专利名称：一种高温高声强超声波管道防垢器的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种高温高声强超声波管道防垢器，属于超声波设备制造技术领域，它由超声波开关电源、特种水声电缆、超声波换能器等部分组成。
多年来，金属管道的防垢，普通采用了化学剂防垢，离子交换树脂防垢等措施，但由于化学剂防垢成本高、消耗大、操作工艺复杂，污染环境；而离子交换树脂法软化水防垢技术，水处理量有限，不适应大流量水处理系统和对水质要求不高的系统。1992年12月11日，冷却水系统磁防垢技术通过了石化总公司部级鉴定，虽其小流量阻垢率可达50～60％，但由于磁能密度太小，对大流量的防垢效果仍然有限。成都传感换能技术研究所研制的BC－500型超声波防垢仪，对于小于φ273的传输管线，取得了减少结垢50～70％的效果，但该仪器仍存在严重的不足；1、电功率偏小，实际使用中仅100～200W；2、设备抗干扰能力低；3、换能器电声效率低；4、使用温度小于100℃。
本实用新型的目的是提供一种适用于各种规格管道上使用的，具有防止管道结垢的高温高声强超声波防垢器。
本实用新型的目的可以通过以下措施来实现本实用新型防垢器包括有它激式超声波开关电源、特种水声电缆及超声波换能器三部分。超声波开关电源由单相220V／50HZ交流电供电，经内部的信号发生及功率放大部分，输出15～40KHZ的超声波功率电信号，经过特种水声电缆，传输到超声波换能器上，通过调整频率，达到超声波换能器的机械谐振，向外辐射超声波，如
图1所示。本实用新型的特征是超声波换能器置于与液流介质相连通的短节管中，并由数个支承杆固定。支承杆的作用是使超声波换能器固定于短节管的中心轴线上。引线管一端通过螺纹连接于上接头，并通过O型圈同外界密封，另一端插于设于短节上的密封接头中，并通过O型圈使短节管内外密封，通过引线管，特种水声电缆同换能器电相连，电缆的另一端连接于超声波电源的输出端。
超声波换能器可分为上接头部分、发声体部分、下接头部分。由上接头、上接头座、氟橡胶密封垫组成的上接头部分，上接头座主要起连接上接头及内支承轴和支承密封透声外壳的作用。由透声外壳、藕合油、金属外夹持环、压电陶瓷管、金属内夹持环、反射环、内支承轴组成的发声体部分，透声外壳两端同上下接头座封密；压电陶瓷管内外的夹持环，给其内施以20～40MPa预压应力，以提高其承受的电功率及提高换能器工作稳定性，内外夹持环厚度均为0·2～2mm；作为发声元件的压电陶瓷管元件，可采用并联电连接，串联电连接或并串联电连接，如图2、3、4所示，反射环的作用是提高压电陶瓷管向外经向发射的电声效率，其厚度为2～6mm；内支承轴起连接上接头部分及下接头部分。下接头座起连接及支承和密封透声壳作有，活塞及密封圈起密封藕合油及为其膨胀提供空间的作用，下接头起导流及密封作用，弹簧起预先给发声体内部施加一定预应力作用。
本实用新型防垢器应用于室内除锈实验，试样样板面积60mm×100mm，距换能器表面100mm，径2KW／23KHZ超声电功率作用5～10分钟，样件表面0·2～0·5mm厚的锈层全部消除，露出钢板银白色基体。本实用新型应用于糖水管道防垢，超声电功率1KW，频率23KHZ，原来每7天需清管一次，现在运行106天后观察，未发现结垢，并且对管道还有一定的缓蚀和保护效果。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明
图1为实用新型的总体示意图；图2为本实用新型的压电陶瓷管并联电连接示意图；图3为本实用新型的压电陶瓷管串联电连接示意图；图4为本实用新型的压电陶瓷管并串联电连接示意图中，1为超声波开关电源，2为特种水声电缆，3为平焊法兰，4为密封接头，5为O型密封圈，6为引线管，7为短节管，8为O型密封圈，9为上接头，10为密封垫，11为上接头座，12为去耦垫片Ⅰ，13为透声外壳，14为压电陶瓷管，15为外夹持环，16为内夹持环，17为反射环，18为去耦垫片Ⅱ，19为内支承轴，20为去耦垫片Ⅲ，21为锁紧环，22为O型密封圈，23为下接头座，24为活塞，25为O型密封圈，26为弹簧，27为F4密封垫，28为支承杆，29为下接头。
本实用新型由超声波开关电源(1)，特种水声电缆(2)和超声波换能器组成。超声波换能器通过其两端数根沿园周均布的支承杆(28)固定于短节管中心轴线位置，支承杆(28)一端通过螺纹旋于换能器中，另一端焊接于短节管(7)的内壁上。短节管采用20号无缝钢管制造，支承杆(28)采用A3材料制造并表面镀铬。内孔过线的引线管(6)一端通过螺纹连接于上接头(9)中，另一端上设有两道O型氟橡胶密封圈(5)，插入密封接头(4)中，O型圈(8)及(5)分别实现引线管(6)同上接头(9)的密封及短节管(7)内外介质的密封，短节管(7)两端所带的平焊法兰(3)可以将换能器接入传输管道中。换能器可分成上接头部分、发声体部分、下接头部分。上接头(9)、上接头座(11)、下接头(29)、下接头座(23)采用2Cr13材料制造，透声外壳(13)采用1Cr18Ni9Ti不锈钢制造，内支承轴(19)采用45钢制造，用于减小压电陶瓷管之间轴向振动的去耦垫片(12)(18)(20)采用聚四氟乙烯材料制造，外夹持环采用H70材料制造，厚度为1mm，内夹持环采用H70材料制造，厚度为1mm，压电陶瓷采用P－8材料制造，壁厚5mm，反射环采用改性聚酯多孔材料制造，厚度为4mm，用于紧固发声元件的锁紧环(21)由45钢制造，声耦合油为甲基硅油，所有导线均采用AF－250导线，各压电管之间采用并联电连接。超声波电源(1)输出功率电信号，经特种水声电缆(2)、引线管(6)、上接头(9)、密封垫(10)、上接头座(11)、内支承轴(19)接入压电陶瓷的正负极，通过电、机、声转换产生超声波。
本实用新型装置可输出2KW超声波电功率，经超声换能器转换产生5～8W／cm2的强声强，电声转换效率达50～80％，工作温度可达200℃；经现场实验证明，本实用新型应用于φ377以下管道的结垢管道上，可以达到管道新垢不结，老垢逐渐脱落去除的效果。本实用新型除垢效果显著，优于化学法、离子交换树脂法及强磁防垢法，有极其广泛的应用价值。
权利要求1.一种管道用高温高声强超声波防垢器，包括超声波开关电源，特种水声电缆及高温高声强压电式声波换能器，其特征是声波换能器位于同液流介质相连接的短节管的轴线上，换能器两端分别由数根支承杆固定，短节管上设有实现密封的接头，一引线管一端插于密封接头中，另一端连接密封于上接头，通过设于短节上的密封接头，特种水声电缆一端接于超声波电源的输出端，另一端同换能器电连接。
2.根据权利要求1所述超声波防垢器，其特征是超声波换能器每端的支承杆为三根，也可以为二根或四根等，支承杆沿周围均匀分布。
3.根据权利要求1所述的超声波防垢器，其特征是每个压电陶瓷管发声元件的内外均设置有一付金属薄壁夹持环。
4.根据权利要求1或3所述的超声波防垢器，其特征是在压电陶瓷管的内金属夹持环内衬有一反射环。
5.根据权利要求1所述的超声波防垢器，其特征是换能器内各压电陶瓷管可以并联电连接，也可以串连电连接，或并串联电连接。
专利摘要一种高温高声强超声波管道防垢器，由超声波电源、特种水声电缆、超声波换能器组成，属于超声波设备制造技术领域。其特征是超声波换能器位于液流介质相连通的短节管轴线上，并由数个支承杆固定；引线管一端连接于上接头，另一端插于短节管上的密封接头中，通过引线管，特种水声电缆同超声波换能器相连，其另一端连接于超声波电源的输出端，其工作频率为15～40KHz，发射声强为5～8W/cm
文档编号F16L58/00GK2183492SQ9422719
公开日1994年11月23日 申请日期1994年2月18日 优先权日1994年2月18日
发明者蹇崇理, 喻葆灵, 李峰 申请人:成都市九洲机电工程研究所