超聲波全效防垢除垢、殺菌滅藻、除氧裝置的製作方法

2023-10-07 04:32:34 1

專利名稱：超聲波全效防垢除垢、殺菌滅藻、除氧裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種直流電壓電路及採用了所述直流電壓電路的超聲波全效防
垢除垢、殺菌滅藻、除氧裝置。
背景技術：
目前國內有關文獻報導的超音頻防垢、除垢裝置，主要用於鍋爐以及以水為介質的熱交換設備，對以碳酸鹽、矽酸鹽的硬度鹽、以及泥沙等垢物成份有很好的防、除垢效果，在實際應用中取得了理想的效果，在工農業生產及生活領域得到了越來越廣泛的應用。[0003] 在實際應用中發現，我國工農業生產領域及民用生活領域中熱交換設備形狀各異，特別是一些管狀換熱裝置幾何尺寸很長，最長的可達數百米。超聲波在這樣的管道上傳播逐漸衰減，超聲動能逐漸減弱。防、除效果在遠距離超聲波能量轉換器的地方就不理想，只好在遠距離的管道上再增加能量轉換器，這給實際安裝設備帶來很大麻煩，又增加了安裝的成本。 我國淡水資源相對匱乏，有相當數量的工礦企業使用的循環水及火力發電廠用水直接從河水中抽取使用，夏季這類水質中生物雜質的含量也相當大，會逐漸產生大量的藻類雜質，這都很容易造成管道及換熱設備堵塞，嚴重影響換熱效率，及換熱設備的安全運行。 作為本實用新型的現有技術，引用ZL200720010244. 3中國實用新型專利全文作為本實用新型說明書的一部分，以便於理解。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是在ZL200720010244. 3、名稱為"能除去泥沙垢的超聲波脈衝防除垢裝置"中國實用新型專利的基礎上，又增加了一對直流電壓電極，輸出直流電壓加到結垢的水管壁及流過水管的水中。從而解決長距離工藝設備防垢、除垢的難題，並有效的起到殺菌滅藻作用。本實用新型提出一種直流電壓電路及採用了所述直流電壓電路的超聲波全效防垢除垢、殺菌滅藻、除氧裝置。[0007] 技術方案 —種直流電壓電路，其特徵在於，是由電源變壓器、整流橋塊、濾波電路、三端可調集成穩壓器及控制阻容件等依次連接而成，其輸出端輸出直流電至液相放大器15的正負極後，經管接頭接入結垢設備的進水管道。 —種直流電壓電路，其特徵在於，電源電壓經變壓器1\輸出的交流電壓經整流橋塊整流後，輸出直流電壓，經相互並聯的電容Q和C2濾波後，加至三端可調集成穩壓塊52端，最後經與電容Q和C2的並聯電容C4輸出至液相放大器15的正負極。[0010] —種採用了前述直流電壓電路的超聲波全效防垢除垢、殺菌滅藻、除氧裝置，其特徵在於，所述超聲波全效防垢除垢、殺菌滅藻、除氧裝置進一步還包括主機(1)、至少一個磁至換能器(2)，主機(1)輸出的超聲波電信號通過電纜(3)、插頭(4)與磁致換能器(2)的插座(5)插接，主機(1)內裝有順序連接的超聲波信號源、功率放大器以及所述直流電壓電路、。 本實用新型取得的積極效果是 1、防除垢效果好，解決了長距離工藝設備防垢、除垢的難題，並有效的起到殺菌滅藻作用。 2、節約了設備除垢維護資金，避免了設備腐蝕，延長了設備使用壽命。[0014] 3、裝置體積小、重量輕、耗電少、安裝方便。 4、超聲頻率從35KHz-60KHz超聲頻率範圍寬，可滿足不同介質水泥沙含量除垢的需求，經調整具有最佳的防除垢能力。 5、電路中採用改變IC晶片內的比較器的基準電壓來改變頻率，保證了電阻、電容、半導體元件工作在-30°C _651:環境溫度，從而使振蕩頻率穩定。 6、清除泥沙垢有明顯的效果，可減少能源損失，提高鍋爐及熱交換設備運行的安全性和經濟性。

圖1是本實用新型一種實施例的外觀示意圖。 圖2是磁致換能器結構示意圖。 圖3是超聲波信號源及功率放大器電路原理圖。 圖4是磁致換能器控制電路原理圖。 圖5是本實用新型直流電壓電路的電路圖。
具體實施方式超聲波全效防垢除垢、殺菌滅藻、除氧裝置，包括主機1、磁致轉換器2、液相放大器15。主機內設有ZL200720010244、名稱為"能除去泥沙垢的超聲波脈衝防除垢裝置"專利的一切電路，另外又增加了一種直流電壓電路。所述直流電壓電路，是由電源變壓器、整流橋塊、濾波電路、三端可調集成穩壓器及控制阻容件等依次連接而成，其輸出端輸出直流電至液相放大器15的正負極後，經管接頭接入結垢設備的進水管道。 參考圖5，電源電壓(220V)經變壓器1\輸出18V交流電壓、此電壓經整流橋塊整流，輸出25V左右直流電壓，經電容濾波加至三端可調集成穩壓塊的52端，調節的阻值可調節輸出電壓V。值。集成穩壓器具有體積小，穩定性高，輸出阻抗小，溫度性能好等優點。為了充分保證三端集成穩壓塊的穩定工作，在實際應用中穩壓塊51、53之間的壓差在允許範圍內愈小愈好。集成穩壓塊應有足夠的散熱面積，&應儘量靠近穩壓塊或直接焊接在穩壓塊的51、53之間，以保證輸出的穩壓精度。否則輸出端電流大時，將產生附加壓降，影響輸出電壓的精度。RW的接地點應與負載電流返回點相同，同時I^Rw應選精度高一些的電阻。經實際調試，電源電壓220V士20X，負載電流從0. 1A 3A，輸出電壓基本保持不變。 輸出直流正負電極至液相放大器15後經管接頭接入結垢設備的進水管道。因實際使用中有些管道內水壓很高，為確保安全運行及使用效果，我們採用圖6中的結構及安裝方式。[0026] 圖6中67為與用戶管道配套的帶有小法蘭的管接頭，管接頭外壁焊接一個接主機 輸出的正電極的小接線柱61，管壁焊接一個①25左右的不鏽鋼棒或管。棒或管通過管壁 接電源正極。不鏽鋼棒或管位置應在管內軸線上與管壁平行。65、66為結垢設備的流水管 道，管道66焊接一個接主機輸出負電極的小接線柱62。管道65、66與小法蘭67的法蘭固 定螺栓孔為68， 64為67與65、66之間的絕緣墊片，應有足夠的厚度與絕緣強度。固定螺絲 與65、66、67的法蘭絕緣。保證主機輸出的正負電極不能出現短路及嚴重漏電現象。 其餘電路與ZL200720010244. 3中國實用新型專利中敘述的原理相同。 參考圖3，超聲波信號源電路，包括集成電路IC，電阻R「R4，電容CpCy電位器Rw。 IC為集成電路556， IC的(7)腳接地，(3)腳經電容器C2接地，IC的(4)腳、(10)腳、(14) 腳接正極，電阻&的一端接正極，另一端接IC的(13)腳，IC的(13)腳連接R2的一端，R2另 一端接IC的(12)腳和(8)腳，並經電容Q接地。電位器I^的調節與IC的(11)腳連接， 其餘兩端分別連接電阻R3和R4，電阻R3接正極，電阻R4接地。IC的(2)腳和(9)腳連接為 信號輸出端。集成電路IC(556)內部的時基電路與RpRyQ構成一個多頻振蕩器，其頻率 f = L 44(R一2igCi，在其電路設計時要求Ri、R2、Ci選取適當的值，使其振蕩頻率在47. 5KHz 左右。集成電路IC還包含有一個比較器，IC內的比較器的基準電壓通過電位器K及電阻 R3、R4調整控制，調整電位器Rw及電阻R3、R4調整控制，調整電位器Rw的阻值，該電路發生的 振蕩頻率可從35KHz至60KHz，針對水介質含泥沙量的不同，徹底清除需要的超聲波頻率也 不同，根據使用情況隨時調整。 本電路IC的(2)腳、(9)腳輸出的超聲波(方波)電信號和相關電路組合，包括集 成電路IQ、二分頻器IC^、十分頻器IQ、集成電路IQ、ICs、ICe，為觸發器，與非門、或非門電 路，還包括六反相器IC7及集成晶片555可調間斷脈衝電路。IC的(2)腳、(9)腳接IQ的 (13)腳，通過IQ的(5)腳接IC2的(11)腳。IQ的(12)腳接IC4的(3)腳。IC2的(14) 腳接IC4的(6)腳、(2)腳。IC2的(2)腳、(3)腳接IC6的(2)腳、(13)腳和IC5的(12)腳。 IC3的(14)腳接IC6的(5)腳、IC4的(9)腳、IC3的(8)腳接IC6的(4)腳、IC7的(3)腳。 IC3的(2)腳、(3)腳接IC7的(8)腳。IC4的(8)腳接IC6的(13)腳，IC4的(11)腳接IC5 的(5)腳。IC4的(6)腳接IC5的(9)腳。IC5的(1)腳接IC6的(3)腳、ICs的(2)腳接IC6 的(11)腳、ICs的(6)腳接IC7的(1)腳。IC6的(6)腳接IC7的(9)腳、ICe的(1)腳接IC7 的(4)腳。IC7的(13)腳接集成晶片555的(3)腳，集成晶片555的(1)腳接地，其(5)腳 經抗幹擾電容C。接地，其(6)腳分別接二極體DJ勺負極和二極體D2的正極，並經電容(；接 地，二極體D2的負極經同軸電位器R6與二極體D工的正極連接，二極體D工的正極經同軸電位 器R7分別與集成晶片555的(8)腳和(4)腳連接。集成晶片555的(3)腳的輸出端與IC7 的(13)腳連接，輸出周期從10MS到30MS可隨意調整的方波信號。 進一步參考圖3，功率放大器由功率管IGB1\與其驅動電路組成的電路和功率管 IGBT2與其驅動電路組成的電路構成。IGB1\的驅動電路包括電容C7、電阻Rn、 R12、 R,三 極管H二極體H變壓器B和線圈Lp電容C7—端接IC7的(6)腳，一端接T3的基 極，並經&。接地。CpQ。組成積分電路。13的發射極接14的基極。13和14的集電極接變 壓器B的初級線圈的一端，初級線圈的另一前接Vrc。 T3、 T4的集電極經二極體D3接B初級 線圈的另一端。變壓器B的次級線圈一端接IGB1\的發射極，另一端經Rn接IGB1\的柵極。 IGB1\的發射極接線圈並經電容C6接變壓器B工的次級線圈的一端，線圈纏繞在磁致換能器2的鐵芯6的左柱體10上。功率管IGBT2與其驅動電路和IGB1\與其驅動電路在結 構上相同，IGBT2的驅動電路包括電容C8、電阻RfR『三極體1\、 L、二極體D6、D4和變壓器 Bp電容C8 —端接IC7的(2)腳， 一端接1\的基極，並經R13接地。C8、 R13組成積分電路。1\ 的發射極接T2的基極。1\和T2的集電極接變壓器B工的初級線圈的一端，初級線圈的另一 端接Vrc。 1\、T2的集電極經二極體D6接B工初級線圈的另一端。變壓器Bl的次級線圈一端 接IGBT2的發射極，另一端經R14接IGBT2的柵極。IGBT2的集電極接線圈L2和電容(；，其線 圈L2纏繞在鐵芯6的右柱體11上。除線圈LpL2外其餘電器元件都在主機內。 參考圖2、圖4，磁致換能器2包括保護套7、鐵芯6、插座5、振動傳動杆9。鐵芯6 裝在保護套7內，插座5固設在保護套7的後端，振動傳動杆9裝設在保護套7的前端。在 振動傳動杆9上固設有多個環狀散熱片8。 因IGBT處於主電路地位，它的集電極直接與負載相連，有較高的工作電壓。而經 高頻複合管放大的脈衝驅動信號有獨立的電源工作電壓較低，所以脈衝驅動電路通過隔離 脈衝變壓器B間接傳送驅動信號。脈衝變壓器採用導磁高，損耗小的錳鋅磁罐。磁罐脈衝 變壓器漏磁小，傳輸脈衝的頻率可以較高( 一般可高達100KHz)。 加之本裝置工作頻率較高，IGBT自身所需驅動電流又很小，所以脈衝變壓器體積 可以做的很小。脈衝變壓器次級通過電阻RU、R12與IGBT的柵極相連。RU、R12防止IGBT柵 極開路，並提供充放電通站與Rn並聯的二極體為加速二極體，使給IGBT柵極充電的電流增 大，從而提高IGBT的開關速度。 本電路IC的(2)腳、(9)腳輸出的超聲波(方波)電信號經和上述電路組合，功 率器件放大，經磁致換能器，由電能轉化成機械能，輸出頻率從35KHz-60KHz的IO波頭間 隔80MS的脈衝振動，具有更大的功率範圍和更強的聲強強度。選取35KHz-60KHz的脈衝 超聲波作為防除垢裝置的使用頻率數，專門清除水介質中硬度鹽外，同時還含有大量泥沙 及生物雜質的熱交換設備形成的垢物。所述選取35KHz-60KHz範圍寬的超聲頻率，是根 據介質水中含泥沙量的不同，清除效果最佳需要的超聲頻率也不同。本裝置的關鍵部件 是磁致換能器，對電路產生的超聲波頻率要求相當高，而振蕩迴路的電阻、電容、半導體器 件都是隨環境溫度變化，其阻值、容值也隨之變化的溫度敏感元件，而本裝置工作環境溫 度-3(TC-65t:。為保證振蕩頻率的穩定，在選擇阻、容件時要考慮溫度的相互補償；另一個 是採用改變集成電路IC塊內部比較器的基準電壓來改變頻率，從而保證在環境溫度內變 化；再一個是由於磁致換能器直接安裝在鍋爐，換熱器的表面上，其表面都有一定溫度，可 高達7(TC -IO(TC。換能器鐵芯在線圈流過高頻脈衝電流時也會產生熱量，這樣換能器本身 就應具有良好的散熱性能。本裝置換能器傳送杆帶有散熱片就是為此而設計的。因鐵芯也 有一定的溫度且常年不間斷工作，線圈採用高溫導線纏繞。 鐵芯採用銀銅焊同傳送杆連接，為保證焊接牢固，銀銅不可避免要滲入鐵芯中，為 了保證焊接端鐵芯不增加磁阻，鐵芯焊接面的寬度要增加2mm。換能器與主機相連接用的插 座也可採用高溫插頭插座，以充分保證裝置穩定可靠地工作。 雖然結合優選實施例已經描述了本實用新型，但是應當理解，對那些本領域內技 術人員來說在上面概述原理之內對其修改將是顯而易見的，因而本實用新型不局限於所述 優選實施例而是打算包含這種修改。本實用新型在於每個新穎的特徵以及每個特徵的組 合。在權利要求中的附圖標記不限制它們的保護範圍。動詞"包括"的使用及其結合不排除存在未在權利要求中聲明的元件。在元件之前冠詞"一個"或"一種"的使用不排除存在 多個這種元件。
權利要求一種直流電壓電路，其特徵在於，是由電源變壓器、整流橋塊、濾波電路、三端可調集成穩壓器及控制阻容件等依次連接而成，其輸出端輸出直流電至液相放大器(15)的正負極後，經管接頭接入結垢設備的進水管道。
2. 如權利要求l的直流電壓電路，其特徵在於，電源電壓經變壓器1\輸出的交流電壓經整流橋塊整流後，輸出直流電壓，經相互並聯的電容Q和C2濾波後，加至三端可調集成穩壓塊52端，最後經與電容Q和C2並聯的電容C4輸出至液相放大器的正負極。
3. —種採用了權利要求1或2所述的直流電壓電路的超聲波全效防垢除垢、殺菌滅藻、除氧裝置，其特徵在於，所述超聲波全效防垢除垢、殺菌滅藻、除氧裝置進一步還包括主機(1)、至少一個磁至換能器(2)，主機(1)輸出的超聲波電信號通過電纜(3)、插頭(4)與磁致換能器(2)的插座(5)插接，主機(1)內裝有順序連接的超聲波信號源、功率放大器以及所述直流電壓電路。
4. 如權利要求3的超聲波全效防垢除垢、殺菌滅藻、除氧裝置，其特徵在於，還包括連接在結垢設備的進水管道與所述直流電壓電路之間的所述管接頭，所述管接頭外壁焊接一個接主機輸出的正電極的小接線柱61，管壁焊接一個不鏽鋼棒或管，所述棒或管通過管壁接電源正極；不鏽鋼棒或管位置應在管內軸線上與管壁平行；管道66焊接一個接主機輸出負電極的小接線柱62，管道65、66與小法蘭67的法蘭固定螺栓孔為68，小法蘭67與管道65、66之間是具有足夠的厚度與絕緣強度的絕緣墊片64，固定螺絲與管道65、66以及法蘭67絕緣。
5. 如權利要求3或4的超聲波全效防垢除垢、殺菌滅藻、除氧裝置，其特徵在於，所述超聲波信號源電路，包括集成電路IC，電阻R「R4，電容CpG，電位器R, ;IC為集成電路556，IC的(7)腳接地，(3)腳經電容器C2接地，IC的(4)腳、(10)腳、(14)腳接正極，電阻&的一端接正極，另一端接IC的(13)腳，IC的(13)腳連接R2的一端，R2另一端接IC的(12)腳和(8)腳，並經電容Q接地；電位器RJ勺調節與IC的(11)腳連接，其餘兩端分別連接電阻R3和R4，電阻R3接正極，電阻R4接地。IC的(2)腳和(9)腳連接為信號輸出端；集成電路IC(556)內部的時基電路與RpRyQ構成一個多頻振蕩器，集成電路IC還包含有一個比較器，IC內的比較器的基準電壓通過電位器1^及電阻1 3、1 4調整控制，調整電位器1^及電阻R3、R4調整控制，調整電位器Rw的阻值，該電路發生的振蕩頻率可從35KHz至60KHz，針對水介質含泥沙量的不同，徹底清除需要的超聲波頻率也不同，根據使用情況隨時調整。
6. 如權利要求3或4或5的超聲波全效防垢除垢、殺菌滅藻、除氧裝置，其特徵在於，所述功率放大器由功率管IGB1\與其驅動電路組成的電路和功率管IGBT2與其驅動電路組成的電路構成；IGB1\的驅動電路包括電容&、電阻Rn、R『R,三極體H、二極體03、05、變壓器B和線圈;電容C7 —端接IC7的(6)腳， 一端接T3的基極，並經R1Q接地。C7、 C1Q組成積分電路；T3的發射極接T4的基極；T3和T4的集電極接變壓器B的初級線圈的一端，初級線圈的另一前接Vrc ;T3、 T4的集電極經二極體D3接B初級線圈的另一端；變壓器B的次級線圈一端接IGB1\的發射極，另一端經Rn接IGB1\的柵極；IGB1\的發射極接線圈k，並經電容C6接變壓器B工的次級線圈的一端，線圈纏繞在磁致換能器2的鐵芯6的左柱體10上；功率管IGBT2與其驅動電路和IGB1\與其驅動電路在結構上相同，IGBT2的驅動電路包括電容C8、電阻R^R『三極體1\、；二極體D6、D4和變壓器電容C8 —端接IC7的(2)腳， 一端接T\的基極，並經R13接地；C8、R13組成積分電路；1\的發射極接T2的基極；1\和T2的集電極接變壓器B^勺初級線圈的一端，初級線圈的另一端接UpL的集電極經二極體D6接B工初級線圈的另一端；變壓器Bl的次級線圈一端接IGBT2的發射極，另一端經R14接IGBT2的柵極；IGBT2的集電極接線圈L2和電容Ce，其線圈L2纏繞在鐵芯6的右柱體11上；除線圈、 L2外其餘電器元件都在主機內。
7. 如權利要求3或4或5或6的超聲波全效防垢除垢、殺菌滅藻、除氧裝置，其特徵在於，所述磁致換能器2包括保護套7、鐵芯6、插座5、振動傳動杆9 ;鐵芯6裝在保護套7內，插座5固設在保護套7的後端，振動傳動杆9裝設在保護套7的前端；在振動傳動杆9上固設有多個環狀散熱片8。
8. 如權利要求3或4或5或6或7的超聲波全效防垢除垢、殺菌滅藻、除氧裝置，其特徵在於，所述IC的(2)腳、(9)腳輸出的超聲波(方波)電信號經和上述電路組合，功率器件放大，經磁致換能器，由電能轉化成機械能，輸出頻率從35KHz-60KHz的10波頭間隔80MS的脈衝振動。
9. 如權利要求3或4或5或6或7或8的超聲波全效防垢除垢、殺菌滅藻、除氧裝置，其特徵在於，鐵芯採用銀銅焊同傳送杆連接，鐵芯焊接面的寬度要增加2mm，換能器與主機相連接用的插座也可採用高溫插頭插座。
10. 如權利要求3或4或5或6或7或8或9的超聲波全效防垢除垢、殺菌滅藻、除氧裝置，其特徵在於，所述IC的(2)腳、(9)腳輸出的超聲波(方波)電信號和相關電路組合，包括集成電路IQ、二分頻器IC^、十分頻器IQ、集成電路IQ、ICs、ICe，為觸發器，與非門、或非門電路，還包括六反相器IC7及集成晶片555可調間斷脈衝電路；IC的(2)腳、(9)腳接IQ的(13)腳，通過IQ的(5)腳接IC2的(11)腳的(12)腳接IC4的(3)腳，IC2的(14)腳接IC4的(6)腳、(2)腳，IC2的(2)腳、(3)腳接IC6的(2)腳、(13)腳和IC5的(12)腳，IC3的(14)腳接IC6的(5)腳、IC4的(9)腳、IC3的(8)腳接IC6的(4)腳、IC7的(3)腳，IC3的(2)腳、(3)腳接IC7的(8)腳，IC4的(8)腳接IC6的(13)腳，IC4的(11)腳接IC5的(5)腳，IC4的(6)腳接IC5的(9)腳。IC5的(1)腳接IC6的(3)腳、ICs的(2)腳接IC6的(11)腳、IC5的(6)腳接IC7的(1)腳。IC6的(6)腳接IC7的(9)腳、IC6的(1)腳接IC7的(4)腳。IC7的(13)腳接集成晶片555的(3)腳，集成晶片555的(1)腳接地，其(5)腳經抗幹擾電容C。接地，其(6)腳分別接二極體D工的負極和二極體D2的正極，並經電容Q接地，二極體02的負極經同軸電位器Re與二極體D工的正極連接，二極體D工的正極經同軸電位器I^分別與集成晶片555的(8)腳和(4)腳連接，集成晶片555的(3)腳的輸出端與IC7的(13)腳連接，輸出周期從10MS到30MS可隨意調整的方波信號。
專利摘要本實用新型涉及一種直流電壓電路以及採用了所述直流電壓電路的超聲波全效防垢除垢、殺菌滅藻、除氧裝置。所述直流電壓電路是由電源變壓器、整流橋塊、濾波電路、三端可調集成穩壓器及控制阻容件等依次連接而成，其輸出端輸出直流電至液相放大器的正負極後，經管接頭接入結垢設備的進水管道。
文檔編號H02M7/04GK201499096SQ20092016785
公開日2010年6月2日 申請日期2009年7月30日 優先權日2009年7月30日
發明者高麗萍 申請人:北京國業世成科技發展有限公司