一种自冷式大功率超声波流体处理装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种自冷式大功率超声波流体处理装置，主要包括超声波振动系统，超声波振动系统与反映釜一体化设计，通过换能器导热桶与反应釜内的流动液体实现热交换，换能器与导热桶之间充满固态导热剂，后质量块和工具头之间的陶瓷元件和电极片通过预应力螺杆连接，超声波换能器法兰盘和反应釜法兰盘之间安装密封件，流体出口和流体进口与标准管道连接，超声波振动系统通过高压导线与超声电源连接。本实用新型专利技术设计通过超声波振动系统与反应釜一体化设计，实现换能器与流体之间热交换，解决换能器散热问题；换能器导热桶内灌满固态低损耗导热剂，导热剂起到导热的同时实现了换能器防爆功能；结构简单，实现模块设计，适合不同实用环境。

A Self-Cooling High Power Ultrasound Fluid Processing Device

The utility model discloses a self-cooling high-power ultrasonic fluid treatment device, which mainly includes an ultrasonic vibration system, an integrated design of the ultrasonic vibration system and a reflection kettle, heat exchange between the heat conducting barrel of the transducer and the flowing liquid in the reaction kettle, filled with solid heat conducting agent between the transducer and the heat conducting barrel, and communication between the ceramic components and the electrode sheet between the rear mass block and the tool head. Over-prestressing screw connection, seals are installed between flange of ultrasonic transducer and flange of reactor, fluid outlet and fluid inlet are connected with standard pipeline, and ultrasonic vibration system is connected with ultrasonic power supply through high-voltage wire. The design of the utility model realizes heat exchange between the transducer and the fluid through the integrated design of the ultrasonic vibration system and the reaction kettle, and solves the heat dissipation problem of the transducer; fills the solid low-loss heat conducting agent in the heat conducting barrel of the transducer, while the heat conducting agent realizes the explosion-proof function of the transducer; has simple structure, realizes the module design, and is suitable for different practical environments.

【技术实现步骤摘要】
一种自冷式大功率超声波流体处理装置
本技术涉及流体处理的领域，具体涉及一种自冷式大功率超声波流体处理装置。
技术介绍
超声在工业应用中往往采用大功率超声波换能器，如环保企业处理活性污泥、造纸厂处理纸浆、城市污水处理厂处理污水等，这些生产过程中用到的超声波换能器均需要大功率长时间工作，由于机械损耗和电阻损耗的存在，换能器会产生大量热量并引起自身温度上升，当温度过高时，陶瓷元件性能衰减，换能器工作性能不稳定，甚至引起超声波功放频率跟踪出错，损坏换能器。小功率发射或者脉冲工作方式的超声波换能器不需要采用冷却系统，通过与周围环境热交换即可达到正常的工作温度范围；中功率的超声波换能器一般采用风机冷却方式，此方式适合连续功率小于3kW并且环境温度不太高的超声波系统；大功率超声波换能器，为了快速降低换能器温度，采用水冷和制冷剂冷却方式。目前，超声波换能器多数采用风冷方式，这种方法有一定的局限性，在换能器发热量较大或环境温度较高时，就无法满足换能器的散热要求，从而导致换能器温度急剧升高、器件损坏，风机长时间工作也存在损坏风险，而且此方法不适合防爆场合使用。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种自冷式大功率超声波流体处理装置。本技术的目的是通过如下技术方案来完成的：这种自冷式大功率超声波流体处理装置，主要包括高压导线、固态导热剂、螺钉、O型圈密封垫、后质量块、螺杆、陶瓷元件、电极片、导热桶、工具头、流体出口、流体进口、反应釜、换能器法兰盘、反应釜法兰盘、超声波振动系统，超声波振动系统与反映釜一体化设计，通过换能器导热桶与反应釜内的流动液体实现热交换，达到冷却换能器的目的，换能器与导热桶之间充满固态导热剂，固态导热剂的作用包括导热、防尘和防爆，后质量块和工具头之间的陶瓷元件和电极片通过预应力螺杆连接，超声波换能器法兰盘和反应釜法兰盘之间安装O型圈密封垫，O型圈密封垫通过螺钉去耦密封，流体出口和流体进口与标准管道连接，超声波振动系统通过高压导线与超声电源连接，接收高压信号施加在超声波振动系统，实现电声转换。导热桶采用金属材料，在换能器的节点处通过焊接方式连接密封或者通过O型圈法兰压密封方法连接。所述反应釜一侧下端设有流体进口，另一侧上端设有流体出口。流体通过流体进口进入反应釜，流体得到超声波充分作用后，通过流体出口流出，实现流体固体颗粒和细菌团的裂解，达到工艺使用要求，而且此设备体积较小适合不同场合的安装使用。所述超声波振动系统包括换能器和工具头。其作用实现电信号到声信号的转换，通过工具头的大振幅高频率振动作用流体媒介，使流体产生空化裂解。换能器的产生的热量通过固态导热剂传递给导热桶，最后通过导热桶与流动流体热交换，实现换能器散热功能。本技术的有益效果为：1、本技术通过超声波振动系统与反应釜一体化设计，实现换能器与流体之间热交换，解决换能器散热问题。2、本技术换能器导热桶内灌满固态低损耗导热剂，导热剂起到导热的同时实现了换能器防爆功能。3、本技术结构简单，可以实现模块设计，适合不同的实用环境。附图说明图1为本技术的设备剖视图。图2为本技术的设备正面图。图3为本技术的设备俯视图。图4为超声波处理后显微镜下40X的污泥电镜图。附图标记说明：高压导线1、固态导热剂2、螺钉3、O型圈密封垫4、后质量块5、螺杆6、陶瓷元件7、电极片8、导热桶9、工具头10、流体出口11、流体进口12、反应釜13、换能器法兰盘14、反应釜法兰盘15、超声波振动系统16。具体实施方式下面将结合附图对本技术做详细的介绍：如附图所示，这种自冷式大功率超声波流体处理装置，主要包括高压导线1、固态导热剂2、螺钉3、O型圈密封垫4、后质量块5、螺杆6、陶瓷元件7、电极片8、导热桶9、工具头10、流体出口11、流体进口12、反应釜13、换能器法兰盘14、反应釜法兰盘15、超声波振动系统16，超声波振动系统16与反映釜13一体化设计，通过换能器导热桶9与反应釜13内的流动液体实现热交换，达到冷却换能器的目的，换能器与导热桶9之间充满固态导热剂2，固态导热剂2的作用包括导热、防尘和防爆，后质量块5和工具头10之间的陶瓷元件7和电极片8通过预应力螺杆6连接，超声波换能器法兰盘14和反应釜法兰盘15之间安装O型圈密封垫4，O型圈密封垫4通过螺钉3去耦密封，流体出口11和流体进口12与标准管道连接，超声波振动系统16通过高压导线1与超声电源连接，接收高压信号施加在超声波振动系统16，实现电声转换。导热桶9采用金属材料，在换能器的节点处通过焊接方式连接密封或者通过O型圈法兰压密封方法连接。所述反应釜13一侧下端设有流体进口12，另一侧上端设有流体出口11。流体通过流体进口12进入反应釜13，流体得到超声波充分作用后，通过流体出口11流出，实现流体固体颗粒和细菌团的裂解，达到工艺使用要求，而且此设备体积较小适合不同场合的安装使用。所述超声波振动系统16包括换能器和工具头10。其作用实现电信号到声信号的转换，通过工具头10的大振幅高频率振动作用流体媒介，使流体产生空化裂解。换能器的产生的热量通过固态导热剂2传递给导热桶9，最后通过导热桶9与流动流体热交换，实现换能器散热功能。实施例1：本技术提供了一种新型的自冷式大功率超声波流体处理装置，频率范围15-100kHz，流体经泵加压进入反应釜13，流体在超声波作用下产生共振气穴泡，且不断膨胀，在微观环境里气穴泡内产生超高温高压(5000℃、500bar)，最终共振内爆，产生的强力水喷射流形成巨大的水力剪切力，裂解流体中的固体颗粒和细菌团。本技术主要应用于流体处理，通过大功率超声波换能器与反应釜13一体化设计，实现换能器与流体之间热交换，降低换能器自身温度，满足使用工况，实现超声波系统高效稳定工作。实施例2：本技术使用时根据上面所述，安装好超声波振动系统16、流体进口12、流体出口11和换能器法兰盘14和反应釜法兰盘15等，流体进入反应釜13，等液体充满腔体，超声波振动系统16通过高压导线1接收高频信号，产生大振幅高频振动，通过工具头10作用于流体产生空化。比如此设备应用于活性污泥裂解，超声空化使污泥絮状体结构与污泥中微生物细胞壁破碎(如附图4所示)，细胞质和酶从细胞中溶出。可以理解的是，对本领域技术人员来说，对本技术的技术方案及技术构思加以等同替换或改变都应属于本技术所附的权利要求的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自冷式大功率超声波流体处理装置，其特征在于：主要包括高压导线(1)、固态导热剂(2)、螺钉(3)、O型圈密封垫(4)、后质量块(5)、螺杆(6)、陶瓷元件(7)、电极片(8)、导热桶(9)、工具头(10)、流体出口(11)、流体进口(12)、反应釜(13)、换能器法兰盘(14)、反应釜法兰盘(15)、超声波振动系统(16)，超声波振动系统(16)与反应釜(13)一体化设计，通过换能器导热桶(9)与反应釜(13)内的流动液体实现热交换，换能器与导热桶(9)之间充满固态导热剂(2)，后质量块(5)和工具头(10)之间的陶瓷元件(7)和电极片(8)通过预应力螺杆(6)连接，超声波换能器法兰盘(14)和反应釜法兰盘(15)之间安装O型圈密封垫(4)，O型圈密封垫(4)通过螺钉(3)去耦密封，流体出口(11)和流体进口(12)与标准管道连接，超声波振动系统(16)通过高压导线(1)与超声电源连接。

【技术特征摘要】
1.一种自冷式大功率超声波流体处理装置，其特征在于：主要包括高压导线(1)、固态导热剂(2)、螺钉(3)、O型圈密封垫(4)、后质量块(5)、螺杆(6)、陶瓷元件(7)、电极片(8)、导热桶(9)、工具头(10)、流体出口(11)、流体进口(12)、反应釜(13)、换能器法兰盘(14)、反应釜法兰盘(15)、超声波振动系统(16)，超声波振动系统(16)与反应釜(13)一体化设计，通过换能器导热桶(9)与反应釜(13)内的流动液体实现热交换，换能器与导热桶(9)之间充满固态导热剂(2)，后质量块(5)和工具头(10)之间的陶瓷元件(...

【专利技术属性】
技术研发人员：楼成淦，林航，朱广峰，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一五研究所，
类型：新型
国别省市：浙江,33