[发明专利]多方向振动的超声换能器、超声清洗装置和清洗方法

权利要求书

1.一种多方向振动的超声换能器，其特征在于：包括底座（4）和振动盖（1）以及设置在振动盖（1）内腔的振动柱（2）；所述振动盖（1）与底座（4）之间设置密封隔振层；所述振动盖（1）是空心筒状结构，倒置在底座（4）上与底座（4）连接形成密闭的空腔结构，所述振动柱（2）的顶部与振动盖（1）的中心连接，且振动柱（2）受激励产生振动传递到振动盖（1）上，通过振动盖（1）辐射出纵向轴对称弯曲振动和沿径向横振动交替而成的合成振动；所述多方向振动的超声换能器的工作频率为f=23.64kHz；

所述振动盖（1）的内径R为15~63mm；所述振动盖（1）的内径R与振动柱（2）的直径r之比满足：1.2~5.04：1；所述振动盖（1）的深度与振动柱（2）的高度之比为1.03~1.04:1。

2.根据权利要求1所述的多方向振动的超声换能器，其特征在于：所述振动柱（2）包括依次分布在同一轴线上并通过螺栓（3）连接的前盖板（21）、压电陶瓷堆（22）、后盖板（23）；所述前盖板（21）设置在振动盖（1）的底部中心位置，并向振动盖（1）的内腔延伸。

3.根据权利要求2所述的多方向振动的超声换能器，其特征在于：所述前盖板（21）高度、压电陶瓷堆（22）高度以及后盖板（23）高度为14：10：5~10。

4.一种超声清洗装置，其特征在于：包括权利要求1~3任一项所述的多方向振动的超声换能器以及清洗槽（7）；所述多方向振动的超声换能器的底座（4）固定在清洗槽（7）的底部中心位置；所述多方向振动的超声换能器的振动盖（1）延伸至清洗槽（7）内，通过振动盖（1）向清洗槽（7）内辐射出纵向轴对称弯曲振动和沿径向横振动交替而成的合成振动，使清洗槽（7）内形成横向振动和弯曲振动合成的稳定辐射声场。

5.根据权利要求4所述的超声清洗装置，其特征在于：所述多方向振动的超声换能器的底座（4）与清洗槽（7）的底部连接位置设置有防水密封垫（8）。

6.根据权利要求5所述的超声清洗装置，其特征在于：所述多方向振动的超声换能器的底座（4）与清洗槽（7）的底部通过空心螺栓固定，所述多方向振动的超声换能器的压电陶瓷堆（22）对应的正负极线穿过空心螺栓与激励电源连接。

7.一种如权利要求4所述的超声清洗装置的清洗方法，其特征在于，所述清洗方法为振动柱（2）连接激励电源，产生振动，通过振动盖（1）向清洗槽（7）内辐射出纵向轴对称弯曲振动和沿径向横振动交替而成的合成振动，使清洗槽（7）内形成横向振动和弯曲振动合成的稳定辐射声场。

8.根据权利要求7所述的清洗方法，其特征在于，所述清洗方法具体包括：

1）振动柱（2）的压电陶瓷堆（22）受激励后产生沿轴向的纵振动；

2）压电陶瓷堆（22）所产生的纵振动经前盖板（21）传递到振动盖（1），经振动盖（1）的底部和侧部从不同方向辐射，进而向清洗槽（7）内辐射出纵向轴对称弯曲振动和沿径向横振动交替作用的合成振动，形成横向振动和弯曲振动合成的稳定辐射声场。