專利名稱：一種工業(yè)管道的超聲波防除垢裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種利用超聲波對工業(yè)管道進行防除垢處理的裝置，尤其是較長管道的超聲波防除垢裝置。
另外，近年出現(xiàn)的用于工業(yè)管道的超聲波防垢除垢技術(shù)，如中國專利CN2183492Y、CN2418967Y、CN2293396Y、CN2173781Y等，其共同特征是超聲波沿管道徑向發(fā)射，利用超聲波在流體中的空化效應及超聲波在管壁的振動以求實現(xiàn)防除垢的目的。這類技術(shù)存在著的嚴重不足是由于空化效應只發(fā)生在超聲換能器的附近區(qū)域并引起聲能的急劇衰減，以及所采用的超聲波沿管道徑向的發(fā)射方式，導致超聲波只能小范圍作用，難以達到理想的防除垢效果；而且，空化作用會引起換能器端面和管壁的空蝕，設(shè)備有效使用期短。
本實用新型解決其技術(shù)問題是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的，它由超聲波發(fā)生電源、超聲波換能器、安裝超聲波換能器用的短接管、連接超聲波發(fā)生電源和超聲波換能器的特種電纜組成。其中，超聲波換能器由換能器外筒、前發(fā)射塊、后反射塊、密封圈以及壓電陶瓷部分組成。超聲波換能器用一空心管通過焊接固定在短接管上，空心管用作穿導特種電纜的導線管，同時兼用作軸向振動固定管。安裝換能器的短接管部分，其直徑較進口和出口直徑大，以減少對工作流體流態(tài)的影響。壓電陶瓷部分由多塊壓電陶瓷串接而成，其后部有反射塊，前部有發(fā)射塊，發(fā)射端面為球面或平面，整個部分裝于換能器器外筒內(nèi)，前發(fā)射塊與外筒之間通過密封圈密封。壓電陶瓷的極化方向為沿短接管軸向，換能器與短接管、工業(yè)管道同軸線；通過導線管，特種電纜一端與超聲波換能器連接，另一端與超聲波電源的輸出端連接；電源工作頻率為20kHz～70kHz，最大功率以換能器發(fā)射聲強不產(chǎn)生空化或弱空化為基準，電源不采用脈沖工作方式而采用連續(xù)掃頻工作方式。這樣通過聲波在流體與管內(nèi)壁接觸的附近區(qū)域產(chǎn)生微沖流和擾流，形成一層聲膜，減小流體速度梯度，破壞零梯度層，阻止垢生成和附著在管壁上，起到防垢的作用。
本實用新型的優(yōu)點在于，聲波沿管道軸向長距離傳播，直接作用于管道結(jié)垢區(qū)域；連續(xù)工作方式的電源使換能器發(fā)射連續(xù)聲場，加大了聲波的作用效果；非空化或弱空化的電源功率的控制，大大延長了換能器的使用壽命；整個超聲波防除垢器對流體的工作流態(tài)影響甚小。


圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1.短接管，2.超聲波發(fā)生電源，3.特種電纜，4.導線管(兼用作軸向振動固定管)，5.前發(fā)射塊，6.換能器外筒，7.壓電陶瓷部，8.密封圈，9.后發(fā)射塊，10.短接管擴大部。
導線管(4)通過焊接固定在短接管(1)上，另一端與換能器外筒(6)連接。壓電陶瓷部分(7)由多塊壓電陶瓷串接而成，其后部有后反射塊(9)，前部有前發(fā)射塊(5)，發(fā)射端面為球面或平面，整個部分裝于換能器外筒(6)內(nèi)，前發(fā)射塊(5)與換能器外筒(6)之間通過密封圈(8)密封。
換能器外筒(6)通過導線管(4)(兼用作軸向振動固定管)焊接固定于短接管(1)上，以抵消壓電陶瓷的軸向振動；換能器位于短接管中央，與短接管、工業(yè)管道同軸線；為減少換能器外筒(6)對工作流體流態(tài)的影響，減小阻力，在安裝換能器外筒的部分，專門設(shè)有一段短接管擴大部(10)。
壓電陶瓷部分(7)的極化方向為沿短接管(1)軸向方向；超聲波發(fā)生電源(2)的工作頻率為20kHz～70kHz，最大功率以換能器發(fā)射聲強不產(chǎn)生空化或弱空化為基準，工作方式不采用脈沖工作方式而采用連續(xù)掃頻工作方式。
權(quán)利要求1.一種用于工業(yè)管道的超聲波防除垢裝置，由超聲波發(fā)生電源(2)、超聲波換能器、短接管(1)以及連接超聲波發(fā)生電源和換能器的特種電纜(3)組成。其中，超聲波換能器通過用于穿導特種電纜的導線管(4)，焊接固定在短接管上，它由換能器外筒(6)、前發(fā)射塊(5)、后反射塊(9)、密封圈(8)以及壓電陶瓷部分(7)組成。壓電陶瓷部分(7)由多塊壓電陶瓷串接而成，其后部有反射塊(9)，前部有發(fā)射端面為球面或平面的發(fā)射塊(5)，整個部分裝于換能器外筒(6)內(nèi)，前發(fā)射塊(5)與換能器外筒(6)之間通過密封圈(8)密封，其特征在于壓電陶瓷的極化方向為沿短接管軸向，換能器與短接管(1)、工業(yè)管道同軸線，也即發(fā)射聲場的方向為短接管(1)軸向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于工業(yè)管道的超聲波防除垢裝置，其特征在于超聲發(fā)生電源的最大功率以換能器發(fā)射聲強不產(chǎn)生空化或弱空化為基準。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或要求2所述的超聲波防除垢裝置，其特征是短接管內(nèi)有一兼作固定換能器軸向振動的導線管(4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波防除垢裝置，其特征在于超聲波發(fā)生電源不采用脈沖間斷工作方式，而采用連續(xù)掃頻工作方式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波防除垢裝置，其特征在于短接管中央，安裝換能器外筒(6)的部分，專門設(shè)有一段短接管擴大部(10)。
專利摘要一種利用超聲波對工業(yè)管道進行防除垢處理的裝置，它由超聲波發(fā)生電源、超聲波換能器、短接管以及連接超聲波發(fā)生電源和換能器的特種電纜組成。換能器與短接管、工業(yè)管道同軸線；電源工作頻率為20kHz～70kHz，最大功率以換能器發(fā)射聲強不產(chǎn)生空化為基準，電源不采用脈沖而采用連續(xù)掃頻工作方式。本裝置適用于較長工業(yè)管道的防除垢處理，效果優(yōu)于換能器為徑向發(fā)射聲場、電源為有占空比的脈沖工作方式等的超聲波管道防垢器。
文檔編號B08B9/02GK2597115SQ0323308
公開日2004年1月7日 申請日期2003年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月8日
發(fā)明者倪明亮, 李明海, 譚國安, 周勉 申請人:四川冶金環(huán)能工程有限責任公司