CN2279222Y

CN2279222Y - 超声波转换器

Info

Publication number: CN2279222Y
Application number: CN 97215450
Authority: CN
Inventors: 陈军; 李华成
Original assignee: DINGYE MICROELECTRONIC INST SICHUAN
Current assignee: DINGYE MICROELECTRONIC INST SICHUAN
Priority date: 1997-04-21
Filing date: 1997-04-21
Publication date: 1998-04-22
Anticipated expiration: 2007-04-21

Abstract

本实用新型涉及超声波污垢防除、物料粉碎处理装置,特别是超声波处理装置中的超声波转换器。旨在解决已有技术存在的电声转换效率较低的问题。包含外壳,密封在外壳内能与超声波驱动电源电气相联的至少一个相互绝缘的压电陶瓷5,外壳有与其内腔贯通的抽真空孔10及其堵头13。抽真空孔中有由钢球11和弹簧12构成的单向阀。本超声波转换器具有能提高电声转换效率的优点,具有优异的污垢防除、物料粉碎效果。

Description

超声波转换器

本实用新型涉及超声波污垢防除、物料粉碎处理装置，特别是在线式超声波处理装置中的超声波转换器。

长期以来，对管道的防垢、除垢，普遍采用化学剂、离子交换树脂防除垢等技术，这些技术尚存在成本较高，能量消耗大，操作工艺烦锁，污染环境等问题。而且离子交换树脂软化水防垢技术，其处理量较小，不适应大流量的水处理工程。近年来，已研制出超声波防垢装置，这种装置由超声波驱动电源，超声波传输电缆，超声波转换器构成，其中的超声波转换器由外壳及其两端的接头，外壳内腔中的耦合油，外壳内能与超声波驱动电源电气相联的至少一个相互绝缘的压电陶瓷环构成。这种装置虽然对管道防垢能起一定效果，但是由于超声波转换器内的耦合油难以达到致密状态，电声转换效率较低，致使其防垢效果不理想。

鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种电声转换效率较高，具有污垢防除、物料粉碎功能的超声波转换器。

本实用新型采用在外壳上设置抽真空孔及其堵头，在制造时对外壳的内腔抽真空，提高耦合油的致密度，从而提高电声转换效率来实现其目的。

本实用新型的超声波转换器(参见附图)，包含外壳，密封在外壳内能与超声波驱动电源电气相联的至少一个相互绝缘的压电陶瓷(5)，其特点是外壳有与其内腔贯通的抽真空孔(10)及其堵头(13)。

上述的抽真空孔(10)中有由钢球(11)和弹簧(12)构成的单向阀。

上述的外壳有筒形的透声外壳(1)及其两端的上接头(2)和下接头(3)，两端分别与上接头和下接头相联的内支承轴(4)，所说的压电陶瓷呈筒形，用去耦垫片(7)相隔而装在透声外壳内，所说的抽真空孔在上接头上，所说的内腔中有耦合油。

上述的各压电陶瓷呈电气并联或串联。

本实用新型的超声波转换器与超声波驱动电源配用，超声波驱动电源将所产生的高频脉冲信号供给本超声波转换器，超声波转换器是将电能转化为超声波能量的设备，它利用压电体的逆压电效应，将交流的电功率信号转换为机械振动，由机械振动产生超声波并向外发射，成为大功率超声波发射设备。利用超声波驱动器所产生的强大的超声波声强作用于介质。一方面，当其声强达到足够大时，在介质内产生大量空穴和气泡，空穴和气泡闭合时，在其附近产生数百个大气压的微压力峰，形成超声波空化效应；另一方面，由于超声波在不同介质中的传播速度不同，故能在介面上形成剪切力，称为超声波的剪切作用。超声波转换器利用超声波的空化效应和剪切作用，而获得防垢、除垢、粉碎及降粘等功能。

本实用新型超声波转换器的抽真空孔及其堵头结构，在制造时能对外壳的内腔抽真空。一方面，抽真空能抽出耦合油中的空气，提高耦合油的致密度，减少在耦合油中的传递损耗；另一方面，由于空气会大量损耗超声波的能量，而抽真空使外壳内腔中的空气量趋近于零，因此能大幅度地降低超声波的能量损耗，从而，使本实用新型超声波转换器具有能提高电声转换效率的优点，具有优异的污垢防除、物料粉碎效果。

下面，再用实施例及其附图对本实用新型作进一步地说明。

附图的简要说明。

图1 是本实用新型的一种超声波转换器的结构示意图。

图2 是图1的本实用新型的超声波转换器装设在短接管内的支架上、且与超声波驱动电源配用构成在线式超声波处理仪的结构示意图。

图3 是图1的压电陶瓷电气并联的示意图。

图4 是图1的压电陶瓷电气串联的示意图。

实施例1

本实用新型的一种超声波转换器，如附图所示。由外壳、内支承轴、压电陶瓷等构成。

上述外壳，有圆筒形的透声外壳1，和分别在透声外壳两端的上接头2和下接头3，和两端分别与上接头和下接头相联的中空结构的内支承轴4。透声外壳用2Cr13材料制成。上接头、下接头用1Cr18NiTi制成。

上述透声外壳1的内腔中沿轴线叠装有至少一个，本实施例采用10个筒形的压电陶瓷5，每个压电陶瓷外套装有夹持钢环6，在各压电陶瓷之间和两端压电陶瓷的外侧有环片形的去耦垫片7相隔，构成相互绝缘的结构。各压电陶瓷呈如图3和图4所示的电气并联或串联结构。压电陶瓷采用P-15材料制成。压电陶瓷的电气联接导线采用AF-250导线。压电陶瓷5分置在筒体内外表面的正负电极分别与超声波传输电缆8所对应的正负电极相联。在外壳的内腔中充有耦合油，耦合油9可以选用通常的甲基硅油。

上述上接头2，呈厚壁圆筒形，在筒壁内有沿轴向且与透声外壳1的内腔贯通的抽真空孔10，抽真空孔呈大直径端在外、小直径端在内的阶梯形，在其阶台口有相配合的钢球11、及其外端的弹簧12，在大直径端口有堵头13，封闭抽真空孔10并使弹簧12紧压钢球11，从而构成单向阀。上接头2中心孔的内端用螺纹和预压环14与内支承轴4一端的螺纹固联。外端依次用环氧密封15、密封垫16、过线管17封装，过线管与上接头用螺纹联接、O型密封圈18密封。上述超声波传输电缆8装设在过线管中、并被封装在上接头2内。过线管用1Cr18NiTi制成。

上述下接头3，有用螺纹联接的下接头座19，形成内腔直径大于一端的口部直径而另一端封闭的锥筒形。上述内支承轴4另一端贯穿环形的压紧环20和下接头的口部、并与内腔中的活塞21固联，活塞与其对向的内腔侧壁之间有弹簧22。从而成为用内支承轴4，将透声外壳1、上接头2、下接头3连成一体，构成能进行温度补偿的弹性结构的外壳。

本实用新型超声波转换器，用超声波传输电缆8与超声波驱动电源23联接构成在线式超声波处理仪。当用支承杆24，将本超声波转换器安装在图2中的短接管25内时，可应用于管道的防垢、除垢、降粘。当用支承杆，将本超声波转换器安放在粉碎槽内时，可用于精细物料，如云母、陶瓷等的粉碎。

在线式超声波处理仪工作时，超声波驱动电源23输出所产生的20-60KHz电信号，经超声波传输电缆8，将超声波信号加到本超声波转换器的压电陶瓷5两端，进行电、机、声转换，产生超声波，超声波通过耦合油，透过透声外壳，作用于周围介质。进行管道的防垢、除垢、降粘，和物料的粉碎处理。

当超声波驱动电源输出3KW超声波电功率时，经本超声波转换器转换，可产生7-12×10⁴/m²的强声强，电声转换率可达70-90％，其工作温度为常温至200℃以上。本实用新型应用于炼钢、化工、糖厂、盐厂等，对其管道、罐的防垢、除垢起到了明显效果。

Claims

1、超声波转换器，包含外壳，密封在外壳内能与超声波驱动电源电气相联的至少一个相互绝缘的压电陶瓷(5)，其特征在于外壳有与其内腔贯通的抽真空孔(10)及其堵头(13)。

2、如权利要求1所述的超声波转换器，其特征在于所说的抽真空孔(10)中有由钢球(11)和弹簧(12)构成的单向阀。

3、如权利要求1或2所述的超声波转换器，其特征在于所说的外壳有筒形的透声外壳(1)及其两端的上接头(2)和下接头(3)，两端分别与上接头和下接头相联的内支承轴(4)，所说的压电陶瓷呈筒形，用去耦垫片(7)相隔而装在透声外壳内，所说的抽真空孔在上接头上，所说的内腔中有耦合油。

4、如权利要求3所述的超声波转换器，其特征在于所说的各压电陶瓷呈电气并联或串联。