声学防垢装置制造方法及图纸

一种利用超声波防止热交换设备内部结垢的装置，包括：电声换能器，固定在热交换设备的金属外壳上，用于将高频电振荡转换为超声机械振动；电脉冲发生器，将交流电转换为用于该电声换能器的高频电振荡信号，电脉冲发生器与电声换能器通过电缆连接。该电声换能器可采用大功率磁致伸缩换能器。该电脉冲发生器包括：用于产生跟踪频率脉冲串的控制器、电源及若干个电开关元件。本发明专利技术的装置结构简单，成本低廉，能耗低，防垢效果好。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及声学和超声波
，具体涉及一种，可用于热工、饮食、化工、冶金及其他工业部门的热交换设备上，用以防止热交换设备的表面上产生水垢和其他沉积物。另外，用以防垢的声学防垢装置通常包括有电源部分、连接于电源部分的脉冲跟踪器、电源转换器、存储电容器及换能器(也称变换器)等部分。换能器的励磁绕组经可控硅电源转换器的动力电路连接于存储电容器的极板上，如1977年的苏联专利第575144号。这种装置的缺陷是，存储电容器只有单个脉冲放电，使换能器的功率过小，因而防垢的效率不高。有些热交换器声学防垢装置上，磁致伸缩换能器的激励是由脉冲来实现的，脉冲来的跟踪频率与换能器设定的频率一致。这种装置包含电源部分，可控硅电源转换器，存储电容器，一个以上的带两个励磁绕组的磁致伸缩换能器和控制器等部分。控制器与可控硅电源转换器的输入端连接，如1978年的苏联专利第1022750号。这种装置把换能器的功率增大了几倍，从而提高了防垢的效能，但其可靠性较差，因为但两个可控硅偶然同时启动时，就会发生电源线路短路。在一些超声防垢装置上排除了发生短路的可能性。这种装置包含有用二极管组成的半波整流器的电源部分电力电容器，第一个脉冲频率跟踪器，存储电容器，带两个励磁绕组的磁致伸缩换能器，第二个脉冲频率跟踪器，可控硅电源转换器，和控制可控硅的控制器(见1980年的苏联专利第1075508号)。这种装置的缺点是效率不高，因为只有半波时间给电力电容器充电，而且一部分电能消耗在形成不强的中间脉冲上。本专利技术的另一目的是提供一种利用超声波防止热交换设备内部结垢的方法，其简单实用且防垢效果好。本专利技术的又一目的是提供一种可靠性高、成本低、体积小及重量轻并用于驱动电声换能器防垢的电脉冲发生器。本专利技术提出一种利用超声波防止热交换设备内部结垢的方法，包括以下步骤(1)在热交换设备的金属外壳上固定大功率电声换能器；(2)向该电声换能器提供脉冲信号来激励该电声换能器以产生超声机械振动，该超声机械振动通过热交换设备的金属构件传递至其易结垢换热面上而起防垢除垢作用，超声振动将使结垢从热交换设备内表面脱落并易于被流体冲走。本专利技术又提出一种利用超声波防止热交换设备内部结垢的装置，其中包括(1)电声换能器，固定在热交换设备的金属外壳上，用于将高频电振荡转换为超声机械振动。(2)电脉冲发生器，将交流电转换为用于该电声换能器的高频电振荡信号，电脉冲发生器与电声换能器通过电缆连接。该电声换能器可采用大功率磁致伸缩换能器。磁致伸缩换能器是利用具有磁致伸缩特性的铁磁材料制成，其磁通量发生变化使铁磁材料形变而产生应力，并可产生超声波。该磁致伸缩换能器采用铁钴合金磁致伸缩材料制成。也可以采用铁镍合金或其它材料。该电脉冲发生器产生的高频电振荡信号的振荡频率可取决于该电声换能器的共振频率。所述磁致伸缩换能器可包括励磁线圈和波导管，所述励磁线圈通过电开关元件连接所述电脉冲发生器，所述波导管被固定在热交换设备的外表面上。其固定方式一般是硬性连接方式，如焊接等，使得换能器的超声机械振动通过其固定连接部位传递给热交换设备的内表面。在实施例中，所述波导管可直接焊接在热交换设备的外表面上；或者，所述波导管通过螺纹连接头焊接在热交换设备外表面上，使得磁致伸缩换能器可以随时根据需要拆装。本专利技术还提供一种电脉冲发生器，与电声换能器相连并用于防止热交换设备内部结垢，该电声换能器包括与热交换设备之金属外壳连接的若干个磁致伸缩换能器，该电脉冲发生器包括控制器，用于产生跟踪频率脉冲串，该脉冲串的跟踪频率与所述磁致伸缩换能器设定的共振频率相关；电源，用于在控制器之控制下向磁致伸缩换能器提供电源；若干个电开关元件，分别连接电源、控制器和磁致伸缩换能器，它们受控制器产生之脉冲串的控制实现断开或闭合，使磁致伸缩换能器在其闭合时接收到电源(1)提供的电源。所述电脉冲发生器中的控制器可包括降压变压器，位于控制器之输入端并连接电源，以提供交流电信号；按顺序串联的脉冲稳相分频器、微分电路和脉冲长度形成器，该回路用于产生具有指定脉冲长度的脉冲串，分频器的输入端连接降压变压器之输出端；信号发生器，产生比磁致伸缩转换器设定的震荡频率(即工作频率)高一倍的跟踪频率脉冲；触发器，其输入端连接信号产生器的输出端；若干个控制回路，它们分别通过所述电开关与磁致伸缩转换器之若干个励磁绕组连接，每一个控制回路包括按顺序串联的微分串级、叠合串级和功率放大器，其中，微分串级对交流电信号进行微分，微分串级的输入端连接触发器的输出端，功率放大器的输出端连接所述电开关，叠合串级的输入端还连接脉冲长度形成器的输出端，叠合串级将脉冲长度形成器输出的高频脉冲信号与微分串级输出的微分信号进行叠合或混频。其中所述的电开关元件可采用可控硅。其中所述的电源可包括双半波桥式整流电路，电源之输出端连接有用于存储电量的电力电容器和所述若干个电开关之输入端，电源之输入端串接有隔离电容器。以下结合附图及实施例进一步说明本专利技术。具体实施例的说明在本专利技术的声学防垢装置之一个实施例中，装有带电力电容器的电源部分、带两个可控硅的电源转换器、存储电容器、一个以上的带有两个励磁绕组的磁致伸缩换能器和输入端上装有降压变压器的控制器。控制器的输出端与可控硅电源转换器相应的输入端连接。电源部分按照由四个二极管组成的双半波整流器的桥式电路设置，其输出端与电力电容器连接，而输入端则与隔离电容器串联连接。控制器的降压变压器的初级线圈与电源部分的输入端连接，而电源部分的输出端相应地与第一个可控硅的电力输入端和第二个可控硅的电力输出端连接。第一个可控硅的电力输出端与第一个励磁绕组的输入端连接，而第一个励磁绕组的输出端则与第二个励磁绕组的输入端连接。同时，经过存储电容器接到第二个可控硅的电力输出端上。第二个可控硅的电力输入端则与第二个励磁绕组的输出端连接。附图说明图1所示为本专利技术的一优选实施例，其中，根据本专利技术的声学防垢装置有以下几个组成部分电源部分1、可控硅电源转换器5，存储电容器6，一个以上的磁致伸缩换能器7和控制器11。电源部分按双半波整流器(由四个二极管组成)的桥式线路2设置，在其输出端上接有电力电容器3，而在其输入端上则串接有隔离电容器4。电源部分设有开关S和保险丝F1和F2。可控硅电源转换器5包含有可控硅V1和V2。磁致伸缩换能器7中装有励磁绕组8和9，而其波导管则焊接到热交换器10的壳体上。控制器11的输入端上装有降压变压器T1，而其输出端则与可控硅电源转换器5相应的输入端连接。降压变压器T1的初级线圈与电源部分1的输入端连接，电源部分的输出端则与第一个可控硅V1的输入端和第二个可控硅V2的输出端连接。第一个可控硅V1的输出端与第一个励磁绕组8的输入端连接，励磁绕组8的输出端与第二个励磁绕组9的输入端连接，并通过存储电容器6接到第二个可控硅V2的输出端上。可控硅V2的输入端则与第二个励磁绕组9的输出端连接。控制器11包含串接的降压变压器T1，脉冲稳相分频器12，微分电路13，脉冲长度形成器14，信号发生器15，与信号发生器输出端连接的触发器16，第一和第二微分串级17和18，第一和第二叠合串级19和20以及第一和第二功率放大器21和22。微分串级17和18分别与触发器的输出端连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用超声波防止热交换设备内部结垢的方法，包括以下步骤：（１）在热交换设备的金属外壳上固定大功率电声换能器；（２）向该电声换能器提供电脉冲信号来激励该电声换能器以产生超声机械振动，该超声机械振动通过热交换设备的金属构件传递至其易结 垢换热面上而起防垢除垢作用。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李文忠，
申请(专利权)人：栾春艳，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]