专利名称：全方位超声波除藻仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种超声波除藻仪，尤其是涉及一种全方位变频辐射超声波除藻 仪。
背景技术：
目前，日趋严重的水体富营养化(藻类大量繁殖而使水体水质恶化的一种现象) 已成为全球性的环境问题。藻类在大量死亡分解时不仅散发恶臭，还会大量消耗水中的氧 气，引起水质恶化，导致大量鱼类死亡，被称为“生态癌症”，是水体污染治理中的世界级难 题。尤为严重的是某些藻类会产生藻毒素，威胁人民的身体健康。因此提高水处理工艺对 藻类的去除率已成为日益迫切的问题。治理藻类泛滥方法，大体可概括为物理法、化学法和生物法。使用化学药剂除藻 法是需要向水中引入新的化学成分，对水体产生二次污染。使用生物法饲养一定的鱼 类，放养大型菌类和水生植物等，但如果投放的菌种稍有不当，也就会引起其它生态污染。 物理方法除藻仪有很多种如机械捞藻法、换水法、活性炭吸附法等等都需要花费大量人力 物力，开支十分巨大。而超声波除藻技术是近年来发展起来的治理环境的一种新型除藻技 术。超声波灭除藻具有操作方便、高效、无污染或减少污染的特点。超声波泛指频率在16kHz 以上的声波，是一种弹性机械波，能在水中产生一系列接近于极端的条件，如超过重力加速 度几万倍的质点加速度，空化泡破裂产生的瞬间高温和高压(4000K、500大气压)、急剧的 放电，以及强烈的冲击波和射流等。由此衍生的二次波、辐射压、声捕捉、自由基、氧化剂等 也可能较大程度地改变介质性质。超声波抑藻杀藻机理有破坏细胞壁、破坏气胞、破坏活性酶。高强度的超声波能 破坏生物细胞壁，使细胞内物质流出。藻类细胞的特殊构造是一个占细胞体积50%的气胞， 气胞控制藻类细胞的升降运动。超声波引起的冲击波、射流、辐射压等可以破坏气胞。水是 声波的良导体，这种高频波在水中传布，衰减很少，可以穿得很远。藻类细胞在超声波特定 频率作用下，产生共振，使细胞膜振裂，藻类即自行衰退灭亡，先上浮后下沉。同时，空化产 生的高温高压和大量自由基，可破坏藻细胞内活性酶和活性物质，从而影响细胞的生理生 化活性。此外，超声波引发的化学效应也能分解藻毒素等藻细胞分泌物和代谢产物。与传统常规的水处理装置与技术相比，超声波除藻仪设备简单，使用方便，效果持 久，能耗低。修复环境所需时间短；修复技术资金需要最小；不产生二次污染；原位修复可 使污染物在原地被清除，操作简便；运行成本很低，只要传统治污方法的8%左右。但是它 还有改进提高的地方。
实用新型内容本实用新型的目的在于解决上述的技术问题，提供一种可在大型水域中全方位去 除和控制多种藻类的装置，尤其是也能分解藻毒素等藻细胞分泌物和代谢产物的超声波除藻仪。[0007]本实用新型的目的通过以下技术方案来实现一种全方位超声波除藻仪，包括超声波发生器，用于输出高频信号；超声波换能 器，用于将所述高频信号转化为超声波信号发射；其中超声波换能器包括超声头，所述超 声头为中空的不锈钢圆管，具有底壁，侧壁和顶壁；连接线缆，穿过所述超声头的顶壁进入 中空部分，一端连接所述超声波发生器以输送高频信号，另一端分为正负两极，分别连接第 一电极片和第二电极片；压电陶瓷片，被所述第一电极片和第二电极片的高频信号驱动产 生超声波；超声波反射块；紧固螺栓，用于将压电陶瓷片和超声波反射块压紧在超声头的 底壁；所述超声头跟随压电陶瓷片的超声波信号，在超声头的径向全向范围内产生均勻的 超声波。进一步的，所述超声头的侧壁和压电陶瓷片之间设置有高温绝缘薄膜。进一步的，所述超声头的顶壁具有开口，开口中设有硅胶锥形密封塞，开口通过螺 纹结构配接有用于压紧硅胶锥形密封塞的紧固密封螺帽，所述连接线缆穿过硅胶锥形密封 塞和紧固密封螺帽进入超声头中空部分。本实用新型的有益效果主要体现在超声波除藻仪可向多个方向发出变频的超声 波信号，让单元变频超声波辐射范围更广更均勻，使其更有效地对大型水域的各种藻类进 行快速处理和控制，同时也能对水域中的多种细菌、病毒，有机物进行有效的处理和降解作用。
以下结合附图对本实用新型的具体实施方案作进一步说明 图1为本实用新型的具体实施方式
的超声波发生器的电路图。 图2为本实用新型的具体实施方式
的超声波换能器结构图。 图3为本实用新型的具体实施方式
的超声波换能器工作示意图。1超声头6高温绝缘薄膜 2压电陶瓷片7硅胶锥形密封塞 3电极片 8紧固密封螺帽 4超声波反射块9连接线缆5紧固螺栓 10超声波换能器
具体实施方式
有关本实用新型之前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式之较 佳具体实施方式
的详细说明中，将可清楚的呈现。然而本领域技术人员将意识到此处的参 考了附图的具体描述仅仅用于示例目的，本实用新型并不局限于此。通常，超声波除藻仪包括超声波发生器和超声波换能器两个部分。超声波发生器 连接外部电源，产生高频信号；超声波换能器将高频的电信号转化为超声波发射出去。目前 市场上所用超声波除藻仪的发射声波模式为纵向振动发射，存在使用范围的局限性。在本 实用新型的一种具体实施方式
中，其超声换能器设计成圆管形复合超声换能器，其可以在 径向全向范围内产生均勻的声辐射，达到有效地对大型水域的各种藻类进行快速处理和控 制。具体的，超声波换能器的超声头用不锈钢体加工成特定尺寸的圆管形体。由于声波在金属材料中的声速较高，金属(不锈钢)材料发射声波时幅度大和信号强，该超声头能径向 全向范围内产生均勻的声辐射，具有功率密度大、辐射效率高的特点；并且，由于不锈钢在 恶劣的水域中不易老化，寿命长，在本实用新型的一种具体实施方式
中，超声头既是多种超 声波谐振频率的发射源，又是作为密封和保护超声波压电陶瓷片，电极等的外壳。市场上所用超声波除藻仪的外部电源为市电，在本实用新型的一种具体实施方式中，超声波除藻仪的外部电源同时也能用太阳能或蓄电池，这样可节约能源，而且更适合在 大型水体中心和无电源供应的水体中使用。参照图1，超声波发生器是为超声波换能器提供变频信号的信号源，使超声波换 能器在谐振点产生不同的震荡频率，不同频率的高频波向水中传布从而对不同藻类产生共 振，裂解，和衰退死亡。该超声波发生器连接外部电源，由24V/3A的稳压电源、时钟控制器、 变频信号源、功率放大器和高频输出变压器等组成，其设计能满足220V电压或IlOV电压 供电或室外的蓄电池供电和太阳能供电等。在图1中，连接好超声波换能器后连接外部电 源，(可选择供电电源220V/AC或24V/DC电源)，经稳压电源给时钟控制器、变频信号源供 电，时钟控制器控制变频信号的周期，变频信号源为功率放大器提供变频信号，经高频输出 变压器隔离输出给超声波换能器，交变的高频信号，使换能器发出多频超声波。参照图2，超声波换能器10包括超声头1，该超声头1为中空的不锈钢圆管，具有 底壁，侧壁和顶壁；连接线缆9，穿过所述超声头1的顶壁进入中空部分，一端连接所述超声 波发生器以输送高频信号，另一端分为正负两极，分别连接一个电极片3，即第一电极片和 第二电极片；压电陶瓷片2，被所述第一电极片和第二电极片的高频信号驱动产生超声波， 在本实施方案中压电陶瓷片2为两片；超声波反射块4;紧固螺栓5，用于将压电陶瓷片2和 超声波反射块4压紧在超声头1的底壁；超声头1跟随压电陶瓷片2的超声波信号，在超声 头1的径向全向范围内产生均勻的超声波。所述超声头1的侧壁和压电陶瓷片2之间设置有高温绝缘薄膜6。所述超声头1的顶壁具有开口，开口中设有硅胶锥形密封塞7，开口通过螺纹结构 配接有用于压紧硅胶锥形密封塞的紧固密封螺帽8，所述连接线缆9穿过硅胶锥形密封塞7 和紧固密封螺帽8进入超声头1的中空部分。参照图3，本实用新型的超声波除藻仪能进行全方位的除藻，尤其能将位于水面之 下的藻类清除。尽管为示例目的，已经公开了本实用新型的优选实施方式，但是本领域的普通技 术人员将意识到，在不脱离由所附的权利要求书公开的本实用新型的范围和精神的情况 下，各种改进、增加以及取代是可能的。
权利要求一种全方位超声波除藻仪，其特征在于，包括超声波发生器，用于输出高频信号；超声波换能器，用于将所述高频信号转化为超声波信号发射；其中超声波换能器包括超声头，所述超声头为中空的不锈钢圆管，具有底壁，侧壁和顶壁；连接线缆，穿过所述超声头的顶壁进入中空部分，一端连接所述超声波发生器以输送高频信号，另一端分为正负两极，分别连接第一电极片和第二电极片；压电陶瓷片，被所述第一电极片和第二电极片的高频信号驱动产生超声波；超声波反射块；紧固螺栓，用于将压电陶瓷片和超声波反射块压紧在超声头的底壁；所述超声头跟随压电陶瓷片的超声波信号，在超声头的径向全向范围内产生均匀的超声波。
2.根据权利要求1所述的全方位超声波除藻仪，其特征在于，所述超声头的侧壁和压 电陶瓷片之间设置有高温绝缘薄膜。
3.根据权利要求1所述的全方位超声波除藻仪，其特征在于，所述超声头的顶壁具有 开口，开口中设有硅胶锥形密封塞，开口通过螺纹结构配接有用于压紧硅胶锥形密封塞的 紧固密封螺帽，所述连接线缆穿过硅胶锥形密封塞和紧固密封螺帽进入超声头中空部分。
专利摘要本实用新型提供了一种全方位超声波除藻仪，包括超声波发生器和超声波换能器，其中超声波换能器包括超声头，所述超声头为中空的不锈钢圆管，具有底壁，侧壁和顶壁；连接线缆，穿过所述超声头的顶壁进入中空部分，一端连接所述超声波发生器以输送高频信号，另一端分为正负两极，分别连接第一电极片和第二电极片；压电陶瓷片，被所述第一电极片和第二电极片的高频信号驱动产生超声波；超声波反射块；紧固螺栓，用于将压电陶瓷片和超声波反射块压紧在超声头的底壁；所述超声头跟随压电陶瓷片的超声波信号，在超声头的径向全向范围内产生均匀的超声波。本实用新型的有益效果是超声波除藻仪可向多个方向发出变频的超声波信号。
文档编号C02F1/36GK201729686SQ20102016437
公开日2011年2月2日 申请日期2010年4月21日 优先权日2010年4月21日
发明者兰昌文, 徐家发, 赵春生, 邱占成, 钱德初 申请人:苏州市华兴天和科技有限公司