CN208647193U - 一种扫频式超声消泡设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种扫频式超声消泡设备，包括驱动电源、换能器、变幅杆和工具头，所述换能器依次与变幅杆和工具头连接；所述超声消泡设备安装于灌装生产线的上方，且所述工具头的超声辐射方向向下；所述驱动电源用于为换能器提供工作电源，且所述驱动电源采用扫频源。本实用新型减低了振动部件的损坏和断裂，而且在扫频源的驱动下，消泡作业的范围增大，从而大大提高了消泡作业的效率，可广泛应用于饮料灌装生产线中。

Description

一种扫频式超声消泡设备

技术领域

本实用新型涉及超声波技术领域，特别是涉及一种扫频式超声消泡设备。

背景技术

超声波设备作为一种物理手段和工具，其通过高频振动可以向介质中辐射超声波。超声波与声波一样，在流体介质例如空气、水中传播时，会在流体介质中产生声压的变化，正是通过这种变化，能量或者信息可以从一处传递到另一处。而这种声压的变化本身也可以加以利用，在碳酸饮料、含糖饮料的灌装领域，可以利用超声波进行消泡，降低灌装生产线的制冷需求。

一般来说，在饮料的灌装过程中，采用超声波消泡技术进行消泡，灌装生产线在保持灌装速度的前提下，生产线要求最低温度可以比未采用超声波消泡技术的生产线高2-3℃，大大降低了对制冷功率的需求，可以降低生产过程的能耗。

但是，目前超声消泡设备在工作过程中，超声波电源为正弦波电源，从而超声消泡过程中，超声部分的振动频率是不变的，这种方式，消泡过程中，超声消泡设备的振动部件的内部应力集中在一处，容易造成振动部件的损坏和断裂，而且这种工作方式也会导致设备的消泡范围较小，而且效率较低。

实用新型内容

为了解决上述的技术问题，本实用新型的目的是提供一种扫频式超声消泡设备。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种扫频式超声消泡设备，包括驱动电源、换能器、变幅杆和工具头，所述换能器依次与变幅杆和工具头连接；

所述超声消泡设备安装于灌装生产线的上方，且所述工具头的超声辐射方向向下；

所述驱动电源用于为换能器提供工作电源，且所述驱动电源采用扫频源。

进一步，所述工具头的下端为齿形结构。

进一步，所述换能器、变幅杆和工具头采用铝合金或钛合金结构。

进一步，所述扫频源用于为换能器提供：频率从低频到高频依次变化，或者频率从高频到低频依次变化的扫频电源信号。

进一步，还包括电缆线与防水接头，所述驱动电源依次通过电缆线、防水接头与换能器连接。

进一步，所述换能器与变幅杆之间、变幅杆与工具头之间，均通过固定螺栓连接。

进一步，所述驱动电源上设有显示屏。

进一步，所述扫频源包括整流电路、数字扫频信号模块、D类推挽放大电路、LC滤波电路和用于监测换能器两端的电信号的反馈电路，所述整流电路的输入端接交流电源，所述整流电路的输出端依次通过数字扫频信号模块、D类推挽放大电路、LC滤波电路与换能器的输入端连接，所述反馈电路的输出端连接至数字扫频信号模块的一输入端。

本实用新型的有益效果是：本实用新型采用扫频源为换能器提供工作电源，从而本消泡设备的超声振动频率不是单一频率，不会出现振动部件的内部应力集中在一处的情况，从而减低了振动部件的损坏和断裂，而且在扫频源的驱动下，消泡作业的范围增大，从而大大提高了消泡作业的效率。

附图说明

图1是本实用新型的一种扫频式超声消泡设备的结构示意图；

图2是本实用新型的图1中的工具头的左视图；

图3是本实用新型一具体实施例中的扫频电源信号的波形示意图；

图4是本实用新型具体实施例中扫频源的电子框图。

具体实施方式

参照图1，本实用新型提供了一种扫频式超声消泡设备，包括驱动电源1、换能器8、变幅杆6和工具头7，所述换能器8依次与变幅杆6和工具头7连接；

所述超声消泡设备安装于灌装生产线的上方，且所述工具头7的超声辐射方向向下；

所述驱动电源1用于为换能器8提供工作电源，且所述驱动电源1采用扫频源。

图1的结构图中，换能器8封装在一外壳5内，外壳5也与变幅杆6对接，从而外壳5对换能器8进行防护和密封，从而满足本超声消泡设备应用在灌装生产线的需求。

本方案中，采用扫频源作为换能器8的工作电源，因此，不再是采用单一频率的正弦波作为工作电源，而是采用扫频源提供的具有扫频频率变化的工作电源，从而本消泡设备的超声振动频率不是单一频率，不会出现振动部件的内部应力集中在一处的情况，从而减低了振动部件的损坏和断裂，而且在扫频源的驱动下，消泡作业的范围增大，从而大大提高了消泡作业的效率。

进一步作为优选的实施方式，参照图2所示，所述工具头7的下端为齿形结构。齿形结构的多个“齿形”之间可以相互之间形成干涉，从而在空气中产生超声波的聚焦效果，进而达到较大的声压落差，更有利于消泡效果。

进一步作为优选的实施方式，所述换能器8、变幅杆6和工具头7采用铝合金或钛合金结构。采用铝合金或钛合金结构，可以降低整个设备装配后的机械品质因数Q，使得设备具有一定的工作带宽，可以跟随扫频源提供的信号进行振动。

进一步作为优选的实施方式，所述扫频源用于为换能器8提供：频率从低频到高频依次变化，或者频率从高频到低频依次变化的扫频电源信号。换能器8将扫频电源信号转换为工具头7的振动能量，从而工具头7会依照扫频电源信号进行振动，并在频率范围内振动，由于扫频频率是变化的，超声振动频率也是随之变化的。

扫频源工作时，第一段频率扫描完成后，马上进行第二段扫描，如此循环往复。扫频范围、扫频时长、扫频幅度可以根据本消泡设备的工况参数进行调节。图3中，为扫频源提供的一扫频电源信号的波形示意图，该信号为从高频到低频，在一定周期内进行扫频供电，从而可以带动工具头7在扫频频率范围内振动，实现扫频式超声消泡目的。

进一步作为优选的实施方式，还包括电缆线3与防水接头4，所述驱动电源1依次通过电缆线3、防水接头4与换能器8连接。

进一步作为优选的实施方式，所述换能器8与变幅杆6之间、变幅杆6与工具头7之间，均通过固定螺栓连接，安装方便。

进一步作为优选的实施方式，所述驱动电源1上设有显示屏2。显示屏2用于实现人机交互，例如显示驱动电源1提供的扫频电源信号的波形、工作参数等。

进一步作为优选的实施方式，参照图4，所述扫频源包括整流电路、数字扫频信号模块、D类推挽放大电路、LC滤波电路和用于监测换能器8两端的电信号的反馈电路，所述整流电路的输入端接交流电源，所述整流电路的输出端依次通过数字扫频信号模块、D类推挽放大电路、LC滤波电路与换能器8的输入端连接，所述反馈电路的输出端连接至数字扫频信号模块的一输入端。

图4的扫频源工作原理如下：交流电源输入扫频源后，经过整流电路整流为直流信号，然后经过数字扫频信号模块转换为方波形式的数字扫频信号，比如产生20kHz-21kHz的数字扫频信号，该信号为幅值较小的小信号，将该小信号通过D类推挽放大电路放大后，再通过LC滤波电路后，得到一个20kHz-21kHz的正弦波信号，从而将该正弦波信号输入到换能器8作为换能器8的工作电源。反馈电路监测换能器8两端的电信号，包括换能器8两端的电压和电流，然后将监测到的电信号输入到数字扫频信号模块的一输入端，数字扫频信号模块根据监测到的电信号可以实时输出频率。数字扫频信号模块可以采用现有技术中的任何可以产生扫频信号的电路模块或仪器，例如市面上的各种扫频仪、各种毕业论文的设计方案或者各种文献中的设计方案等。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种扫频式超声消泡设备，其特征在于，包括驱动电源、换能器、变幅杆和工具头，所述换能器依次与变幅杆和工具头连接；

所述超声消泡设备安装于灌装生产线的上方，且所述工具头的超声辐射方向向下；

所述驱动电源用于为换能器提供工作电源，且所述驱动电源采用扫频源。

2.根据权利要求1所述的扫频式超声消泡设备，其特征在于，所述工具头的下端为齿形结构。

3.根据权利要求1所述的扫频式超声消泡设备，其特征在于，所述换能器、变幅杆和工具头采用铝合金或钛合金结构。

4.根据权利要求1所述的扫频式超声消泡设备，其特征在于，所述扫频源用于为换能器提供：频率从低频到高频依次变化，或者频率从高频到低频依次变化的扫频电源信号。

5.根据权利要求1所述的扫频式超声消泡设备，其特征在于，还包括电缆线与防水接头，所述驱动电源依次通过电缆线、防水接头与换能器连接。

6.根据权利要求1所述的扫频式超声消泡设备，其特征在于，所述换能器与变幅杆之间、变幅杆与工具头之间，均通过固定螺栓连接。

7.根据权利要求1所述的扫频式超声消泡设备，其特征在于，所述驱动电源上设有显示屏。

8.根据权利要求1所述的扫频式超声消泡设备，其特征在于，所述扫频源包括整流电路、数字扫频信号模块、D类推挽放大电路、LC滤波电路和用于监测换能器两端的电信号的反馈电路，所述整流电路的输入端接交流电源，所述整流电路的输出端依次通过数字扫频信号模块、D类推挽放大电路、LC滤波电路与换能器的输入端连接，所述反馈电路的输出端连接至数字扫频信号模块的一输入端。