CN203108765U - 水冷式大功率超声波换能器 - Google Patents

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杨奇
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Abstract

一种水冷式大功率超声波换能器，前盖板与后盖板之间设有两个以上压电陶瓷元件，相邻压电陶瓷元件之间设有电极片；用于固定内筒的法兰设置于前盖板与后盖板之间；所述前盖板、压电陶瓷元件、电极片、法兰、后盖板经预应力螺杆装配在一起形成换能器主体；所述换能器主体外部设有内筒；内筒外部设有外筒；所述法兰与内筒固定连接；所述内筒与换能器主体之间填充有导热剂；所述外筒与内筒之间为用于冷却水通过的空腔。本实用新型利用冷却水连续流动将大功率超声波换能器工作时产生的热量带走，使大功率超声波换能器稳定在正常工作温度范围内，能够连续稳定高效率工作在高温、易爆、粉尘等恶劣环境中。本实用新型结构简单，使用安装方便。

Description

水冷式大功率超声波换能器
技术领域
本实用新型属于超声波换能器和水冷应用技术领域，具体是一种水冷式大功率超声波换能器。
背景技术
超声波换能器工作时温度过高将导致超声波换能器性能衰减或无法长时间正常工作，甚至导致超声波换能器损坏。
超声波换能器工作时温度升高的主要原因是在电能与声能转换过程中，因涡流而产生热量；工作环境温度高。小功率超声波换能器及工作在脉冲状态下的大功率超声波换能器发热量都较小，一般不需要设专用冷却系统。但对于连续工作或工作在高温环境中的大功率超声波换能器而言，自然冷却无法将换能器温度降至正常工作温度，不断积聚的热量使换能器温度很快超过正常工作温度范围，导致换能器效率降低或损坏。
目前，大功率超声波换能器基本上采用轴流风机进行降温，也就是风冷方式。这种冷却方式在大功率换能器发热量小、工作环境温度低的情况下可以使换能器工作在正常温度范围内，一旦大功率超声波换能器发热量大、工作环境温度高时，就无法满足换能器的散热要求，导致换能器温度不断升高超过正常工作温度；另外轴流风机不断将工作环境空气中的粉尘等杂质吹到换能器上，当空气湿度大时使换能器绝缘电阻下降，造成换能器内部电极短路或打火，在需要防爆的场合无法运用。
发明内容
为解决上述技术不足，本实用新型提供一种散热效果好、适用范围广的水冷式大功率超声波换能器，其不但能够满足其自身的散热要求，而且能够连续稳定高效率工作在高温、易爆、粉尘等恶劣环境中。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：前盖板与后盖板之间设有两个以上压电陶瓷元件，相邻压电陶瓷元件之间设有电极片；用于固定内筒的法兰设置于前盖板与后盖板之间；所述前盖板、压电陶瓷元件、电极片、法兰、后盖板经预应力螺杆装配在一起形成换能器主体；所述换能器主体外部设有内筒；内筒外部设有外筒；所述法兰与内筒固定连接；所述内筒与换能器主体之间填充有导热剂；所述外筒与内筒之间为用于冷却水通过的空腔。
所述外筒下部设有冷却水进水口，上部设有冷却水出水口。
所述内筒上端与后盖板接触处设有密封圈，内筒下端与前盖板接触处设有密封圈。
所述外筒上端与内筒接触处设有密封圈，外筒下端与内筒接触处设有密封圈。
所述内筒下端设有外螺纹，所述外筒下端设有与内筒上外螺纹配合连接的内螺纹。
所述内筒上设有用于引出连接压电陶瓷元件正负电极片的电缆的开孔。
所述导热剂为导热硅脂、导热液或导热油。
所述内筒、外筒采用铜、铝、铜合金或铝合金制成。
本实用新型利用冷却水连续流动将大功率超声波换能器工作时产生的热量带走，使大功率超声波换能器稳定在正常工作温度范围内，能够连续稳定高效率工作在高温、易爆、粉尘等恶劣环境中，避免大功率超声波换能器因温度过高导致性能衰减或无法长时间正常工作或损坏，延长换能器的使用寿命。本实用新型结构简单，使用安装方便。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图中：1、预应力螺杆；2、螺母；3、后盖板；4、压电陶瓷元件；5、电极片；6、前盖板；7、电缆；8、法兰；9、内筒；10、外筒；11、O型密封圈；12、冷却水进水口；13、冷却水出水口。
具体实施方式
图1中，后盖板3和前盖板6之间装有压电陶瓷元件4、电极片5和法兰8。预应力螺杆1和螺母2将后盖板3、压电陶瓷元件4、电极片5、法兰8连接固定在一起。内筒9将压电陶瓷元件4、电极片5、法兰8经O型密封圈11密封于其中。内筒9中充满导热剂，由螺丝将内筒9与法兰8固定。连接压电陶瓷元件4正负电极片5的电缆7从内筒9顶部引出。在内筒9外套外筒10，之间采用O型密封圈11密封。内筒9底部外壁和外筒10底部内壁设有螺纹，便于将内筒9与外筒10紧固，内筒9与外筒10之间通冷却水。冷却水进水管连接至外筒10上的冷却水进水口12，冷却水出水管连接至外筒10上的冷却水出水口13。在进水管接入连续流动的冷却水。

Claims (8)

1.一种水冷式大功率超声波换能器，其特征在于：前盖板（6）与后盖板（3）之间设有两个以上压电陶瓷元件（4），相邻压电陶瓷元件（4）之间设有电极片（5）；用于固定内筒的法兰（8）设置于前盖板（6）与后盖板（3）之间；所述前盖板（6）、压电陶瓷元件（4）、电极片（5）、法兰（8）、后盖板（3）经预应力螺杆（1）装配在一起形成换能器主体；所述换能器主体外部设有内筒（9）；内筒（9）外部设有外筒（10）；所述法兰（8）与内筒（9）固定连接；所述内筒（9）与换能器主体之间填充有导热剂；所述外筒（9）与内筒（8）之间为用于冷却水通过的空腔。
2.根据权利要求1所述的水冷式大功率超声波换能器，其特征在于：所述外筒（10）下部设有冷却水进水口（12），上部设有冷却水出水口（13）。
3.根据权利要求1所述的水冷式大功率超声波换能器，其特征在于：所述内筒（9）上端与后盖板（3）接触处设有密封圈，内筒（9）下端与前盖板（6）接触处设有密封圈。
4.根据权利要求1所述的水冷式大功率超声波换能器，其特征在于：所述外筒（10）上端与内筒（9）接触处设有密封圈，外筒（10）下端与内筒（9）接触处设有密封圈。
5.根据权利要求1所述的水冷式大功率超声波换能器，其特征在于：所述内筒（9）下端设有外螺纹，所述外筒（10）下端设有与内筒（9）上外螺纹配合连接的内螺纹。
6.根据权利要求1所述的水冷式大功率超声波换能器，其特征在于：所述内筒（9）上设有用于引出连接压电陶瓷元件正负电极片的电缆（7）的开孔。
7.根据权利要求1所述的水冷式大功率超声波换能器，其特征在于：所述导热剂为导热硅脂、导热液或导热油。
8.根据权利要求1所述的水冷式大功率超声波换能器，其特征在于：所述内筒（9）、外筒（10）采用铜、铝、铜合金或铝合金制成。
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