一种用于水下防污损的超声波换能器密封装置的制作方法

1.本实用新型涉及水下超声波防污领域，尤其涉及一种用于水下防污损的超声波换能器密封装置。


背景技术：

2.水下生产系统以及海洋牧场等水下设施，长期静止于水下，藤壶、海虹等海洋污损生物极易在海洋结构物表面生长和附着，海生物的大量附着会使海管直径缩小，阻止海水的流动，造成阀门堵塞，换热器冷却效率降低，同时还会导致附着基的腐蚀穿孔，可能造成安全隐患和不可估量的经济损失。
3.目前，工程中使用较多的防污方法包括人工清除法、高压射流冲洗法、化学药剂加注法、重金属电解法、防污涂层法、紫外线防污法、海水电解法、超声波防污法等。超声波具有定向性强的优点，基于超声波技术的防污系统不会影响周边环境的海生物，可以减少对海洋生态系统的破坏。海生物污损程度受季节、气候、水深、附着基的影响大，基于超声波技术的防污系统，参数可调，控制简便，可根据实时情况调整工况，在保证防污效果的同时减少供电负担，节约投资成本。因此，超声波防污技术具有简单、经济、有效、环保等优点，既可以清除海生物在海水管线内壁和滤网上的附着，还可以杀死海生物幼体。
4.超声波换能器中的压电陶瓷片在工作时遇水会发生短路情况，为保证超声波换能器在水下环境中的正常工作，应设计适合的密封结构，保证其水密性。目前市场上常见的水下超声波换能器密封舱为全封闭密封舱，即超声波换能器辐射面不直接与海水接触，而是通过超声波耦合剂粘在密封舱的前盖上。此种形式的密封舱使得超声波换能器发出的超声波要通过密封舱的前盖才能进入水中，多个耦合界面增加了超声波的损耗；同时，将超声波换能器放置在一个全封闭的舱体内，对超声波换能器的散热效果也产生一定的影响，而换能器温度的变化会使换能器工作性能变差。


技术实现要素：

5.针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种用于水下防污损的超声波换能器密封装置，以解决上述背景技术中存在的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种用于水下防污损的超声波换能器密封装置，包括换能器防水接头、密封舱体、电缆防水接头、舱盖和超声波换能器；其中，所述超声波换能器的前端与所述换能器防水接头旋合连接，且所述超声波换能器的辐射面与所述换能器防水接头的上端面平齐，所述超声波换能器的辐射面直接与外部介质相接触；所述密封舱体的两端均为开口端，所述换能器防水接头密封连接在所述密封舱体的前开口端，所述超声波换能器容置在所述密封舱体内部；所述舱盖密封连接在所述密封舱体的后开口端，以实现所述密封舱体的整体密封；所述电缆防水接头安装在所述密封舱体侧壁或所述舱盖处，所述超声波换能器的电缆通过所述电缆防水接头引出后接至超声波发生器。
7.所述的超声波换能器密封装置，优选地，所述超声波换能器的前盖板侧壁上形成有限位槽，所述限位槽固定有密封圈，所述超声波换能器、密封圈与所述换能器防水接头三者紧密贴合。
8.所述的超声波换能器密封装置，优选地，所述舱盖采用螺纹或法兰的形式与所述密封舱体相连接。
9.所述的超声波换能器密封装置，优选地，所述换能器防水接头与所述密封舱体之间的连接处，以及所述舱盖与所述密封舱体之间的连接处均通过密封胶和密封垫进行水密处理。
10.所述的超声波换能器密封装置，优选地，所述密封舱体内添加有导热油或设置有导热片。
11.所述的超声波换能器密封装置，优选地，还包括安装底板，所述换能器密封装置水平放置于所述安装底板上，并利用u型箍将所述密封舱体与所述安装底板紧固连接。
12.所述的换能器密封装置，优选地，所述换能器防水接头的尺寸与所述超声波换能器相匹配。
13.所述的超声波换能器密封装置，优选地，所述密封舱体的内径略大于所述超声波换能器的辐射面外径。
14.所述的超声波换能器密封装置，优选地，所述换能器防水接头、密封舱体和电缆防水接头均采用316l耐蚀不锈钢材质。
15.本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
16.1、本实用新型将超声波换能器的辐射面直接与外部介质相接触，可以将超声波直接发射到水中，减少超声波在多个耦合界面的损耗，提高了超声波的利用效率。
17.2、本实用新型将超声波换能器辐射面直接与外部介质相接触，超声波换能器长时间工作所产生的一部分热量可通过超声波换能器的辐射面传导散热，另一部分热量可通过设置在密封舱体内的导热油或者导热片与密封舱体进行热交换，从而进行散热。
18.3、本实用新型在超声波换能器的前盖板上固定有密封圈，且密封圈与换能器防水接头紧密贴合，可以进一步增强水密性，减小超声波换能器工作异常的可能性。
附图说明
19.图1为本实用新型一实施例提供的超声波换能器密封装置的结构示意图；
20.图2为本实用新型的超声波换能器与密封圈的安装示意图；
21.图3为本实用新型一实施例提供的换能器密封装置的应用示意图。
22.图中各附图标记：
23.1-换能器防水接头；2-舱体；3-电缆防水接头；4-舱盖；5-u型箍；6-安装底板；7-超声波换能器；8-紧固螺栓；9-密封圈。
具体实施方式
24.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造
性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的系统或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
26.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“装配”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
27.本实用新型提供的用于水下防污损的超声波换能器密封装置，包括换能器防水接头、密封舱体、电缆防水接头、舱盖和超声波换能器；超声波换能器的前端与换能器防水接头旋合连接，其辐射面与换能器防水接头的上端面平齐且直接与外部介质相接触；密封舱体的两端开口，换能器防水接头密封连接在密封舱体的前开口端，超声波换能器容置在密封舱体内部；舱盖密封连接在密封舱体的后开口端，电缆防水接头安装在密封舱体侧壁或舱盖处。本实用新型将超声波辐射面直接与外界相连，减少超声波在多个界面的耦合损耗，确保产生的超声波以较小的损耗发射到水中；此外，本实用新型以工业成品的防水接头作为核心部件，具有结构简单、成本低、装配方便等优点。
28.下面，结合附图对本实用新型实施例提供的超声波换能器密封装置进行详细的说明。
29.如图1至图3所示，本实用新型提供的用于水下防污损的超声波换能器密封装置，包括换能器防水接头1、密封舱体2、电缆防水接头3、舱盖4和超声波换能器7。其中，换能器防水接头1的尺寸与超声波换能器7相匹配，超声波换能器7的前端与换能器防水接头1旋合连接，且超声波换能器7的辐射面与换能器防水接头1的上端面平齐，超声波换能器7的辐射面直接与外部介质相接触。密封舱体2的两端均为开口端，换能器防水接头1通过螺纹安装在密封舱体2的前开口端，且在两者连接部位做水密处理，超声波换能器7容置在密封舱体2内部。舱盖4紧固连接在密封舱体2的后开口端，以实现密封舱体2的整体密封。电缆防水接头3的位置根据超声波换能器7的安装形式确定，可安装在密封舱体2侧壁或舱盖4处，超声波换能器7的电缆通过电缆防水接头3引出后接至超声波发生器。
30.上述实施例中，优选地，超声波换能器7的前盖板侧壁上形成有限位槽，该限位槽固定有密封圈9，换能器防水接头1与超声波换能器7旋合拧紧后，超声波换能器7、密封圈9与换能器防水接头1三者紧密贴合，由此可以进一步增强水密性，减小超声波换能器工作异常的可能性。
31.上述实施例中，优选地，舱盖4可采用螺纹或法兰的形式与密封舱体2相连接，且换能器防水接头1与密封舱体2之间的连接处，以及舱盖4与密封舱体2之间的连接处均通过密封胶和密封垫进一步保证防水性能。
32.上述实施例中，优选地，可以根据需要向密封舱体2内添加导热油或在密封舱体2内设置导热片，由此可以通过设置导热油或导热片与密封舱体2进行热交换，从而进行散热。
33.上述实施例中，优选地，本实用新型应用在水下生产系统等水下结构物时，还包括安装底板6，换能器密封装置水平放置于安装底板6上，并利用u型箍5将密封舱体2与安装底板6紧固连接。
34.上述实施例中，优选地，密封舱体2的内径略大于超声波换能器7的辐射面外径。
35.上述实施例中，优选地，换能器防水接头1、密封舱体2和电缆防水接头3均采用316l耐蚀不锈钢材质，以保证海水中的使用年限。
36.本实用新型提供的用于水下防污损的超声波换能器密封装置在应用时，其装配和安装过程如下：
37.首先，将密封圈9固定于超声波换能器7前盖板侧壁的限位槽中，将超声波换能器7放置在换能器防水接头1内，用管钳将换能器防水接头1与超声波换能器7旋紧后，密封圈9与换能器防水接头1紧密贴合，可起到水密作用，超声波换能器7的辐射面与换能器防水接头1的上端面平齐可以减少防水接头对超声波换能器7工作时的影响，提高工作效率；
38.然后，将装配完超声波换能器7的换能器防水接头1与密封舱体2进行连接，通过螺纹密封胶实现连接处的水密；
39.再然后，将超声波换能器7的电缆通过电缆防水接头3进入舱内，将电缆芯线与超声波换能器端子接线并密封，拧紧电缆防水接头3实现电缆防水接头的水密；
40.最后，向密封舱体2内加注导热油或者安装导热片，将舱盖4安装在密封舱体2的后开口端。
41.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。