CN103394486B - 一种聚焦超声波在线防垢除垢装置 - Google Patents

一种聚焦超声波在线防垢除垢装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种聚焦超声波在线防垢除垢装置，包括壳体与超声波发生器，其特征在于：所述壳体上设有液体流动通道，壳体内设有循环冷却室、增幅杆、冷水输送管，循环冷却室内设有超声波换能器，所述的超声波发生器另外连接有在线清洗控制器与上述超声波换能器连接，所述的增幅杆为倒梯形结构，顶端为凹面，采用半圆形聚焦式排布在壳体内侧，由在线清洗控制器控制超声波换能器将电信号转换为超声振动的机械能，再由增幅杆散发超声波进行除垢。采用上述结构，实现了对内置测试电极或探头进行有效的在线控制清洗，可实现在线清洗过程工业自动化控制有效清洗，免除在线测试内置电极或探头拆洗和校准问题，可以满足复杂生产过程需要。

Description

一种聚焦超声波在线防垢除垢装置
技术领域
本发明涉及用于制糖、制碱、水处理、食品、医药等行业生产过程中的对检测装置的电极或探头进行除垢装置，特别是一种适用于制糖行业蒸发、煮糖过程检测仪器在线检测装置内置电极或测试探头的在线防垢除垢装置。
背景技术
制糖行业蒸发、煮糖过程一般采用大型罐体进行，罐体内的浓度、温度等液体检测一般采用电极或探头检测，工业在线检测分析过程中，在复杂的使用环境下，测试电极很容易受到悬浮颗粒、化学试剂、胶体、矿物质或其它沉淀物的影响，电极会发生污染和结垢，使得测试电极的灵敏度和测量精确度降低，甚至完全失效，因此，需要定时对测试电极进行清洗，根据电极安装情况，外置电极一般是将电极抽出换用备用电极再进行人工清洗，比较常用的清洗方法有机械刷洗、射流清洗、超声波清洗等手动和自动清洗措施，但是对于内置电极或测试探头这种方法就不适合，电极的校准和清洗效果会大大影响测试的结果。
在我国制糖工业，常用亚硫酸法和碳酸法两种进行澄清蔗汁，由于这两种处理工艺的蔗汁中含有大量的碳酸钙、亚硫酸钙以及镁盐等成垢成分，在蔗汁加热、蒸发和浓缩结晶过程很容易在设备表面和测试电极上形成致密的积垢，糖厂对加热设备一般采取轮洗的方式除去这些积垢，但内置测试电极的表面在不拆卸的情况下，传统的高压水冲洗、机械刷等方法很难接触到电极表面，市面上已有的超声波清洗装置，没有针对内置式电极的清洗装备，并且常用的超声波频率一般在15-40KHZ，在制糖生产中高温和高灰分环境下也不适用。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种适用于内置式测试电极或探头的在线防垢除垢清洗装置，可以在线进行防垢、除垢功能，能解决测试电极或探头在线使用过程中的无拆换清洗，具有结果设计紧凑、实用性强，能显著提高测试电极或探头使用周期和测试结果的准确性和精确性，为工业自动化控制提供可靠的技术支持。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种聚焦超声波在线防垢除垢装置，包括壳体与超声波发生器，所述壳体上设有液体流动通道，用于液体流出的液体流动通道，壳体内部设有数个循环冷却室，壳体内壁上设有冷水输送管、数个增幅杆，壳体内部的循环冷却室内各设有超声波换能器，所述的增幅杆为倒梯形结构，顶端为凹面，采用呈半圆形聚焦式排布在壳体内壁上，所述的循环冷却室与增幅杆的数量、位置排布相对应，各个循环冷却室之间设有冷水冷却循环管贯通连接；所述的冷水输送管沿着增幅杆排列进行放置，分别对应每个增幅杆顶端凹面设置一个冷水出口；
所述的超声波发生器和超声波换能器、在线清洗控制器相连，由在线清洗控制器控制超声波换能器将电信号转换为超声振动的机械能，再由增幅杆散发超声波进行除垢。
所述的在线清洗控制器包括核心控制存储模块、超声波发生器控制模块、清洗过程调节控制模块、电源模块、触摸屏显示控制模块、历史查询模块、报警模块、电磁阀控制模块、冷水输送控制模块，由核心控制存储模块分别联接超声波发生器控制模块、清洗过程调节控制模块、电源模块、触摸屏显示控制模块、历史查询模块、报警模块、电磁阀控制模块、冷水输送控制模块。
所述的环冷却室、超声波换能器、增幅杆的数量分别最少为4个。
所述的在线清洗控制器另外外接有电磁阀、冷水注入输送泵，由在线清洗控制器通过对电磁阀控制现对冷水冷却循环管的注冷水控制，由通过对冷水注入输送泵控制实现对冷水输送管的注冷水控制。
所述的壳体为半球体与柱体连接形状。
所述的壳体的开口处两端还设有连接安装密封件。
所述的液体流动通道最少为三条。
所述的所述的超声波频率范围20-400KHZ。
采用上述结构与技术方案，本发明具有以下创新性：
1、对在线测试电极或探头进行有效的在线控制清洗，可实现在线清洗过程工业自动化控制；
2、采用聚焦式排布的倒梯形凹面的增幅杆较快的对电极进行有效清洁；
3、免除在线测试内置电极拆洗和校准问题，可以满足复杂生产过程需要；
4、壳体内置有换能器与增幅杆聚焦式的隔舱设计，冷水输送管围着增幅杆排列进行放置，形成对着一个增幅杆顶端凹面设置一个冷水出口，优化超声波清洗条件，确保较好的超声波对电极的有效清洗效果。
5、每个循环冷却室与循环冷却室之间设有冷水冷却循环管贯通连接，由冷水冷却循环管管里的冷水循环进行有效保证循环冷却室内的超声波换能器的散热效果，延长超声波换能器5的寿命。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明工作原理方框图；
图3是本发明壳体1的结构立体图；
图4是本发明壳体1的结构主视图；
图5是本发明壳体1的结构俯视图；
图6是本发明壳体1应用于罐体参考图。
图中标示为：
1壳体、2超声波发生器、3循环冷却室、4增幅杆、5超声波换能器、6在线清洗控制器、7冷水输送管、8电磁阀、9冷水注入输送泵、10电极、11液体流动通道、12连接安装密封件、13罐体、31冷水冷却循环管、61核心控制存储模块、62超声波发生器控制模块、63清洗过程调节控制模块、64电源模块、65触摸屏显示控制模块、66历史查询模块、67报警模块、68电磁阀控制模块、69冷水输送控制模块。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施例作进一步详述，但不构成对本发明的任何限制。
如图1、2、3、4、5、6所示：
一种聚焦超声波在线防垢除垢装置，包括壳体1与超声波发生器2，其特征在于：所述壳体1上设有液体流动通道11，壳体1内部设有数个循环冷却室3，壳体1内壁上设有冷水输送管7、数个增幅杆4，壳体1内部的循环冷却室3内各设有超声波换能器5，所述的增幅杆4为倒梯形结构，顶端为凹面，采用呈半圆形聚焦式排布在壳体1内壁上，所述的循环冷却室3与增幅杆4的数量、位置排布相对应，各个循环冷却室3之间设有冷水冷却循环管31贯通连接；所述的冷水输送管7沿着增幅杆5排列进行放置，分别对应每个增幅杆5顶端凹面设置一个冷水出口；
所述的超声波发生器2和超声波换能器5、在线清洗控制器6相连，由在线清洗控制器6控制超声波换能器5将电信号转换为超声振动的机械能，再由增幅杆4散发超声波进行除垢。
所述的在线清洗控制器6包括核心控制存储模块61、超声波发生器控制模块62、清洗过程调节控制模块63、电源模块64、触摸屏显示控制模块65、历史查询模块66、报警模块67、电磁阀控制模块68、冷水输送控制模块69，由核心控制存储模块61分别联接超声波发生器控制模块62、清洗过程调节控制模块63、电源模块64、触摸屏显示控制模块65、历史查询模块66、报警模块67、电磁阀控制模块68、冷水输送控制模块69。
所述的环冷却室3、超声波换能器5、增幅杆4的数量分别最少为4个。
所述的在线清洗控制器6另外外接有电磁阀8、冷水注入输送泵9，由在线清洗控制器6通过对电磁阀8控制现对循环管31的注冷水控制，由通过对冷水注入输送泵9控制实现对冷水输送管7的注冷水控制。
所述的壳体为半球体与柱体连接形状。
所述的壳体1的开口处两端还设有连接安装密封件12。
所述的液体流动通道11最少为三条。
所述的超声波频率范围20-400KHZ。
所述的循环冷却室3与循环冷却室3之间设有冷水冷却循环管31贯通连接，由冷水冷却循环管31管里的冷水循环进行有效保证循环冷却室3内的超声波换能器5的散热效果，延长超声波换能器5的寿命。
增幅杆4倒梯形结构，顶端为凹面，采用呈半圆形聚焦式排布在壳体1内，实现较快的对电极10进行有效清洁。
在线清洗控制器6是一个集成电路控制器，可以对超声波发生器2、超声波换能器5、电磁阀8、冷水注入输送泵9的在线控制，还可以进行历史清选查询及发生状况实现报警功能。
在线清洗控制器6可以实现参数设置、工作周期设置和数据查询任务，具有自动清洗和手动清洗便捷操作功能，可实现在线清洗过程工业自动化控制。
壳体1的开口处两端还设有连接安装密封件12，实现壳体1在罐体13连接进行对传输电缆线密封放置。
其中超声波频率范围20-400KHZ；其中冷水输送管7注入的冷水温度为20～50度。
壳体1内置有超声波换能器5与增幅杆4聚焦式的隔舱设计，冷水输送管7围着增幅杆排列进行放置，形成对着一个增幅杆4顶端凹面设置一个冷水出口，优化超声波清洗条件，确保较好的超声波对电极10的有效清洗效果。
下面以使用在糖厂蒸发的罐体中的检测电极的进行操作进一步说明：
在糖厂蒸发工序的罐体13内糖液进行折光锤度检测中，使用前，首先打开在线清洗控制器6，由在线清洗控制器6控制电磁阀8打开对循环管31的注冷水循环工作，保证超声波换能器5在循环冷却室3中其在工作状态下的散热效果，同时控制对注入输送泵9打开进行对冷水输送管7进行注入30度冷水，再由对着增幅杆4顶端凹面的冷水输送管7的的冷水出口流入壳体内，再由线清洗控制器6控制打开超声波发生器2，产生的超声波通过超声波换能器5转换聚焦机械能，并通过聚焦式排布的增幅杆4传递至待清洗的测试电极10端进行除垢。由冷水输送7注入的冷水，达到一定量后，由壳体1的三条液体流动通道11流出。
注入的冷水创造了较好的局部超声波清洗环境，聚焦式排布的增幅杆4较快的对电极10进行清洁，在线清洗3-5min即可完成防垢清洗工作，清洗任务结束后，手动关闭或通过自动设定操作周期参数自动关闭冷水注入和超声波发生器2即可。

Claims (7)

1.一种聚焦超声波在线防垢除垢装置，包括壳体(1)与超声波发生器(2)，其特征在于：所述的壳体(1)为半球体与柱体连接形状，所述壳体(1)上设有用于液体流出的液体流动通道(11)，壳体(1)内部设有数个循环冷却室(3)，壳体(1)内壁上设有冷水输送管(7)、数个增幅杆(4)，壳体(1)内部的循环冷却室(3)内各设有超声波换能器(5)，所述的增幅杆(4)为倒梯形结构，顶端为凹面，采用呈半圆形聚焦式排布在壳体(1)内壁上，所述的循环冷却室(3)与增幅杆(4)的数量、位置排布相对应，各个循环冷却室(3)之间设有冷水冷却循环管(31)贯通连接；所述的冷水输送管(7)沿着增幅杆(5)排列进行放置，分别对应每个增幅杆(5)顶端凹面设置一个冷水出口；
所述的超声波发生器(2)和超声波换能器(5)、在线清洗控制器(6)相连，由在线清洗控制器(6)控制超声波换能器(5)将电信号转换为超声振动的机械能，再由增幅杆(4)散发超声波进行除垢。
2.根据权利要求1所述的一种聚焦超声波在线防垢除垢装置，其特征在于：所述的在线清洗控制器(6)包括核心控制存储模块(61)、超声波发生器控制模块(62)、清洗过程调节控制模块(63)、电源模块(64)、触摸屏显示控制模块(65)、历史查询模块(66)、报警模块(67)、电磁阀控制模块(68)、冷水输送控制模块(69)，由核心控制存储模块(61)分别联接超声波发生器控制模块(62)、清洗过程调节控制模块(63)、电源模块(64)、触摸屏显示控制模块(65)、历史查询模块(66)、报警模块(67)、电磁阀控制模块(68)、冷水输送控制模块(69)。
3.根据权利要求1所述的一种聚焦超声波在线防垢除垢装置，其特征在于：所述的环冷却室(3)、超声波换能器(5)、增幅杆(4)的数量分别最少为4个。
4.根据权利要求1或2所述的一种聚焦超声波在线防垢除垢装置，其特征在于：所述的在线清洗控制器(6)另外外接有电磁阀(8)、冷水注入输送泵(9)，由在线清洗控制器(6)通过对电磁阀(8)控制现对冷水冷却循环管(31)的注冷水控制，由通过对冷水注入输送泵(9)控制实现对冷水输送管(7)的注冷水控制。
5.根据权利要求1所述的一种聚焦超声波在线防垢除垢装置，其特征在于：所述的壳体(1)的开口处两端还设有连接安装密封件(12)。
6.根据权利要求1所述的一种聚焦超声波在线防垢除垢装置，其特征在于：所述的液体流动通道(11)最少为三条。
7.根据权利要求1所述的一种聚焦超声波在线防垢除垢装置，其特征在于：所述的超声波频率范围20-400KHZ。
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