实现超声波在工业生产中的长周期连续性生产，易于进行超声波的工业化、工程化实施，可以应用在超声波的工业应用场合，尤其适用于石油石化工业应用超声波的场合。
⑤与现有的技术相比，本发明在解决石化炼油厂电脱盐罐淤积的生产技术问题中实施，满足了现今的石化炼油厂的3-4年1大修的长周期生产中对电脱盐罐不停工清除油泥淤积的生产要求，避免了电脱盐罐底油泥淤积需要非正常停工进行1年1次清除油泥淤积的生产问题，节省了大量的电脱盐罐油泥清淤费用及外委油泥处理的费用。
⑥与现有的技术相比，本发明在石化炼油厂电脱盐生产中实施，正常情况下减少了反冲洗操作频次，也节省了反冲洗的操作成本，降低了污水处理成本，减少了炼油损失。
⑦与现有的技术相比，本发明在石化炼油厂电脱盐生产中实施，完全替代了化学破乳剂，降低了电脱盐排水的COD值，提高了电脱盐排水的BOD值，提高了电脱盐排水的可生化性能，降低了污水处理成本。
⑧与现有的技术相比，本发明在石化炼油厂电脱盐生产中实施，保证了电脱盐安稳长满优的正常生产，改善了电脱盐效果，产生直接经济效益和潜在的间接经济效益。
⑨与现有的技术相比，本发明在石化炼油厂电脱盐生产中实施，DCS集中程序控制手段先进，工艺合理，超声波作用的方法及装置可通过管线接入电脱盐系统，易于实现，方便可靠。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的过渡斜管与直管段夹角等于45°时的两种驻波场的波程差示意图；
图3是本发明的过渡斜管与直管段夹角小于45°时的均匀的平行对射超声波与非均匀的管道反射超声波交织传播示意图；
图4是本发明采用同心异径大小头的过渡斜管与直管段夹角小于45°的结构示意图；
图5是本发明采用厚壁管件机加工的过渡斜管与直管段夹角小于45°的结构示意图；
图6是本发明采用厚壁管件机加工的过渡斜管与直管段夹角等于45°时的驻波场示意图；
图7是本发明采用同心异径大小头的过渡斜管与直管段夹角等于45°时的驻波场示意图；
图8是本发明过渡斜管与直管段夹角大于45°时的均匀的平行对射超声波与非均匀的管道反射超声波交织传播示意图；
图9是本发明采用厚壁管件机加工的过渡斜管与直管段夹角大于45°的平行对射超声波与非均匀的管道反射超声波交织传播示意图；
图10是本发明用于防止电脱盐罐油泥淤积的连接关系示意图；
图11是本发明四级串联用于污油处理的连接关系示意图。
图中：1、大直径直管段；2、物料进口；3、过渡斜管；4、小直径直管段；5、物料出口；6、超声波换能器；7、冷却液夹套；8、显示控制回路；9、非均匀的管道反射超声波；10、均匀的平行对射超声波；11、驻波波形；12、超声波作用的方法及装置；13、防爆柜；14、控制单元；15、电脱盐罐；16、原油输出管道；17、混合阀；18、静态混合器；19、原油输入管道；20、控制器；21、物料开关阀；22、沉降罐；23、污油输入管道；24、含硫污水输入管道；25、开关阀；26、输送泵；27、压力测控装置；28、流量测控装置。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述：
实施例1
本实施例的超声波作用的方法是：采用超声波采用平行对射超声波与管道反射超声波的混合作用方式，叠加实现驻波场效应的作用与超声波传播无死角覆盖与无限延伸的作用的联合作用效果。
其中，平行对射超声波10通过两个对向设置在超声波作用区两端的超声波换能器6产生，平行对射超声波10频率相同、振动方向相同、传播方向相反；超声波换能器6产生的经过过渡斜管3反射的超声波为管道反射超声波9，管道反射超声波9再经超声波作用区的管道结构反射，形成平行对射超声波10与管道反射超声波9交织混合的超声波作用方式。
图1所示，本实施例所述的超声波作用的方法及装置，包括中间细两头粗的哑铃型管道式结构的作用区，哑铃型管道式结构的作用区包括两头的大直径直管段1和中间的小直径直管段4，大直径直管段1和小直径直管段4通过过渡斜管3连接；两头的大直径直管段1分别设置物料进口2和物料出口5，产生的管道反射超声波9可以通过物料进口2和物料出口5沿进、出物料管道延伸传播，达到无限延伸的作用效果；大直径直管段1与物料进口2采用三通管，另一大直径直管段1与物料出口5采用等规格的三通管，中间的小直径直管段4采用直管管道，过渡斜管3采用同心异径大小头。
哑铃型管道式结构的作用区两端设置两个相同的超声波换能器6，超声波换能器6为喇叭型，发射面为圆平面，两个超声波换能器6的发射面轴向同心，相互平行，对向设置，发射面与哑铃型管道式结构的作用区的中轴线垂直，两个超声波换能器6的发射面的直径大于小直径直管段4的直径；两个超声波换能器6产生频率相同、振动方向相同、传播方向相反的平行对射超声波10，两个超声波换能器6产生经过哑铃型管道式结构的作用区的管壁反射的管道反射超声波9，形成平行对射超声波10与管道反射超声波9的混合作用方式。
哑铃型管道式结构的作用区以其中轴线的中垂线为对称轴呈对称型结构。
制作步骤为：带物料进口2的三通管与一同心异径大小头焊接，再与小直径直管段焊接，再与一同规格的同心大小头焊接，最后与带物料出口5的同规格的三通管焊接，管口焊接法兰，作用区管道制作完成，在作用区管道两端的法兰盖上设置安装换能器的小法兰孔，作用区管道两端的喇叭型超声波换能器采用法兰压紧的方式接入、密封，换能器由带有冷却液夹套7与显示控制回路8的作用区外部的换能器与喇叭型的内部换能器两部分组合而成，连接部分通过螺纹与耦合剂进行螺纹连接，焊接加工过程保证平行度与设计加工精度，安装时保证两个换能器的同心度、保证换能器平面与作用区管道轴心的垂直度。
本实施例可以采用内径500毫米的大直径直管段，采用磁致伸缩型换能器，磁致伸缩型换能器发出的超声波可以达到单头发射电功率5000w，超声波的频率为10kHz一200kHz。双头发射功率10000w，最大声强可以达到5.00w/cm2。超声波发射稳定性好，设备寿命长，性能稳定，可以长周期使用10年以上。
本实施例可以采用内径500毫米的大直径直管段，还可以采用压电陶瓷型换能器，压电陶瓷型换能器发出的超声波可以达到单头发射电功率10000w，超声波的频率为10kHz一200kHz。双头发射功率20000w，最大声强可以达到10.00w/cm2。由于压电陶瓷本身的热稳定问题，超声波发射稳定性较差，设备寿命短，性能不稳定，可以进行间歇式生产。
超声波换能器6设置有冷却液夹套7和显示控制回路8。
冷却液夹套7内设有冷却液，冷却液为循环水冷却方式，或散热式非循环的冷却方式；本实施例冷却液为循环水冷却方式。
显示控制回路8与超声波发生器连接通讯，超声波发生器置于防爆柜13中。
超声波发生器与DCS集中控制器通讯实现集中控制，或采用PLC通讯控制，或进行现场手动控制，本实施例采用DCS集中控制。
本实施例的超声波作用的方法及装置可以通过法兰连接接入管路，也可以通过其它任何生产技术人员熟知的方式方法接入管路。
本实施例的超声波作用的方法及装置可以在常温常压下工作，也可以在高温高压下工作。
本实施例的超声波作用的方法及装置的哑铃型管道式结构的作用区，可以采用市售的标准管件制作而成，也可以根据不同应用场合的技术要求设计制作专用的管件的管坯模具定制加工而成，如图1、图2、图3、图4、图7、图8。
本实施例的超声波作用的方法及装置，超声波作用区管道的内部结构，为了保证一致性要求，防止超声波的漫反射、散射的情况，作用区内部的光洁度及加工精度可以采用厚壁管机加工后焊接来满足要求。
本实施例的超声波作用的方法及装置，超声波作用区管道的内部结构，斜管的夹角为了满足一致性要求，可以采用厚壁管制作的同心异径大小头进行机加工来满足要求，如图5、图6、图9。
本实施例的超声波作用的方法及装置，易于实施，结构合理，制作安装过程简便，可以实现平行对射的均匀的超声波与斜面反射的非均匀的超声波的交织的混合超声波。
本实施例的超声波作用的方法及装置，对于处理非均相的混合料时，随着混合料组成的变化，通过改变物料的温度等参数，在某一时刻的某一混合料组成，总能实现理想的驻波场超声波与斜管反射非均匀的超声波的交织的混响场超声波，具有很好的超声波作用效果，可以部分实现驻波场能量不损耗、能量不传递、振幅最大、动能和势能在波腹与波节之间转换的超声波作用效果。斜管反射的非均匀的交织的超声波能够实现超声波在作用区区间作用无死角的作用效果。
实施例2
本实施例的超声波作用的方法包括在实施例1中，本实施例的超声波作用的方法及装置，斜管夹角小于45°。
如图1、图3、图4、图5，本实施例所述的超声波作用的方法及装置，本实施例所述的超声波作用的方法及装置，包括中间细两头粗的哑铃型管道式结构的作用区，哑铃型管道式结构的作用区包括两头的大直径直管段1和中间的小直径直管段4，大直径直管段1和小直径直管段4通过过渡斜管3连接，过渡斜管3与直管段的夹角小于45°；两头的大直径直管段1分别设置物料进口2和物料出口5；大直径直管段1与物料进口2采用三通管，另一大直径直管段1与物料出口5采用等规格的三通管，中间的小直径直管段4采用直管管道，过渡斜管3采用同心异径大小头。
哑铃型管道式结构的作用区两端设置两个相同的超声波换能器6，超声波换能器6为喇叭型，发射面为圆平面，两个超声波换能器6的发射面轴向同心，相互平行，对向设置，发射面与哑铃型管道式结构的作用区的中轴线垂直；两个超声波换能器6产生频率相同、振动方向相同、传播方向相反的平行对射超声波10，两个超声波换能器6产生经过哑铃型管道式结构的作用区的管壁反射的管道反射超声波9，形成平行对射超声波10与管道反射超声波9的混合作用方式。
两个超声波换能器6的发射面的直径大于小直径直管段4的直径；哑铃型管道式结构的作用区以其中轴线的中垂线为对称轴呈对称型结构。
如图1、图3、图4、图5，过渡斜管3与直管段的夹角小于45°时，超声波的传播如图1、图3所示，由超声波换能器6发射的超声波通过过渡斜管3的斜面反射后，再通过中间小直径直管段4的反射，并穿越中间的小直径直管段4，到达另一端大直径直管段1，再通过对向设置的超声波换能器6发射面反射，最终进入物料进口2和物料出口5，通过进、出口物料管路，沿着进、出物料管路延伸传播，向进、出物料管路的无限远延伸，直至超声波衰减消失，延伸了超声波的作用区间。就水及较高温度下的原油而言，超声波的吸收和衰减较少，这种方式可以达到超声波的作用区间向无限远延伸的效果。
对于油水混合物、高含水污油混合物、石化污油泥等两种或两种以上物质混合的较为均匀的非均相混合物，超声波换能器6对射通过小直径直管段4的固定距离的均匀的超声波，由于不断变化的介质组成，会使得超声波的传播速度不断变化，在超声波的频率一定的情况下，波长随介质组成不断变化，当满足半波长的整数倍等于两个超声波换能器6发射面之间的距离时，不时出现超声波的驻波场效应。
单一组分的介质，随着温度、压力、密度的变化，超声波的传播速度也会发生变化，也会产生驻波场。对常温下的清水测试，驻波场的效果如图1中检测的驻波波形11所示。
驻波场是声学领域技术人员将超声波应用于工业生产的一种理想的超声波的有益效果。
驻波场的超声波叠加使超声波叠加的合振幅最大、能量最大、不进行能量传递、超声波的能量在波腹与波节之间进行势能和动能的转换。
本实施例的超声波作用的方法及装置，对设的换能器，对射的超声波，正向超声波、对向超声波、正向反射的超声波、对向反射的超声波会同时叠加，形成多个超声波叠加的理想的作用区域，可以实现超声波能量的最大化，并且，两个超声波换能器6产生的超声波经过过渡斜管3反射，再经过哑铃型管道式结构的作用区的管壁反射，产生非均匀的管道反射超声波9，形成平行对射超声波10与管道反射超声波9的混合作用方式。因此，本实施例的超声波作用的方法及装置在大工业生产试验中，超声波的能耗较小，且效果显著。
本实施例所述的超声波作用的方法：通过两个对向设置的超声波换能器产生频率相同、振动方向相同、传播方向相反的对射的超声波，形成超声波作用区，超声波作用区采用中间细两头粗的哑铃型管道式结构的作用区，通过作用区的管道结构产生非均匀的管道反射超声波，形成非均匀的管道反射超声波与均匀的平行对射超声波的混合的超声波作用方式。
所述的超声波的声强为0.03-0.25w/cm2。
所述的超声波的频率为20kHz。
以实际应用为例，某厂加工原油1300万吨/年，处理量1200吨/h，应用本实施例的超声波作用的装置试验，8个超声波作用的装置，声强0.03-0.25w/cm2，频率20000Hz，分2级，每1级4个串联，原油到达电脱盐罐之前先经过超声波作用的装置，每个超声波作用的装置消耗0.3度/h左右的电功耗，总共耗电2.4度/h左右，试验结果显示：实现原油电脱盐生产的智能化、自动化，提高了电脱盐效果，降低了脱后原油含盐，改善了电脱盐排水水质、提高了电脱盐排水的可生化性能，避免了电脱盐生产中每年一次清除电脱盐罐淤积的油泥的非正常停工作业，达到了防止电脱盐罐油泥淤积的理想的试验效果，能耗较小，有益效果显著。且避免大量破乳剂的使用，大量使用破乳剂，不仅生产费用支出高，而且转化为污染物，造成对环境的直接危害，污水处理难度增大，影响排放指标，可产生显著的直接经济效益和环境效益。
实施例3
本实施例的超声波作用的方法及装置同实施例2，其不同点在于，过渡斜管3与直管段的夹角大于45°。
如图8、图9，过渡斜管3与直管段的夹角大于45°时，超声波的传播如图8、图9所示，由超声波换能器6发射的超声波通过过渡斜管3反射后，超声波返回大直径直管段1，不穿越中间的小直径直管段4，不到达另一端大直径直管段1，在一侧的大直径直管段1管壁反射，最终通过物料进口2和物料出口5进入进口管路或出口管路，通过进、出口物料管路，向进、出口管路的无限远延伸，直至超声波衰减消失。就水及较高温度下的原油而言，超声波的吸收和衰减较少，这种方式可以达到超声波的作用区间向无限远延伸的有益效果。
对于油水混合物、高含水污油混合物、石化污油泥等两种或两种以上物质混合的较为均匀的非均相混合物，换能器对射通过小直径直管段的固定距离的均匀的超声波，不断变化的介质组成，会使得超声波的传播速度不断变化，在超声波的频率一定的情况下，波长随介质组成不断变化，当满足半波长的整数倍等于两个超声波换能器6发射面之间的距离时，不时出现超声波的驻波场效应。
单一组分的介质，随着温度、压力、密度的变化，超声波的传播速度也会发生变化，也会产生驻波场。
驻波场是声学领域技术人员将超声波应用于工业生产的一种理想的超声波的有益效果。
驻波场的超声波叠加使超声波叠加的合振幅最大、能量最大、不进行能量传递、超声波的能量在波腹与波节之间进行势能和动能的转换。
本实施例的超声波作用的装置，对设的换能器，对射的超声波，正向超声波、对向超声波、正向反射的超声波、对向反射的超声波会同时叠加，形成多个超声波叠加的理想的作用区域，可以实现超声波能量的最大化，并且，两个超声波换能器6产生的经过哑铃型管道式结构的作用区的管壁反射的管道反射超声波9，形成平行对射超声波10与管道反射超声波9的混合作用方式。因此，在斜管夹角大于45°的情况下，本实施例的超声波作用的装置在大工业生产试验中，超声波的能耗较小，且效果显著。
本实施例所述的超声波作用的方法：通过两个对向设置的超声波换能器产生频率相同、振动方向相同、传播方向相反的对射的超声波，形成超声波作用区，超声波作用区采用中间细两头粗的哑铃型管道式结构的作用区，通过作用区的管道结构产生非均匀的管道反射超声波，形成非均匀的管道反射超声波与均匀的平行对射超声波的混合的超声波作用方式。
所述的超声波的声强为0.03—10w/cm2。
所述的超声波的频率为10kHz一200kHz。
实施例4
本实施例的超声波作用的方法及装置同实施例2，其不同点在于，过渡斜管3与直管段的夹角等于45°。
如图2、图6、图7，过渡斜管3与直管段的夹角等于45°时，超声波的传播如图2、图6、图7所示，由换能器发射的超声波通过过渡斜管3的斜面45°角反射后，超声波返回大直径直管段1，不穿越中间的小直径直管段4，不到达另一端大直径直管段1，也不经过大直径直管段1管壁反射，超声波经超声波换能器6发射面发射——过渡斜管3的斜面45°角反射——过渡斜管3的斜面45°角反射——超声波换能器6发射面0°角反射，最终反射回到发射点，进口管路或出口管路没有超声波传出。相比没有斜管的同一直径的超声波作用区管道，在同一周期性时段内，多增加一次超声波驻波场的作用。
以图2为例，以纯水为介质测算，25℃时，纯水中的声速是u＝1497米/秒，如果超声波的频率是f＝20000Hz(/秒)，则超声波的波长λ＝u/f＝1497/20000＝0.07485米＝74.85毫米，λ/2＝37.425毫米。按图2中尺寸(单位为毫米)计算，通过斜面的发射波与反射波、发射波与换能器平面反射点的发射波、换能器反射点的发射波与换能器平面反射的反射波的波程差是L2＝1012+437+1012＝2461(毫米)，则L2/(λ/2)＝2461/37.425＝65.758。每降低1℃，水中声速大约降低4.6米/秒，反算满足半波长的整数倍：L2/(λ驻/2)＝66，则波长λ驻＝2*(L2/66)＝2*(2461/66)＝74.57576(毫米)，u驻＝λ驻f＝74.57576*20000＝1491515.15(毫米/秒)＝1491.52米/秒，u-u驻＝1497-1491.52＝5.48(米/秒)，则温度降低5.48/4.6＝1.19(℃)，即当温度达到25-1.19＝23.81(℃)时，斜面反射的超声波可以产生驻波场效应。
对于油水混合物、高含水污油混合物、石化污油泥等两种或两种以上物质混合的较为均匀的非均相混合物，换能器对射通过小直径直管段的固定距离的均匀的超声波，介质组成变化，会使得超声波的传播速度变化，在超声波的频率一定的情况下，波长随介质组成不断变化，当满足半波长的整数倍等于两个超声波换能器6发射面之间的距离时，不时出现超声波的驻波场效应。以图2为例，以25℃纯水为例测算，L1＝3118毫米，则L1/(λ/2)＝3118/37.425＝83.313。当L1/(λ驻/2)＝84，温度需要下降2.66℃，即25-2.66＝22.34(℃)时，换能器对射通过小直径直管段的超声波产生驻波场效应。
对于纯水进行温度变化而言，由22.34℃到23.81℃温度变化时，斜面夹角45°时，本实施例的超声波作用的装置可以产生两次驻波场，与等直径的没有小直径直管段的没有斜面反射的超声波作用的装置只产生22.34℃的驻波场相比较，增加一次驻波场产生的频次。
对于油水混合物、高含水污油混合物、石化污水、石化污泥等两种或两种以上物质混合的较为均匀的非均相混合物，介质组成的变化，会使得超声波的传播速度不断变化，在超声波的频率一定的情况下，波长不断变化，总能满足半波长的整数倍等于两个超声波换能器6发射面之间的距离，总能出现超声波的驻波场效应。
单一组分的介质，随着温度、压力、密度的变化，超声波的传播速度也会发生变化，也会产生驻波场。
驻波场是声学领域技术人员将超声波应用于工业生产的一种理想的超声波的有益效果。
驻波场的超声波叠加使超声波叠加的合振幅最大、能量最大、不进行能量传递、超声波的能量在波腹与波节之间进行势能和动能的转换。
斜面夹角等于45°的情况下，增加了驻波场形成的频次，在工业生产试验中，可用于原油电脱盐破乳、高含水污油的油水渣的分离、污水处理、水处理污泥的减量化，较低的超声波功耗，产生较高的应用功效，效果显著。
本实施例的超声波作用的装置，在斜面夹角等于45°的情况下在需要驻波场的超声波工业应用场合具有显著的有益效果。
实施例5
本实施例的超声波作用的方法及装置在石化炼油厂的防止电脱盐罐油泥淤积试验。
电脱盐罐为两级串联，两级串联的电脱盐罐采用2级并联的方式接入本实施例的超声波作用的装置12，进行工业应用试验。超声波作用的方法及超声波作用的装置12的结构同实施例2。
如图10所示流程图说明：12、超声波作用的装置；13、防爆柜；14、控制单元；15、电脱盐罐；16、原油输出管道；17、混合阀；18、静态混合器；19、原油输入管道。
如图10所示，处理前原油通过原油输入管道19经过静态混合器18、混合阀17进入超声波作用的装置12，经过超声波作用后进入电脱盐罐15，处理后原油通过原油输出管道16输出。超声波发生器置于防爆柜13中，超声波发生器与控制单元相连接，控制单元可以采用DCS集中控制通讯实现集中控制，或采用PLC通讯控制，或进行现场手动控制，本实施例采用DCS集中控制。
某石化厂原油加工能力500万吨/年，原设计电脱盐罐停留时间45分钟，为改善电脱盐运行效果，二次改造电脱盐罐容积达到785m3使得停留时间增大到85分钟，比原来增大近1倍，装置进行超声波技术改造前一个生产周期，电脱盐罐底油泥淤积严重。应用本实施例的超声波作用的装置试验解决了电脱盐罐油泥淤积的生产问题。超声波声强可以为
0.02-0.20w/cm2，频率21000Hz。
电脱盐罐越大线速度越小，原油中含有的泥、沙、土、油溶性盐类等机械杂质越易于沉积在电脱盐罐底部，每次清除油泥的处理与固废转移是当前环保工作的一大难题。装置改造前一个生产周期，2015年7月离线清一级罐，即开工14个月后清出油泥154.2t，2016年2月、6月两次在线清一级罐，清出油泥分别是63.14t、103.9t，2016年9月再次离线清一级罐，清出油泥164.94t，2017年停工阶段两级共清理油泥269.02t，一个运行周期累计755.2t油泥，如果按固废转移处理费用3000元/t计，采用超声波仅此一项即可节约费用755.2*3000＝226.6(万元)。
实施超声波作用的装置之前，原油中固体杂质易于沉积在电脱盐罐底，鉴于每次反冲洗会冲出较多的油泥的情况，生产不得不安排每1周平均反冲洗1次，70t/h左右反冲洗水量，每个罐各反冲洗30min，增加了生产人员的工作量和操作成本。2018年3月标定，本周期自从2017年7月21日应用本实施例的超声波作用的装置8个月，电脱盐运行过程中只进行过一次反冲洗操作，从观察导淋排放效果判断罐底基本没有油泥沉积；本发明的超声波作用的装置的特殊作用方式，不仅能够保证脱后原油中油泥和机械性杂质的充分净化与除去，而且能够萃取电脱盐切水中固体杂质吸附的油分到达油相从而改善电脱盐切水水质，可以解决电脱盐罐油泥淤积的生产问题。运行15个月打开电脱盐罐查勘，电脱盐罐淤泥淤积轻微，不需要清淤作业。
实施例6
本实施例的超声波作用的方法及装置在石化炼油厂的防止电脱盐罐油泥淤积试验。
如图10所示，电脱盐罐采用两级串联，两级串联的电脱盐罐分别采用四级并联的方式接入超声波作用的装置，进行工业应用试验。超声波作用的方法及超声波作用的装置12的结构同实施例3。
某石化厂为了解决高酸劣质达尔原油掺炼导致的电脱盐排水含油高、电脱盐电流高、脱盐原油不合格等生产问题，同时也为了1000万吨/年扩能到1300万吨/年，也为了能够替代建造第三级电脱盐罐的技术方案，2013年5月应用实施了本发明的超声波作用的装置的技术方案，实施后达到理想的预期效果，排水水质大幅改善，电脱盐操作稳定性大幅提高，应用3年后2017年3月大检修查勘罐底没有明显的油泥淤积，完全解决了电脱盐罐底油泥一年一清理的非正常停工作业问题。本实施例的超声波声强可以为0.50-5.00w/cm2，频率19500Hz。本实施例的超声波作用的装置的实施，具有显著的有益效果。
实施例7
在某厂3.6万吨高含水污油处理中实施本实施例的超声波作用的方法及装置的技术方案，超声波作用的方法及超声波作用的装置12四级串联用于污油处理。超声波作用的方法及超声波作用的装置12的结构同实施例2。
如图11所示，本实施例中，污油输入管道23与含硫污水输入管道24合并后与静态混合器18相连，静态混合器18通过管道与混合阀17相连，混合阀17通过管道与超声波作用的装置12相连，超声波作用的装置12通过管路与物料开关阀21相连，物料开关阀21通过管道与沉降罐22相连。
污油输入管道23与含硫污水输入管道24与静态混合器18相连的管道上均依次设置开关阀25、输送泵26、压力测控装置27和流量测控装置28。
开关阀25、输送泵26、压力测控装置27、流量测控装置28和混合阀17均通过控制器20控制，控制器20为DCS接口的PLC控制器。
防爆柜13用于盛放超声波发生器，超声波发生器控制超声波换能器6。
沉降罐22是罐壁式伴热保温沉降罐，采用电加热伴热保温。
超声波换能器10是磁致伸缩型换能器，较大功率，可以产生较大的超声波声强，超声波的声强可以为0.50-5.00W/cm2，频率19500Hz。
所述超声波换能器10与超声波作用区9选择匹配，匹配条件满足超声波声强的条件要求。
除22沉降罐在生产现场利旧改造外，其它组件安装在撬内成为一个整体撬装装置，可以车载移动，适应于各种不同炼油厂或油田的生产过程，现场配套沉降罐22，工艺过程实施：
(1)打开开关阀25的污油开关阀，污油输入管道23中的污油由输送泵26输送至压力测控装置27，调节污油输送泵出口的压力测控阀，控制污油压力，打开混合阀17，打开物料开关阀21，污油流程打通。
(2)打开开关阀25的含硫污水开关阀，含硫污水输入管道24中的含硫污水由输送泵26的含硫污水输送泵输送至压力测控装置27，调节含硫污水输送泵出口的压力测控阀，控制污油压力，含硫污水流程打通。
(3)开启防爆柜13的8个超声波发生器开关，控制四个超声波作用的装置12的8个超声波换能器6的声强达到预设值，超声波开始运行。
(4)通过控制器14进行过程各参数的集中控制，分别控制污油、含硫污水的流量，分别调节污油、含硫污水的流量达到预设值，调节污油与含硫污水的配比达到预设值。
(5)通过控制器14进行过程各参数的集中控制，控制污油与含硫污水的混合强度。
(6)待沉降罐22的污油液位高度达到生产要求的高度，停止超声波含硫污水处理的生产过程，关闭开关阀25，关闭超声波，关闭物料开关阀21，进行污油沉降过程。
(7)沉降过程对沉降罐22上、中、下采样分析，达到脱水要求后，先外送污泥，再外送污水，最后外送处理后净化污油。
本实施例的超声波含硫污水处理污油的装置在某厂3.6万吨高含水污油处理中实施。
利用撬装装置，采用含硫污水，处理高含水老化污油效果。
在某炼油厂实施，随着加工原油的重质化与劣质化趋势加剧，原油加工过程中的原油罐区沉降脱水带油增加，电脱盐排水含油上升，3-4年累积了近3.6万吨高含水老化污油，污油含水量高达80％，一直存放在80℃原油储罐内，脱水效果不明显，占用两个20000m3的原油储罐，影响原油的正常生产，无法采用常用手段进行处理，2018年，实施超声波含硫污水处理污油的装置技术方案，在高含水老化污油储罐罐区，采用撬装式超声波含硫污水处理污油的工艺方法的装置，在80-95℃下，通过污油泵输送老化污油，用含硫污水管线压力自压输送含硫污水，处理高含水老化污油，处理后的高含水老化污油在污油沉降罐中进行沉降脱水，针对本实施例的技术方案要求，对300t容积的污油沉降罐进行罐壁伴热式保温的适应性改造。
每处理200t需要24h，沉降需要5d时间，处理效果如表1所示。
85-95℃5d沉降后，对油层脱出油的含盐、含水率、机械杂质、金属含量等进行了分析，与原料重污油、某高硫高酸原油、常规加热脱出油的性质进行比较，结果如表1所示。
表1超声波含硫污水处理重污油的超声波脱出油的性质对比
由表1可见，重污油具有三高特性：第一，含水率高；第二，含盐高；第三，含机械杂质高。
(1)重污油含水率高
重污油的含水率难以采用卡尔费休化学法测定准确值，表1中采用蒸馏法测定，含水率72.21％，与化学法测定的某高硫高酸原油样品的较为准确的含水率0.46％相比，重污油的含水率是156.98倍。
重污油含水高，重污油含水率采用离心法分析可达到80％，其中包括底部沉渣。一般观点错误的认为重污油脱除了水分即可以有效加工利用，事实上，重污油含水率高只是重污油难加工处理的一个表面现象，重污油的难加工处理还表现在其它方面。
(2)重污油含盐量高
无机盐氯化钠的分析较为容易，可以直接测定，但是，由于技术原因直接测定重污油中有机盐难度较大；已公开的重污油破乳和脱水研究的文献中报道，测定重污油的金属含量也未见报道；试验过程中，分析重污油的无机盐(NaCl)含量高，与某高硫高酸原油样品相比，重污油中无机盐含量是22.85倍；间接分析了重污油可形成环烷酸类有机盐的金属Ca、Mg、Fe的含量高，与某高硫高酸原油样品相比，Ca为62.65倍、Mg为175.27倍、Fe为161.96倍，可以认为重污油的有机盐含量也相应较高。
(3)重污油机械杂质高
重污油的机械杂质6.24％，与某高硫高酸原油样品相比，重污油的机械杂质是某高硫高酸原油样品的9.18倍，直接掺炼加工重污油对后部加工工序设备结垢腐蚀、换热器或塔器淤堵、催化剂中毒或催化剂消耗增加均具有不利影响，直接影响炼厂经济效益。
表1可见，超声波—含硫污水联合处理重污油后具有有益效果：
脱出油具有三低特性，第一，含水率低；第二，含盐低；第三，含机械杂质低。与常规加热沉降脱出的少量油层的脱除油性质相比，超声波—含硫污水联合处理重污油后的脱出油具有三低特性。
(1)超声波含硫污水处理的重污油脱出油含水低
超声波含硫污水处理重污油后的脱出油的平均含水率仅为0.21％，脱出油的含水率大幅度降低，与常规加热沉降处理脱出少量油层的重污油脱出油对照，脱出油的含水率降低72.38倍，达到较为理想的脱水效果。
(2)超声波含硫污水处理的重污油脱出油含盐低
由表1可知，同样地，超声波含硫污水处理重污油后的脱出油的含盐量1.72mg·L-1也大幅度的降低，与常规加热沉降脱出少量油层的脱除油对照含盐量相比降低84.07倍。
表1可见，以石油酸、环烷酸类有机盐形式存在的金属盐，超声波处理重污油后的脱出油的金属Fe、Ca、Mg、Ni、V、Cu含量，与常规加热沉降的脱出少量油层的脱除油对照相比，分别降低176.16、4.02、18.62、1.03、1.09、64.5倍，实施超声波—含硫污水联合处理重污油，不仅能够高效脱除重污油中的无机金属盐，而且能够高效脱除重污油中的有机金属盐。
(3)超声波含硫污水处理的重污油脱出油含机械杂质低
表1可见，超声波含硫污水处理重污油后的机械杂质为0.72％，机械杂质含量大幅度降低，与常规加热沉降脱出少量油层的脱除油对照相比降低7.11倍。
综上所述，超声波含硫污水处理重污油，能够高效脱除重污油含水，能够高效脱除金属无机盐与金属有机盐而大幅降低机械杂质含量，因此，超声波含硫污水处理重污油能够实现重污油脱水-净化的双重功能。
实施例8
本实施例的超声波作用的装置的技术方案与压缩空气联合处理石化生物污泥减量化。
超声波作用的方法及超声波作用的装置12的结构同实施例4。
采用本实施例的超声波作用的方法及装置的技术方案波与压缩空气联合进行石化污泥破解预处理，一部分污泥返回污水处理系统延伸处理，这部分污泥量为剩余污泥总质量的20％-35％；一部分污泥进行厌氧消化处理，这部分污泥量为剩余污泥总质量的65％-80％，每升污泥压缩空气通入量为10L/min，往超声波作用的装置输送污泥进行破解，超声波声强为2-8W/cm2，超声波频率19300Hz，超声波处理时间为1.0-10min，采用压电陶瓷型超声波换能器，间歇式操作，运行时间间隔为2-5min。
将70％的污泥先采用本实施例的超声波作用的装置与压缩空气联合处理破解后，再采用厌氧消化处理，两种工艺的结合共减少剩余污泥排放量88％。
本实施例的超声波作用的装置在石化污泥减量化的实施中具有显著的有益效果。
实施例9
本实施例的超声波作用的方法及装置的技术方案协同Fenton氧化处理降解废水。
超声波作用的方法及超声波作用的装置12的结构同实施例4。不同之处在于：
超声波作用的装置的过渡斜管3与直管段的夹角等于45°，连接大直径直管段1与小直径直管段4的同心大小头采用45°夹角的管坯模具加工后再经机加工保证45°夹角的一致性。超声波换能器6采用磁致伸缩型换能器，连续式操作，超声波频率20000Hz，声强1.00-3.00W/cm2，实施过程采用示波器检测超声波作用的装置内的波形，能够产生较好的驻波场。
废水经泵打入本实施例的超声波作用的装置，然后进入催化反应池，反应时间为20min，催化反应出水经加碱调节pH为7.5后，进入沉淀池进行固液分离，上清液COD为
200mg/L，COD去除率为85.2％，达到可以排入城镇污水处理厂的指标COD＜500mg/L要求。
本实施例的超声波作用的方法及装置的实施具有显著的有益效果。
本发明的技术特征不限于以上实施例所列举实例的限制。

Claims (10)

1.一种超声波作用的方法，其特征在于：采用平行对射超声波与管道反射超声波的混合作用方式，平行对射超声波叠加实现驻波场效应，管道反射超声波达到超声波传播无死角覆盖与无限延伸的作用效果。
2.根据权利要求1所述的超声波作用的方法，其特征在于：所述的平行对射超声波(10)通过两个对向设置在超声波作用区两端的超声波换能器(6)产生，平行对射超声波(10)频率相同、振动方向相同、传播方向相反；管道反射超声波(9)由作用区的管道式结构反射产生，形成平行对射超声波(10)与管道反射超声波(9)交织混合的超声波作用方式。
3.根据权利要求2所述的超声波作用的方法，其特征在于：所述的超声波作用区采用中间细两头粗的哑铃型管道式结构的作用区，哑铃型管道式结构的作用区包括两头的大直径直管段(1)和中间的小直径直管段(4)，大直径直管段(1)和小直径直管段(4)通过过渡斜管(3)连接，超声波换能器(6)产生的穿过中间的小直径直管段(4)的超声波为平行对射超声波(10)，超声波换能器(6)产生的经过过渡斜管(3)反射的超声波为管道反射超声波(9)。
4.根据权利要求2所述的超声波作用的方法，其特征在于：所述的超声波换能器(6)为喇叭型，发射面为圆平面，两个超声波换能器(6)的发射面轴向同心，相互平行，对向设置，发射面与哑铃型管道式结构的作用区的中轴线垂直，两个超声波换能器(6)的发射面的直径大于小直径直管段(4)的直径。
5.根据权利要求3所述的超声波作用的方法，其特征在于：所述的两头的大直径直管段(1)分别设置物料进口(2)和物料出口(5)，产生的管道反射超声波(9)可以通过物料进口(2)和物料出口(5)沿进、出物料管道延伸传播，达到无限延伸的作用效果。
6.根据权利要求2所述的超声波作用的方法，其特征在于：所述的超声波换能器(6)为磁致伸缩型或压电陶瓷型换能器。
7.根据权利要求1所述的超声波作用的方法，其特征在于：所述的超声波的声强为0.03—10w/cm2；超声波的频率为10kHz一200kHz。
8.一种实现权利要求1所述的超声波作用的方法的装置，其特征在于：包括中间细两头粗的哑铃型管道式结构的作用区，哑铃型管道式结构的作用区两端设置两个超声波换能器(6)，哑铃型管道式结构的作用区包括两头的大直径直管段(1)和中间的小直径直管段(4)，大直径直管段(1)和小直径直管段(4)通过过渡斜管(3)连接；超声波换能器(6)为喇叭型，发射面为圆平面，两个超声波换能器(6)的发射面轴向同心，相互平行，对向设置，发射面与哑铃型管道式结构的作用区的中轴线垂直，两个超声波换能器(6)的发射面的直径大于小直径直管段(4)的直径，哑铃型管道式结构的作用区以其中轴线的中垂线为对称轴呈对称型结构两头的大直径直管段(1)分别设置物料进口(2)和物料出口(5)。
9.根据权利要求8所述的超声波作用的方法的装置，其特征在于：所述的超声波换能器(6)设置有冷却液夹套(7)和显示控制回路(8)；冷却液夹套(7)内设有冷却液，冷却液为循环水冷却方式，或散热式非循环的冷却方式；显示控制回路(8)与超声波发生器连接通讯，超声波发生器置于防爆柜(13)中；所述的超声波发生器与控制单元(14)相连接，由控制单元(14)实现集中控制。
10.根据权利要求8所述的超声波作用的方法的装置，其特征在于：所述的大直径直管段(1)采用三通管加工制作而成，小直径直管段(4)采用直管管道加工制作而成，过渡斜管(3)采用同心异径大小头加工制作而成或者采用厚壁管件机加工制作而成。
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