[发明专利]一种多级频率超声振动脉动热管装置及其运行工艺

权利要求书

1.一种多级频率超声振动脉动热管装置，其特征在于，从上至下依次包括脉动热管（1），二级超声振子（2），支撑架（3）及超声电源（6）；二级超声振子包括一级超声振子（4）和超声组合件（5），脉动热管（1）装在二级超声振子上，二级超声振子固定于支撑架上，超声电源通过连接一级超声振子（4）或二级超声振子（2）来选择工作频率，实现脉动热管在多级频率超声条件下的稳定工作；

所述的一级超声振子整体长度满足半波长谐振设计原则；可作为独立的超声振动装置使用，以自身谐振频率工作，或者作为二级超声振子的变幅杆结构；所述的一级超声振子包括依次连接的复合圆锥形变幅杆（4-1），压电陶瓷换能器（4-2）及后端盖（4-3）；

所述的复合圆锥形变幅杆为一体式设计，输出端与脉动热管连接，输入端设置凸台（7）及圆柱结构（8），用于压电陶瓷换能器（4-2）和后端盖（4-3）的安装定位；工作频率为一级超声振子的谐振频率，为保证一级超声振子可作为二级超声振子的变幅杆结构，复合圆锥形变幅杆的圆锥段与后端盖锥度一致；

二级超声振子整体长度依据全波长谐振设计原则；所述的二级超声振子（2）包括一级超声振子（4）和超声组合件（5），是采用双头螺柱将一级超声振子的后端盖和超声组合件连接，连接后无间隙；二级超声振子在半波长节点位置放置法兰支撑结构，法兰沿圆周布置通孔，通过螺栓固定在支撑架上；

一级超声振子和二级超声振子中压电陶瓷片的选取需满足两种压电片外径的差值等于一级超声振子变幅杆输入端和输出端直径的差值；

超声组合件（5）包括前端盖（5-1）、压电陶瓷换能器（5-2）、后端盖（5-3）及螺栓（5-4）；超声组合件的压电陶瓷换能器（5-2）的激励频率与一级超声振子（4）中的压电陶瓷换能器（4-2）不同。

2.根据权利要求1所述的多级频率超声振动脉动热管装置，其特征在于，所述的脉动热管为一体式结构，蒸发端底部设置圆台形底座，抽真空注液口设置在脉动热管冷凝端中轴线上，方向竖直向上；整体呈上小下大，下端面直径与一级超声振子的复合圆锥形变幅的输出端直径相同；圆台形底座的整体锥度与一级超声振子变幅杆锥度相同；同时在圆台形底座上开槽，方便利用扳手夹持拧紧；圆台形底座的下端面设置螺纹孔，通过双头螺柱与二级超声振子连接，测温点分布在冷凝端、蒸发端与绝热段交界位置，热电偶探入脉动热管内部，采用内部测温方式。

3.权利要求1所述的多级频率超声振动脉动热管装置的运行工艺，其特征在于，步骤如下：

（1）将一级超声振子固定在支撑架上，脉动热管通过双头螺柱与一级超声振子的复合圆锥形变幅杆输出端连接；超声电源连接一级超声振子的压电陶瓷 换能器，开启超声电源，脉动热管工作频率为一级超声振子的谐振频率f1；

（2）需改变频率时，通过双头螺柱将一级超声振子与超声组合件连接，将组合后的二级超声振子借助法兰固定在支撑架上；

（3）超声电源连接二级超声振子中压电陶瓷 换能器，开启电源，脉动热管频率为二级超声振子的谐振频率f2。