專利名稱：大功率超聲換能器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種超聲設(shè)備。具體說(shuō)，是能在360度方向上產(chǎn)生徑向振動(dòng)、從而實(shí)現(xiàn)對(duì)物體進(jìn)行清洗、除垢、降解等物理、化學(xué)效應(yīng)的大功率超聲換能器。
背景技術(shù)：
目前，采用超聲波對(duì)物體進(jìn)行清洗用的超聲換能器主要有以下兩種一種是由后匹配塊3、壓電圓片2、電極片5、前輻射塊1和壓緊螺桿4組成，見(jiàn)圖1；另一種是由后匹配塊5、電極片3、壓電圓片6、前輻射塊2和變輻桿1及壓緊螺桿4等組成，見(jiàn)圖2。上述兩種超聲換能器工作時(shí)，都是利用壓電圓片的逆壓電效應(yīng)，在超聲電源的驅(qū)動(dòng)下，由壓電圓片產(chǎn)生厚度振動(dòng)并帶動(dòng)前輻射塊或變輻桿振動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)物體進(jìn)行清洗的。
由于上述兩種超聲換能器的予應(yīng)力是沿其壓緊螺桿的軸向，且它們的前輻射塊又都位于其一端，故其超聲波的發(fā)射方向基本上是單一方向即軸向。因此，上述兩種超聲換能器只能安裝在管道或容器的外側(cè)，不適應(yīng)直接對(duì)管道內(nèi)部、容器內(nèi)部進(jìn)行超聲處理，使得其使用范圍受到限制。
(三)實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種大功率超聲換能器。這種大功率超聲換能器，可安裝在管道或容器內(nèi)部，能擴(kuò)展其使用范圍。
為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案本實(shí)用新型的大功率超聲換能器含有壓電元件，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是壓電元件外面有預(yù)應(yīng)力外殼。所說(shuō)預(yù)應(yīng)力外殼為圓管狀，它是由若干段預(yù)應(yīng)力外殼單元呈軸向連接而構(gòu)成。所說(shuō)壓電元件亦為圓管狀，該壓電元件含有若干段壓電元件單元。每段預(yù)應(yīng)力外殼單元內(nèi)對(duì)應(yīng)地裝有一段壓電元件單元，二者間呈緊密、防水狀連接在一起。相鄰的兩段壓電元件單元之間有絕緣墊片。兩頭的兩段預(yù)應(yīng)力外殼單元及壓電元件單元的外端均有端蓋，端蓋上有中心孔，中心孔內(nèi)有壓緊螺桿，該壓緊螺桿穿過(guò)各壓電元件和絕緣墊片后其兩端與兩端蓋相固連。所說(shuō)壓電元件內(nèi)有絕緣介質(zhì)。
采取上述方案，具有以下優(yōu)點(diǎn)由于本實(shí)用新型的大功率超聲換能器其預(yù)應(yīng)力外殼由若干段預(yù)應(yīng)力外殼單元連接而成，每段預(yù)應(yīng)力外殼單元內(nèi)均配有一個(gè)圓管狀壓電元件單元，從而使本實(shí)用新型的大功率超聲換能器呈棒狀。當(dāng)管道、容器(含污水池)需要進(jìn)行超聲處理時(shí)，只要將本實(shí)用新型的大功率超聲換能器安裝在它們的內(nèi)部，并在超聲電源驅(qū)動(dòng)下，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)物體進(jìn)行清洗、除垢、降解等物理、化學(xué)效應(yīng)。
又由于每段預(yù)應(yīng)力外殼單元內(nèi)均配有一段壓電元件單元，使得本實(shí)用新型的大功率超聲換能器的超聲波發(fā)射方向?yàn)?60度的徑向，變傳統(tǒng)縱向振動(dòng)發(fā)射為徑向振動(dòng)發(fā)射，從而擴(kuò)展了超聲換能器的使用范圍。


圖1是一種形式的傳統(tǒng)超聲換能器；圖2是另一種形式的傳統(tǒng)超聲換能器；圖3是本實(shí)用新型的大功率超聲換能器結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖3所示，本實(shí)用新型的大功率超聲換能器含有壓電元件，壓電元件外面設(shè)置有預(yù)應(yīng)力外殼。所說(shuō)壓電元件和預(yù)應(yīng)力外殼均為不銹鋼圓管，其中的預(yù)應(yīng)力外殼是由多段(具體數(shù)量視應(yīng)用對(duì)象而定)預(yù)應(yīng)力外殼單元4呈軸向連接而成。其連接方式，可以是壓緊狀套接，也可以是螺紋連接等。所說(shuō)壓電元件含有若干段壓電元件單元3，其數(shù)量與預(yù)應(yīng)力外殼單元4的數(shù)量相對(duì)應(yīng)。每段預(yù)應(yīng)力外殼單元4內(nèi)均裝有一段壓電元件單元3，且二者間呈緊密、防水狀連接在一起。相鄰的兩段壓電元件單元3間均安裝有一個(gè)絕緣墊片5，該絕緣墊片為環(huán)形墊片。位于兩頭的那兩段預(yù)應(yīng)力外殼單元4及壓電元件單元3的外端均設(shè)置有一塊端蓋2，該端蓋為圓形，其與相應(yīng)預(yù)應(yīng)力外殼單元4和壓電元件單元3間亦與絕緣墊片5并呈密封狀相固連。其中的一塊端蓋2上加工有中心螺孔。預(yù)應(yīng)力外殼外面設(shè)置有保護(hù)殼1，該保護(hù)殼為金屬材料制成，其與預(yù)應(yīng)力外殼間留有間隙10，間隙10內(nèi)充有液體絕緣介質(zhì)。
本實(shí)用新型的大功率超聲換能器還設(shè)置有壓緊螺桿12，壓緊螺桿12的尾端加工有用作端蓋的周向凸臺(tái)8，其前端加工有螺紋，且其前端穿過(guò)所有絕緣墊片5后旋入相應(yīng)端蓋2上的中心螺孔內(nèi)。其中，壓緊螺桿12的前端伸出在相應(yīng)端蓋2之外，該外伸端上配有兩個(gè)螺母11。通過(guò)旋緊兩個(gè)螺母11，可使壓緊螺桿12與端蓋2間、壓緊螺桿12與保護(hù)殼1間緊固在一起。壓緊螺桿12尾端的周向凸臺(tái)8上加工有線孔，線孔內(nèi)安裝有防水線座6。電源線7的正、負(fù)極一端與功率超聲發(fā)生器9相接，其負(fù)極的另一端穿過(guò)線孔及防水線座6后焊接在端蓋2(或預(yù)應(yīng)力外殼)的內(nèi)表面上，其正極的另一端依次穿入周向凸臺(tái)8上的線孔及防水線座6和所有絕緣墊片5內(nèi)并與所有壓電元件單元3的內(nèi)壁相焊接。
所說(shuō)壓電元件單元3內(nèi)充有絕緣介質(zhì)，該絕緣介質(zhì)可以是空氣，也可以是通過(guò)抽真空而形成的真空絕緣介質(zhì)，還可以是液體絕緣介質(zhì)。其中的液體絕緣介質(zhì)是變壓器油。
權(quán)利要求1.大功率超聲換能器，包括壓電元件，其特征在于壓電元件外面有預(yù)應(yīng)力外殼；所說(shuō)預(yù)應(yīng)力外殼為圓管狀，它是由若干段預(yù)應(yīng)力外殼單元(4)呈軸向連接而構(gòu)成；所說(shuō)壓電元件亦為圓管狀，該壓電元件含有若干段壓電元件單元(3)；每段預(yù)應(yīng)力外殼單元(4)內(nèi)對(duì)應(yīng)地裝有一段壓電元件單元(3)，且二者間呈緊密、防水狀連接在一起；相鄰的兩段壓電元件單元(3)之間有絕緣墊片(5)；兩頭的兩段預(yù)應(yīng)力外殼單元(4)及壓電元件單元(3)的外端均有端蓋(2)，端蓋(2)上有中心孔，中心孔內(nèi)有壓緊螺桿(12)，該壓緊螺桿穿過(guò)各壓電元件單元(3)和絕緣墊片(5)后其兩端與兩端蓋(2)相固連；所說(shuō)壓電元件內(nèi)有絕緣介質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率超聲換能器，其特征在于所說(shuō)預(yù)應(yīng)力外殼單元(4)間呈壓緊狀套接在一起。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率超聲換能器，其特征在于所說(shuō)預(yù)應(yīng)力外殼單元(4)間采用螺紋連接在一起。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率超聲換能器，其特征在于所說(shuō)絕緣介質(zhì)是空氣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率超聲換能器，其特征在于所說(shuō)絕緣介質(zhì)是真空絕緣介質(zhì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率超聲換能器，其特征在于所說(shuō)絕緣介質(zhì)是液體絕緣介質(zhì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的大功率超聲換能器，其特征在于所說(shuō)液體絕緣介質(zhì)是變壓器油。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6或7所述的大功率超聲換能器，其特征在于預(yù)應(yīng)力外殼的外面有保護(hù)殼(1)，保護(hù)殼(1)與預(yù)應(yīng)力外殼間有間隙(10)，間隙(10)內(nèi)有液體絕緣介質(zhì)。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種大功率超聲換能器。它含有壓電元件，壓電元件外面有預(yù)應(yīng)力外殼，該預(yù)應(yīng)力外殼是由若干段預(yù)應(yīng)力外殼單元呈軸向連接而構(gòu)成。所說(shuō)壓電元件含有若干段壓電元件單元，每段預(yù)應(yīng)力外殼單元內(nèi)均有一段壓電元件單元且二者間呈緊密、防水狀連接在一起。相鄰的兩段壓電元件單元之間有絕緣墊片。兩頭的兩段預(yù)應(yīng)力外殼單元及壓電元件單元的外端均有端蓋，端蓋上有中心孔，中心孔內(nèi)有壓緊螺桿，該壓緊螺桿穿過(guò)各壓電元件和絕緣墊片后其兩端與兩端蓋相固連。壓電元件內(nèi)充有絕緣介質(zhì)。這種換能器，能在360度方向上產(chǎn)生徑向振動(dòng)，可安裝在管道或容器內(nèi)部對(duì)物體進(jìn)行清洗、除垢、降解等物理、化學(xué)效應(yīng)，使用范圍較寬。
文檔編號(hào)B06B1/06GK2853195SQ20052007566
公開日2007年1月3日 申請(qǐng)日期2005年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月17日
發(fā)明者陳國(guó)超 申請(qǐng)人:陳國(guó)超, 盧平, 陳偉