[實(shí)用新型]一種新型超聲波變幅桿裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721016294.2
• 申請(qǐng)日: 2017-08-15
• 公開（公告）號(hào): CN207446655U
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉正文;蔡美強(qiáng);陳元平;胡建強(qiáng);羅德紋;魯偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工商大學(xué)
• 主分類號(hào): B06B3/02
• 分類號(hào): B06B3/02
• 代理公司: 杭州天昊專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33283
• 代理人: 向慶寧

本實(shí)用新型公開了一種新型超聲波變幅桿裝置，所述變幅桿裝置包括縱軸的固態(tài)細(xì)長體，所述縱軸的一端呈喇叭形為遠(yuǎn)端；所述固態(tài)細(xì)長體采用能用超聲波振動(dòng)的材料；所述固態(tài)細(xì)長體的標(biāo)準(zhǔn)長度為以所選超聲頻率通過該材料的超聲波的單個(gè)波長，所述固態(tài)細(xì)長體的長度前后誤差范圍在標(biāo)準(zhǔn)長度的百分之一；本實(shí)用新型提供了一種設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單合理、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定合理的一種新型超聲波變幅桿裝置。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及超聲波領(lǐng)域，更具體的說，它涉及一種新型超聲波變幅桿裝置。

背景技術(shù)

超聲波粉碎作為一種可以有效地得到細(xì)微粉體的機(jī)械粉碎方式已經(jīng)越來越廣地被應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域。在一些高強(qiáng)度地超聲波應(yīng)用場(chǎng)合，其所需要的振幅大約為幾十至幾百微米，因此需要利用一種放大器來放大超聲波振幅，這種放大器就是超聲波變幅桿，并能起到聚能的作用，可以對(duì)某些粉體進(jìn)行進(jìn)一步粉碎，從而得到符合實(shí)際應(yīng)用的細(xì)微粉體，因此變幅桿的性能直接影響著超聲波設(shè)備的優(yōu)劣。

傳統(tǒng)設(shè)計(jì)超聲變幅桿的方法中不同形狀函數(shù)變幅桿性能表達(dá)式復(fù)雜,計(jì)算和設(shè)計(jì)工作量都很大,尤其是復(fù)合多段變幅桿某些聲學(xué)特性的研究較為困難。現(xiàn)在一般會(huì)使用計(jì)算解析法和表觀彈性法，也會(huì)用到有限元分析軟件ANSYS，對(duì)變幅桿進(jìn)行模擬仿真，并對(duì)其得到的結(jié)果進(jìn)行分析，通過對(duì)變幅桿的模態(tài)分析和參數(shù)優(yōu)化，獲得變幅桿的模態(tài)參數(shù)然后對(duì)變幅桿進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使其更符合實(shí)際應(yīng)用。

超聲波的應(yīng)用對(duì)于化學(xué)研究發(fā)展有很大的作用。90年代日本佐久良雄等人提出了夾心扭轉(zhuǎn)換能器結(jié)構(gòu)。隨后又研發(fā)出了彎曲振動(dòng)變幅桿和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)變幅桿，擴(kuò)大了工業(yè)應(yīng)用范圍。在大功率超聲冷拔絲管等應(yīng)用中出現(xiàn)了等厚度或變厚度的盤形或環(huán)形聚能器；在超聲波焊接和切割中又研發(fā)出了大型塊狀變幅桿件。目前較多的是探針性的變幅器，但是效果并不是特別理想，所以對(duì)振幅器進(jìn)行改良，成為一種趨勢(shì)。

而在高聲強(qiáng)超聲應(yīng)用中,如超聲波加工、超聲波焊接等應(yīng)用中,目前有關(guān)超聲波變幅桿的設(shè)計(jì),方法包括傳統(tǒng)解析方法、等效電路法、替代法(機(jī)械阻抗相等法)、傳輸矩陣法、有限元法和表觀彈性法等等。但這些傳統(tǒng)設(shè)計(jì)超聲變幅桿的方法中變幅桿性能表達(dá)式復(fù)雜,計(jì)算和設(shè)計(jì)工作量都很大，以至于對(duì)變幅桿, 尤其是復(fù)合多段變幅桿某些聲學(xué)特性的研究較為困難。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單合理、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定合理的一種新型超聲波變幅桿裝置。

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

一種新型超聲波變幅桿裝置，所述變幅桿裝置包括縱軸的固態(tài)細(xì)長體，所述縱軸的一端呈喇叭形為遠(yuǎn)端；

所述固態(tài)細(xì)長體采用能用超聲波振動(dòng)的材料；

所述固態(tài)細(xì)長體的標(biāo)準(zhǔn)長度為以所選超聲頻率通過該材料的超聲波的單個(gè)波長，所述固態(tài)細(xì)長體的長度前后誤差范圍在標(biāo)準(zhǔn)長度的百分之一。

進(jìn)一步的，所述固態(tài)細(xì)長體呈圓柱體狀，所述遠(yuǎn)端直徑為40mm。

進(jìn)一步的，所述遠(yuǎn)端浸在超聲液體中。

進(jìn)一步的，所述變幅桿裝置整體外形呈圓柱體。

進(jìn)一步的，所述變幅桿裝置的材料具有良好的聲學(xué)性能、耐疲勞強(qiáng)度、高機(jī)械Q值，密度和聲損耗低，并且可以承受較大的振動(dòng)頻率幅度和振動(dòng)幅度，為了提高變幅桿的聲學(xué)性能，材料的鍛造纖維方向和超聲波的傳遞方向要相同，所述材料采用鈦合金。

進(jìn)一步的，所述變幅桿裝置的另一端設(shè)置套接連接結(jié)構(gòu)，所述套接連接結(jié)構(gòu)呈圓柱體，該圓柱體直徑為48mm，所述套接連接結(jié)構(gòu)與固態(tài)細(xì)長體之間采用梯形圓柱過渡。

本實(shí)用新型相比現(xiàn)有技術(shù)優(yōu)點(diǎn)在于：

1，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、合理，制作方便，實(shí)用性強(qiáng)，極易推廣使用。