CN111495725A - 一种超声波生物化学处理一体式变幅杆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及超声波加工技术领域，且公开了一种超声波生物化学处理一体式变幅杆，包括变截主杆，所述变截主杆的左侧设置有变截支杆，所述变截主杆的左侧固定连接有调控装置，调控装置包括有空心圆台、固定柱和锥形卡块。该超声波生物化学处理一体式变幅杆，通过变截主杆和变截支杆之间配合，且变截主杆和变截支杆连接处为变幅杆整体形变量的最小处，并通过调控装置卡接在锥形卡槽的内部，有利于保障变幅杆杆体的稳定性，采用截断设计，方便变幅杆对管道内对应位置进行清理，同时有利于对杆体进行消毒清洗，当对不同管道进行清理时，通过气泡受压溃灭时产生的有成效冲击力将污垢冲散，有效提高了超声波变幅杆对生化领域管道的清洗效果。

Description

一种超声波生物化学处理一体式变幅杆

技术领域

本发明涉及超声波加工技术领域，具体为一种超声波生物化学处理一体式变幅杆。

背景技术

超声波变幅杆是超声波振动系统中一个重要的组成部分，主要作用是把机械振动的质点位移或速度放大，并将超声能量集中在较小的面积上即聚能，超声波变幅杆顾名思义是通过配合超声波换能器改变超声波振动幅度的功能组件，其主要作用是改变换能器的振幅、提高了振速比、提高效率，提高机械品质因数，加强耐热性，扩大适应温度范围，延长换能器的使用寿命，此外，超声波变幅杆可以用于将超声振动系统与外界固定，一般情况下，通过将超声振动系统的固定法兰盘设计在变幅杆振动位移分布的波节处，可以实现超声振动系统的固定，此时法兰盘及外界固定装置对振动系统的影响可以忽略不计，超声波变幅杆的应用，不仅在于提高超声波强度和改变声阻抗，还可以用作耦合棒。利用专门材料制成的超声变幅杆，可以避免换能器在某些应用中的磨损及腐蚀；使换能器不直接与腐蚀性材料接触，或使其不污染被处理物质，还可以使换能器离开高温条件，以保证不超过换能器材料的居里温度，此外为了使换能器与被加工材料之间达到最佳的声学耦合，用一定形状的超声变幅杆可以提高工作效率。

超声波变幅杆的性能可以用许多参量来描述，在实际应用中最常用的是：共振频率，放大系数，形状因数，输入力阻抗和弯曲劲度等等。放大系数，是指变幅杆工作在共振频率时输出端与输入端的质点位移或速度振幅的比值；形状因数是衡量变幅杆所能达到最大振动速度的指标之一，它仅与变幅杆的几何形状有关，形状因数值越大，所能达到的最大振动速度也越大；变幅杆的输入力阻抗定义为输入端策动力与质点振动速度的复数比值，在实际应用中常常要求输入力阻抗随频率及负载的变化要小；弯曲劲度是弯曲柔顺性的倒数，弯曲柔顺性越大，在许多实际应用中这是需要避免的，超声波振动棒被广范应用于传统超声清洗、生物化学、食品、化工、制药等行业。

现有的超声波在生物化学领域的管道清洗装置中使用的超声波变幅杆没有采用截断设计的方式，不便于对超声波变幅杆的杆体消毒和清洗同时因为超声波的变幅杆较长容易造成对管道进行钻孔难度较大，容易增大加工难度，且在对不同管道进行清洗时已会造成管道污染物与上一个管道残留的污染物进行交叉感染，不利于超声波变幅杆对生化领域管道的清洗效果，且现有的超声波在生物化学领域的管道清洗装置中使用的超声波变幅杆，其长度在三十厘米以上，通过设计较长的变幅杆来增加热的传递路径来降低热传递终端的温度，这样便会造成超声波变幅杆的杆长度较长，不利于工作人员进行使用，同时通过加长超声波变幅杆的长度容易造成换能器的带负载能力减弱，不利于变幅杆及对应换能器的性能保持最优化，同时易对变幅杆的杆体及性能造成损坏，不利于长期使用，得不偿失；为此我们提出一种超声波生物化学处理一体式变幅杆。

发明内容

本发明提供了一种超声波生物化学处理一体式变幅杆，具备有效提高了超声波变幅杆对生化领域管道的清洗效果，避免了交叉感染，提高了变幅杆的散热效果和保持了变幅杆及对应换能器的性能及提高了变幅杆使用寿命的优点，解决了现有的超声波在生物化学领域的管道清洗装置中使用的超声波变幅杆没有采用截断设计的方式，不便于对超声波变幅杆的杆体消毒和清洗同时因为超声波的变幅杆较长容易造成对管道进行钻孔难度较大，容易增大加工难度，且在对不同管道进行清洗时已会造成管道污染物与上一个管道残留的污染物进行交叉感染，不利于超声波变幅杆对生化领域管道的清洗效果，且现有的超声波在生物化学领域的管道清洗装置中使用的超声波变幅杆，其长度在三十厘米以上，通过设计较长的变幅杆来增加热的传递路径来降低热传递终端的温度，这样便会造成超声波变幅杆的杆长度较长，不利于工作人员进行使用，同时通过加长超声波变幅杆的长度容易造成换能器的带负载能力减弱，不利于变幅杆及对应换能器的性能保持最优化，同时易对变幅杆造成损坏，不利于长期使用的问题。

为实现以上目的，本发明提供如下技术方案予以实现：一种超声波生物化学处理一体式变幅杆，包括变截主杆，所述变截主杆的左侧设置有变截支杆，所述变截主杆的左侧固定连接有调控装置，所述调控装置包括有空心圆台、固定柱和锥形卡块，所述空心圆台位于变截主杆左侧的中部，所述固定柱和锥形卡块的数量均两个，两个所述固定柱的右侧与变截主杆的左侧固定连接，两个所述固定柱以空心圆台水平方向的中线为对称轴相互对称，两个所述固定柱的左侧与对应两个锥形卡块的右侧固定连接，所述变截支杆的右侧开设有与锥形卡块相适配的锥形卡槽，所述变截主杆水平方向的中部开设有第一孔道，所述变截支杆水平方向的中部开设有第二孔道，所述第一孔道和第二孔道处于同一水平直线上，所述第一孔道的左侧贯穿变截主杆和空心圆台并延伸至空心圆台的左侧，所述第一孔道的左侧与第二孔道的右侧相贯通。

可选的，所述锥形卡槽由弧形槽和锥形槽两部分组成，弧形槽的槽长与两个锥形卡块和一个固定柱中心线长度之和相等。

可选的，所述锥形卡块的左端依次贯穿变截支杆和锥形卡槽并延伸至锥形卡槽的内部，所述锥形卡块的外表面与锥形卡槽的内部密封连接。

可选的，所述锥形卡槽的槽长与变截支杆对应横截面所形成的弧心角为四十度，所述锥形卡块的中线与变截支杆对应横截面所形成的弧心角为二十五度。

可选的，所述变截主杆和变截支杆的外表面均开设有弧旋槽，所述变截支杆上弧旋槽的数量有两个，两个所述弧旋槽沿着变截支杆的外表面均匀分布，所述变截主杆上弧旋槽的数量有十个，十个所述弧旋槽沿着变截主杆的外表面均匀分布。

可选的，所述弧旋槽内腔的底部开设有通散孔，每个所述弧旋槽内腔底部通散孔的数量均为九个，所述通散孔的槽深为两毫米。

可选的，所述弧旋槽的内部固定连接有疏散机构，所述疏散机构包括有弧形杆，所述弧形杆的底部通过连接块与弧旋槽内腔的底部固定连接。

可选的，所述弧形杆的内部开设有通孔，每个所述弧旋槽上通孔的数量均为九个，九个所述通孔沿着弧旋槽的中心线均匀分布，所述弧旋槽的槽宽为五毫米，所述弧形杆横截面的直径为三毫米。

本发明提供了一种超声波生物化学处理一体式变幅杆，具备以下有益效果：

1、该超声波生物化学处理一体式变幅杆，通过变截主杆和变截支杆之间配合，且变截主杆和变截支杆连接处为变幅杆整体形变量的最小处，并通过调控装置卡接在锥形卡槽的内部，有利于保障变幅杆杆体的稳定性，采用截断设计，方便变幅杆对管道内对应位置进行清理，同时有利于对杆体进行消毒清洗，当对不同管道进行清理时，只需要更换变截支杆，有效避免了对不同管道清洗时而造成的交叉感染，通过变幅杆聚焦，使变幅杆前端加载的水流因超声波空化效应造成雾化流体变截支杆上的第二孔道喷射出，通过气泡受压溃灭时产生的有成效冲击力将污垢冲散，有效提高了超声波变幅杆对生化领域管道的清洗效果。

2、该超声波生物化学处理一体式变幅杆，通过在变截主杆和变截支杆的表面均开设有弧旋槽并在弧旋槽的内部固定连接有疏散机构，利用通散孔及疏散机构上的通孔，便于对变截主杆和变截支杆的表面进行散热，有效的将变幅杆与处于高温下的工具头传递的温度进行阻挠及分散，避免了与变幅杆的另一头连接的换能器受到高温影响而造成损坏，提高了变幅杆的散热效果，同时避免了通过加长变幅杆的长度而造成换能器的带负载能力减弱，保持了变幅杆及对应换能器的性能及提高了变幅杆的使用寿命。

附图说明

图1为本发明的正面结构示意图；

图2为本发明的局部半剖结构示意图；

图3为图2中调控装置的放大结构示意图；

图4为图2中空心圆台的侧面结构示意图；

图5为本发明中延弧旋槽中线曲线的局部截面示意图；

图6为本发明中A-A的剖面结构示意图。

图中：1、变截主杆；2、变截支杆；3、第一孔道；4、第二孔道；5、调控装置；51、空心圆台；52、固定柱；53、锥形卡块；6、锥形卡槽；7、疏散机构；71、弧形杆；72、通孔；73、连接块；8、通散孔；9、弧旋槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，一种超声波生物化学处理一体式变幅杆，包括变截主杆1，所述变截主杆1的左侧设置有变截支杆2，所述变截主杆1的左侧固定连接有调控装置5，所述调控装置5包括有空心圆台51、固定柱52和锥形卡块53，所述空心圆台51位于变截主杆1左侧的中部，所述固定柱52和锥形卡块53的数量均两个，两个所述固定柱52的右侧与变截主杆1的左侧固定连接，两个所述固定柱52以空心圆台51水平方向的中线为对称轴相互对称，两个所述固定柱52的左侧与对应两个锥形卡块53的右侧固定连接，所述变截支杆2的右侧开设有与锥形卡块53相适配的锥形卡槽6，所述变截主杆1水平方向的中部开设有第一孔道3，所述变截支杆2水平方向的中部开设有第二孔道4，所述第一孔道3和第二孔道4处于同一水平直线上，所述第一孔道3的左侧贯穿变截主杆1和空心圆台51并延伸至空心圆台51的左侧，所述第一孔道3的左侧与第二孔道4的右侧相贯通。

其中，所述锥形卡槽6由弧形槽和锥形槽两部分组成，弧形槽的槽长与两个锥形卡块53和一个固定柱52中心线长度之和相等，通过将变截主杆1左侧固定连接的调控装置5对准变截支杆2右侧开设的锥形卡槽6，便于通过调控装置5将变截主杆1和变截支杆2进行固定。

其中，所述锥形卡块53的左端依次贯穿变截支杆2和锥形卡槽6并延伸至锥形卡槽6的内部，所述锥形卡块53的外表面与锥形卡槽6的内部密封连接，便于将变截主杆1和变截支杆2形成一个整体，声波在只有体积弹性没有剪切弹性的液体传声媒介中只能以纵波形式传播，媒介分子在超声波源的能量作用下，沿着声波传播的方向以各自的平衡位置为中心，做往复简谐运动，有利于超声波生物化学处理一体式变幅杆在振幅过程中，保持变截主杆1和变截支杆2处于相同的振幅频率。

其中，所述锥形卡槽6的槽长与变截支杆2对应横截面所形成的弧心角为四十度，所述锥形卡块53的中线与变截支杆2对应横截面所形成的弧心角为二十五度，两个锥形卡槽6以变截支杆2对应横截面的圆心呈中心对称，便于将锥形卡块53上的变截主杆1固定在变截支杆2的右侧，同时通过第一孔道3的左侧与第二孔道4的右侧相贯通，保持第一孔道3和第二孔道4处于同一水平直线上，便于对变幅杆前端加载的水流因超声波空化效应造成雾化流体变截支杆上的第二孔道喷射出，利用超声波对目标周边液体媒介流动的能量以及超声空化效应产生的气泡进行溃灭。

其中，所述变截主杆1和变截支杆2的外表面均开设有弧旋槽9，所述变截支杆2上弧旋槽9的数量有两个，两个所述弧旋槽9沿着变截支杆2的外表面均匀分布，所述变截主杆1上弧旋槽9的数量有十个，十个所述弧旋槽9沿着变截主杆1的外表面均匀分布，变截主杆1和变截支杆2连接处为变幅杆整体形变量的最小处，并通过调控装置5卡接在锥形卡槽6的内部，有利于保障变幅杆杆体的稳定性，采用截断设计，方便变幅杆对管道内对应位置进行清理，同时有利于对杆体进行消毒清洗，当对不同管道进行清理时，只需要更换变截支杆2，有效避免了对不同管道清洗时而造成的交叉感染，通过变幅杆聚焦，使变幅杆前端加载的水流因超声波空化效应造成雾化流体变截支杆2上的第二孔道4喷射出，通过气泡受压溃灭时产生的有成效冲击力将污垢冲散，有效提高了超声波变幅杆对生化领域管道的清洗效果。

其中，所述弧旋槽9内腔的底部开设有通散孔8，每个所述弧旋槽9内腔底部通散孔8的数量均为九个，所述通散孔8的槽深为两毫米，通过在变截主杆1和变截支杆2的外表面均匀的开设有弧旋槽9和通散孔8有利于增大超声波生物化学处理一体式变幅杆与外部的接触面积，便于对工具头传递的温度进行阻挠及分散，起到良好的降温效果。

其中，所述弧旋槽9的内部固定连接有疏散机构7，所述疏散机构7包括有弧形杆71，所述弧形杆71的底部通过连接块73与弧旋槽9内腔的底部固定连接，通过在变截主杆1和变截支杆2的表面均开设有弧旋槽9并在弧旋槽9的内部固定连接有疏散机构7，利用通散孔8及疏散机构7上的通孔72，便于对变截主杆1和变截支杆2的表面进行散热，有效的将变幅杆与处于高温下的工具头传递的温度进行阻挠及分散，避免了与变幅杆的另一头连接的换能器受到高温影响而造成损坏，换能器能够正常运作的温度不超过75℃，提高了变幅杆的散热效果，同时避免了通过加长变幅杆的长度而造成换能器的带负载能力减弱，保持了变幅杆及对应换能器的性能及提高了变幅杆的使用寿命。

其中，所述弧形杆71的内部开设有通孔72，每个所述弧旋槽9上通孔72的数量均为九个，九个所述通孔72沿着弧旋槽9的中心线均匀分布，所述弧旋槽9的槽宽为五毫米，所述弧形杆71横截面的直径为三毫米，通过将弧旋槽9的槽宽为设置为五毫米，弧形杆71的外表面与弧旋槽9之间存在一毫米左右的缝隙，既能实现将部分纵向振动转化成扭振，为清洗管道增加扭转方向的超声振动，提高清洗管道的速率，又不会减弱变截主杆1和变截支杆2的使用强度，保证了超声波生物化学处理一体式变幅杆的使用稳定性，利用弧旋槽9便于将轴向振动转化为沿圆周方向的振动，有利于纵向振动转化成扭振，便于在清洗过程增加扭转方向的超声振动，提高了变幅杆清洗管道的效率。

工作步骤，首先工作人员通过将超声波生物化学处理一体式变幅杆的右端与转换器固定连接，然后将超声波生物化学处理一体式变幅杆的左端与工具头进行连接，然后与工具头连接的一端置于待清洗管道的内部，通过在变截主杆1和变截支杆2的外表面均匀的开设有弧旋槽9和通散孔8便于对超声波生物化学处理一体式变幅杆通过采用增大接触面积进行降热，同时因为均匀分布，降底开设槽体而对超声波生物化学处理一体式变幅杆的振幅产生影响，通过在超声波生物化学处理一体式变幅杆整体形变量的最小处将其一分为二即变截主杆1和变截支杆2，并通过调控装置5卡接在锥形卡槽6的内部，有利于保障变幅杆杆体的稳定性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种超声波生物化学处理一体式变幅杆，包括变截主杆(1)，其特征在于：所述变截主杆(1)的左侧设置有变截支杆(2)，所述变截主杆(1)的左侧固定连接有调控装置(5)，所述调控装置(5)包括有空心圆台(51)、固定柱(52)和锥形卡块(53)，所述空心圆台(51)位于变截主杆(1)左侧的中部，所述固定柱(52)和锥形卡块(53)的数量均两个，两个所述固定柱(52)的右侧与变截主杆(1)的左侧固定连接，两个所述固定柱(52)以空心圆台(51)水平方向的中线为对称轴相互对称，两个所述固定柱(52)的左侧与对应两个锥形卡块(53)的右侧固定连接，所述变截支杆(2)的右侧开设有与锥形卡块(53)相适配的锥形卡槽(6)，所述变截主杆(1)水平方向的中部开设有第一孔道(3)，所述变截支杆(2)水平方向的中部开设有第二孔道(4)，所述第一孔道(3)和第二孔道(4)处于同一水平直线上，所述第一孔道(3)的左侧贯穿变截主杆(1)和空心圆台(51)并延伸至空心圆台(51)的左侧，所述第一孔道(3)的左侧与第二孔道(4)的右侧相贯通。

2.根据权利要求1所述的一种超声波生物化学处理一体式变幅杆，其特征在于：所述锥形卡槽(6)由弧形槽和锥形槽两部分组成，弧形槽的槽长与两个锥形卡块(53)和一个固定柱(52)中心线长度之和相等。

3.根据权利要求1所述的一种超声波生物化学处理一体式变幅杆，其特征在于：所述锥形卡块(53)的左端依次贯穿变截支杆(2)和锥形卡槽(6)并延伸至锥形卡槽(6)的内部，所述锥形卡块(53)的外表面与锥形卡槽(6)的内部密封连接。

4.根据权利要求1所述的一种超声波生物化学处理一体式变幅杆，其特征在于：所述锥形卡槽(6)的槽长与变截支杆(2)对应横截面所形成的弧心角为四十度，所述锥形卡块(53)的中线与变截支杆(2)对应横截面所形成的弧心角为二十五度。

5.根据权利要求1所述的一种超声波生物化学处理一体式变幅杆，其特征在于：所述变截主杆(1)和变截支杆(2)的外表面均开设有弧旋槽(9)，所述变截支杆(2)上弧旋槽(9)的数量有两个，两个所述弧旋槽(9)沿着变截支杆(2)的外表面均匀分布，所述变截主杆(1)上弧旋槽(9)的数量有十个，十个所述弧旋槽(9)沿着变截主杆(1)的外表面均匀分布。

6.根据权利要求1所述的一种超声波生物化学处理一体式变幅杆，其特征在于：所述弧旋槽(9)内腔的底部开设有通散孔(8)，每个所述弧旋槽(9)内腔底部通散孔(8)的数量均为九个，所述通散孔(8)的槽深为两毫米。

7.根据权利要求1所述的一种超声波生物化学处理一体式变幅杆，其特征在于：所述弧旋槽(9)的内部固定连接有疏散机构(7)，所述疏散机构(7)包括有弧形杆(71)，所述弧形杆(71)的底部通过连接块(73)与弧旋槽(9)内腔的底部固定连接。

8.根据权利要求7所述的一种超声波生物化学处理一体式变幅杆，其特征在于：所述弧形杆(71)的内部开设有通孔(72)，每个所述弧旋槽(9)上通孔(72)的数量均为九个，九个所述通孔(72)沿着弧旋槽(9)的中心线均匀分布，所述弧旋槽(9)的槽宽为五毫米，所述弧形杆(71)横截面的直径为三毫米。

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