專利名稱：超聲波轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及超聲波污垢防除、物料粉碎處理裝置，特別是在線式超聲波處理裝置中的超聲波轉(zhuǎn)換器。
長期以來，對管道的防垢、除垢，普遍采用化學(xué)劑、離子交換樹脂防除垢等技術(shù)，這些技術(shù)尚存在成本較高，能量消耗大，操作工藝煩鎖，污染環(huán)境等問題。而且離子交換樹脂軟化水防垢技術(shù)，其處理量較小，不適應(yīng)大流量的水處理工程。近年來，已研制出超聲波防垢裝置，這種裝置由超聲波驅(qū)動(dòng)電源，超聲波傳輸電纜，超聲波轉(zhuǎn)換器構(gòu)成，其中的超聲波轉(zhuǎn)換器由外殼及其兩端的接頭，外殼內(nèi)腔中的耦合油，外殼內(nèi)能與超聲波驅(qū)動(dòng)電源電氣相聯(lián)的至少一個(gè)相互絕緣的壓電陶瓷環(huán)構(gòu)成。這種裝置雖然對管道防垢能起一定效果，但是由于超聲波轉(zhuǎn)換器內(nèi)的耦合油難以達(dá)到致密狀態(tài)，電聲轉(zhuǎn)換效率較低，致使其防垢效果不理想。
鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種電聲轉(zhuǎn)換效率較高，具有污垢防除、物料粉碎功能的超聲波轉(zhuǎn)換器。
本實(shí)用新型采用在外殼上設(shè)置抽真空孔及其堵頭，在制造時(shí)對外殼的內(nèi)腔抽真空，提高耦合油的致密度，從而提高電聲轉(zhuǎn)換效率來實(shí)現(xiàn)其目的。
本實(shí)用新型的超聲波轉(zhuǎn)換器(參見附圖)，包含外殼，密封在外殼內(nèi)能與超聲波驅(qū)動(dòng)電源電氣相聯(lián)的至少一個(gè)相互絕緣的壓電陶瓷(5)，其特點(diǎn)是外殼有與其內(nèi)腔貫通的抽真空孔(10)及其堵頭(13)。
上述的抽真空孔(10)中有由鋼球(11)和彈簧(12)構(gòu)成的單向閥。
上述的外殼有筒形的透聲外殼(1)及其兩端的上接頭(2)和下接頭(3)，兩端分別與上接頭和下接頭相聯(lián)的內(nèi)支承軸(4)，所說的壓電陶瓷呈筒形，用去耦墊片(7)相隔而裝在透聲外殼內(nèi)，所說的抽真空孔在上接頭上，所說的內(nèi)腔中有耦合油。
上述的各壓電陶瓷呈電氣并聯(lián)或串聯(lián)。
本實(shí)用新型的超聲波轉(zhuǎn)換器與超聲波驅(qū)動(dòng)電源配用，超聲波驅(qū)動(dòng)電源將所產(chǎn)生的高頻脈沖信號供給本超聲波轉(zhuǎn)換器，超聲波轉(zhuǎn)換器是將電能轉(zhuǎn)化為超聲波能量的設(shè)備，它利用壓電體的逆壓電效應(yīng)，將交流的電功率信號轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動(dòng)，由機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生超聲波并向外發(fā)射，成為大功率超聲波發(fā)射設(shè)備。利用超聲波驅(qū)動(dòng)器所產(chǎn)生的強(qiáng)大的超聲波聲強(qiáng)作用于介質(zhì)。一方面，當(dāng)其聲強(qiáng)達(dá)到足夠大時(shí)，在介質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生大量空穴和氣泡，空穴和氣泡閉合時(shí)，在其附近產(chǎn)生數(shù)百個(gè)大氣壓的微壓力峰，形成超聲波空化效應(yīng)；另一方面，由于超聲波在不同介質(zhì)中的傳播速度不同，故能在介面上形成剪切力，稱為超聲波的剪切作用。超聲波轉(zhuǎn)換器利用超聲波的空化效應(yīng)和剪切作用，而獲得防垢、除垢、粉碎及降粘等功能。
本實(shí)用新型超聲波轉(zhuǎn)換器的抽真空孔及其堵頭結(jié)構(gòu)，在制造時(shí)能對外殼的內(nèi)腔抽真空。一方面，抽真空能抽出耦合油中的空氣，提高耦合油的致密度，減少在耦合油中的傳遞損耗；另一方面，由于空氣會大量損耗超聲波的能量，而抽真空使外殼內(nèi)腔中的空氣量趨近于零，因此能大幅度地降低超聲波的能量損耗，從而，使本實(shí)用新型超聲波轉(zhuǎn)換器具有能提高電聲轉(zhuǎn)換效率的優(yōu)點(diǎn)，具有優(yōu)異的污垢防除、物料粉碎效果。
下面，再用實(shí)施例及其附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步地說明。
附圖的簡要說明。


圖1 是本實(shí)用新型的一種超聲波轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2 是
圖1的本實(shí)用新型的超聲波轉(zhuǎn)換器裝設(shè)在短接管內(nèi)的支架上、且與超聲波驅(qū)動(dòng)電源配用構(gòu)成在線式超聲波處理儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3 是
圖1的壓電陶瓷電氣并聯(lián)的示意圖。
圖4 是
圖1的壓電陶瓷電氣串聯(lián)的示意圖。
實(shí)施例1本實(shí)用新型的一種超聲波轉(zhuǎn)換器，如附圖所示。由外殼、內(nèi)支承軸、壓電陶瓷等構(gòu)成。
上述外殼，有圓筒形的透聲外殼1，和分別在透聲外殼兩端的上接頭2和下接頭3，和兩端分別與上接頭和下接頭相聯(lián)的中空結(jié)構(gòu)的內(nèi)支承軸4。透聲外殼用2Cr13材料制成。上接頭、下接頭用1Cr18NiTi制成。
上述透聲外殼1的內(nèi)腔中沿軸線疊裝有至少一個(gè)，本實(shí)施例采用10個(gè)筒形的壓電陶瓷5，每個(gè)壓電陶瓷外套裝有夾持鋼環(huán)6，在各壓電陶瓷之間和兩端壓電陶瓷的外側(cè)有環(huán)片形的去耦墊片7相隔，構(gòu)成相互絕緣的結(jié)構(gòu)。各壓電陶瓷呈如圖3和圖4所示的電氣并聯(lián)或串聯(lián)結(jié)構(gòu)。壓電陶瓷采用P-15材料制成。壓電陶瓷的電氣聯(lián)接導(dǎo)線采用AF-250導(dǎo)線。壓電陶瓷5分置在筒體內(nèi)外表面的正負(fù)電極分別與超聲波傳輸電纜8所對應(yīng)的正負(fù)電極相聯(lián)。在外殼的內(nèi)腔中充有耦合油，耦合油9可以選用通常的甲基硅油。
上述上接頭2，呈厚壁圓筒形，在筒壁內(nèi)有沿軸向且與透聲外殼1的內(nèi)腔貫通的抽真空孔10，抽真空孔呈大直徑端在外、小直徑端在內(nèi)的階梯形，在其階臺口有相配合的鋼球11、及其外端的彈簧12，在大直徑端口有堵頭13，封閉抽真空孔10并使彈簧12緊壓鋼球11，從而構(gòu)成單向閥。上接頭2中心孔的內(nèi)端用螺紋和預(yù)壓環(huán)14與內(nèi)支承軸4一端的螺紋固聯(lián)。外端依次用環(huán)氧密封15、密封墊16、過線管17封裝，過線管與上接頭用螺紋聯(lián)接、O型密封圈18密封。上述超聲波傳輸電纜8裝設(shè)在過線管中、并被封裝在上接頭2內(nèi)。過線管用1Cr18NiTi制成。
上述下接頭3，有用螺紋聯(lián)接的下接頭座19，形成內(nèi)腔直徑大于一端的口部直徑而另一端封閉的錐筒形。上述內(nèi)支承軸4另一端貫穿環(huán)形的壓緊環(huán)20和下接頭的口部、并與內(nèi)腔中的活塞21固聯(lián)，活塞與其對向的內(nèi)腔側(cè)壁之間有彈簧22。從而成為用內(nèi)支承軸4，將透聲外殼1、上接頭2、下接頭3連成一體，構(gòu)成能進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)膹椥越Y(jié)構(gòu)的外殼。
本實(shí)用新型超聲波轉(zhuǎn)換器，用超聲波傳輸電纜8與超聲波驅(qū)動(dòng)電源23聯(lián)接構(gòu)成在線式超聲波處理儀。當(dāng)用支承桿24，將本超聲波轉(zhuǎn)換器安裝在圖2中的短接管25內(nèi)時(shí)，可應(yīng)用于管道的防垢、除垢、降粘。當(dāng)用支承桿，將本超聲波轉(zhuǎn)換器安放在粉碎槽內(nèi)時(shí)，可用于精細(xì)物料，如云母、陶瓷等的粉碎。
在線式超聲波處理儀工作時(shí)，超聲波驅(qū)動(dòng)電源23輸出所產(chǎn)生的20-60KHz電信號，經(jīng)超聲波傳輸電纜8，將超聲波信號加到本超聲波轉(zhuǎn)換器的壓電陶瓷5兩端，進(jìn)行電、機(jī)、聲轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生超聲波，超聲波通過耦合油，透過透聲外殼，作用于周圍介質(zhì)。進(jìn)行管道的防垢、除垢、降粘，和物料的粉碎處理。
當(dāng)超聲波驅(qū)動(dòng)電源輸出3KW超聲波電功率時(shí)，經(jīng)本超聲波轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換，可產(chǎn)生7-12×104/m2的強(qiáng)聲強(qiáng)，電聲轉(zhuǎn)換率可達(dá)70-90％，其工作溫度為常溫至200℃以上。本實(shí)用新型應(yīng)用于煉鋼、化工、糖廠、鹽廠等，對其管道、罐的防垢、除垢起到了明顯效果。
權(quán)利要求1.超聲波轉(zhuǎn)換器，包含外殼，密封在外殼內(nèi)能與超聲波驅(qū)動(dòng)電源電氣相聯(lián)的至少一個(gè)相互絕緣的壓電陶瓷(5)，其特征在于外殼有與其內(nèi)腔貫通的抽真空孔(10)及其堵頭(13)。
2.如權(quán)利要求1所述的超聲波轉(zhuǎn)換器，其特征在于所說的抽真空孔(10)中有由鋼球(11)和彈簧(12)構(gòu)成的單向閥。
3.如權(quán)利要求1或2所述的超聲波轉(zhuǎn)換器，其特征在于所說的外殼有筒形的透聲外殼(1)及其兩端的上接頭(2)和下接頭(3)，兩端分別與上接頭和下接頭相聯(lián)的內(nèi)支承軸(4)，所說的壓電陶瓷呈筒形，用去耦墊片(7)相隔而裝在透聲外殼內(nèi)，所說的抽真空孔在上接頭上，所說的內(nèi)腔中有耦合油。
4.如權(quán)利要求3所述的超聲波轉(zhuǎn)換器，其特征在于所說的各壓電陶瓷呈電氣并聯(lián)或串聯(lián)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及超聲波污垢防除、物料粉碎處理裝置,特別是超聲波處理裝置中的超聲波轉(zhuǎn)換器。旨在解決已有技術(shù)存在的電聲轉(zhuǎn)換效率較低的問題。包含外殼,密封在外殼內(nèi)能與超聲波驅(qū)動(dòng)電源電氣相聯(lián)的至少一個(gè)相互絕緣的壓電陶瓷5,外殼有與其內(nèi)腔貫通的抽真空孔10及其堵頭13。抽真空孔中有由鋼球11和彈簧12構(gòu)成的單向閥。本超聲波轉(zhuǎn)換器具有能提高電聲轉(zhuǎn)換效率的優(yōu)點(diǎn),具有優(yōu)異的污垢防除、物料粉碎效果。
文檔編號B08B3/12GK2279222SQ97215450
公開日1998年4月22日 申請日期1997年4月21日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月21日
發(fā)明者陳軍, 李華成 申請人:四川鼎業(yè)微電子研究所