一种具有长工具头的多级串联驱动的超声波声化学设备制造技术

本发明专利技术属于超声波设备技术领域，具体为一种具有长工具头的多级串联驱动的超声波声化学设备，包括超声波换能器、一级变幅杆、二级变幅杆、一级工具头、一级超声波振动中继器、二级工具头、二级超声波振动中继器、三级工具头，通过这些配件的端面螺孔，并使用连接螺丝装配在一起，同时连接有换能器防护外壳和固定法兰,所述超声波换能器的电缆线上连接有超声波驱动电源，一级超声波振动中继器和二级超声波振动中继器的电缆线均连接于超声波驱动电源上。动中继器的电缆线均连接于超声波驱动电源上。动中继器的电缆线均连接于超声波驱动电源上。

【技术实现步骤摘要】
一种具有长工具头的多级串联驱动的超声波声化学设备


[0001]本专利技术属于超声波设备
，尤其涉及一种具有长工具头的多级串联驱动的超声波声化学设备。

技术介绍

[0002]超声波声化学设备（以下简称“声化学设备”）是一种常用的超声波设备，主要用于液体处理，如中药萃取、细胞破壁、石墨烯分散、油墨分散、生物柴油提取等。声化学设备通过向液体中发射超声波振动，通过超声波在液体中的空化效应、机械效应、热效应等，产生有益的作用。
[0003]目前国内外的声化学设备一般为棒状结构，包括了超声波换能器、一级变幅杆、二级变幅杆、发射工具头、固定法兰、防护外壳和超声波驱动电源组成。由于超声波振动是一种高频振动，其传递衰减较快，因此超声波声化学设备的发射工具头长度在0.3米到1.5米之间。若发射工具头较长，则超声波振动到达发射工具头端面后，无法达到作用效果。由于单个超声波换能器也存在功率极限，无法通过不断增加换能器功率来提高发射工具头的输出振幅。
[0004]对于深度大于2米的反应釜和长度大于2米的管道，目前的声化学设备的发射工具头，无法覆盖整个深度或长度，其声化学作用效果就不理想。对于上述的工况应用，在声化学设备上目前主要存在的问题有：1、使用标准长度的发射工具头，无法覆盖整个深度或长度，导致超声波作用不均匀。
[0005]2、若使用长工具头，如2米以上的工具头，虽然可以覆盖整个深度或长度，但除了超声波振动衰减引起的效果不佳外，长工具头带来的负载增加，会给远端的换能器带来更大的负荷，容易造成换能器损坏。r/>
技术实现思路

[0006]本专利技术为了克服现有技术的不足，提供一种具有长工具头的多级串联驱动的超声波声化学设备。
[0007]本专利技术为了实现上述目的，提供如下技术方案：一种具有长工具头的多级串联驱动的超声波声化学设备，包括超声波换能器、一级变幅杆、二级变幅杆、一级工具头、一级超声波振动中继器、二级工具头、二级超声波振动中继器、三级工具头，通过这些配件的端面螺孔，并使用连接螺丝装配在一起，同时连接有换能器防护外壳和固定法兰,所述超声波换能器的电缆线上连接有超声波驱动电源，一级超声波振动中继器和二级超声波振动中继器的电缆线均连接于超声波驱动电源上，该超声波驱动电源具有较大的输出功率,可同时驱动超声波换能器、一级超声波振动中继器和二级超声波振动中继器同时工作，所述超声波换能器与一级超声波振动中继器，以及一级超声波振动中继器和二级超声波振动中继器之间，均需间隔奇数和半波长，这样确保它们振动相位一致。
[0008]可选的，所述一级超声波振动中继器和二级超声波振动中继器的驱动也可使用独立的驱动电源驱动，为了确保驱动相位一致，超声波驱动电源和一级超声波振动中继器与二级超声波振动中继器的驱动电源，需要由相位控制器来进行控制，确保其输出的电信号相位一致。
[0009]可选的，所述一级超声波振动中继器和二级超声波振动中继器的驱动也可由两台振动中继器正反馈电路来驱动，中继器正反馈电路通过采样电路，功放电路和滤波电路将输入信号放大，并再输出到超声波振动中继器中，从而实现其振动工作。
[0010]可选的，所述一级工具头、二级工具头和三级工具头外观形状可以使多节的、锥形的、柱形的，或这些形状组合的复合结构。
[0011]可选的，超声波振动中继器和超声波工具头的连接数量可以增加，不限于两组。
[0012]可选的，超声波振动中继器不限于使用预应力套筒，也可以使用类似换能器的预应力螺栓的结构，但超声波振动中继器需要增加防水外壳。
[0013]综上所述，有益效果为：1、超声波声化学设备可以使用长工具头，将原本工具头加长2
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5倍，同时克服了振动衰减的问题，可以使声化学设备应用范围更广。
[0014]2、使用预应力套筒结构，通过套筒可以实现施加预应力的同时，也可以起到避免压电陶瓷和电极片进水短路的作用。
[0015]3、专利技术一种超声波振动中继器，通过中继器实现超声波长距离的振动传输，确保了振动在长工具头上保持一致，不衰减。
[0016]4、对超声波振动中继器的驱动方式，提出了三种可行的驱动方式，解决了振动中继器的频率和相位需保持一致的问题。
附图说明
[0017]图1为本专利技术的实施例一的示意图；图2为本专利技术的实施例二的示意图；图3为本专利技术的实施例三的示意图；图4为超声波振动中继器的结构示意图。
[0018]1、超声波换能器；2、一级变幅杆；3、换能器防护外壳；4、二级变幅杆；5、固定法兰；6、一级工具头；7、一级超声波振动中继器；8、二级工具头；9、二级超声波振动中继器；10、三级工具头；11、换能器电缆线；12、超声波驱动电源；13、振动中继器电缆线；14、振动中继器驱动电源；15、相位控制器；16、相位控制器电缆线；17、振动中继器正反馈电路；71、上盖板；711、上盖板端面螺孔；712、上盖板侧面外螺纹；72、预应力套筒；721、预应力套筒上螺纹；722、预应力套筒下螺纹；73、压电陶瓷片；74、电极片；75、连接电线；76、防水接头；77、下盖板；771、下盖板端面螺孔；772、下盖板侧面外螺纹。
实施方式
[0019]为了使本
的人员更好的理解本专利技术方案，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、完整的描述。
实施例
[0020]参考图1，一种具有长工具头的多级串联驱动的超声波声化学设备，包括超声波换能器1、一级变幅杆2、二级变幅杆4、一级工具头6、一级超声波振动中继器7、二级工具头8、二级超声波振动中继器9、三级工具头10，通过这些配件的端面螺孔，并使用连接螺丝装配在一起，同时连接有换能器防护外壳3和固定法兰5,所述超声波换能器1的电缆线上连接有超声波驱动电源12，一级超声波振动中继器7和二级超声波振动中继器9的电缆线均连接于超声波驱动电源12上，该超声波驱动电源12具有较大的输出功率,可同时驱动超声波换能器1、一级超声波振动中继器7和二级超声波振动中继器9同时工作，所述超声波换能器1与一级超声波振动中继器7，以及一级超声波振动中继器7和二级超声波振动中继器9之间，均需间隔奇数和半波长，这样确保它们振动相位一致。
[0021]参考图4，超声波振动中继器包括上盖板71、预应力套筒72、压电陶瓷片73、电极片74、连接电线75、防水接头76、下盖板77水平放置，依次将压电陶瓷73和电极片74叠放于下盖板77的端面上，并将连接电线75与电极片74连接，将预应力套筒72上的下螺纹722，拧入下盖板侧面外螺纹772上，同时将防水接头76固定在预应力套筒75上，并将连接电线从防水接头中穿出，与中继器电缆线13连接。最后将上盖板71上的侧面外螺纹712，拧入预应力套筒上螺纹721中，并拧紧施加适合的预应力，完成装配。超声波振动中继器的的上盖板71和下盖板77，分配配有上盖板端面螺孔711和下盖板端面螺孔771，该螺孔用于连接声化学设备上的变幅杆或工具头。
实施例
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有长工具头的多级串联驱动的超声波声化学设备，其特征在于，包括超声波换能器(1)、一级变幅杆(2)、二级变幅杆(4)、一级工具头(6)、一级超声波振动中继器(7)、二级工具头(8)、二级超声波振动中继器(9)、三级工具头(10)，通过这些配件的端面螺孔，并使用连接螺丝装配在一起，同时连接有换能器防护外壳(3)和固定法兰(5),所述超声波换能器(1)的电缆线上连接有超声波驱动电源(12)，一级超声波振动中继器(7)和二级超声波振动中继器(9)的电缆线均连接于超声波驱动电源(12)上，该超声波驱动电源(12)具有较大的输出功率,可同时驱动超声波换能器(1)、一级超声波振动中继器(7)和二级超声波振动中继器(9)同时工作，所述超声波换能器(1)与一级超声波振动中继器(7)，以及一级超声波振动中继器(7)和二级超声波振动中继器(9)之间，均需间隔奇数和半波长，这样确保它们振动相位一致。2.根据权利要求1所述的一种具有长工具头的多级串联驱动的超声波声化学设备，其特征在于，所述一级超声波振动中继器(7)和二级超声波振动中继器(9)的驱动也可使用独立的驱动电源驱动，为了确保驱动相位一致，超声波驱动电源(12)...

【专利技术属性】
技术研发人员：许盼，华大成，钟鹏飞，
申请(专利权)人：杭州速杭超声波科技有限公司，
类型：发明
国别省市：