專利名稱：節(jié)能超聲波發(fā)生器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于一種超聲波發(fā)生器。
從目前的情況來看，一般領域中所使用的超聲波發(fā)生器都是采用直接將電能通過晶體的壓電效應轉(zhuǎn)換成機械振蕩的方法來實現(xiàn)的，這種方法存在的主要問題是耗能較大，所以在許多領域中還達不到實用化程度。例如，用超聲波來進行消煙除塵是行之有效的方法，但由于耗能很高，所以目前尚不能在工業(yè)中得到真正的應用等，所以，生產(chǎn)制造一種耗能相對較低的超聲波發(fā)生器是很有意義的。
本實用新型的目的是提出一種耗能較低的采用將機械能及磁能結(jié)合后轉(zhuǎn)換成機械振動的節(jié)能超聲波發(fā)生器的原理性技術方案。
本實用新型是這樣實現(xiàn)的，蓋板(1)是一個外形成圓盤形的邊緣處均布制有多個軸向通孔的中部制有階梯通孔且大孔底部邊緣處制有環(huán)形槽的零件，其技術要求是1、其階梯孔的大孔應能裝入圓盤形的起振片(6)且深度等于起振片(6)的厚度。2、環(huán)形槽應能裝入具有彈性的圓環(huán)形的密封圈(9)且相對于大孔底面的深度應略小于密封圈(9)的厚度。3、其邊緣處均布制有的多個軸向通孔應與支承板(8)及殼體(16)邊緣處均布制有的軸向通孔對應一致，并均能裝入螺栓(27)。支承板(8)是一個外形成圓盤形的，邊緣處均布制有多個軸向通孔的，上端中心制有階梯通孔且大孔底部制有環(huán)形槽的且下端制有與階梯通孔同軸的圓環(huán)形止口的零件，其技術要求是1、其環(huán)形槽應能裝入圓環(huán)形的上環(huán)形永磁鐵(7)且相對于大孔底面的深度應小于上環(huán)形永磁鐵(7)的厚度。2、在裝入上環(huán)形永磁鐵(7)后再將圓柱形的且下端成平面上端成球面的起振塊(2)平面朝下裝入大孔中，這時起振塊(2)上端的球面頂點應略高于其大孔端的上平面。3、其階梯孔小孔應能寬松裝入中間制有可裝入上端螺釘(4)螺紋端的小孔且外圓直徑大于起振盤(14)中部通孔直徑的上端墊圈(3)。4、其下端環(huán)形止口外圓直徑應與殼體(16)上端中部的大孔相配合，內(nèi)孔直徑應大于起振盤(14)的外圓直徑，且內(nèi)孔底面與起振盤(14)上平面組裝后應保持盡量小一些的間隙。5、設計時應盡量使上環(huán)形磁鐵(7)底面離開起振盤上平面的距離小一些。殼體(16)是一個外形成圓柱形，外圓邊緣處均布制有與蓋板(1)、支承板(8)邊緣處均布制有的軸向通孔對應一致的軸向通孔的，中部上端制有與支承板(8)止口外圓相配合的且深度與直徑分別大于起振盤(8)的厚度及直徑的大孔，在大孔底面中心與殼體(16)下端面中心處分別制有同軸且小端相通的階梯通孔，并在大孔底面中部制有階梯形環(huán)形槽的零件。其技術要求是1、大孔底面中部與下端面分別制有的同軸且小端相通的階梯通孔應滿足國標規(guī)定的上軸承(15)與下軸承(25)分別從其兩端裝入的尺寸要求。2、階梯形環(huán)形槽底部應能裝入與上環(huán)形永磁鐵(7)尺寸及參數(shù)相同的下環(huán)形永磁鐵(17)，上部應能裝入外形成圓環(huán)形的內(nèi)外圓均與其做緊配合的且外圓沿母線方向均布制有多個可正好固定裝入矩形的由高磁導率材料制成的導磁片(12)的小槽的固定環(huán)(18)。主軸(5)是一個兩端帶有螺孔的多臺階軸，其由上往下的結(jié)構(gòu)順序是1、帶有鍵槽的長度略小于中間帶有與其配合的帶鍵槽孔的外圓沿母線方向均布制有與固定環(huán)(18)外圓母線方向尺寸相同小槽的起振盤(14)厚度的軸段。2、長度能使組裝后起振盤(14)與殼體(16)大孔底面保持一定間隙的且直徑尺寸符合上軸承(15)內(nèi)孔軸肩要求的軸肩段。3、與上軸承(15)內(nèi)孔配合的軸段。4、直徑符合下軸承(25)內(nèi)孔軸肩要求的定位軸肩段。5、與下軸承(25)配合的且伸出部分裝有內(nèi)孔與其配合外徑符合下軸承(25)內(nèi)孔軸肩要求的長度大于其伸出部分的隔圈(24)的軸段。6、可旋入起壓緊隔圈(24)作用的止退螺母(23)的螺紋軸段。7、直徑大于裝有與動力源相聯(lián)的皮帶(22)的皮帶輪(21)中部帶有鍵槽的通孔直徑的皮帶輪軸肩段。8、帶有鍵槽并與皮帶輪(21)中部孔相配合的軸段，其特征是組裝時先將多個高磁導率的矩形導磁片(12)分別用膠固定裝入由低磁導率材料制成的圓環(huán)形固定環(huán)(18)與中部制有帶鍵槽的通孔的由低磁導率材料制成的圓盤形起振盤(14)二者外圓處沿母線方向均布制有的相同的多個小槽中，待膠固化后按下列順序組裝，將圓環(huán)形的下環(huán)形永磁鐵(17)裝入外形成圓柱形邊緣處與蓋板(1)及支承板(8)邊緣處均布對應制有相同直徑的軸向通孔的中部上端制有直徑與支承板(8)止口相配合的直徑及深度均大于起振盤(14)直徑及厚度的大孔且大孔底面中心與下端面中心部位分別相對制有同軸相通并符合國標安裝要求的上軸承(15)及下軸承(25)的兩軸承外圈階梯安裝孔的及大孔中部制有內(nèi)徑大于上軸承(15)安裝孔直徑的階梯形環(huán)形槽的殼體(16)的階梯形環(huán)形槽的底部，將固定環(huán)(18)緊裝入殼體(16)的階梯形環(huán)形槽的上部，使其上平面與大孔底面平齊，將上軸承(15)裝入殼體(16)大孔中部的軸承安裝孔中后，在兩端帶有螺孔中部帶有外螺紋的多臺階主軸(5)上，按由上往下的順序，將長度略小于起振盤(14)厚度的帶有鍵槽的上端軸段裝入鍵(13)后，再裝入起振盤(14)中部帶鍵槽的孔中，將外圓直徑大于起振盤中間孔的內(nèi)圓直徑略大于上端螺釘(4)螺紋直徑的上端墊圈(3)墊在起振盤(14)的上端中部孔上，將螺釘(4)通過上端墊圈(3)旋入主軸(5)上端螺孔中，將主軸(5)下端由殼體(16)上軸承(15)端往下裝入，直至可使起振盤(14)與殼體(16)大孔底面保持一定間隙的符合上軸承(15)安裝要求的軸肩段及與上軸承(15)內(nèi)孔配合的軸段按標準要求安裝到位為止，將下軸承(25)的內(nèi)外圈由殼體(16)下端同時裝入殼體(16)的下端軸承孔及與主軸(5)的下軸承(15)內(nèi)孔配合軸段中，直至主軸(5)下軸承軸肩段與下軸承(25)內(nèi)圈接觸為止，將外圓直徑符合下軸承(25)內(nèi)孔軸肩要求的且內(nèi)孔與主軸(5)下軸承(25)內(nèi)孔配合段少量伸出部分配合的軸承墊圈(24)裝入主軸(5)下軸承(25)內(nèi)孔配合段的伸出部分，將與主軸(5)螺紋段配合的止退螺母(23)旋入其螺紋段，壓緊軸承墊圈(24)，將中部帶有鍵槽的通孔的皮帶輪(21)由主軸(5)下端裝入裝有鍵的主軸(5)的下端軸段直至下端軸肩段為止，并通過墊在主軸(5)下端的墊圈(20)及旋入主軸下端的螺釘(19)將皮帶輪(21)固定后，將外形成圓盤形的邊緣處均布對應制有多個軸向通孔的上端中部制有階梯通孔且大孔底部邊緣處制有相對于大孔底面的深度小于圓環(huán)形上環(huán)形永磁鐵(7)厚度的環(huán)形槽的下端制有與其階梯通孔同軸的外圓與殼體(16)上端大孔相配合且內(nèi)孔直徑大于起振盤(14)外圓直徑的圓環(huán)形止口的支承板(8)的環(huán)形槽中，裝入組裝后與下環(huán)形永磁鐵(17)成同極相對狀態(tài)的上環(huán)形永久鐵磁(7)，將一端成平面一端成球面，外圓直徑略小于上環(huán)形永磁鐵(7)外圓直徑的圓柱形起振塊(2)的平面部分貼緊上環(huán)形永磁鐵(7)，并使其上端球面頂點略高于支承板(8)的上平面，將外形成圓盤形的邊緣處均布制有通孔的中部制有階梯通孔且大孔直徑大于支承板(8)階梯通孔大孔的蓋板(1)的大孔中，裝入直徑略小于其大孔直徑的厚度等于其大孔深度的圓盤形起振片(6)后，整體將其裝有起振片(6)的一面貼緊在支承板(8)的大孔端的上平面上，然后將支承板(8)的止口部位裝入殼體(16)的上端大孔中并同時使蓋板(1)、支承板(8)、殼體(16)三者邊緣處均布的軸向通孔對齊，通過螺栓(27)及墊圈(26)將三者串聯(lián)后再用螺母(10)將其與對應制有通孔的可支持其重量的中部有通孔的固定支承物(11)將四者固定聯(lián)接在一起后，再將皮帶輪(21)上裝入與動力源相聯(lián)的皮帶(22)。這樣一來，動力源的轉(zhuǎn)動將帶動皮帶輪(21)轉(zhuǎn)動，同時主軸(5)及起振盤(14)也隨之轉(zhuǎn)動，由于起振盤(14)外圓處軸向裝有多個均布的與固定環(huán)(18)對應相等的高磁導率的導磁片(12)，所以，當起振盤(14)轉(zhuǎn)動時，其上安裝的磁導片(12)與固定環(huán)(18)上對應安裝的磁導片(12)的相對位置將產(chǎn)生周期性變化，隨之將使上環(huán)形永磁鐵(7)與下環(huán)形永磁鐵(17)間的磁通量也產(chǎn)生周期性變化，這時，其相互間的排斥力也相應的產(chǎn)生變化。因此上環(huán)形永久磁鐵(7)對起振塊(2)及緊貼在起振塊(2)上的起振片(6)的作用力也將產(chǎn)生周期性變化，當起振盤(14)上的導磁片(12)的數(shù)量與起振盤(14)的每秒鐘轉(zhuǎn)速的乘積大于20000時，這種振動將發(fā)生超聲波，如將起振片(6)上端中部放入一個或一組兩端面帶有極板及接負載的引出線的，一端放在起振片(6)上平面上，另一端由固定在支持節(jié)能超聲波發(fā)生器的固定支承物(11)的固定物同時壓緊的壓電晶體的話，那么，這種振動將產(chǎn)生電流。
由于本實用新型節(jié)能效果較好，實踐證明如各參數(shù)匹配合理的話，比傳統(tǒng)超聲波發(fā)生器可節(jié)能10倍以上，這就使得如消煙除塵及大零件清洗等領域的應用成為可能。
本實用新型有一個附圖
，即節(jié)能超聲波發(fā)生器的基本原理簡圖，圖中(1)蓋板，(2)超振塊，(3)上端墊圈，(4)上端螺釘，(5)主軸，(6)起振片，(7)上環(huán)形永磁鐵，(8)支承板，(9)密封圈，(10)螺母，(11)固定支承物，(12)導磁片，(13)鍵，(14)起振盤，(15)上軸承，(16)殼體，(17)下環(huán)形永磁鐵，(18)固定環(huán)，(19)螺釘，(20)墊圈，(21)皮帶輪，(22)皮帶，(23)止退螺母，(24)軸承墊圈，(25)下軸承，(26)墊圈，(27)螺栓。
本實用新型具體實施時，起振塊(2)的型狀應根據(jù)不同的用途靈活設計，一般情況下可直接設計成上下兩端面為平面的圓柱體，然后再根據(jù)不同介質(zhì)的情況設計探頭。起振盤(14)的直徑在可能的情況下應盡量大一些，所裝導磁片(12)的數(shù)量在可能的情況下也應盡量多一些，這樣隨著上下環(huán)形永磁鐵磁能積及直徑的增大其輸出功率也將增大，而主軸(5)的轉(zhuǎn)速也會相應的降低。做為殼體(16)及支承板(8)的材料，一般情況下應采用相對磁導率低于空氣磁導率的材料制成。起振片(6)在設計時應充分考慮其彈性變形的性能及對不同介質(zhì)匹配時的形狀要求，有時，也可將起振片(6)改為探頭形式，這一點是很重要的，目前傳統(tǒng)超聲波發(fā)生器之所以耗能較高，一個重要的原因為是因為受到壓電材料在受力后相對變形很小的限制。以致使其的應變振幅無法提高，但采用本實用新型進行設計時，這方面的限制就比較寬松了，也就是說如果起振片(6)或是探頭設計合理的話，我們可以得到高于壓電材料較多的應變振幅。由于系統(tǒng)的輸出能量與振幅的平方是成正比的，所以說在相同頻率的情況下，合理的輸出方式可使我們得到較高的能量輸出。同時，輸出能源與驅(qū)動負載之間的機械阻抗也容易得到很好的匹配。尤其是對與那些如空氣那樣的低密度介質(zhì)的匹配，也比較容易實現(xiàn)。另外由于上環(huán)形永磁鐵(7)與下環(huán)形永磁鐵(17)是處于同極相對的位置，所以，當起振盤(14)旋轉(zhuǎn)時，根據(jù)電磁感應定律可知，這時由導磁片(12)感應出的電流所產(chǎn)生的反向磁場是相互抵消的。所以說，如果各參數(shù)匹配得當?shù)脑挘瑥脑砩现v，起振盤(14)的旋轉(zhuǎn)運動是可以不受上環(huán)形永磁鐵(7)與下環(huán)形永磁鐵(17)二者磁場強度的影響的，也就是說，隨著上下兩環(huán)形永磁鐵的磁場強度的增強，其輸出的能量也在一定程度上增強，而做為驅(qū)動起振盤(14)運動的輸入動力的大小，卻只正比于起振盤(14)本身的尺寸大小及重量。也可以說，起振盤(14)的作用只是在能量的輸出過程中起一個中間控制作用。實踐證明，這一點對節(jié)約能源是非常有利的。當用節(jié)能超聲波發(fā)生器壓迫壓電晶體產(chǎn)生電能時，可用在能量轉(zhuǎn)換，電信號輸出等領域。
權(quán)利要求1.一種節(jié)能超聲波發(fā)生器，具有螺母(10)、螺栓(27)、墊圈(26)、上軸承(15)、下軸承(25)、皮帶輪(21)、皮帶(22)、上端螺釘(4)、螺釘(19)，其特征是組裝時先將多個高磁導率的矩形導磁片(12)分別用膠固定裝入由低磁導率材料制成的圓環(huán)形固定環(huán)(18)與中部制有帶鍵槽的通孔的由低磁導率材料制成的圓盤形起振盤(14)二者外圓處沿母線方向均布制有的相同的多個小槽中，待膠固化后按下列順序組裝，將圓環(huán)形的下環(huán)形永磁鐵(17)裝入外形成圓柱形邊緣處與蓋板(1)及支承板(8)邊緣處均布對應制有相同直徑的軸向通孔的中部上端制有直徑與支承板(8)止口相配合的直徑及深度均大于起振盤(14)直徑及厚度的大孔且大孔底面中心與下端面中心部位分別相對制有同軸相通并符合國標安裝要求的上軸承(15)及下軸承(25)的兩軸承外圈階梯安裝孔的及大孔中部制有內(nèi)徑大于上軸承(15)安裝孔直徑的階梯形環(huán)形槽的殼體(16)的階梯形環(huán)形槽的底部，將固定環(huán)(18)緊裝入殼體(16)的階梯形環(huán)形槽的上部，使其上平面與大孔底面平齊，將上軸承(15)裝入殼體(16)大孔中部的軸承安裝孔中后，在兩端帶有螺孔中部帶有外螺紋的多臺階主軸(5)上，按由上往下的順序，將長度略小于起振盤(14)厚度的帶有鍵槽的上端軸段裝入鍵(13)后，再裝入起振盤(14)中部帶鍵槽的孔中，將外圓直徑大于起振盤中間孔的內(nèi)圓直徑略大于上端螺釘(4)螺紋直徑的上端墊圈(3)墊在起振盤(14)的上端中部孔上，將螺釘(4)通過上端墊圈(3)旋入主軸(5)上端螺孔中，將主軸(5)下端由殼體(16)上軸承(15)端往下裝入，直至可使起振盤(14)與殼體(16)大孔底面保持一定間隙的符合上軸承(15)安裝要求的軸肩段及與上軸承(15)內(nèi)孔配合的軸段接標準要求安裝到位為止，將下軸承(25)的內(nèi)外圈由殼體(16)下端同時裝入殼體(16)的下端軸承孔及與主軸(5)的下軸承(15)內(nèi)孔配合軸段中，直至主軸(5)下軸承軸肩段與下軸承(25)內(nèi)圈接觸為止，將外圓直徑符合下軸承(25)內(nèi)孔軸肩要求的且內(nèi)孔與主軸(5)下軸承(25)內(nèi)孔配合段少量伸出部分配合的軸承墊圈(24)裝入主軸(5)下軸承(25)內(nèi)孔配合段的伸出部分，將與主軸(5)螺紋段配合的止退螺母(23)旋入其螺紋段，壓緊軸承墊圈(24)，將中部帶有鍵槽的通孔的皮帶輪(21)由主軸(5)下端裝入裝有鍵的主軸(5)的下端軸段直至下端軸肩段為止，并通過墊在主軸(5)下端的墊圈(20)及旋入主軸(5)下端的螺釘(19)將皮帶輪(21)固定后，將外形成圓盤形的邊緣處均布對應制有多個軸向通孔的上端中部制有階梯通孔且大孔底部邊緣處制有相對于大孔底面的深度小于圓環(huán)形上環(huán)形永磁鐵(7)厚度的環(huán)形槽的下端制有與其階梯通孔同軸的外圓與殼體(16)上端大孔相配合且內(nèi)孔直徑大于起振盤(14)外圓直徑的圓環(huán)形止口的支承板(8)的環(huán)形槽中，裝入組裝后與下環(huán)形永磁鐵(17)成同極相對狀態(tài)的上環(huán)形永久鐵磁(7)，將一端成平面一端成球面，外圓直徑略小于上環(huán)形永磁鐵(7)外圓直徑的圓柱形起振塊(2)的平面部分貼緊上環(huán)形永磁鐵(7)，并使其上端球面頂點略高于支承板(8)的上平面，將外形成圓盤形的邊緣處均布制有通孔的中部制有階梯通孔且大孔直徑大于支承板(8)階梯通孔大孔的蓋板(1)的大孔中，裝入直徑略小于其大孔直徑的厚度等于其大孔深度的圓盤形起振片(6)后，整體將其裝有起振片(6)的一面貼緊在支承板(8)的大孔端的上平面上，然后將支承板(8)的止口部位裝入殼體(16)的上端大孔中并同時使蓋板(1)、支承板(8)、殼體(16)三者邊緣處均布的軸向通孔對齊，通過螺栓(27)及墊圈(26)將三者串聯(lián)后再用螺母(10)將其與對應制有通孔的可支持其重量的中部有通孔的固定支承物(11)將四者固定聯(lián)接在一起后，再將皮帶輪(21)上裝入與動力源相聯(lián)的皮帶(22)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能超聲波發(fā)生器，其特征是可將起振片(6)上端中部放入一個或一組兩端面帶有極板及接負載的引出線的，其一端放置在起振片(6)上平面上，另一端由固定在支持節(jié)能超聲波發(fā)生器的固定支承物(11)上的固定物同時壓緊的壓電晶體。
專利摘要本實用新型是一種節(jié)能超聲波發(fā)生器。主要由殼體、支承板、環(huán)形永磁鐵、導磁片、起振塊、起振盤、固定環(huán)及主軸、電機等組成,其特點是:利用由電機或其它動力源帶動的起振盤的旋轉(zhuǎn)運動使得同極相對的一對環(huán)形永磁鐵間的相互做用力產(chǎn)生周期性變化的方法來產(chǎn)生機械振動目的的,由于起振盤的工作部位在運動中于環(huán)形永磁鐵不接觸,因此,所需扭矩相對較小,節(jié)能效果比較明顯,因此在例如消煙除塵,及大型零件清洗等方面均較適用。
文檔編號B06B1/02GK2281850SQ9622899
公開日1998年5月20日 申請日期1996年9月29日 優(yōu)先權(quán)日1996年9月29日
發(fā)明者陳伯恒 申請人:陳伯恒