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1.概述
超声波管道振落设备主要由超声波发生器、超声波信号传输电缆、超声波能量转换器以及安装超声波换能器的管道组合件组成。根据安装方式分为外置式、内嵌式、内置式三种形式。超声波振落设备主要是利用超声波的"空化"效应、"化学"效应、"剪切"效应、"拟制"效应,使强声场处理流体或管道壁,让流体或管道壁中成垢物质或粉末物料在超声场作用下,其物理形态和化学性能发生一系列变化,使之分散、粉碎、松散、松脱而不易附着管壁形成积垢。
超声波防垢除垢机理:一种是接触式,主要是通过超声振动主机工具头接触液体,在超声过程中产生空化效应,“空化效应"指存在于液体中的微气核空化泡在声波的作用下振动,当声压达到一定值时发生的生长和崩溃的动力学过程。空化作用一般包括3个阶段:空化泡的形成、长大和剧烈的崩溃。当盛满液体的容器当通入超声波后,由于液体振动而产生数以万计的微小气泡,即空化泡。这些气泡在超声波纵向传播形成的负压区生长,而在正压区迅速闭合,从而在交替正负压强下受到压缩和拉伸。在气泡被压缩直至崩溃的一瞬间,会产生巨大的瞬时压力,一般可高达几十兆帕至上百兆帕。
另外一种是非接触式的, 主要是超声波振动,类似于“撞钟",超声振动模式主要是连续脉冲式,从而防止管道壁结垢。
空化作用:超声波的能量对被处理流体介质直接产生大量的空穴和气泡,当这些空穴和气泡破裂和挤压时,产生一定范围的强大的压力峰,局部的压力峰可达上千个大气压,成垢物质在压力峰作用下,粉碎悬浮于水中,并使已生成的垢层破碎使其易于脱落,这样达到超声波除垢的目的。
活化作用:超声波在流体中产生“空化"作用,提高流动流体和成垢物质的活性,破坏垢类生成和在换热器管壁沉积的条件,使成垢物质在流体中形成分散沉积体而不在管壁上形成硬垢,这样达到超声波防垢的目的。
剪切作用:超声波辐射在垢层和管壁上及水中,由于对超声波频率响应不同,三者产生不同步的振动,因此产生高速的相对运动。由于速度差形成垢层与换热器管壁界面上的相对剪切力,从而导致垢层产生疲劳而松脱,这样达到超声波除垢的目的。
抑制作用:通过超声波的作用改变流体主体的物理化学性质,能抑制水中离子在壁面处的成核和长大。因此,减少粘附于换热器面上成垢离子的数量。实践研究证明,超声波作用时间越长防止成垢物质结垢效果越佳。
总之,水在超声波作用下,当超声波能量足够大时,即“功率超声"能够在常温、常压的环境条件下,使传导介质中产生短促的、局部的、极大的高温、高压、高强电场的物理环境,流体会产生所谓的“声空化效应"从而引发许多的力学、物理、化学、生物等效应,达到流体中超声波防垢、除垢目的。
2.产品组成
序号 | 名称 | 规格型号 | 数量 | 其他说明 |
1 | 超声波驱动电源 | GBP-USC202A | 1 | 最大驱动功率2000VA |
2 | 超声波振动部分 | GBT-F2038A | 4 | |
3 | 电缆线 | 20米 | 标准配置每个振动部分5米 | |
4 | 定制管道 | Φ100mm | 1 | 1m长直径100mm卫生食品级,材质304不锈钢,含2套夹具180mm*40mm |
5 | 定制管道 | Φ70mm | 1 | 1m长直径70mm卫生食品级,材质304不锈钢,含2套夹具180mm*40mm |
3.超声波振落设备技术参数
图1设备系统框图
图2管道系统框图
1)系统采用可拆卸式超声波振动子,螺纹连接结构,连接后建立把超声波振动子端面焊接好;
2)最大功率为2000VA;
3.1超声波发生器技术参数
1超声波发生器 | 名称 | 智能数控超声波发生器 |
2超声波发生器主要功能: | ||
2.1监控参数 | 频率,设定功率百分比,运行监测 | |
2.2参数自主设定 | 超声波输出功率百分比自主设定 | |
2.3跟频方式 | 自动 | |
2.4自动振幅控制 | 工作过程负载变化时,自动调整驱动特性,确保输出振幅稳定 | |
2.5系统保护 | 高温保护、过流保护、过压保护 | |
2.6功率调整方式 | 功率设定百分比连续可调,10~99% | |
2.7系统报警 | 搜频故障报警、过流或过载报警 | |
3超声波发生器主要参数 | ||
3.1控制电路类型 | 数字式 | |
3.2操作方式 | 触摸屏 | |
3.3工作方式 | 连续模式或脉冲模式 | |
3.4功率 | 最大功率输出2000VA | |
3.5频率调整范围 | 18~21kHz | |
3.6使用环境 | 室内使用,-20℃~40℃,相对环境温度20℃,月平均<80% | |
3.7通讯方式 | Modbus RTU,可连接PLC,详见附件通讯协议(选配) |
3.2超声波振动子技术参数
1组成配件及数量 (单振动子) | 部件名称 | 型号或类型 | 主要材质 | 数量(个) |
超声波换能器 | 20K换能器 | 压电陶瓷、铝合金 | 1 | |
一级变幅杆 | 20K变幅杆 | 合金钢 | 1 | |
外壳 | 合金铝 | 1 | ||
2工具头连接方式 | 1/2—20unf(提供安装螺丝)或焊接 | |||
3冷却方式 | 自冷却 |
4.超声波振落设备图片
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