[发明专利]一种具有多端输出及多级振幅放大功能的超声振动装置及其操作工艺

说明书

本发明涉及一种具有多端输出及多级振幅放大功能的超声振动装置及其操作工艺，该装置主要包括压电陶瓷换能器、1级纵向振动变幅杆、弯曲振动变幅杆、2级纵向振动变幅杆和隔振底座。压电陶瓷换能器在外界激励电压作用下产生纵向超声振动，并将纵向超声振动通过1级纵向振动变幅杆放大，经过放大的超声振动传递至弯曲振动变幅杆，使得弯曲振动变幅杆产生多级振动级数的弯曲振动，每个波腹处连接一个2级纵向振动变幅杆，从而将弯曲振动转换为纵向振动，可实现多端输出及多级振幅放大功能。

技术领域

本发明属于超声振动系统应用领域，尤其涉及具有多端输出及多级振幅放大功能的超声振动装置及其操作工艺。

技术背景

超声振动系统被广泛应用于各种场合，包括超声加工、超声清洗、超声焊接以及超声处理等方面。常用的超声振动系统主要包括超声换能器、变幅杆及工具头。传统的超声振动系统中，一个超声换能器只能连接一套变幅杆及工具头，因而处理对象的功能有限。例如在超声凝聚、超声除泡、超声除尘等一些应用中，需要对流体进行大功率大面积、全方位地施加超声振动时，就需要采用多套传统的超声振动系统，多套超声系统不仅控制较为困难，而且系统运行成本较高。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种具有多端输出及多级振幅放大功能的超声振动装置及其操作工艺，实现超声单激励输入，较大振幅多个输出端，可同时作用多个对象或增大作用面积。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：

一种具有多端输出及多级振幅放大功能的超声振动装置，包括压电陶瓷换能器、1级纵向振动变幅杆、弯曲振动变幅杆、2级纵向振动变幅杆和隔振底座。

压电陶瓷换能器通过双头螺柱与1级纵向振动变幅杆前端连接，弯曲振动变幅杆通过螺栓固定在1级纵向振动变幅杆末端，2级纵向振动变幅杆的前端与弯曲振动变幅杆波腹位置通过双头螺柱固定连接，1级纵向振动变幅杆和2级纵向振动变幅杆的法兰分别固定在隔振底座上；1级纵向振动变幅杆、弯曲振动变幅杆和2级纵向振动变幅杆谐振频率相同。

所述1级纵向振动变幅杆是单一的变幅杆结构成者是多段复合的变幅杆结构，法兰位于振动节点处，圆周方向一侧均布3个通孔。

所述弯曲振动变幅杆可以产生5级振动级数的弯曲振动，其轴向截面为矩形结构或圆形结构，杆的一侧中间位置有通孔，杆另一侧每个波腹位置均开设有螺纹孔。

所述2级纵向振动变幅杆是单一的变幅杆结构成者是多段复合的变幅杆结构，数量为4，法兰位于振动节点处，圆周方向一侧均布3个通孔。

所述隔振底座整体为无顶空心箱体式结构，前端有凹台结构，用于固定1级纵向振动变幅杆的法兰；隔振底座的后端有4个凹台结构，用于固定2级纵向振动变幅杆的法兰。

为了满足更大的振幅需求，2级纵向振动变幅杆后面可以连接3级纵向振动变幅杆、4级纵向振动变幅杆等多级纵向振动变幅杆。

本发明通过弯曲振动变幅杆的特殊结构把单激励超声纵向振动转换为多个波腹的弯曲振动，再通过纵向振动变幅杆将多个弯曲振动转换为多个纵向振动输出，从而使该装置具有大振幅多端输出功能。

附图说明

图1是实施例1具有多端输出及多级振幅放大功能的超声振动装置的整体结构示意图；

图2是实施例1中1级纵向振动变幅杆的结构示意图；

图3是实施例1中弯曲振动变幅杆的结构示意图；

图4是实施例1中2级纵向振动变幅杆的结构示意图；

图5是实施例1中隔振底座的结构示意图；

图6是实施例2中多端输出及多级振幅放大功能的超声振动装置整体结构示意图；