[發(fā)明專利]一種大功率三維振動(dòng)超聲輻射器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810850229.2
• 申請(qǐng)日: 2018-07-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108970953B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 祝錫晶;李婧;成全;王建青;崔學(xué)良;葉林征;馬愷;劉澤宇;劉帥康
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中北大學(xué)
• 主分類號(hào): B06B1/06
• 分類號(hào): B06B1/06
• 代理公司: 太原新航路知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 14112
• 代理人: 王勇

本發(fā)明涉及超聲輻射器，具體是一種大功率三維振動(dòng)超聲輻射器。本發(fā)明解決了現(xiàn)有超聲輻射器產(chǎn)生的超聲頻振動(dòng)只能沿二維方向傳播的問(wèn)題。一種大功率三維振動(dòng)超聲輻射器，包括徑向壓電振子和軸向壓電振子；所述徑向壓電振子包括外預(yù)應(yīng)力金屬圓筒、聚氨酯橡膠圓墊、圓杯形端蓋、圓臺(tái)形氟橡膠脹芯、內(nèi)預(yù)應(yīng)力金屬壓塊、圓管形內(nèi)電極、徑向極化壓電單晶塊、圓管形外電極、第I預(yù)緊螺栓、截錐螺旋彈簧；所述軸向壓電振子包括橡膠彈簧、第II預(yù)緊螺栓、圓管形蓋體、圓管形壓電片組、復(fù)合變幅桿、緊固節(jié)圓盤(pán)、圓管形封套。本發(fā)明適用于各種領(lǐng)域，尤其適用于煤層氣抽采。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超聲輻射器，具體是一種大功率三維振動(dòng)超聲輻射器。

背景技術(shù)

超聲輻射器廣泛應(yīng)用于煤層氣抽采中，其作用是將自身產(chǎn)生的超聲頻振動(dòng)作用于煤層，由此促進(jìn)煤層氣的解吸流動(dòng)，從而提高煤層氣的滲透率。然而在現(xiàn)有技術(shù)條件下，超聲輻射器由于自身結(jié)構(gòu)所限，其產(chǎn)生的超聲頻振動(dòng)只能沿二維方向傳播，由此導(dǎo)致煤層氣的滲透率難以大幅提高，從而導(dǎo)致煤層氣的抽采率和抽采總量均較低。基于此，有必要發(fā)明一種全新的超聲輻射器，以解決現(xiàn)有超聲輻射器產(chǎn)生的超聲頻振動(dòng)只能沿二維方向傳播的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有超聲輻射器產(chǎn)生的超聲頻振動(dòng)只能沿二維方向傳播的問(wèn)題，提供了一種大功率三維振動(dòng)超聲輻射器。

本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種大功率三維振動(dòng)超聲輻射器，包括徑向壓電振子和軸向壓電振子；

所述徑向壓電振子包括外預(yù)應(yīng)力金屬圓筒、聚氨酯橡膠圓墊、圓杯形端蓋、圓臺(tái)形氟橡膠脹芯、內(nèi)預(yù)應(yīng)力金屬壓塊、圓管形內(nèi)電極、徑向極化壓電單晶塊、圓管形外電極、第I預(yù)緊螺栓、截錐螺旋彈簧；

外預(yù)應(yīng)力金屬圓筒的上端設(shè)有敞口、下端設(shè)有端壁；外預(yù)應(yīng)力金屬圓筒的端壁貫通開(kāi)設(shè)有三個(gè)孔徑一致的第I螺孔，且三個(gè)第I螺孔圍繞外預(yù)應(yīng)力金屬圓筒的軸線等距排列；外預(yù)應(yīng)力金屬圓筒的外側(cè)面上端設(shè)有第I外螺紋；聚氨酯橡膠圓墊的側(cè)面與外預(yù)應(yīng)力金屬圓筒的內(nèi)側(cè)面下端緊密配合；聚氨酯橡膠圓墊的下端面與外預(yù)應(yīng)力金屬圓筒的下內(nèi)端面緊密配合；聚氨酯橡膠圓墊的端面貫通開(kāi)設(shè)有三個(gè)孔徑一致的第I裝配圓孔，且三個(gè)第I裝配圓孔的軸線分別與三個(gè)第I螺孔的軸線重合；三個(gè)第I裝配圓孔的孔徑小于三個(gè)第I螺孔的孔徑；圓杯形端蓋的杯口朝下；圓杯形端蓋的端壁中央貫通開(kāi)設(shè)有第II螺孔；圓杯形端蓋的內(nèi)側(cè)面下端設(shè)有第I內(nèi)螺紋，且圓杯形端蓋通過(guò)第I內(nèi)螺紋旋擰于外預(yù)應(yīng)力金屬圓筒的外側(cè)面上端；圓臺(tái)形氟橡膠脹芯的粗端端面與聚氨酯橡膠圓墊的上端面中央緊密配合；圓臺(tái)形氟橡膠脹芯的細(xì)端端面與外預(yù)應(yīng)力金屬圓筒的上端面齊平，且圓臺(tái)形氟橡膠脹芯的細(xì)端端面中央開(kāi)設(shè)有第I螺紋凹孔；內(nèi)預(yù)應(yīng)力金屬壓塊的數(shù)目為四個(gè)；四個(gè)內(nèi)預(yù)應(yīng)力金屬壓塊均呈弧槽形，且四個(gè)內(nèi)預(yù)應(yīng)力金屬壓塊由其內(nèi)腔呈圓臺(tái)形的金屬圓管分割而成；四個(gè)內(nèi)預(yù)應(yīng)力金屬壓塊的內(nèi)側(cè)面均與圓臺(tái)形氟橡膠脹芯的側(cè)面緊密配合；四個(gè)內(nèi)預(yù)應(yīng)力金屬壓塊的下端面均與聚氨酯橡膠圓墊的上端面緊密配合；四個(gè)內(nèi)預(yù)應(yīng)力金屬壓塊的上端面均與外預(yù)應(yīng)力金屬圓筒的上端面齊平；相鄰兩個(gè)內(nèi)預(yù)應(yīng)力金屬壓塊之間留有空氣間隙；圓管形內(nèi)電極的內(nèi)側(cè)面分別與四個(gè)內(nèi)預(yù)應(yīng)力金屬壓塊的外側(cè)面緊密配合；圓管形內(nèi)電極的下端面與聚氨酯橡膠圓墊的上端面緊密配合；圓管形內(nèi)電極的上端面與外預(yù)應(yīng)力金屬圓筒的上端面齊平；徑向極化壓電單晶塊的數(shù)目為八個(gè)；八個(gè)徑向極化壓電單晶塊均呈弧槽形，且八個(gè)徑向極化壓電單晶塊由徑向極化的壓電單晶圓管分割而成；八個(gè)徑向極化壓電單晶塊的內(nèi)側(cè)面均與圓管形內(nèi)電極的外側(cè)面緊密配合；八個(gè)徑向極化壓電單晶塊的下端面均與聚氨酯橡膠圓墊的上端面緊密配合；八個(gè)徑向極化壓電單晶塊的上端面均與外預(yù)應(yīng)力金屬圓筒的上端面齊平；相鄰兩個(gè)徑向極化壓電單晶塊之間留有空氣間隙；圓管形外電極的內(nèi)側(cè)面分別與八個(gè)徑向極化壓電單晶塊的外側(cè)面緊密配合；圓管形外電極的外側(cè)面與外預(yù)應(yīng)力金屬圓筒的內(nèi)側(cè)面緊密配合；圓管形外電極的下端面與聚氨酯橡膠圓墊的上端面緊密配合；圓管形外電極的上端面與外預(yù)應(yīng)力金屬圓筒的上端面齊平；第I預(yù)緊螺栓的螺桿貫穿第II螺孔，且第I預(yù)緊螺栓的尾端旋擰于第I螺紋凹孔內(nèi)；第I預(yù)緊螺栓的頭部緊壓圓杯形端蓋的上外端面；截錐螺旋彈簧套設(shè)于第I預(yù)緊螺栓的螺桿上；截錐螺旋彈簧的細(xì)端緊壓圓杯形端蓋的上內(nèi)端面；截錐螺旋彈簧的粗端分別緊壓四個(gè)內(nèi)預(yù)應(yīng)力金屬壓塊的上端面；