專利名稱：水冷式大功率超聲波換能器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于超聲波換能器和水冷應用技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種水冷式大功率超聲波換能器。
背景技術(shù)：
超聲波換能器工作時溫度過高將導致超聲波換能器性能衰減或無法長時間正常工作，甚至導致超聲波換能器損壞。超聲波換能器工作時溫度升高的主要原因是在電能與聲能轉(zhuǎn)換過程中，因渦流而產(chǎn)生熱量；工作環(huán)境溫度高。小功率超聲波換能器及工作在脈沖狀態(tài)下的大功率超聲波換能器發(fā)熱量都較小，一般不需要設(shè)專用冷卻系統(tǒng)。但對于連續(xù)工作或工作在高溫環(huán)境中的大功率超聲波換能器而言，自然冷卻無法將換能器溫度降至正常工作溫度，不斷積聚的熱量使換能器溫度很快超過正常工作溫度范圍，導致?lián)Q能器效率降低或損壞。目前，大功率超聲波換能器基本上采用軸流風機進行降溫，也就是風冷方式。這種冷卻方式在大功率換能器發(fā)熱量小、工作環(huán)境溫度低的情況下可以使換能器工作在正常溫度范圍內(nèi)，一旦大功率超聲波換能器發(fā)熱量大、工作環(huán)境溫度高時，就無法滿足換能器的散熱要求，導致?lián)Q能器溫度不斷升高超過正常工作溫度；另外 軸流風機不斷將工作環(huán)境空氣中的粉塵等雜質(zhì)吹到換能器上，當空氣濕度大時使換能器絕緣電阻下降，造成換能器內(nèi)部電極短路或打火，在需要防爆的場合無法運用。
發(fā)明內(nèi)容為解決上述技術(shù)不足，本實用新型提供一種散熱效果好、適用范圍廣的水冷式大功率超聲波換能器，其不但能夠滿足其自身的散熱要求，而且能夠連續(xù)穩(wěn)定高效率工作在聞溫、易爆、粉塵等惡劣環(huán)境中。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案為:前蓋板與后蓋板之間設(shè)有兩個以上壓電陶瓷元件，相鄰壓電陶瓷元件之間設(shè)有電極片；用于固定內(nèi)筒的法蘭設(shè)置于前蓋板與后蓋板之間；所述前蓋板、壓電陶瓷元件、電極片、法蘭、后蓋板經(jīng)預應力螺桿裝配在一起形成換能器主體；所述換能器主體外部設(shè)有內(nèi)筒；內(nèi)筒外部設(shè)有外筒；所述法蘭與內(nèi)筒固定連接；所述內(nèi)筒與換能器主體之間填充有導熱劑；所述外筒與內(nèi)筒之間為用于冷卻水通過的空腔。所述外筒下部設(shè)有冷卻水進水口，上部設(shè)有冷卻水出水口。所述內(nèi)筒上端與后蓋板接觸處設(shè)有密封圈，內(nèi)筒下端與前蓋板接觸處設(shè)有密封圈。所述外筒上端與內(nèi)筒接觸處設(shè)有密封圈，外筒下端與內(nèi)筒接觸處設(shè)有密封圈。所述內(nèi)筒下端設(shè)有外螺紋，所述外筒下端設(shè)有與內(nèi)筒上外螺紋配合連接的內(nèi)螺紋。所述內(nèi)筒上設(shè)有用于引出連接壓電陶瓷元件正負電極片的電纜的開孔。[0012]所述導熱劑為導熱硅脂、導熱液或?qū)嵊?。所述?nèi)筒、外筒采用銅、鋁、銅合金或鋁合金制成。本實用新型利用冷卻水連續(xù)流動將大功率超聲波換能器工作時產(chǎn)生的熱量帶走，使大功率超聲波換能器穩(wěn)定在正常工作溫度范圍內(nèi)，能夠連續(xù)穩(wěn)定高效率工作在高溫、易爆、粉塵等惡劣環(huán)境中，避免大功率超聲波換能器因溫度過高導致性能衰減或無法長時間正常工作或損壞，延長換能器的使用壽命。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，使用安裝方便。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:1、預應力螺桿；2、螺母；3、后蓋板；4、壓電陶瓷元件；5、電極片；6、前蓋板；
7、電纜；8、法蘭；9、內(nèi)筒；10、外筒；11、0型密封圈；12、冷卻水進水口 ；13、冷卻水出水口。
具體實施方式
圖1中，后蓋板3和前蓋板6之間裝有壓電陶瓷元件4、電極片5和法蘭8。預應力螺桿I和螺母2將后蓋板3、壓電陶瓷元件4、電極片5、法蘭8連接固定在一起。內(nèi)筒9將壓電陶瓷元件4、電極片5、法蘭8經(jīng)O型密封圈11密封于其中。內(nèi)筒9中充滿導熱劑，由螺絲將內(nèi)筒9與法蘭8固定。連接壓電陶瓷元件4正負電極片5的電纜7從內(nèi)筒9頂部引出。在內(nèi)筒9外套外筒10，之間采用O型密封圈11密封。內(nèi)筒9底部外壁和外筒10底部內(nèi)壁設(shè)有螺紋，便于將內(nèi)筒9與外筒10緊固，內(nèi)筒9與外筒10之間通冷卻水。冷卻水進水管連接至外筒10上的冷卻水進水 口 12，冷卻水出水管連接至外筒10上的冷卻水出水口
13。在進水管接入連續(xù)流動的冷卻水。
權(quán)利要求1.一種水冷式大功率超聲波換能器，其特征在于:前蓋板(6)與后蓋板(3)之間設(shè)有兩個以上壓電陶瓷元件(4)，相鄰壓電陶瓷元件(4)之間設(shè)有電極片(5);用于固定內(nèi)筒的法蘭(8)設(shè)置于前蓋板(6)與后蓋板(3)之間；所述前蓋板(6)、壓電陶瓷元件(4)、電極片(5)、法蘭(8)、后蓋板(3)經(jīng)預應力螺桿(I)裝配在一起形成換能器主體；所述換能器主體外部設(shè)有內(nèi)筒(9);內(nèi)筒(9)外部設(shè)有外筒(10);所述法蘭(8)與內(nèi)筒(9)固定連接；所述內(nèi)筒(9)與換能器主體之間填充有導熱劑；所述外筒(9)與內(nèi)筒(8)之間為用于冷卻水通過的空腔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水冷式大功率超聲波換能器，其特征在于:所述外筒(10)下部設(shè)有冷卻水進水口( 12)，上部設(shè)有冷卻水出水口( 13)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水冷式大功率超聲波換能器，其特征在于:所述內(nèi)筒(9)上端與后蓋板(3)接觸處設(shè)有密封圈，內(nèi)筒(9)下端與前蓋板(6)接觸處設(shè)有密封圈。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水冷式大功率超聲波換能器，其特征在于:所述外筒(10)上端與內(nèi)筒(9)接觸處設(shè)有密封圈，外筒(10)下端與內(nèi)筒(9)接觸處設(shè)有密封圈。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水冷式大功率超聲波換能器，其特征在于:所述內(nèi)筒(9)下端設(shè)有外螺紋，所述外筒(10)下端設(shè)有與內(nèi)筒(9)上外螺紋配合連接的內(nèi)螺紋。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水冷式大功率超聲波換能器，其特征在于:所述內(nèi)筒(9)上設(shè)有用于引出連接壓電陶瓷元件正負電極片的電纜(7)的開孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水冷式大功率超聲波換能器，其特征在于:所述導熱劑為導熱硅脂、導熱液或?qū)嵊汀?br> 8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水冷式大功率超聲波換能器，其特征在于:所述內(nèi)筒(9)、外筒(10)采用銅、鋁、銅合金或鋁合金制成。
專利摘要一種水冷式大功率超聲波換能器，前蓋板與后蓋板之間設(shè)有兩個以上壓電陶瓷元件，相鄰壓電陶瓷元件之間設(shè)有電極片；用于固定內(nèi)筒的法蘭設(shè)置于前蓋板與后蓋板之間；所述前蓋板、壓電陶瓷元件、電極片、法蘭、后蓋板經(jīng)預應力螺桿裝配在一起形成換能器主體；所述換能器主體外部設(shè)有內(nèi)筒；內(nèi)筒外部設(shè)有外筒；所述法蘭與內(nèi)筒固定連接；所述內(nèi)筒與換能器主體之間填充有導熱劑；所述外筒與內(nèi)筒之間為用于冷卻水通過的空腔。本實用新型利用冷卻水連續(xù)流動將大功率超聲波換能器工作時產(chǎn)生的熱量帶走，使大功率超聲波換能器穩(wěn)定在正常工作溫度范圍內(nèi)，能夠連續(xù)穩(wěn)定高效率工作在高溫、易爆、粉塵等惡劣環(huán)境中。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，使用安裝方便。
文檔編號B06B1/06GK203108765SQ20132008018
公開日2013年8月7日 申請日期2013年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月21日
發(fā)明者楊奇 申請人:湖北瑜暉電子科技有限公司