專利名稱：外置式超聲波流體處理裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種應用于管道的超聲波流體處理裝置。
背景技術：
為了實現(xiàn)管道內防垢或流體降粘、分散、清洗等目的，現(xiàn)在通常采用了超聲波處理技術，即在管道內或管道外設置超聲波換能器，利用超聲波發(fā)射的能量，作用于管道內壁或流體，進而避免管道內壁結垢或促進流體的流動。例如，本申請人在中國實用新型專利02244602.8號中公開了一種超聲波防垢器，它由外管和超聲波換能器共同組成，在外管的兩端設置有管道連接結構，所述超聲波換能器固定于外管內，該超聲波換能器具有延伸至外管之外的換能器電源接頭，其特征是所述超聲波換能器的軸線與外管的軸線相正交。與現(xiàn)有同類產品相比，該超聲波防垢器的防垢效果更好，能夠在較大管徑的管路中使用，且便于制作成含有多個超聲波換能器的產品，從而大大提高產品的防垢能力。又如，中國實用新型專利200520071682.1號公開了一種超聲波防垢降粘器，它包括管道和若干超聲波換能器，所述每一超聲波換能器的軸線與管道的軸線相正交；超聲波換能器上設置有法蘭盤，超聲波換能器經(jīng)所述法蘭盤密封連接在管道的側面，超聲波換能器的端部沿管道徑向伸入管道內側。該裝置由于超聲波換能器由法蘭與管道相連接，可以很方便地從管道外部進行拆卸和檢修；同時，該裝置還保證了管道具有足夠通流面積，管道不易堵塞；超聲波換能器的本體設置在管道外，其接線方便，受腐蝕及振動的干擾小，不易損壞，使用可靠性高。再如，中國實用新型00214308.9號也公開了一種超聲波管道除垢器，它是由換能器和控制柜與管道構成，在管道外壁上設置多只換能器，在管道的兩端分別設置有法蘭，控制柜與換能器電纜相連接，法蘭與其它管道連接。
在實際使用中發(fā)現(xiàn)，對于管徑較大(管徑在300毫米以上)的高壓管道來說，采用02244602.8號中國實用新型專利中公開的超聲波防垢器并無不妥。而對于管徑較小(管徑在300毫米以下)的高壓管道來說，直接采用上述02244602.8號、200520071682.1號和00214308.9號中國實用新型專利中公開的裝置均存在著一定的問題。這是因為，對于管徑較小的高壓管道來說，其管內的過流斷面本身就較小，如果直接采用上述02244602.8號專利的方案，就會使設置在管道內的超聲波換能器所占空間的比重較大，從而對液流的輸送產生不良影響。而當直接采用200520071682.1號專利公開的技術方案時，由于超聲波換能器的端部沿管道徑向伸入管道內側，管內的高壓液流易于從超聲波換能器與管道的接觸部向外滲漏。另外，如果直接采用中國實用新型00214308.9號公開的技術方案，也會出現(xiàn)一些技術問題。例如，從該專利的說明書附圖中可以看到，在該產品中，換能器設置在管道外壁的凹入管段內，而與該凹入管段相對應的管道內壁也向管內方向凸出，從而會使管道內徑發(fā)生收縮，且管道的內壁會呈交錯的凹凸狀變化，相應增大了流體阻力，并減小了過流面積，不利于流體的輸送。
仔細分析不難發(fā)現(xiàn)，對于管徑較小(管徑在300毫米以下)的高壓管道來說，在不宜將超聲波換能器設置在管道內部的同時，也還不能簡單地將超聲波換能器直接設置在管道外部。這是因為，為了承受較高的液體壓力，高壓管道的管壁不能太薄，即高壓管道的管壁通常較厚，如果將超聲波換能器簡單地直接設置在管道外部，超聲波換能器所發(fā)射能量的大部分就會被較厚的管壁反射回來，從而影響超聲波的處理效能。從這一角度來看，上述中國實用新型00214308.9號公開的技術方案也不能直接應用于高壓管道上。
因此，對于管壁較厚的高壓管道來說，既不能將超聲波換能器設置在管道內部，也還不能簡單地直接將超聲波換能器設置在管壁較厚的管道外部，從而構成了一個技術難題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的即是提供一種能夠在高壓管道中使用的外置式超聲波流體處理裝置。
本發(fā)明的外置式超聲波流體處理裝置具有外管和超聲波換能器，所述超聲波換能器設置在外管之外，所述超聲波換能器具有超聲波發(fā)射端，所述超聲波發(fā)射端的超聲波發(fā)射方向朝向外管內部，其特征是在所述外管的外壁上設置有向外管內腔方向凹入的可置入所述超聲波發(fā)射端的管壁凹入部，所述超聲波發(fā)射端被置入所述管壁凹入部內，在所述管壁凹入部與所述超聲波發(fā)射端之間設置有粘膠層，所述粘膠層將所述管壁凹入部和所述超聲波發(fā)射端粘結固定為一體，且使超聲波發(fā)射端的端面與管壁凹入部的底部處于緊密貼合狀態(tài)。
在本發(fā)明中，所述管壁凹入部的形狀和大小可以與超聲波換能器的超聲波發(fā)射端相適應，但也可以在尺寸上略大于所述超聲波發(fā)射端，或在形狀上有所改變，只要最終能將所述超聲波發(fā)射端放入即可。
另外，上述粘膠層通?？梢酝ㄟ^以下方式形成在將超聲波換能器的超聲波發(fā)射端置入所述管壁凹入部之前，先在超聲波發(fā)射端和/或管壁凹入部內涂抹強力粘膠，然后再將超聲波發(fā)射端置入管壁凹入部內，且讓超聲波發(fā)射端緊貼管壁凹入部，待強力粘膠凝固后，即得到該粘膠層。當然，在本產品中，為了增加超聲波換能器在外管上的穩(wěn)固性，還可以進一步附設對超聲波換能器進行支承及定位的支架等類似結構。
就本發(fā)明來說，上述粘膠層可以僅僅位于超聲波發(fā)射端的側壁和管壁凹入部的側壁之間，此時，可以通過提高超聲波發(fā)射端的端面和管壁凹入部的底部之間的配合精度，讓超聲波發(fā)射端的端面與管壁凹入部的底部處于緊密貼合狀態(tài)。另外，上述粘膠層也可以僅僅位于超聲波發(fā)射端的端面和管壁凹入部的底部之間，此時，即可直接通過該粘膠層讓超聲波發(fā)射端的端面與管壁凹入部的底部處于緊密貼合狀態(tài)。當然，也可以同時在超聲波發(fā)射端的側壁和管壁凹入部的側壁之間、超聲波發(fā)射端的端面和管壁凹入部的底部之間同時設置上述粘膠層。本發(fā)明特別推薦在管壁凹入部的底部與超聲波發(fā)射端的端面之間設置有粘膠層的技術方案，這是因為，在此情形下，上述粘膠層會在管壁凹入部的底部與超聲波發(fā)射端的端面之間構成耦合層，進而有利于超聲波的傳遞。
在本發(fā)明中，可以在外管的兩端設置法蘭盤或其它類似的管道連接結構。但是，也可以不單獨設置上述管道連接結構。這是因為，當不設置上述管道連接結構時，仍然可以通過其它外置的連接結構，如將本裝置夾置并固定于兩段管道之間、進而實現(xiàn)本裝置與外部管道之間連接的夾持式連接結構或專用的管道連接頭等等。
就本發(fā)明來說，所使用的超聲波換能器為通過超聲波發(fā)射端向外發(fā)射超聲波的換能器，如可以采用中國實用新型專利03233085.5號中所提及的發(fā)射聲場的方向為沿著換能器軸向的超聲波換能器或其它市售的超聲波換能器(如通過超聲波發(fā)射端呈放射狀向前方發(fā)射超聲波的換能器)。此時，超聲波換能器的軸線可以與外管的軸線相正交，但也可以不正交。在制作產品時，所述超聲波換能器至少為一個，但通常會在同一產品中同時設置多個超聲波換能器。
在本發(fā)明中，當外管的直徑較大時，還可以在外管內固定設置輔助超聲波換能器，且讓所述輔助超聲波換能器的長軸與外管的軸線相平行。這樣，輔助超聲波換能器就能夠從外管的內部發(fā)射超聲波，進一步加強超聲波的處理效果。在外管內固定設置輔助超聲波換能器時，可以參照前述02244602.8號專利的方案進行設置，即讓超聲波換能器的軸線與外管的軸線相正交。但是，也可以采用讓超聲波換能器的軸線與外管的軸線相平行的技術方案。所述輔助超聲波換能器的超聲波發(fā)射方向可以沿著外管的徑向，但也可以沿著外管的軸向或其它任意方向。
在本發(fā)明中，可以在裝置中增設外罩，所述外罩將設置在外管之外的超聲波換能器和外管的除外管兩端的部位完全包覆。這樣，有利于對設置在外管之外的超聲波換能器實施防護。另外，在外罩上還可以增設對超聲波換能器進行輔助支承及輔助定位的支架等類似結構，在增強超聲波換能器在外管上的穩(wěn)固性的同時，進一步提高管壁凹入部底部的較薄部位在承受管體內部壓力時的強度。
本發(fā)明中，外管的內腔橫截面可以是矩形或正多邊形，但也可以采用其它任意形狀，如橢圓形等等。
與前述現(xiàn)有同類產品相比，本發(fā)明的技術方案既不會因超聲波換能器的設置而影響管道的過流面積，也不會在超聲波換能器與外管的接觸部位產生滲漏。同時，由于在外管的外壁上設置有向外管內腔方向凹入的管壁凹入部，相應地可以使該管壁凹入部的底部的厚度小于管壁其余部位的厚度，在上述凹入部內置入所述超聲波發(fā)射端之后，就能夠讓超聲波發(fā)射端發(fā)出的超聲波從上述管壁凹入部底部的較薄部位順暢地進入外管內部，充分地發(fā)揮超聲波防垢和降粘等效能。另外，由于通過粘膠層將管壁凹入部和超聲波發(fā)射端緊密粘結固定為一體，上述管壁凹入部底部的較薄部位的強度也會由此而得到補償，進而滿足高壓管道對管壁強度的要求。
本發(fā)明的內容結合以下實施例作更進一步的說明，但本發(fā)明的內容不僅限于實施例中所涉及的內容。


圖1是實施例1中超聲波流體處理裝置的結構示意圖。
圖2是圖1的A-A剖視圖。
圖3是圖2中的外管結構示意圖。
圖4是圖2的B部放大圖。
圖5是實施例2中超聲波流體處理裝置的結構示意圖。
圖6是圖5中的外管結構示意圖。
圖7是實施例3中超聲波流體處理裝置的結構示意圖。
圖8是圖7的側視圖。
圖9是圖7的C-C剖視圖。
圖10是圖9的D部放大圖。
圖11是實施例4中超聲波流體處理裝置的結構示意圖。
圖12實施例5中超聲波流體處理裝置的結構示意圖。
圖13是實施例6中超聲波流體處理裝置的結構示意圖。
圖14是圖13的E部放大圖。
具體實施例方式
實施例1如圖1～4所示，本實施例中的超聲波流體處理裝置具有外管1和超聲波換能器2，所述超聲波換能器2設置在外管1之外，所述超聲波換能器具有超聲波發(fā)射端3，所述超聲波發(fā)射端3的超聲波發(fā)射方向朝向外管1的內部，其特征是在所述外管1的外壁上設置有向外管內腔方向凹入的可置入所述超聲波發(fā)射端的管壁凹入部4，所述超聲波發(fā)射端3被置入所述管壁凹入部4之內，在所述管壁凹入部4與所述超聲波發(fā)射端3之間設置有粘膠層5，所述粘膠層5將所述管壁凹入部4和所述超聲波發(fā)射端3粘結固定為一體，且使超聲波發(fā)射端3的端面與管壁凹入部4的底部處于緊密貼合狀態(tài)。
在本實施例中，在管壁凹入部4的底部與超聲波發(fā)射端3的端面之間具有粘膠層(在管壁凹入部4的側壁與超聲波發(fā)射端3的側壁之間也同時設置有粘膠層)。另外，外管1的內腔橫截面為矩形。
實施例2如圖5、6所示，本實施例中的超聲波流體處理裝置與實施例1相似，所不同的是本實施例中外管1的形狀略有變化。
實施例3如圖7～10所示，本實施例中的超聲波流體處理裝置與實施例1相似，所不同的是在本實施例中，外管1的內腔橫截面形狀為正8邊形。另外，本實施例的產品中設置有外罩6，所述外罩6將設置在外管之外的超聲波換能器2和外管1的除外管兩端的部位完全包覆。
實施例4如圖11所示，本實施例中的超聲波流體處理裝置與實施例3相似，所不同的是在本實施例在外管的兩端設置有管道連接結構7、8(本例中為連接法蘭)。
實施例5如圖12所示，本實施例中的超聲波流體處理裝置與實施例1相似，所不同的是在本實施例中，外管1的內腔橫截面形狀為正5邊形。另外，本實施例在外管1內固定設置有輔助超聲波換能器9，所述輔助超聲波換能器9的長軸與外管的軸線相平行(本例中為完全重合)。
實施例6如圖13、14所示，本實施例中的超聲波流體處理裝置與實施例5相似，所不同的是本實施例中外管1的形狀略有變化。
權利要求
1.一種外置式超聲波流體處理裝置，具有外管和超聲波換能器，所述超聲波換能器設置在外管之外，所述超聲波換能器具有超聲波發(fā)射端，所述超聲波發(fā)射端的超聲波發(fā)射方向朝向外管內部，其特征是在所述外管的外壁上設置有向外管內腔方向凹入的可置入所述超聲波發(fā)射端的管壁凹入部，所述超聲波發(fā)射端被置入所述管壁凹入部內，在所述管壁凹入部與所述超聲波發(fā)射端之間設置有粘膠層，所述粘膠層將所述管壁凹入部和所述超聲波發(fā)射端粘結固定為一體，且使超聲波發(fā)射端的端面與管壁凹入部的底部處于緊密貼合狀態(tài)。
2.如權利要求1所述的外置式超聲波流體處理裝置，其特征是在所述管壁凹入部的底部與所述超聲波發(fā)射端的端面之間具有粘膠層。
3.如權利要求1或2所述的外置式超聲波流體處理裝置，其特征是在外管內固定設置有輔助超聲波換能器，所述輔助超聲波換能器的長軸與外管的軸線相平行。
4.如權利要求1或2所述的外置式超聲波流體處理裝置，其特征是設置有外罩，所述外罩將設置在外管之外的超聲波換能器和外管的除外管兩端的部位完全包覆。
5.如權利要求3所述的外置式超聲波流體處理裝置，其特征是設置有外罩，所述外罩將設置在外管之外的超聲波換能器和外管的除外管兩端的部位完全包覆。
6.如權利要求1或2所述的外置式超聲波流體處理裝置，其特征是在外管的兩端設置有管道連接結構。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種應用于管道的超聲波流體處理裝置，該超聲波流體處理裝置具有外管和超聲波換能器，所述超聲波換能器設置在外管之外，所述超聲波換能器具有超聲波發(fā)射端，所述超聲波發(fā)射端的超聲波發(fā)射方向朝向外管內部，其特征是在所述外管的外壁上設置有向外管內腔方向凹入的可置入所述超聲波發(fā)射端的管壁凹入部，所述超聲波發(fā)射端被置入所述管壁凹入部內，在所述管壁凹入部與所述超聲波發(fā)射端之間設置有粘膠層，所述粘膠層將所述管壁凹入部和所述超聲波發(fā)射端粘結固定為一體，且使超聲波發(fā)射端的端面與管壁凹入部的底部處于緊密貼合狀態(tài)。本裝置能夠讓超聲波從管壁凹入部底部的較薄部位順暢地進入外管內部，進而發(fā)揮超聲波的效能。
文檔編號F17D1/16GK1904461SQ20061002157
公開日2007年1月31日 申請日期2006年8月10日 優(yōu)先權日2006年8月10日
發(fā)明者羅憲中 申請人:羅憲中