专利名称：全自动超大功率工业管道超声波防垢、除垢装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种防、除垢装置，特别是一种利用超声波脉冲进行防垢、除垢的装置。
背景技术：
目前，锅炉及各种以水为介质的换热器等受热面结垢问题一直困扰人们的重大难题，然而锅炉及各种以水为介质的换热器等水垢的成份十分复杂，采用一般的化学除垢方式不能对其充分清除，而且传统的除垢方式，需要耗费大量的人力，对操作人员的要求也很好。由于脉冲超声波具有很大的功率范围和更强的强度，因而利用超声波脉冲进行防垢、除垢得到了越来越多的研究。现在，一般来说，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。但是，有结垢问题的管道和设备多种多样，其内部结构更是复杂多变，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，即占空比的要求也不同。中国专利CN2585165公开了一种“超声波脉冲防垢、除垢装置”，该装置超声波的频率范围仅为15KH-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、防垢的需要，限制了其使用范围。
发明内容本实用新型的目的在于克服上述技术中存在的不足之处，提供一种结构简单、设计合理，装置不仅可以在不同的锅炉和换热器中使用，而且其智能化程度高，操作简单的全自动超大功率工业管道超声波防垢、除垢装置。为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是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伸缩换能器的信号输入接线端子连接，外部震动传感器装于磁致伸缩换能器上，其与主机之间由传感信号处理电路连接，所述的超声波信号源由六路超声波专用集成电路U601极其外围元件组成，产生11ΚΗζ-75ΚΗζ频率可调的超声波信号，并由PA、PB、PC、PD输出至IGBT驱动电路中，其中，U601第16脚与电阻R607连接，R607与多圈电位器R608连接，R607与R608串联并与电容器C612并联。本实用新型的优点是(1)本实用新型所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)本实用新型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，实现了设备在线防垢和除垢；(3)本实用新型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；(4)本实用新型体积小、重量轻、安装简便、不需要改变和破坏锅炉及热交换器的结构；[0010](5)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。使超声波脉冲防垢、除垢装置具有最佳的防垢、除垢能力。
图1是本实用新型的电路原理图；图2是主机中超声波振荡源部分电路原理图；图3是主机中IGBT驱动电路原理图；图4是主机中功率输出及励磁部分电路原理图；图5是主机中中控及频率显示部分电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细描述。由图1 一图5可知，本实用新型主机1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伸缩换能器2的信号输入接线端子连接，外部震动传感器3装于磁致伸缩换能器2上，其与主机1之间由传感信号处理电路4连接，所述的超声波信号源由六路超声波专用集成电路U601极其外围元件组成，产生11ΚΗζ-75ΚΗζ频率可调的超声波信号，并由PA、PB、PC、PD输出至IGBT驱动电路中，其中，U601第16脚与电阻R607 连接，R607与多圈电位器R608连接，R607与R608串联并与电容器C612并联。所述的IGBT驱动电路由4路组成，每部分都由核心光耦TO1-U54及其外部元件构成，其中U601的接口 J515、J525、J535和J545分别接接口 U51、U52、U53和U54的光耦中， 开关三极管Q511、Q521、Q531、Q541的基极接有限流电阻R514、R524、R534和R544，IGBT驱动电路输出端J512、J513-J542、J543用双绞线连接到功率输出端Gl、E1-G4、E4端。本实用新型在该装置在的主机1控制下，将产生的超声波通过磁致伸缩换能器2 转变为超声波振动作用到锅炉及热交换器的管束及管道内的水中，使水产生超声波凝聚现象，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声波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。超声波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。外部震动传感器3用于拾取磁致伸缩换能器2的振动频率，传感信号处理电路4将此信号处理后传输至主机1。
权利要求1.一种全自动超大功率工业管道超声波防垢、除垢装置，包括主机(1)、磁致伸缩换能器(2)、外部震动传感器C3)和传感信号处理电路，其特征在于主机(1)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伸缩换能器O)的信号输入接线端子连接，外部震动传感器⑶装于磁致伸缩换能器⑵上，其与主机⑴之间由传感信号处理电路(4)连接，所述的超声波信号源由六路超声波专用集成电路TOOl极其外围元件组成，产生11ΚΗζ-75ΚΗζ频率可调的超声波信号，并由PA、PB、PC、PD输出至IGBT驱动电路中，其中，U601第16脚与电阻R607连接，R607与多圈电位器R608连接，R607与R608 串联并与电容器C612并联。
2.根据权利要求1所述的全自动超大功率工业管道超声波防垢、除垢装置，其特征在于所述的IGBT驱动电路由4路组成，每部分都由核心光耦及其外部元件构成，其中U601的接口 J515、J525、J535和J545分别接接口 U51、U52、U53和UM的光耦中，开关三极管Q511、Q521、Q531、Q541的基极接有限流电阻R514、R524、R534和R544，IGBT驱动电路输出端J512、J513-J542, J543用双绞线连接到功率输出端Gl、E1-G4、E4端。
专利摘要本实用新型涉及一种全自动超大功率工业管道超声波脉冲防垢、除垢装置。它是在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伸缩换能器的信号输入接线端子连接，外部震动传感器装于磁致伸缩换能器上，其与主机之间由传感信号处理电路连接。本实用新型结构简单，成本低，防垢、除垢效果好，能有效提高设备的经济性、安全性和使用寿命。
文档编号B08B3/12GK201940395SQ20102060648
公开日2011年8月24日 申请日期2010年11月15日 优先权日2010年11月15日
发明者张伟光, 张锷, 荣宪伟 申请人:哈尔滨师范大学