本實用新型涉及超聲波設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域,具體是一種管道型超聲波設(shè)備。
背景技術(shù):
常見的超聲波震子安裝面為平面型,如用膠粘接到平整的槽體外側(cè),再配以超聲波信號發(fā)生器驅(qū)動,就形成槽式超聲波清洗機;如用膠粘接在密封的長方體金屬盒內(nèi),就形成超聲波震板,可以投入放置在其它容器內(nèi)使用,以上種種情況,均要求震子安裝面是平的,粘接對象也是平面的;無論是槽式超聲波還是投入式超聲波震板,在使用時通過一些輔助配套,可實現(xiàn)諸多應用,如:在槽內(nèi)設(shè)置繞線輪,將金屬絲等線材從槽體一端進,另一端出,中間部分經(jīng)過超聲波區(qū)域,這樣就實現(xiàn)金屬線材的表面清洗;如向槽內(nèi)倒入待均勻或反應的物料和液體,可達到快速均勻或催化反應,如實驗室做的小批量混合實驗,催化反應等。
目前用在清洗領(lǐng)域的多是槽式超聲波清洗機或者投入式超聲波震板,由于標準型超聲波震子安裝面是平面的,所以要求安裝對象也是平面的,這就造成很多局限性:組裝時多以矩形分布形式安裝到槽體的外平面上或者金屬盒的內(nèi)面上,由于槽體容積較大,導致槽內(nèi)功率密度較小,功率密度小,常常導致清洗效率低,清洗效果不理想,如清洗高速運動的線材等,在此情況下可以降低走線速度以便改善清洗效果,但是走線速度慢了會直接導致產(chǎn)量降低,由于能耗不變,也會導致成本大幅上升;槽式超聲波由于是敞開式結(jié)構(gòu)無法承受壓力;如作用于污水處理等,如果進液多,出液少,將會漫出,如果進液少,出液多,槽內(nèi)如果沒有液體會損壞超聲波設(shè)備,所以在此應用領(lǐng)域有局限性;目前市場上有采用平面型震子安裝成的超聲波勻質(zhì)器,其首先是將震子加工到平板上,然后整體焊接在管路切割面上使用,雖然可以實現(xiàn)管路中有超聲波效果,但是此類設(shè)備由于結(jié)構(gòu)不規(guī)則,導致容器內(nèi)超聲波分布不均衡,會存在盲區(qū),同時每家企業(yè)造型不一,接口各異,無法實現(xiàn)標準化。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型的目的在于提供一種管道型超聲波設(shè)備,以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。
為實現(xiàn)上述目的,本實用新型提供如下技術(shù)方案:
一種管道型超聲波設(shè)備,包括超聲波發(fā)生器;弧形超聲波震子和不銹鋼金屬圓管,所述不銹鋼金屬圓管兩端設(shè)置有標準接頭,所述不銹鋼金屬圓管外側(cè)均勻設(shè)置有多個弧形超聲波震子;弧形超聲波震子通過信號連接導線與超聲波信號發(fā)生器連接,形成的管道型超聲波設(shè)備。
作為本實用新型進一步的方案:所述不銹鋼金屬圓管采用標準圓管加工。
作為本實用新型再進一步的方案:所述標準接頭包括快接式,法蘭式和螺紋式。
作為本實用新型再進一步的方案:所述多個弧形超聲波震子對稱分布在不銹鋼金屬圓管上。
作為本實用新型再進一步的方案:所述弧形超聲波震子加工成弧形安裝面,直接安裝在不銹鋼金屬圓管上。
管道型超聲波設(shè)備的功率參數(shù)(管長1米單元):采用60W/只超聲波震子,共計18只,圓管采用外徑63MM內(nèi)徑60MM的不銹鋼圓管,長度1米加工,各項參數(shù)如下:
整套單元功率:P=18只震子*60W/只=1080W
圓管容積:半徑R=30MM
長度L=1000MM
容積V=L*3.14*R*R=1000*3.14*30*30=2826000(立方毫米)=0.002826立方
功率密度β1=P/V=1080W/0.002826立方=382165.6W/立方。
12頭標準槽式超聲波設(shè)備功率參數(shù):內(nèi)槽長度440MM,寬度330MM,深度300MM,合計12個震子,
震子功率60W/只
總功率P=12個震子*60W=720W
容積V=長*寬*深=440*330*300=43560000立方毫米=0.04356立方
功率密度β2=P/V=720W/0.04356立方=16528.9W/立方
管道型超聲波設(shè)備功率密度相對于槽式超聲波功率密度比較(K):
K=β1/β2=382165.6/16528.9=23.12
說明在管道型超聲波設(shè)備內(nèi)部的功率密度是槽式超聲波設(shè)備的20倍以上,如此高強度的超聲波,將獲得更高效更快的超聲波空化效應,以及更快速的均勻擴散的效果等;
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實用新型的有益效果是:本實用新型提供一種管道型超聲波設(shè)備,結(jié)構(gòu)新穎,管道型的結(jié)構(gòu)設(shè)計大大有利于獲得功率密度,進而取得更高效更快的超聲波空化效應,以及更快速的均勻擴散的效果等;本實用新型弧形超聲波震子的造型設(shè)計新穎,配合管型結(jié)構(gòu)設(shè)計,裝配獨特,某些領(lǐng)域應用性強,如金屬線材超聲波清洗、超聲波化學反應催化、超聲波勻質(zhì)器、流體超聲波處理等;本實用新型采用單元模塊式設(shè)計,可配置成標準長度為一個單元模塊,兩端接口為標準接口,可串聯(lián)、并聯(lián)擴展使用,使用形式可多樣,水平、垂直設(shè)置傾斜均可。
附圖說明
圖1為管道型超聲波設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為管道型超聲波設(shè)備的橫截面圖。
圖中:1-超聲波發(fā)生器、2-信號連接導線、3-標準接頭、4-弧形超聲波震子、5-不銹鋼金屬圓管。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施方式對本專利的技術(shù)方案作進一步詳細地說明。
請參閱圖1-2,一種管道型超聲波設(shè)備,包括超聲波發(fā)生器1;弧形超聲波震子4和不銹鋼金屬圓管5,所述不銹鋼金屬圓管5采用標準圓管加工,兩端設(shè)置有標準接頭3,所述標準接頭3包括快接式、法蘭式和螺紋式;便于實現(xiàn)模塊化產(chǎn)品,可根據(jù)需要進行串聯(lián)或者并聯(lián),以滿足更廣泛需要;所述不銹鋼金屬圓管5外側(cè)均勻設(shè)置有多個弧形超聲波震子4,所述多個弧形超聲波震子4對稱分布在不銹鋼金屬圓管5上;所述弧形超聲波震子4加工成弧形安裝面,直接安裝在不銹鋼金屬圓管5上;弧形超聲波震子4通過信號連接導線2與超聲波信號發(fā)生器1連接,形成的管道型超聲波設(shè)備。
本實用新型的工作原理是:工作時,超聲波發(fā)生器發(fā)出30KHZ左右的超聲波信號,通過導線傳導到各個震子,超聲波震子統(tǒng)一發(fā)出同樣的震動信號傳導到不銹鋼金屬圓管上,通過不斷的重復,在圓管內(nèi)產(chǎn)生致密的超聲波空化泡,這些氣泡在超聲波傳播的負壓區(qū)形成、生長,而在正壓區(qū)迅速閉合。在這種被稱之為“空化”效應的過程中,氣泡閉合可形成超過 1000 個氣壓的瞬間高壓,連續(xù)不斷地產(chǎn)生瞬間高壓就象一連串小“爆炸”不斷地沖擊物件表面,隨著空化泡的不斷產(chǎn)生和破裂,將極大的提供各種有利于化學反應的催化條件以及對零件表面的清潔作用;由于結(jié)構(gòu)新穎,導致功率強度是槽式的20倍強度以上,所以清洗更高效,速度更快,如各種線材拉拔生產(chǎn)后的清洗,可作為線材超聲波清洗機
由于兩端接口標準,可以組成閉環(huán)回路,可容許一定壓力的使用場合,如加藥管路,混料管路,污水藥劑處理等,在液體流經(jīng)管道時,可被超聲波催化,可作超聲波催化器;由于是加工在圓管外圍,導致聲波從四周向圓管內(nèi)傳導,聲波在管內(nèi)更均勻,無盲區(qū),作為超聲波勻質(zhì)效果更佳;可對稱式設(shè)計,能量密度更高;可預防管路內(nèi)結(jié)垢;采用標準圓管加工,接口可標準化,如快接式,法蘭式,螺紋式等,便于實現(xiàn)模塊化產(chǎn)品,可根據(jù)需要進行串聯(lián)或者并聯(lián),以滿足更廣泛需要。
上面對本專利的較佳實施方式作了詳細說明,但是本專利并不限于上述實施方式,在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi),還可以在不脫離本專利宗旨的前提下做出各種變化。