专利名称：超音频脉冲防垢、除垢装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种除垢装置，特别是涉及一种超音频脉冲防垢、除垢的装置。
背景技术：
超声在气体、液体、固体、固熔体等物质中，均能有效的传播。不同频率、功率强度的超声波在不同物质中都有独特的传播性及效应，因而有其相应的研究内容及广泛的应用。脉冲超声波具有更大的功率范围和更强的强度，因而超音频脉冲在防垢、除垢方面有更宽的应用领域。
垢的形成有两大类，一是水垢，另一类是工艺流程中化学物料形成的垢或结晶。根据大量的分析鉴定结果，锅炉及各种以水为介质的换热器等水垢的成份十分复杂，几乎没有完全相同的定量分析结果的报道。但可大致分为碳酸盐、硫酸盐、硅酸盐及混合水垢等四类，化工厂、化肥厂等化学成份的物料形成的垢或结晶更错综复杂。有结垢问题的管道和设备多种多样，其内部结构更是五花八门，可以肯定的说，不同的设备，不同的结垢成份，想要得到理想的防垢、防垢效果，对脉冲超声的频率及脉冲群的间隙，即占空比会不同。可见选择适当频率或占空比的超声脉冲对有效除去某种设备、某种成份的垢非常重要。中国专利CN2585165公开了一种“超音频脉冲防垢、除垢装置”，该装置超音频的频率范围仅为15KHZ--25KHZ，且间断脉冲的间断时间不可调，不能适应不同设备，不同垢物的防垢、防垢需要。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种超音频的频率范围更宽、间断脉冲时间连续可调的超音频脉冲防垢、除垢装置。
采用的技术方案是本实用新型的超音频脉冲防垢、除垢装置，包括主机和多个磁致换能器，主机内装设有音频信号源和功率放大器，功率放大器的信号输出端通过电缆与磁致换能器的信号输入接线端子连接，其技术特点在于所述的超音频信号源一路由晶体管T1、T2、集成电路IC1(六反相器)电阻R1、R2、R3、R4、多圈电位器RW及电容C1组成，产生15KHZ--45KHZ频率可调的超音频信号f，经整形、二分频器IC2、十分频器IC3产生频率分别为1/2f，1/10f脉冲群；另一路由集成芯片555、二个导引二极管D3、D4、抗干扰电容C0、二个同轴电位器R7、R8及电容器C3组成。集成芯片555的1脚接地，其5脚经抗干扰电容C1接地，其6脚分别接导引二极管D3的负极和导引二极管D4的正极，并经电容C3接地，导引二极管D4的负极经同轴电位器R8与导引二极管D3的正极和集成芯片555的7脚连接，导引二极管D3的正极经同轴电位器R7分别与集成芯片555的8脚和4脚连接。集成芯片555的3脚输出周期从10MS到30MS可随意调整的方波信号，连同1/2f，1/10f脉冲群一同输入到角发器IC4、与非门IC5、或非门IC6电路中，经六反相器IC7，形成十二波头超音频，间隔可从40MS至120MS连续可调的脉冲群，分别送到功率放大器。
工作原理1、该装置产生的超音频通过换能器转变为超音频振动作用到锅炉及热交换器的管束及管道内的水中，使水产生超音频凝聚现象，即悬浮在水中的微粒杂质凝集成较大颗粒的凝团而沉淀，由于金属管壁和水对超音频振动的频率响应不同，因此，金属和水之间产生高速的相对运动，使得较大颗粒的凝团根本无法静止的粘固在管壁的表面，而是呈现为悬浮性絮状物，这些絮状物通过排污即可轻易排除，以此达到了防垢的目的。
2、超音频振动作用于结垢的金属管道及受热面上，使得金属管壁、水垢、水同时随之振动，但由于金属、水垢和水的惯性和弹性不同，频率响应不同，使之三者间产生不同步振动，长时间的不同步振动，逐渐使水垢产生微小裂缝，裂缝形成后，随之产生毛细现象，使水急速的沿裂缝进入水垢的里层，这极微小的水进入水垢和管壁的夹缝后，直接受高温管壁加热，体积急剧膨胀，产生气泡后爆破，推动水垢脱离管壁而脱落。与此同时，微小的水流还将储藏在管子表面的氧气带走，减少了金属表面的氧化腐蚀，这就会大大提高锅炉及换热器的使用寿命。
超音频脉冲防垢、除垢装置的优点1、使用的水不需进行化学软化处理，节省了基本建设、购买化学药剂及运行维护等巨额费用。
2、防垢和除垢效果明显，使锅炉及热交换器始终保持在最佳的状态下运行，减少了企业的能源损失，提高了设备运行的经济性和安全性。
3、实现了设备在线防垢和除垢，不再需要停产进行化学清洗，减少了大量资金及环境污染。避免了设备腐蚀及停产造成的损失。
4、减少了由于结垢而附带造成的锈垢和气体引起的腐蚀，提高了设备的使用寿命。
5、该防垢、除垢装置体积小、重量轻、免维护程度高、安装简便、不需要改变和破坏锅炉及热交换器的结构。
6、该装置耗用功率小，每小时耗电不超过0.2度，运行费用极低。
7、通过适当减小R3的阻值，增大RW的阻值，使R3+R4+RW的值不变，便可拓宽超声频率的范围。
8、本装置间断脉冲的间断时间可连续可调，间隔可以从40MS至120MS连续可调的脉冲群，从而可满足不同垢物的防垢除垢需要。使超音频脉冲、防垢、除垢装置具有最佳的防垢、除垢能力。
图1是本实用新型一种实施例的外观示意图。
图2是磁致换能器结构示意图。
图3是音频信号源、功率放大器电路原理图。
图4是磁致换能器控制电路原理图。
具体实施方式
超音频脉冲防垢、除垢装置，包括主机1、至少一个磁致换能器2。主机1输出的超音频脉冲信号通过电缆3、插头4与磁致换能器2的插座5插接。主机1内装设有超音频信号源和功率放大器。
超音频信号源电路，包括三极管T1、T2、集成电路IC1、电阻R1-R10、多圈电位器RW、电容C0-C5、二极管D1-D4、二分频器IC2、十分频器IC3及集成电路IC4、IC5、IC6，为触发器，与非门、或非门电路，还包括六反向相器IC7。T1基极经R2接T2的基极，并经R1接T1的发射极，T1的发射极接IC1的13脚和8脚，T1的集电极回接T1的基极。T2的基极经C1接地，发射极接RW的移动端，集电极接IC1的11脚。IC1的6脚接VCC，5脚接IC2的11脚。IC1的12脚接IC4的3脚。IC2的14脚接IC4的6脚、2脚。IC2的2脚、3脚接IC6的2脚、13脚和IC5的12脚。IC3的14脚接IC6的5脚、IC4的9脚、IC3的8脚接IC6的4脚、IC7的3脚。IC3的2脚、3脚接IC7的8脚。IC4的8脚接IC6的13脚，IC4的11脚接IC5的5脚。IC4的6脚接IC5的9脚。IC5的1脚接IC6的3脚、IC5的2脚接IC6的11脚、IC5的6脚接IC7的1脚。IC6的6脚接IC7的9脚、IC6的1脚接IC7的4脚。IC7的13脚接集成芯片555的3脚，集成芯片555的1脚接地，其5脚经抗干扰电容C0接地，其6脚分别接二极管D3的负极和二极管D4的正极，并经电容C3接地，二极管D4的负极经同轴电位器R8与二极管D3的正极连接，二极管D3的正极经同轴电位器R7分别与集成芯片555的8脚和4脚连接。集成芯片555的3脚的输出端与IC7的13脚连接，输出周期从10MS到30MS可随意调整的方波信号。
功率放大器，由功率管IGBT1与其驱动电路组成的电路和功率管IGBT2与其驱动电路组成的电路构成。IGBT1的驱动电路包括电容C7、电阻R11、R12、R16、三极管T3、T4、二极管D8、D5、变压器B和线圈L1。电容C7一端接IC7的6脚，一端接T3的基极，并经R16接地。C7、R16组成积分电路。T3的发射极接T4的基极。T3和T4的集电极接变压器B的初级线圈的一端，初级线圈的另一端接VCC。T3、T4的集电极经二极管D8接B初级线圈的另一端。变压器B的次级线圈一端接IGBT1的发射极，另一端经R11接IGBT1的栅极。IGBT1的发射极接线圈L1，并经电容C6接变压器B1的次级线圈的一端，线圈L1缠绕在磁致换能器2的铁芯6的左柱体10上。功率管IGBT2与其驱动电路和IGBT1与其驱动电路在结构上相同，IGBT2的驱动电路包括电容C8、电阻R13-R15、三极管T5、T6、二极管D6、D7和变压器B1，电容C8一端接IC7的2脚，一端接T5的基极，并经R13接地。C8、R13组成积分电路。T5的发射极接T6的基极。T5和T6的集电极接变压器B1的初级线圈的一端，初级线圈的另一端接VCC。T5、T6的集电极经二极管D6接B1初级线圈的另一端。变压器B1的次级线圈一端接IGBT2的发射极，另一端经R14接IGBT2的栅极。IGBT2的集电极接线圈L2和电容C6，其线圈L2缠绕在铁芯6的右柱体11上。除线圈L1、L2外其余电器元件都在主机内。
磁致换能器，包括保护套7、铁芯6、插座5、振动传送杆9。铁芯6装在保护套7内，插座5固设在保护套7的后端，振动传送杆9装设在保护套7的前端。在振动传送杆9上固设有多个环状散热片8。
上述功率管IGBT对栅极驱动电路的特殊要求，本装置采用的电路是来自控制脉冲形成单元的脉冲信号经高频复合管放大。因IGBT处于主电路地位，它的集电极直接与负载相连，有较高的工作电压。而经高频复合管放大的脉冲驱动信号有独立的电源工作电压较低，所以脉冲驱动电路通过隔离脉冲变压器B间接传送驱动信号。脉冲变压器采用导磁高，损耗小的锰锌磁罐。磁罐脉冲变压器漏磁小，传输脉冲的频率可以较高(一般可高达100KHz)。加之本装置工作频率较高，IGBT自身所需驱动电流又很小，所以脉冲变压器的体积可以做的很小。脉冲变压器次级通过电阻R11、R12与IGBT的栅极相连。R11、R12防止IGBT栅极开路，并提供充放电通站与R11并联的二极管为加速二极管，使给IGBT栅极充电的电流增大，从而提高IGBT的开关速度。由于磁致换能器直接安装在锅炉，换热器的表面上，其表面都有一定的温度，可高达70℃-100℃。换能器铁芯在线圈流过高频脉冲电流时也会产生热量，这样换能器本身就应具有良好的散热性能。本装置换能器传送杆带有散热片就为此而设计的。因铁芯也有一定的温度且常年不间断工作，线圈采用高温导线绕制。
铁芯采用银铜焊同传送杆相连，为保证焊接牢固，银铜不可避免要渗入铁芯中，为了保证焊接端铁芯不增加磁阻，铁芯焊接面的宽度要增加2mm。换能器与主机相连用的插头插座也可采用高温插头插座，以充分保证装置稳定可靠的工作。
权利要求1.超音频脉冲防垢、除垢装置，包括主机和多个磁致换能器，主机内装设有音频信号源和功率放大器，功率放大器的信号输出端通过电缆与磁致换能器的信号输入接线端子连接，其特征在于所述的超音频信号源一路由晶体管T1、T2、集成电路IC1、电阻R1、R2、R3、R4、多圈电位器RW及电容C1组成，产生15KHZ-45KHZ频率可调的超音频信号f，经整形、二分频器IC2、十分频器IC3产生频率分别为1/2f，1/10f脉冲群；另一路由集成芯片555，二个导引二极管D3、D4、抗干扰电容C0、二个同轴电位器R7、R8及电容器C3组成，集成芯片555的1脚接地，其5脚经抗干扰电容C0接地，其6脚分别接导引二极管D3的负极和导引二极管D4的正极，并经电容C3接地，导引二极管D3的负极经同轴电位器R7与导引二极管D1的正极和集成芯片555的7脚连接，导引二极管D1的正极经同轴电位器R1分别与集成芯片555的8脚和4脚连接，集成芯片555的3脚输出周期从10MS到30MS可随意调整的方波信号，该方波信号连同1/2f，1/10f脉冲群一同输入到角发器IC4、与非门IC5、或非门IC6电路中，经六反相器IC7，形成十二波头超音频，间隔可从40MS至120MS连续可调的脉冲群，分别送到功率放大器。
专利摘要超音频脉冲防垢、除垢装置，包括主机和多个磁致换能器，主机内装设有音频信号源和功率放大器，功率放大器的信号输出端通过电缆与磁致换能器的信号输入接线端子连接，其特点在于所述的超音频信号源一路由晶体管T
文档编号B08B9/02GK2757932SQ20052008897
公开日2006年2月15日 申请日期2005年1月17日 优先权日2005年1月17日
发明者赫文祥, 张勃, 回宝胜 申请人:天津勃盛科技发展有限公司