一种用于管道的防垢与灭菌装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于管道的防垢与灭菌装置，该装置包括纵向换能器短节和超声波聚能短节，纵向换能器短节包括油管短节和沿油管短节轴向设置的夹心式超声波换能器，该换能器发出的超声波沿所述油管短节的轴向传播；超声波聚能短节包括油管短节和超声波聚能组，每个所述超声波聚能组包括至少一个变幅杆式超声波换能器，所述变幅杆式超声波换能器发出的超声波垂直作用于所述油管短节内的流体。通过夹心式超声波换能器的纵向波对管道内的流体进行第一次处理，然后利用超声波变幅杆改变第二功率超声换能器的超声波振动幅度，实现将超声能量集中在较小的面积上进行防垢，进而同时实现管道防垢和灭菌，并同时提高了防垢效果和效率。

【技术实现步骤摘要】
一种用于管道的防垢与灭菌装置
本专利技术涉及超声波防垢、灭菌领域
，尤其涉及一种用于管道的防垢与灭菌装置。
技术介绍
结垢及细菌腐蚀是生产系统中遇到的严重问题之一，结垢及细菌腐蚀可发生在生产系统的多个部位或环节，如流体集输、流体循环系统、污水处理及注水系统。它们所带来的危害使得污垢问题备受科学界和工程技术人员的广泛关注，已成为涉及国民经济众多产业和部门的一个急需解决的问题。因此，对结垢、灭菌问题的研究和解决是十分必要的。目前防垢及灭菌主要有化学、物理等方法，前者是加入防垢剂或化学药品，后者则是造成某种条件或改变外界条件来破坏成垢。这些方法不仅需要暂停设备影响生产，除垢效果不理想，而且使用化学药剂损坏管道严重影响环境。而超声波技术作为一种极具潜力的技术，具有投入少、见效快、对环境和设备无污染等特点，已展现了良好的前景。现有的一些超声波防垢设备或直接作用在管道外壁，以横波的形式传播，只能进行短距离、小范围的管道防垢并且受管道溶液流速影响很大，并且不具备杀菌功能。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术的目的是提供一种同时具备防垢和灭菌功能的用于管道的防垢与灭菌装置，以解决现有超声波防垢设备效率低、防垢效果差和不具备灭菌功能的问题。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种用于管道的防垢与灭菌装置，包括：纵向换能器短节，所述纵向换能器短节包括油管短节和沿所述油管短节轴向设置的夹心式超声波换能器，所述夹心式超声波换能器发出的超声波沿所述油管短节的轴向传播；超声波聚能短节，所述超声波聚能短节包括油管短节和至少一个超声波聚能组，每个所述超声波聚能组包括至少一个变幅杆式超声波换能器，所述变幅杆式超声波换能器安装在所述油管短节上，且所述变幅杆式超声波换能器发出的超声波垂直作用于所述油管短节内的流体；所述纵向换能器短节与超声波聚能短节连通，流体依次流经所述所述纵向换能器短节和超声波聚能短节。优选地，所述纵向换能器短节的数量为质数个，且各个所述纵向换能器短节连通。优选地，所述超声波聚能短节包括质数个所述超声波聚能组，且各个所述超声波聚能组在所述油管短节的轴向上间隔设置。优选地，每个所述超声波聚能组包括质数个所述变幅杆式超声波换能器，且质数个所述变幅杆式超声波换能器绕所述油管短节的圆周分布。优选地，所述夹心式超声波换能器包括第一盖板、第二盖板、锁紧螺栓和压电陶瓷部，所述压电陶瓷部设置在所述第一盖板和所述第二盖板之间，所述锁紧螺栓穿过所述第一盖板、压电陶瓷部后与所述第二盖板连接。优选地，所述变幅杆式超声波换能器包括第一盖板、第二盖板、锁紧螺栓、压电陶瓷部、超声波变幅杆和超声波工具头，所述压电陶瓷部设置在所述第一盖板和所述第二盖板之间，所述锁紧螺栓穿过所述第一盖板、压电陶瓷部后与所述第二盖板连接，所述超声波变幅杆的一端与所述第二盖板连接，另一端与所述超声波工具头连接，所述超声波工具头伸入所述油管短节内。优选地，所述压电陶瓷部包括至少一个压电陶瓷环，每个所述压电陶瓷环的两端分别设有金属极板，且两端的所述金属极板分别作为该压电陶瓷环的电极。优选地，所述压电陶瓷部包括偶数个压电陶瓷环，相邻的压电陶瓷环的相邻端共用一个金属极板，作为两个相邻压电陶瓷环共用正极/负极。(三)有益效果本专利技术的上述技术方案具有如下优点：本专利技术提供的用于管道的防垢与灭菌装置，包括纵向换能器短节和超声波聚能短节，所述纵向换能器短节包括油管短节和沿所述油管短节轴向设置的夹心式超声波换能器，所述夹心式超声波换能器发出的超声波沿所述油管短节的轴向传播；所述超声波聚能短节包括油管短节和至少一个超声波聚能组，每个所述超声波聚能组包括至少一个变幅杆式超声波换能器，所述变幅杆式超声波换能器安装在所述油管短节上，且所述变幅杆式超声波换能器发出的超声波垂直作用于所述油管短节内的流体；所述纵向换能器短节与超声波聚能短节连通，流体依次流经所述所述纵向换能器短节和超声波聚能短节。通过夹心式超声波换能器的纵向波对管道内的流体进行第一次处理，然后利用超声波变幅杆改变第二功率超声换能器的超声波振动幅度，实现将超声能量集中在较小的面积上进行防垢，进而同时实现管道防垢和灭菌。附图说明图1是本专利技术实施例一用于管道的防垢与灭菌装置结构示意图；图2是本专利技术实施例一夹心式超声波换能器的结构剖面示意图；图3是本专利技术实施例一变幅杆式超声波换能器结构剖面示意图；图4是本专利技术实施例二用于管道的防垢与灭菌装置结构示意图。图中：1：主管道；2：纵向换能器短节；21：油管短节；22：夹心式超声波换能器；221：压电陶瓷部；2211：压电陶瓷环：2212：金属极板；222：第一盖板；223：第二盖板；224锁紧螺栓；3：横管；4：超声聚能短节；41：变幅杆式超声波换能器；411：超声波变幅杆；412：超声波工具头；5：超声波电源；6：闸阀。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中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专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，本专利技术实施例提供的用于管道的防垢与灭菌装置，该防垢与灭菌装置直接安装在主管道1上，其包括纵向换能器短节2和超声波聚能短节4，其中，纵向换能器短节2包括油管短节21和沿油管短节轴向设置的夹心式超声波换能器22，使夹心式超声波换能器22发出的纵波沿油管短节的轴向传播，管道内的流体在流经该换能器短节时，使流体中成垢物质在超声场作用下，其物理形态和化学性能发生一系列变化，使之分散、粉碎、松散、松脱从而不易附着管壁形成积垢。超声波聚能短节4，包括油管短节21和一个超声波聚能组，该超声波聚能组包括一个变幅杆式超声波换能器41，所述变幅杆式超声波换能器安装在所述油管短节上，改变超声波振动幅度，实现将超声能量集中在较小的面积上，并直接作用于油管短节内的流体，发生超声波空化作用，从而利用超声波空化作用实现灭菌。进一步地，夹心式超声波换能器22与超声波电源5之间还设有阻抗匹配器，即超声波电源5通过阻抗匹配器与夹心式超声波换能器22进行谐振频率与阻抗的匹配，有效降低了超声波换能器的发热量，提高其使用寿命。优选地，阻抗匹配器集成在超声波电源5内。夹心式超声波换能器22和变幅杆式超声波换能器41分别与超声波电源5连接。具体地，超声波电源5包括整流电路、逆变电路、驱动电路、信号控制电路、匹配网络、及相关保护电路，超声波电源5提供三相380V、50Hz工频交流电经整流电路整流后产生直流输出电压，输送至逆变电路，从而获得功率足够大的高频交流电压。信号控制电路产生一定频率的控制信号，经过驱动电路，推动逆变电路中的开关器件正常工作。所述逆变电路输出的高频交流电压通过匹配网络可以高效率、最大功率地输送至夹心式超声波换能器22和变幅杆式超声波换能器41。如图2所示，夹心式超声波换能器22包括第一盖板222、第二盖板223、锁紧螺栓224和压电陶瓷部221，其中，压电陶瓷部221设置在第一盖板222和第二盖板223之间，锁紧螺栓224穿过第一盖板222和压电陶瓷部221后与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于管道的防垢与灭菌装置，其特征在于，包括：纵向换能器短节，所述纵向换能器短节包括油管短节和沿所述油管短节轴向设置的夹心式超声波换能器，所述夹心式超声波换能器发出的超声波沿所述油管短节的轴向传播；超声波聚能短节，所述超声波聚能短节包括油管短节和至少一个超声波聚能组，每个所述超声波聚能组包括至少一个变幅杆式超声波换能器，所述变幅杆式超声波换能器安装在所述油管短节上，且所述变幅杆式超声波换能器发出的超声波垂直作用于所述油管短节内的流体；所述纵向换能器短节与超声波聚能短节连通，流体流经所述纵向换能器短节和超声波聚能短节。

【技术特征摘要】
1.一种用于管道的防垢与灭菌装置，其特征在于，包括：纵向换能器短节，所述纵向换能器短节包括油管短节和沿所述油管短节轴向设置的夹心式超声波换能器，所述夹心式超声波换能器发出的超声波沿所述油管短节的轴向传播；超声波聚能短节，所述超声波聚能短节包括油管短节和至少一个超声波聚能组，每个所述超声波聚能组包括至少一个变幅杆式超声波换能器，所述变幅杆式超声波换能器安装在所述油管短节上，且所述变幅杆式超声波换能器发出的超声波垂直作用于所述油管短节内的流体；所述纵向换能器短节与超声波聚能短节连通，流体流经所述纵向换能器短节和超声波聚能短节。2.根据权利要求1所述的用于管道的防垢与灭菌装置，其特征在于：所述纵向换能器短节的数量为质数个，且各个所述纵向换能器短节连通。3.根据权利要求1或2所述的用于管道的防垢与灭菌装置，其特征在于：所述超声波聚能短节包括质数个所述超声波聚能组，且各个所述超声波聚能组在所述油管短节的轴向上间隔设置。4.根据权利要求3所述的用于管道的防垢与灭菌装置，其特征在于：每个所述超声波聚能组包括质数个所述变幅杆式超声波换能器，且质数个所述变幅杆式超声波换能器绕所述油管短节的圆周分布。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵骁，
申请(专利权)人：北京顺风光热科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11