專利名稱：超聲脈沖防垢器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于超聲脈沖防垢設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種超聲脈沖 防垢器。
技術(shù)背景許多工業(yè)生產(chǎn)工藝過程都離不開熱交換設(shè)備。熱交換設(shè)備中尤其是 以液體作為換熱介質(zhì)為多。在這種以液體作為換熱介質(zhì)的熱交換設(shè)備在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生結(jié)垢現(xiàn)象。換熱介質(zhì)不同，結(jié)垢性態(tài)也各異可以是 水垢(無機(jī)鹽垢)、塵泥垢、微生物垢(菌類、藻類)；可以是結(jié)晶、結(jié)焦、 結(jié)應(yīng)、掛臘等，統(tǒng)稱為工業(yè)結(jié)垢。工業(yè)結(jié)垢會(huì)使熱交換設(shè)備換熱效率大 幅度下降，造成巨大的能源浪費(fèi)，影響產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量。傳統(tǒng)的化學(xué)處 理方法，防垢作用單一，時(shí)效短，不易做到完全徹底防垢，且運(yùn)行費(fèi)用 較高；除垢劑對設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，廢液污染環(huán)境，危害大。除了化學(xué)方法 之外，還有用電場、磁場等物理防垢方法，但是使用效果普遍不好。超 聲波防垢與除垢技術(shù)是一種全新的技術(shù)，其作用原理是利用超聲波在 媒質(zhì)中傳播時(shí)所產(chǎn)生的物理學(xué)效應(yīng)(超聲凝聚、超聲空化、剪切應(yīng)力等) 來實(shí)現(xiàn)防垢與除垢，屬于功率超聲類應(yīng)用技術(shù)，為純物理方式，克服了 化學(xué)方式的所有缺陷，是目前工業(yè)防垢與除垢技術(shù)領(lǐng)域里最先進(jìn)、最具 實(shí)效性的新技術(shù)。對于這項(xiàng)新技術(shù)的應(yīng)用，國內(nèi)已有相應(yīng)產(chǎn)品，所使用的產(chǎn)品的核心 部件一超聲換能器普遍釆用壓電陶瓷振子，即采用電致伸縮原理。由于 壓電陶瓷振子產(chǎn)生的超聲波只能通過液體介質(zhì)傳播，使這類產(chǎn)品在實(shí)際 應(yīng)用中，超聲換能器的安裝位置受到限制，只能串接在熱交換設(shè)備液體 介質(zhì)的入口管路上。超聲波通過液體介質(zhì)傳播，速度慢，衰減嚴(yán)重，導(dǎo) 致防垢與除垢效果不佳。 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種防垢效果好的用超聲波的超聲脈沖防垢器。本實(shí)用新型的目的是通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。按照本實(shí)用新型的超聲脈沖防垢器，包括主機(jī)及其工業(yè)電源，超聲 換能器，其特征在于所述的主機(jī)由機(jī)箱，裝在此機(jī)箱內(nèi)的通過電纜與工 業(yè)電源相連接的電源隔離變壓器，與此電源隔離變壓器相連接的功率放 大電路，與此電源隔離變壓器、功率放大電路相連接的觸發(fā)控制電路， 與此功率放大電路相連接的連接電纜所組成，所述的超聲換能器由與所 述的連接電纜相連接的金屬磁致伸縮超聲波發(fā)生器，與此金屬磁致伸縮 超聲波發(fā)生器相連接的鋼質(zhì)導(dǎo)波桿所組成。所述的機(jī)箱的面板上部設(shè)有工作電壓表，面板中部設(shè)有操作開關(guān)， 面板下部設(shè)有功能鍵盤。所述的功率放大電路由電壓整形電路，與此電壓整形電路相連接的 電子開關(guān)電路，與此電子開關(guān)電路相連接的連接電纜所組成。所述的觸發(fā)控制電路由高頻振蕩分頻電路，與此高頻振蕩分頻電路 相連接的脈沖觸發(fā)電路所組成，此高頻振蕩分頻電路與所述的電源隔離 變壓器相連接，此脈沖觸發(fā)電路與所述的功率放大電路相連接。高頻振 蕩分頻電路形成脈沖觸發(fā)信號(hào)，對功率放大電路的電子開關(guān)電路進(jìn)行觸 發(fā)控制，以實(shí)現(xiàn)超音頻功率電流輸出。脈沖觸發(fā)電路又是進(jìn)行人工調(diào)試， 完成本超聲脈沖防垢器工作參數(shù)設(shè)定的工作部件。所述的金屬磁致伸縮超聲波發(fā)生器由鋁合金防護(hù)罩，設(shè)在此鋁合金 防護(hù)罩內(nèi)的金屬磁致伸縮振子，纏繞在此金屬磁致伸縮振子上的電感線 圈，設(shè)在此鋁合金防護(hù)罩上端的絕緣材料后蓋，設(shè)在此絕緣材料后蓋上 的高頻電纜接線盒，設(shè)在此鋁合金防護(hù)罩下端的高頻釬焊連接層所組成， 所述的鋼質(zhì)導(dǎo)波桿與所述的鋁合金防護(hù)罩下端作螺紋連接。所述的超聲換能器的個(gè)數(shù)為2-8個(gè)。在實(shí)際應(yīng)用中可按需要確定選用換能器的個(gè)數(shù)。所述的金屬磁致伸縮振子的材質(zhì)為鐵鈷釩合金磁致伸縮材料。這種 材料具有在交變電^f茲力作用下產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)的性能，是實(shí)現(xiàn)電磁能與機(jī) 械能(聲能)轉(zhuǎn)換的核心部件，是區(qū)別于壓電陶瓷振子換能器的關(guān)鍵點(diǎn)。所述的功率放大電路采用高頻晶閘管(可控硅)做為電子開關(guān)，組成開關(guān)模式功率放大器。所述的觸發(fā)控制電路采用六個(gè)集成模塊組成高頻振蕩分頻電路。 所述的電感線圈為纏繞在金屬磁致伸縮振子磁芯上的軟材質(zhì)多股高溫絕緣導(dǎo)線，所述的鋼質(zhì)導(dǎo)波桿的材質(zhì)為普碳鋼，所述的鋁合金防護(hù)罩為帶有散熱鰭片的鋁合金型材。本實(shí)用新型的特點(diǎn)是1 、本實(shí)用新型的金屬磁致伸縮振子的材質(zhì)為鐵鈷釩合金磁致伸縮材 料，超聲換能器與熱交換設(shè)備殼體實(shí)現(xiàn)完全剛性連接，而且換能器的數(shù) 量可按照需要來配置，安裝位置可按照需要來布點(diǎn)。超聲波是全程通過 固體金屬傳播的，幾乎不存在聲強(qiáng)梯度和超聲"死角"。2、 采用了電源隔離變壓器進(jìn)行供電變壓，形成電子線^各的懸浮接地， 這就有效地避免了負(fù)載意外接地所造成的電子元器件損壞。同時(shí)也阻止 了高頻干擾信號(hào)的侵入，保證了電子線路工作的穩(wěn)定可靠。3、 本實(shí)用新型的功率放大器為電流輸出型，其技術(shù)特點(diǎn)是采用了高 頻晶閘管(可控硅)做為電子開關(guān)，組成開關(guān)模式功率放大器，不僅響應(yīng) 速度快，而且能量轉(zhuǎn)換效率達(dá)95%以上。4、 本實(shí)用新型的觸發(fā)控制電路的特點(diǎn)是 一改簡單地采用分立阻容 元器件組成高頻振蕩電路的做法，選用六個(gè)集成模塊組成高頻振蕩分頻 電路，形成脈沖觸發(fā)信號(hào)，穩(wěn)定性大幅度提高，可靠性得到充分保證。5 、本實(shí)用新型的超聲脈沖防垢器的工作模式(超聲波輸出)選定為脈 沖超聲波(非連續(xù)波)方式。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為主機(jī)電路圖的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實(shí)用新型的換能器。圖4為本實(shí)用新型的脈沖電流波形示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
包括下列步驟如圖1、 2所示，按照本實(shí)用新型的超聲脈沖防垢器，包括主機(jī)l及 其工業(yè)電源，超聲換能器5，其特征在于所述的主機(jī)l由機(jī)箱，裝在此機(jī)流箱內(nèi)的通過電纜6與工業(yè)電源相連接的電源隔離變壓器7,與此電源隔 離變壓器7相連接的功率放大電路，與此電源隔離變壓器7、功率放大電 路相連接的觸發(fā)控制電路，與此功率放大電路相連接的連接電纜4所組 成，所述的超聲換能器5由與所述的連接電纜4相連接的金屬磁致伸縮 超聲波發(fā)生器，與此金屬磁致伸縮超聲波發(fā)生器相連接的鋼質(zhì)導(dǎo)波桿19 所組成(圖3)。如圖l所示，所述的機(jī)箱的面板上部設(shè)有工作電壓表2，面板中部設(shè) 有操作開關(guān)3，面板下部設(shè)有功能鍵盤。如圖2所示，所述的功率放大電路由電壓整形電路8，與此電壓整形 電路8相連接的電子開關(guān)電路9，與此電子開關(guān)電路9相連接的輸出匹配 電路10，與此輸出匹配電路10相連接的連接電纜4所組成。如圖2所示，所述的觸發(fā)控制電路由高頻振蕩分頻電路ll，與此高 頻振蕩分頻電路11相連接的脈沖觸發(fā)電路12所組成，此高頻振蕩分頻 電路11與所述的電源隔離變壓器7相連接，此脈沖觸發(fā)電路12與所述 的功率放大電路相連接。如圖3所示，所述的金屬磁致伸縮超聲波發(fā)生器由鋁合金防護(hù)罩17, 設(shè)在此鋁合金防護(hù)罩17內(nèi)的金屬磁致伸縮振子15,纏繞在此金屬磁致伸 縮振子15上的電感線圈16，設(shè)在此鋁合金防護(hù)罩17上端的絕緣材料后 蓋14,設(shè)在此絕緣材料后蓋14上的高頻電纜接線盒13,設(shè)在此鋁合金 防護(hù)罩17下端的高頻釬焊連接層18所組成，所述的鋼質(zhì)導(dǎo)波桿19與所 述的鋁合金防護(hù)罩17下端作螺紋連接。所述的超聲換能器5的個(gè)數(shù)為2-8個(gè)。所述的金屬磁致伸縮振子15的材質(zhì)為鐵鈷釩合金磁致伸縮材料。 所述的電子開關(guān)電路9采用高頻晶閘管(可控硅)做為電子開關(guān)，組 成開關(guān)模式功率放大器。所述的高頻振蕩分頻電路11采用六個(gè)集成模塊組成高頻振蕩分頻電路。所述的電感線圈16為纏繞在金屬磁致伸縮振子15 ^磁芯上的軟材質(zhì) 多股高溫絕緣導(dǎo)線，所述的鋼質(zhì)導(dǎo)波桿19的材質(zhì)為普碳鋼，所述的鋁合 金防護(hù)罩為帶有散熱鰭片的鋁合金型材。作為 一個(gè)實(shí)施例，本實(shí)用新型的超聲脈沖防垢器的脈沖超聲波的參數(shù)為工作頻率在15kHz—25kHz之間連續(xù)可調(diào)； 工作周期在60ms—100ms之間連續(xù)可調(diào)； 脈沖寬度在1. Oms—l. 6ms之間連續(xù)可調(diào)。圖4示出了脈沖電流i波形示意圖，縱座標(biāo)為脈沖電流i,沖黃座標(biāo)為 時(shí)間t。本實(shí)用新型的超聲換能器的整體外形尺寸(包括振子、導(dǎo)波桿、防護(hù) 罩)設(shè)定，需遵循一個(gè)原則使它的固有頻率在15kHz—25kHz超聲波頻 段內(nèi)，以確保與超音頻功率電流信號(hào)取得諧振點(diǎn)，使超聲換能器的超聲 波能量輸出最大。
權(quán)利要求1、一種超聲脈沖防垢器，包括主機(jī)及其工業(yè)電源，超聲換能器，其特征在于所述的主機(jī)由機(jī)箱，裝在此機(jī)箱內(nèi)的通過電纜與工業(yè)電源相連接的電源隔離變壓器，與此電源隔離變壓器相連接的功率放大電路，與此電源隔離變壓器、功率放大電路相連接的觸發(fā)控制電路，與此功率放大電路相連接的連接電纜所組成，所述的超聲換能器由與所述的連接電纜相連接的金屬磁致伸縮超聲波發(fā)生器，與此金屬磁致伸縮超聲波發(fā)生器相連接的鋼質(zhì)導(dǎo)波桿所組成。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的超聲脈沖防垢器，其特征在于所述的機(jī)箱 的面板上部設(shè)有工作電壓表，面板中部設(shè)有操作開關(guān)，面板下部設(shè)有功 能鍵盤。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲脈沖防垢器，其特征在于所述的功率 放大電路由電壓整形電路，與此電壓整形電路相連接的電子開關(guān)電路， 與此電子開關(guān)電路相連接的連接電纜所組成。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲脈沖防垢器，其特征在于所述的觸發(fā) 控制電路由高頻振蕩分頻電路，與此高頻振蕩分頻電路相連接的脈沖觸 發(fā)電路所組成，此高頻振蕩分頻電路與所述的電源隔離變壓器相連接， 此脈沖觸發(fā)電路與所述的功率放大電路相連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的超聲脈沖防垢器，其特征在于所述的金屬 磁致伸縮超聲波發(fā)生器由鋁合金防護(hù)罩，設(shè)在此鋁合金防護(hù)罩內(nèi)的金屬 磁致伸縮振子，纏繞在此金屬磁致伸縮振子上的電感線圈，設(shè)在此鋁合 金防護(hù)罩上端的絕緣材料后蓋，設(shè)在此絕緣材料后蓋上的高頻電纜接線 盒，設(shè)在此鋁合金防護(hù)罩下端的高頻釬焊連接層所組成，所述的鋼質(zhì)導(dǎo) 波桿與所述的鋁合金防護(hù)罩下端作螺紋連接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲脈沖防垢器，其特征在于所述的超聲 換能器的個(gè)數(shù)為2-8個(gè)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的超聲脈沖防垢器，其特征在于所述的金屬 磁致伸縮振子為由鐵鈷釩合金磁致伸縮材料制成的f茲芯。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的超聲脈沖防垢器，其特征在于所述的功率 放大電路采用高頻晶閘管(可控硅)做為電子開關(guān)，組成開關(guān)模式功率放 大器。
9、 才艮據(jù)權(quán)利要求5所述的超聲脈沖防垢器，其特征在于所述的觸發(fā) 控制電路采用六個(gè)集成模塊組成高頻振蕩分頻電路。
10、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的超聲脈沖防垢器，其特征在于所述的電 感線圈為纏繞在金屬磁致伸縮振子磁芯上的軟材質(zhì)多股高溫絕緣導(dǎo)線， 所述的鋼質(zhì)導(dǎo)波桿的材質(zhì)為普碳鋼，所述的鋁合金防護(hù)罩為帶有散熱鰭 片的鋁合金型材。
專利摘要本實(shí)用新型屬于超聲脈沖防垢設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種超聲脈沖防垢器，包括主機(jī)及其工業(yè)電源，換能器，主機(jī)由機(jī)箱，裝在此機(jī)箱內(nèi)的通過電纜與工業(yè)電源相連接的電源隔離變壓器，功率放大電路，觸發(fā)控制電路，連接電纜所組成，超聲換能器由與連接電纜相連接的金屬磁致伸縮超聲波發(fā)生器，鋼質(zhì)導(dǎo)波桿所組成。金屬磁致伸縮超聲波發(fā)生器由鋁合金防護(hù)罩，金屬磁致伸縮振子，電感線圈，絕緣材料后蓋，高頻電纜接線盒，高頻釬焊連接層所組成，鋼質(zhì)導(dǎo)波桿與鋁合金防護(hù)罩下端作螺紋連接。金屬磁致伸縮振子為由鐵鈷釩合金磁致伸縮材料制成的磁芯。超聲換能器與熱交換設(shè)備殼體實(shí)現(xiàn)完全剛性連接，能量轉(zhuǎn)換效率達(dá)95％以上。
文檔編號(hào)F28G7/00GK201364081SQ200920011149
公開日2009年12月16日 申請日期2009年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月3日
發(fā)明者朱振先 申請人:安徽儀騰節(jié)能環(huán)?？萍加邢薰?br>