本实用新型专利技术涉及超声波换能器技术领域，具体涉及一种翅片式工业用磁致伸缩型超声波换能器冷却装置。所述的翅片式工业用磁致伸缩型超声波换能器冷却装置，包括换能器腔体、接线腔体、线圈绕组、磁致伸缩材料和振子块，线圈绕组、磁致伸缩材料的整体以及振子块的一部分位于换能器腔体内部；换能器腔体的换能器腔体外壳为带有翅片的圆筒型结构，其一端安装振子块，另一端安装上盖板，内部剩余空间采用石英砂填充；磁致伸缩材料的自由端涂覆有吸声材料层。本实用新型专利技术的翅片式工业用磁致伸缩型超声波换能器冷却装置，避免了采用冷却水或冷却液冷却方式可能出现的泄漏问题，降低了生产管理成本，确保了工业用超声波换能器的长周期稳定工作。工作。工作。
【技术实现步骤摘要】
翅片式工业用磁致伸缩型超声波换能器冷却装置
[0001]本技术涉及超声波换能器
，具体涉及一种翅片式工业用磁致伸缩型超声波换能器冷却装置。
技术介绍
[0002]磁致伸缩材料能量密度高，导热性相对较好，由其制造的功率超声换能器功率很大，已经逐渐应用于原油电脱盐工业。由于此类换能器总处在高强度高频率磁场中工作，各种损耗很严重，带来的热量非常大，而磁致伸缩材料对外界温度又很敏感，为了达到超声波换能器的长周期的稳定性工作与超声波输出的一致性，需要对其进行冷却。
[0003]现有技术通常采用风冷或循环水冷却的冷却方式。其中自然风冷却或强制风扇冷却不能满足较大功率的长周期生产要求；循环水冷却不仅浪费水资源，且工艺流程复杂，生产管理难度大。例如专利US 9142751B2中公开了一种压电陶瓷型换能器的冷却装置，采用双层夹套式结构，内层采用固体绝缘导热胶填充，外层采用冷却水循环流动散热；这种循环冷却水冷却方式不仅浪费水资源，消耗动力，而且多组超声波换能器需要复杂的循环水管道，工艺流程复杂，生产管理难度大，冷却水的结垢堵塞、腐蚀泄漏、冻凝均可影响换能器的冷却效果与工作状态。
[0004]专利CN201920820262.0和CN201910475380.7公开了一种改进后不采用循环水冷却的方式，采用腔体填充冷却液的方式实现，节省水资源和动力消耗，避免发生冷却水结垢堵塞、腐蚀泄漏、冻凝影响换能器的冷却效果与工作状态的情况。但是这种方式还存在以下缺陷：其所用冷却液为水、乙醇、丙醇、乙二醇、甘油等冷却剂，冷却液的声阻抗较小，部分声能以发热的形式消耗在冷却液中；冷却液腔体随着温度的升高易于导致冷却液泄漏，需要定期检查冷却液是否泄露，增加了生产操作人员的工作量；一旦发现冷却液泄漏，需要停工维护灌装冷却液，影响了工业用超声波换能器的长周期稳定工作。
[0005]现有的超声波换能器的冷却方式在一定程度上限制了超声波换能器的工业应用与发展。
技术实现思路
[0006]针对现有技术的不足，本技术的目的是提供一种翅片式工业用磁致伸缩型超声波换能器冷却装置，避免了采用冷却水或冷却液冷却方式可能出现的泄漏问题，简化了冷却工艺流程，降低了生产管理成本，确保了工业用超声波换能器的长周期稳定工作。
[0007]本技术所述的翅片式工业用磁致伸缩型超声波换能器冷却装置，包括换能器腔体、接线腔体、线圈绕组、磁致伸缩材料和振子块，线圈绕组、磁致伸缩材料的整体以及振子块的一部分位于换能器腔体内部；所述换能器腔体的换能器腔体外壳为带有翅片的圆筒型结构，其一端安装振子块，另一端安装上盖板，内部剩余空间采用石英砂填充；所述磁致伸缩材料的自由端涂覆有吸声材料层。
[0008]以上结构设计将自由端涂覆有吸声材料层磁致伸缩材料与线圈绕组完全浸没在
石英砂中，振子块在换能器腔体内的大部分也被石英砂浸没，石英砂能够快速将磁致伸缩材料、线圈绕组、振子块产生的热量传导至换能器腔体外壳，换能器腔体外壳的翅片结构有利于换能器腔体外壳的热量迅速散热。
[0009]振子块上设置有与喇叭型超声波发射端面连接的连接螺纹孔，与喇叭型超声波发射端面通过丝杠连接，端面用耦合剂耦合，耦合剂为超声波换能器连接用常规耦合剂。
[0010]振子块通过振子块密封圈和压紧密封螺栓安装在换能器腔体外壳的一端。
[0011]接线腔体包括接线腔盖和防爆软管接口，接线腔盖通过接线腔盖密封圈和接线腔盖固定螺栓安装在上盖板上。
[0012]上盖板设置有引线螺纹孔，引线螺纹孔内安装有中空压紧螺栓，线圈绕组的引线通过中空压紧螺栓从换能器腔体通入接线腔体。
[0013]线圈绕组采用绝缘护套的导线，线圈绕组的引线通过内开孔的中空压紧螺栓与螺孔压紧密封换能器腔体的上盖板，实现换能器腔体与外部隔离；线圈绕组的引线与超声波发生器连接，超声波发生器置于安装超声波发生器的防爆柜中，达到防火防爆的现场要求。
[0014]上盖板通过上盖板密封圈和上盖板固定螺栓安装在换能器腔体外壳的一端。
[0015]在装填石英砂时，先确认中空压紧螺栓将线圈绕组的引线压紧后，再打开盖板向换能器腔体中装填石英砂，装填过程中用振动盘振动保证填充密实。
[0016]石英砂的SiO2含量≥98wt％。
[0017]吸声材料层的厚度≤1mm。吸声材料优选为导热硅胶。
[0018]翅片高度为15-30mm，厚度为3-5mm，相邻翅片的间距为3-5mm。可以根据不同材质决定其尺寸参数，在保证机械强度前提下扩大散热面积。
[0019]换能器腔体外壳和上盖板为金属材质。
[0020]金属材质可以是铜材质、铝合金材质、不锈钢材质、碳钢材料等金属材质，依据散热要求选用不同的材料。
[0021]优选地，金属材质为表面做氧化处理的铝合金材质，其散热效果好，表面做氧化处理能够耐腐蚀，外形美观，适用于工业场合应用。
[0022]所述的翅片式工业用磁致伸缩型超声波换能器冷却装置的工作过程如下：
[0023]设置换能器腔体和接线腔体，线圈绕组、磁致伸缩材料的整体以及振子块的一部分位于换能器腔体内部，磁致伸缩材料的自由端涂覆有吸声材料层，振子块上设置有连接螺纹孔；
[0024]换能器腔体外壳设置为带有翅片的圆筒型结构，振子块通过振子块密封圈和压紧密封螺栓安装在换能器腔体外壳的一端，先将线圈绕组的引线通过上盖板上安装的中空压紧螺栓从换能器腔体通入接线腔体，再通过换能器腔体外壳的另一端向换能器腔体内装填石英砂，装填满之后通过上盖板密封圈和上盖板固定螺栓将上盖板安装在换能器腔体外壳端面上，然后通过接线腔盖密封圈和接线腔盖固定螺栓将接线腔盖安装在上盖板上；
[0025]振子块通过连接螺纹孔连接超声波发射端面，线圈绕组的引线连接超声波发生器，超声波换能器工作时，冷却散热过程为：线圈绕组、磁致伸缩材料、振子块的热量—石英砂冷却—换能器腔体外壳及其翅片散热—空气冷却散热，线圈绕组、磁致伸缩材料、振子块的热量最终在空气中散热，实现超声波换能器的冷却。
[0026]所述装置适用于电功率500W以下的磁致伸缩型超声波换能器的工业应用场合，尤
其适用于超声波原油电脱盐的工业应用场合。
[0027]与现有技术相比，本技术有以下有益效果：
[0028](1)本技术的翅片式工业用磁致伸缩型超声波换能器冷却装置，无需使用冷却水或冷却液进行冷却，简化了冷却工艺，节省了设备安装的费用及公用工程投资费用，且避免了因冷却水或冷却液泄漏带来的设备损坏和安全隐患问题；
[0029](2)本技术采用石英砂对换能器产生的热量进行传导，并通过带翅片的圆筒型结构腔体外壳将入量快速扩散到空气中，大大提高了换能器在使用过程的冷却效率；
[0030](3)本技术在磁致伸缩材料的自由端面上涂覆吸声材料层，减少了磁致伸缩材料工作时自由端面声能的无效损耗，提高了电声转换效率；
[0031](4)本技术的冷却本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种翅片式工业用磁致伸缩型超声波换能器冷却装置，包括换能器腔体(8)、接线腔体(16)、线圈绕组(7)、磁致伸缩材料(9)和振子块(2)，线圈绕组(7)、磁致伸缩材料(9)的整体以及振子块(2)的一部分位于换能器腔体(8)内部，其特征在于：所述换能器腔体(8)的换能器腔体外壳(1)为带有翅片(6)的圆筒型结构，其一端安装振子块(2)，另一端安装上盖板(12)，内部剩余空间采用石英砂(21)填充；所述磁致伸缩材料(9)的自由端涂覆有吸声材料层(10)。2.根据权利要求1所述的翅片式工业用磁致伸缩型超声波换能器冷却装置，其特征在于：振子块(2)上设置有连接螺纹孔(3)。3.根据权利要求1所述的翅片式工业用磁致伸缩型超声波换能器冷却装置，其特征在于：振子块(2)通过振子块密封圈(5)和压紧密封螺栓(4)安装在换能器腔体外壳(1)的一端。4.根据权利要求1所述的翅片式工业用磁致伸缩型超声波换能器冷却装置，其特征在于：上盖板(12)通过上盖板密封圈(11)和上盖板固定螺栓(13)安装在换能器腔体外壳(1)...
【专利技术属性】
技术研发人员：张达峰，孙云硕，苟泽浩，孙鸣，连喜增，张由贵，张亮，崔建伟，齐杰，张茂峰，
申请(专利权)人：青岛贝索科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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