[发明专利]水下构建物的超声清洗装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水下构建物的超声清洗装置及基于超声清洗装置的超声清洗方法，属于超声波技术领域。

背景技术

大坝闸门或者水管内壁等设备由于工作在水下，长年累月会生水垢而影响正常功能的发挥甚至造成设备损坏，在洪水到来时若闸门无法正常开启后果将不堪设想。目前，闸门或者水管内壁等设备的常用的方法有两种：

1、第一种是使用高压射水进行清洗，此方法的缺点在于，若流速过快会造成压力过大，伤及油漆及构建物本身，但若减小流速，清洗效果就会大打折扣；

2、第二种是只有在停工时清洗，在无水的情况下通过人工施以机械振动将水垢松动，然后高压射水进行清洗。使用这样的做法就必须停工，另一方面人工敲击力度大小难以准确把握，容易因用力过猛导致闸门或者水管损伤，还有一些特殊情况的闸门水管，存在施工困难等缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术中清理闸门或者水管内壁等设备的水垢存在的一些问题，如使用高压射水进行清洗时，若流速过快会造成压力过大，伤及油漆及构建物本身，但若减小流速，清洗效果就会大打折扣，又如水闸停工后，进行人工敲击，但力度大小难以准确把握，容易因用力过猛导致闸门或者水管的损伤，还有特殊区域的闸门或者水管，不易施工的问题。本发明设计的水下构建物清洗装置及方法，方便、高效，清洗效果更好，无需停工，具有良好的应用前景。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种水下构建物的超声清洗装置，包括电源部分和清洗部分，所述电源部分为两路输出，分别通过电缆与所述清洗机件相连接，所述清洗部分包括清洗机件和用于防止清洗机件进水的防水装置，其特征在于：所述清洗机件包括超声波清洗装置和水射流清洗装置，所述超声波清洗装置包括相连接的超声波电能产生装置和超声换能装置，所述射流产生装置包括通过射流管路相连接的高压水泵和喷头。

前述的水下构建物的超声清洗装置，其特征在于：所述超声波电能产生装置包括依次联接的信号发生器、功率放大器和阻抗匹配模块，所述超声换能装置包括由换能器和聚焦体模块，所述换能器的电源输入端与超声波电能产生装置的电源输出端相连接，所述换能器的超声波输入端与聚焦体模块的超声波输出端相连接，所述的超声波聚集模块包括固定在一起的柱状压电换能器和变幅杆，所述变幅杆设置在柱状压电换能器的前端，所述柱状压电换能器由若干片压电片并联组成，且将柱状中心设为空心。

前述的水下构建物的超声清洗装置，其特征在于：所述防水装置包括外壳及外露于导体表面的耐热绝缘物体，外露的导电部分采用热熔胶密封，外露的非导电的外壳整体用胶皮包裹，且在外壳与导电部分接触区域采用热熔胶密封防水。

前述的水下构建物的超声清洗装置，其特征在于：所述若干片压电片的数量为四片，且压电片采用陶瓷制成。

前述的水下构建物的超声清洗装置，其特征在于：所述喷头包括若干个喷嘴，所述喷嘴上设有多个喷孔，且喷孔的数量随着喷嘴数量增加而减少。 

一种水下构建物的超声清洗方法，其特征在于：在所述超声清洗装置上进行水下构建物的清洗包括以下步骤：

步骤（1），先将超声波换能装置没入于水中，将超声波清洗装置产生的超声波经超声换能装置中的变幅杆聚焦，控制聚焦后的超声波靠近水下构建物所处的水环境；

步骤（2），经过超声空化效应后，破坏水下构建物的不溶性污物；

步骤（3），通过水射流清洗装置中的高压水泵产生高压低速水流，通过变幅杆形成低压高速的射流，冲洗步骤（2）所述破坏水下构建物的不溶性污物后的水下构建，使垢物脱落。

本发明的有益效果是：采用换能器将超声电源产生的超声波电能转换成机械振动，向闸门或者水管等清洗物件进行辐射超声波，促使超声空化形成，空化所产生的巨大压力能破坏不溶性污物（如水垢浊物），而使它们分散于溶液，达到清洗难溶物的效果，整个过程都能够在液体环境中进行，装置防水效果好，本发明的清洗方法通过超声波清洗装置产生的超声波经超声换能装置中的变幅杆聚焦后，破坏不溶性污物，并通过水射流清洗装置中的高压水泵形成的低压高速的射流，冲洗被清洗表面，使垢物脱落，与已有人工敲击或者单独的高压射水进行清洗的方法相比，清洗方便、高效、效果更好，无需停工，具有良好的推广前景。

附图说明

图1是本发明的水下构建物的超声清洗装置的示意图。

图2是本发明的喷嘴数、打击力及射流面积的关系图。

附图含义如下：