[实用新型]长管道高效超声波防垢/除垢装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及超声波管道防垢/除垢领域，具体涉及一种长管道高效超声波防垢/除垢装置。

背景技术

在管道运输领域中，主要采用管道将需要运送的物质运送到指定的地点，但是通常会存在以下的问题，例如：在输油管道中，由于输油过程中温度的变化，油中的腊逐步析出沉积在管壁上，从而造成阻力增加，严重时影响输油；在发电厂的除灰水回水管道中，冲灰水二次利用，产生的结垢问题非常严重，甚至影响安全生产；在煤气输送管道中，则容易发生冰堵，因而造成严重安全事故。因此，怎样解决因管道太长，结垢(结腊)严重问题，是长期困扰世界性的难题。

为此功率超声波脉冲技术在除垢防垢领域已经得到了很好的应用，这种方法是众多的物理在线防垢除垢技术领域中性能最优越的一种方法，其原理是以管道为媒体传播超声能量，从而产生一种压缩和膨胀交替的波，如果声能足够强，液体在波的膨胀阶段被推开，由此产生气泡，而在波的压缩阶段，这些气泡就在液体中瞬间爆裂或内爆，产生一种非常有效的冲击力，特别适用于清洗，这个过程称之为空化作用。

超声波在金属中的传播方式有好几种，例如是纵波、横波、表面波等，这与管道的形状、尺寸、材料性质以及超声波的激励模式有关。超声波在气体及液体介质中传播时，只能从纵波形式向前传送，但超声波在固体介质中，除了有纵波传播外，有时还会发生横波。在同一固体介质中，超声波横波声速小于其纵波声速(约为后者的48％～55％)。纵波在固体媒质中传播时，常使固体的体积有交替的压缩和膨胀，因此纵波又叫膨胀波。横波在固体中传播时不引起体积变化。另外，超声波在普通钢中的传播纵波速度是5850(m/s)，横波速度只是3230(m/s)，由此可见，有效的利用纵波的传播特点是提高长管道系统防垢除垢(除腊)的关键和有效途径。

现有的技术大都是以横波的形式在金属中传播，这种方法在小型的管道和换热其中起到了很好的作用。例如，图1所示，专利号为ZL00214308.9的中国实用新型专利公开了一种超声波管道除垢器，其技术是将换能器设置在管道的外壁上，从而产生超声波以横波的形式以管道壁为媒介进行传播。但是这种技术只能应用在短距离除垢，而长距离除垢则效率较低。

还有一种是把换能器放置在管道内部，对管道内的液体介质实施超声作用，但是超声波在液体中的传播速度只有1400m/s左右，远远低于在金属中的速度。

因此，现有技术主要存在以下的缺陷：

第一，以横波的形式以管道壁为媒介，但是横波的传播速度较差，不利于长距离传播；

第二，以液体为媒介，以纵波的形式传播，同样存在传播速度低，效率低下的问题。

第三，现有技术的换能器，多采用压电陶瓷作为换能器的材料，需要较高的驱动电压，且易老化，使用寿命短。

实用新型内容

针对上述缺陷，本实用新型的目的是提供一种长管道高效超声波防垢/除垢装置，以解决现有技术除垢效率低，寿命短且能耗较大的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下的技术方案：

一种长管道高效超声波防垢/除垢装置，用于去除/预防运输管道中的污垢，其包括功率脉冲信号控制机构以及连接在管道内的多个执行机构，所述功率信号控制机构通过线缆与所述些执行机构电性连接；所述执行机构进一步多个换能器，该些换能器呈均匀环状阵列式，插设在一变幅管上，所述些换能器内部由一内衬管与管内工质隔绝，外部由预紧力法兰组合固定，所述些换能器通过线缆与功率信号控制机构电性连接。

依照本实用新型较佳实施例所述的长管道高效超声波防垢/除垢装置，所述功率信号控制机构进一步包括：一中央控制器，其通过一开关电源连接外部电源，并由该开关电源控制其关断和打开；一偏磁模块，其由一励磁电源控制其关断和打开；以及一功率脉冲发生模块；其中，所述功率脉冲发生模块以及偏磁模块连接至执行机构中的换能器，并在所述中央控制器的控制下，调节产生脉冲的功率、频率以及宽度。

依照本实用新型较佳实施例所述的长管道高效超声波防垢/除垢装置，所述变幅管上设置有多个通风管，将换能器产生的热量排出。

依照本实用新型较佳实施例所述的长管道高效超声波防垢/除垢装置，所述执行机构还包括一保护罩，该保护罩覆盖在所述预紧力法兰组合外部，且设置有用于冷却执行机构热量的冷却风道以及用于穿设所述线缆的穿线管。

依照本实用新型较佳实施例所述的长管道高效超声波防垢/除垢装置，所述预紧力法兰组合进一步包括：预紧力法兰、预紧力法兰肋板以及预紧力螺栓。