一种工业用大功率多向振幅调控超声振动装置
专利汇可以提供一种工业用大功率多向振幅调控超声振动装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及工业用超 声换能器 ，具体是一种工业用大功率多向振幅调控超声振动装置。本发明解决了现有工业用超声换能器输出功率低、不宜长时间工作、总体功率受限、使用灵活性差、机电转换效率低的问题。一种工业用大功率多向振幅调控超声振动装置，包括纵向振动超声振子和多向调谐压电阵元；所述纵向振动超声振子包括压电主体、圆形上端盖、圆形下端盖、预应 力 螺栓 、 碟形 弹簧 、预 应力 螺母 、第一圆形隔声环、第二圆形隔声环、圆筒形防尘罩、圆台形变幅杆、圆环形 节圆 盘；所述压电主体由四个压电单元 自上而下 层叠而成。本发明适用于各种超声加工领域。，下面是一种工业用大功率多向振幅调控超声振动装置专利的具体信息内容。
1.一种工业用大功率多向振幅调控超声振动装置，其特征在于：包括纵向振动超声振子和多向调谐压电阵元；
所述纵向振动超声振子包括压电主体、圆形上端盖（101）、圆形下端盖（102）、预应力螺栓（103）、碟形弹簧（104）、预应力螺母（105）、第一圆形隔声环（106）、第二圆形隔声环（107）、圆筒形防尘罩（108）、圆台形变幅杆（109）、圆环形节圆盘（110）；
所述压电主体由四个压电单元自上而下层叠而成；每个压电单元均包括圆形吸热绝缘垫（111）、五个圆形弛豫铁电单晶片（112）、五个圆形电极片（113）、条形电极片（114）、两个V形电极片（115）；
圆形吸热绝缘垫（111）的端面分别贯通开设有五个圆形安装孔（116）；第一个圆形安装孔（116）位于圆形吸热绝缘垫（111）的端面中央；第二至第五个圆形安装孔（116）均位于圆形吸热绝缘垫（111）的端面边缘，且第二至第五个圆形安装孔（116）围绕圆形吸热绝缘垫（111）的轴线等距排列；五个圆形弛豫铁电单晶片（112）一一对应地嵌装于五个圆形安装孔（116）内；每个圆形弛豫铁电单晶片（112）的下端面均分别开设有若干道圆环形切缝（117）和若干道条形切缝（118）；各道圆环形切缝（117）的轴线均重合；各道条形切缝（118）均位于第一道圆环形切缝（117）的内侧，且各道条形切缝（118）的两端均与第一道圆环形切缝（117）连通；各道条形切缝（118）呈等距平行排列；各道圆环形切缝（117）和各道条形切缝（118）内均填充有高分子去耦材料；五个圆形电极片（113）一一对应地层叠于五个圆形弛豫铁电单晶片（112）的上端面；条形电极片（114）和两个V形电极片（115）均层叠于圆形吸热绝缘垫（111）的上端面；条形电极片（114）的前端面与第一个圆形电极片（113）的侧面固定；两个V形电极片（115）左右对称，且两个V形电极片（115）的开口相互正对；第一个V形电极片（115）的两个尾端面分别与第二个圆形电极片（113）的侧面和第三个圆形电极片（113）的侧面固定；第二个V形电极片（115）的两个尾端面分别与第四个圆形电极片（113）的侧面和第五个圆形电极片（113）的侧面固定；
圆形上端盖（101）的下端面与压电主体的上端面接触；圆形上端盖（101）的侧面上端延伸设置有第一圆环形凸台；第一圆环形凸台的端面贯通开设有若干个第一沉头孔，且各个第一沉头孔围绕圆形上端盖（101）的轴线排列；各个第一沉头孔的头部均朝上；第一圆环形凸台的下端面开设有第一圆环形凹槽，且第一圆环形凹槽位于各个第一沉头孔的外侧；圆形下端盖（102）的上端面与压电主体的下端面接触；圆形下端盖（102）的侧面上端延伸设置有第二圆环形凸台；第二圆环形凸台的端面贯通开设有若干个第二沉头孔；第二沉头孔的数目与第一沉头孔的数目一致，且各个第二沉头孔与各个第一沉头孔一一正对；各个第二沉头孔的头部均朝下；第二圆环形凸台的上端面开设有第二圆环形凹槽，且第二圆环形凹槽与第一圆环形凹槽相互正对；圆形下端盖（102）的下端面中央延伸设置有第一圆柱形凸台，且第一圆柱形凸台的侧面设有外螺纹；预应力螺栓（103）的数目与第二沉头孔的数目一致；各个预应力螺栓（103）一一对应地贯穿各个第二沉头孔和各个第一沉头孔，且各个预应力螺栓（103）的头部一一对应地位于各个第二沉头孔的头部；碟形弹簧（104）的数目与预应力螺栓（103）的数目一致；各个碟形弹簧（104）一一对应地套设于各个预应力螺栓（103）上，且各个碟形弹簧（104）一一对应地位于各个第一沉头孔的头部；预应力螺母（105）的数目与预应力螺栓（103）的数目一致；各个预应力螺母（105）一一对应地旋拧于各个预应力螺栓（103）上，且各个预应力螺母（105）一一对应地紧压各个碟形弹簧（104）；第一圆形隔声环（106）嵌装于第一圆环形凹槽内；第二圆形隔声环（107）嵌装于第二圆环形凹槽内；圆筒形防尘罩（108）的内侧面上端与第一圆环形凸台的外侧面固定配合；圆筒形防尘罩（108）的内侧面下端与第二圆环形凸台的外侧面固定配合；圆筒形防尘罩（108）的侧面中部贯通开设有四个穿线孔（119），且各个穿线孔（119）围绕圆筒形防尘罩（108）的轴线排列；圆台形变幅杆（109）的粗端朝上、细端朝下；圆台形变幅杆（109）的上端面中央开设有第一盲螺孔，且圆台形变幅杆（109）通过第一盲螺孔旋拧于第一圆柱形凸台上；圆台形变幅杆（109）的下端面开设有三个圆形盲孔，且三个圆形盲孔围绕圆台形变幅杆（109）的轴线等距排列；三个圆形盲孔的孔底中央各延伸设置有一个第二圆柱形凸台；三个第二圆柱形凸台的侧面均设有外螺纹；圆环形节圆盘（110）的内侧面与圆台形变幅杆（109）的侧面中部固定为一体；
所述多向调谐压电阵元包括圆柱形连接杆（201）、第一圆柱形钛合金块（202）、第一圆形压磁材料片（203）、第二圆柱形钛合金块（204）、第二圆形压磁材料片（205）、第三圆柱形钛合金块（206）、复合变幅杆（207）；
圆柱形连接杆（201）的数目为三个；三个圆柱形连接杆（201）的上端面中央各开设有一个第二盲螺孔，且三个圆柱形连接杆（201）分别通过三个第二盲螺孔旋拧于三个第二圆柱形凸台上；三个圆柱形连接杆（201）的下端面均为中间低四周高的环形阶梯面；第一圆柱形钛合金块（202）的数目为三个；三个第一圆柱形钛合金块（202）的上端面均为中间高四周低的环形阶梯面；三个第一圆柱形钛合金块（202）的上端面分别与三个圆柱形连接杆（201）的下端面固定配合；第一圆形压磁材料片（203）的数目为三个；三个第一圆形压磁材料片（203）的上端面中央分别与三个第一圆柱形钛合金块（202）的下端面固定；第二圆柱形钛合金块（204）的数目为三个；三个第二圆柱形钛合金块（204）的上端面分别与三个第一圆形压磁材料片（203）的下端面中央固定；第二圆形压磁材料片（205）的数目为三个；三个第二圆形压磁材料片（205）的上端面中央分别与三个第二圆柱形钛合金块（204）的下端面固定；第三圆柱形钛合金块（206）的数目为三个；三个第三圆柱形钛合金块（206）的上端面分别与三个第二圆形压磁材料片（205）的下端面中央固定；三个第三圆柱形钛合金块（206）的下端面均为中间高四周低的环形阶梯面；复合变幅杆（207）的数目为三个；三个复合变幅杆（207）的上端面均为中间低四周高的环形阶梯面；三个复合变幅杆（207）的上端面分别与三个第三圆柱形钛合金块（206）的下端面固定配合。
2.根据权利要求1所述的一种工业用大功率多向振幅调控超声振动装置，其特征在于：
所述纵向振动超声振子还包括若干个圆环形应变片式无线压力传感器（120）；圆环形应变片式无线压力传感器（120）的数目与碟形弹簧（104）的数目一致；各个圆环形应变片式无线压力传感器（120）一一对应地套设于各个预应力螺栓（103）上，且各个圆环形应变片式无线压力传感器（120）一一对应地位于各个第一沉头孔的头部；各个圆环形应变片式无线压力传感器（120）一一对应地位于各个碟形弹簧（104）的下方。
3.根据权利要求1或2所述的一种工业用大功率多向振幅调控超声振动装置，其特征在于：圆形上端盖（101）的密度大于圆形下端盖（102）的密度。
4.根据权利要求1或2所述的一种工业用大功率多向振幅调控超声振动装置，其特征在于：所述圆形上端盖（101）采用45钢或304不锈钢或40Cr钢制成；所述圆形下端盖（102）采用机械硬铝或航空铝或钛合金制成；所述预应力螺栓（103）采用高强度预应力螺栓；所述碟形弹簧（104）采用组合式碟形弹簧；所述第一圆形隔声环（106）、第二圆形隔声环（107）均采用聚氨酯制成；所述圆形吸热绝缘垫（111）采用树脂橡胶制成；所述圆形电极片（113）、条形电极片（114）、V形电极片（115）均采用磷青铜或铍青铜制成；所述高分子去耦材料为聚氨酚去耦材料；所述外螺纹为美制密封管螺纹。
一种工业用大功率多向振幅调控超声振动装置
技术领域
背景技术
发明内容
所述纵向振动超声振子包括压电主体、圆形上端盖、圆形下端盖、预应力螺栓、碟形弹簧、预应力螺母、第一圆形隔声环、第二圆形隔声环、圆筒形防尘罩、圆台形变幅杆、圆环形节圆盘；
所述压电主体由四个压电单元自上而下层叠而成；每个压电单元均包括圆形吸热绝缘垫、五个圆形弛豫铁电单晶片、五个圆形电极片、条形电极片、两个V形电极片；
圆形吸热绝缘垫的端面分别贯通开设有五个圆形安装孔；第一个圆形安装孔位于圆形吸热绝缘垫的端面中央；第二至第五个圆形安装孔均位于圆形吸热绝缘垫的端面边缘，且第二至第五个圆形安装孔围绕圆形吸热绝缘垫的轴线等距排列；五个圆形弛豫铁电单晶片一一对应地嵌装于五个圆形安装孔内；每个圆形弛豫铁电单晶片的下端面均分别开设有若干道圆环形切缝和若干道条形切缝；各道圆环形切缝的轴线均重合；各道条形切缝均位于第一道圆环形切缝的内侧，且各道条形切缝的两端均与第一道圆环形切缝连通；各道条形切缝呈等距平行排列；各道圆环形切缝和各道条形切缝内均填充有高分子去耦材料；五个圆形电极片一一对应地层叠于五个圆形弛豫铁电单晶片的上端面；条形电极片和两个V形电极片均层叠于圆形吸热绝缘垫的上端面；条形电极片的前端面与第一个圆形电极片的侧面固定；两个V形电极片左右对称，且两个V形电极片的开口相互正对；第一个V形电极片的两个尾端面分别与第二个圆形电极片的侧面和第三个圆形电极片的侧面固定；第二个V形电极片的两个尾端面分别与第四个圆形电极片的侧面和第五个圆形电极片的侧面固定；
圆形上端盖的下端面与压电主体的上端面接触；圆形上端盖的侧面上端延伸设置有第一圆环形凸台；第一圆环形凸台的端面贯通开设有若干个第一沉头孔，且各个第一沉头孔围绕圆形上端盖的轴线排列；各个第一沉头孔的头部均朝上；第一圆环形凸台的下端面开设有第一圆环形凹槽，且第一圆环形凹槽位于各个第一沉头孔的外侧；圆形下端盖的上端面与压电主体的下端面接触；圆形下端盖的侧面上端延伸设置有第二圆环形凸台；第二圆环形凸台的端面贯通开设有若干个第二沉头孔；第二沉头孔的数目与第一沉头孔的数目一致，且各个第二沉头孔与各个第一沉头孔一一正对；各个第二沉头孔的头部均朝下；第二圆环形凸台的上端面开设有第二圆环形凹槽，且第二圆环形凹槽与第一圆环形凹槽相互正对；圆形下端盖的下端面中央延伸设置有第一圆柱形凸台，且第一圆柱形凸台的侧面设有外螺纹；预应力螺栓的数目与第二沉头孔的数目一致；各个预应力螺栓一一对应地贯穿各个第二沉头孔和各个第一沉头孔，且各个预应力螺栓的头部一一对应地位于各个第二沉头孔的头部；碟形弹簧的数目与预应力螺栓的数目一致；各个碟形弹簧一一对应地套设于各个预应力螺栓上，且各个碟形弹簧一一对应地位于各个第一沉头孔的头部；预应力螺母的数目与预应力螺栓的数目一致；各个预应力螺母一一对应地旋拧于各个预应力螺栓上，且各个预应力螺母一一对应地紧压各个碟形弹簧；第一圆形隔声环嵌装于第一圆环形凹槽内；第二圆形隔声环嵌装于第二圆环形凹槽内；圆筒形防尘罩的内侧面上端与第一圆环形凸台的外侧面固定配合；圆筒形防尘罩的内侧面下端与第二圆环形凸台的外侧面固定配合；圆筒形防尘罩的侧面中部贯通开设有四个穿线孔，且各个穿线孔围绕圆筒形防尘罩的轴线排列；圆台形变幅杆的粗端朝上、细端朝下；圆台形变幅杆的上端面中央开设有第一盲螺孔，且圆台形变幅杆通过第一盲螺孔旋拧于第一圆柱形凸台上；圆台形变幅杆的下端面开设有三个圆形盲孔，且三个圆形盲孔围绕圆台形变幅杆的轴线等距排列；三个圆形盲孔的孔底中央各延伸设置有一个第二圆柱形凸台；三个第二圆柱形凸台的侧面均设有外螺纹；圆环形节圆盘的内侧面与圆台形变幅杆的侧面中部固定为一体；
所述多向调谐压电阵元包括圆柱形连接杆、第一圆柱形钛合金块、第一圆形压磁材料片、第二圆柱形钛合金块、第二圆形压磁材料片、第三圆柱形钛合金块、复合变幅杆；
圆柱形连接杆的数目为三个；三个圆柱形连接杆的上端面中央各开设有一个第二盲螺孔，且三个圆柱形连接杆分别通过三个第二盲螺孔旋拧于三个第二圆柱形凸台上；三个圆柱形连接杆的下端面均为中间低四周高的环形阶梯面；第一圆柱形钛合金块的数目为三个；三个第一圆柱形钛合金块的上端面均为中间高四周低的环形阶梯面；三个第一圆柱形钛合金块的上端面分别与三个圆柱形连接杆的下端面固定配合；第一圆形压磁材料片的数目为三个；三个第一圆形压磁材料片的上端面中央分别与三个第一圆柱形钛合金块的下端面固定；第二圆柱形钛合金块的数目为三个；三个第二圆柱形钛合金块的上端面分别与三个第一圆形压磁材料片的下端面中央固定；第二圆形压磁材料片的数目为三个；三个第二圆形压磁材料片的上端面中央分别与三个第二圆柱形钛合金块的下端面固定；第三圆柱形钛合金块的数目为三个；三个第三圆柱形钛合金块的上端面分别与三个第二圆形压磁材料片的下端面中央固定；三个第三圆柱形钛合金块的下端面均为中间高四周低的环形阶梯面；复合变幅杆的数目为三个；三个复合变幅杆的上端面均为中间低四周高的环形阶梯面；
三个复合变幅杆的上端面分别与三个第三圆柱形钛合金块的下端面固定配合。
206-第三圆柱形钛合金块，207-复合变幅杆。
具体实施方式
103、碟形弹簧104、预应力螺母105、第一圆形隔声环106、第二圆形隔声环107、圆筒形防尘罩108、圆台形变幅杆109、圆环形节圆盘110；
所述压电主体由四个压电单元自上而下层叠而成；每个压电单元均包括圆形吸热绝缘垫111、五个圆形弛豫铁电单晶片112、五个圆形电极片113、条形电极片114、两个V形电极片
115；
圆形吸热绝缘垫111的端面分别贯通开设有五个圆形安装孔116；第一个圆形安装孔
116位于圆形吸热绝缘垫111的端面中央；第二至第五个圆形安装孔116均位于圆形吸热绝缘垫111的端面边缘，且第二至第五个圆形安装孔116围绕圆形吸热绝缘垫111的轴线等距排列；五个圆形弛豫铁电单晶片112一一对应地嵌装于五个圆形安装孔116内；每个圆形弛豫铁电单晶片112的下端面均分别开设有若干道圆环形切缝117和若干道条形切缝118；各道圆环形切缝117的轴线均重合；各道条形切缝118均位于第一道圆环形切缝117的内侧，且各道条形切缝118的两端均与第一道圆环形切缝117连通；各道条形切缝118呈等距平行排列；各道圆环形切缝117和各道条形切缝118内均填充有高分子去耦材料；五个圆形电极片
113一一对应地层叠于五个圆形弛豫铁电单晶片112的上端面；条形电极片114和两个V形电极片115均层叠于圆形吸热绝缘垫111的上端面；条形电极片114的前端面与第一个圆形电极片113的侧面固定；两个V形电极片115左右对称，且两个V形电极片115的开口相互正对；
第一个V形电极片115的两个尾端面分别与第二个圆形电极片113的侧面和第三个圆形电极片113的侧面固定；第二个V形电极片115的两个尾端面分别与第四个圆形电极片113的侧面和第五个圆形电极片113的侧面固定；
圆形上端盖101的下端面与压电主体的上端面接触；圆形上端盖101的侧面上端延伸设置有第一圆环形凸台；第一圆环形凸台的端面贯通开设有若干个第一沉头孔，且各个第一沉头孔围绕圆形上端盖101的轴线排列；各个第一沉头孔的头部均朝上；第一圆环形凸台的下端面开设有第一圆环形凹槽，且第一圆环形凹槽位于各个第一沉头孔的外侧；圆形下端盖102的上端面与压电主体的下端面接触；圆形下端盖102的侧面上端延伸设置有第二圆环形凸台；第二圆环形凸台的端面贯通开设有若干个第二沉头孔；第二沉头孔的数目与第一沉头孔的数目一致，且各个第二沉头孔与各个第一沉头孔一一正对；各个第二沉头孔的头部均朝下；第二圆环形凸台的上端面开设有第二圆环形凹槽，且第二圆环形凹槽与第一圆环形凹槽相互正对；圆形下端盖102的下端面中央延伸设置有第一圆柱形凸台，且第一圆柱形凸台的侧面设有外螺纹；预应力螺栓103的数目与第二沉头孔的数目一致；各个预应力螺栓103一一对应地贯穿各个第二沉头孔和各个第一沉头孔，且各个预应力螺栓103的头部一一对应地位于各个第二沉头孔的头部；碟形弹簧104的数目与预应力螺栓103的数目一致；
各个碟形弹簧104一一对应地套设于各个预应力螺栓103上，且各个碟形弹簧104一一对应地位于各个第一沉头孔的头部；预应力螺母105的数目与预应力螺栓103的数目一致；各个预应力螺母105一一对应地旋拧于各个预应力螺栓103上，且各个预应力螺母105一一对应地紧压各个碟形弹簧104；第一圆形隔声环106嵌装于第一圆环形凹槽内；第二圆形隔声环
107嵌装于第二圆环形凹槽内；圆筒形防尘罩108的内侧面上端与第一圆环形凸台的外侧面固定配合；圆筒形防尘罩108的内侧面下端与第二圆环形凸台的外侧面固定配合；圆筒形防尘罩108的侧面中部贯通开设有四个穿线孔119，且各个穿线孔119围绕圆筒形防尘罩108的轴线排列；圆台形变幅杆109的粗端朝上、细端朝下；圆台形变幅杆109的上端面中央开设有第一盲螺孔，且圆台形变幅杆109通过第一盲螺孔旋拧于第一圆柱形凸台上；圆台形变幅杆
109的下端面开设有三个圆形盲孔，且三个圆形盲孔围绕圆台形变幅杆109的轴线等距排列；三个圆形盲孔的孔底中央各延伸设置有一个第二圆柱形凸台；三个第二圆柱形凸台的侧面均设有外螺纹；圆环形节圆盘110的内侧面与圆台形变幅杆109的侧面中部固定为一体；
所述多向调谐压电阵元包括圆柱形连接杆201、第一圆柱形钛合金块202、第一圆形压磁材料片203、第二圆柱形钛合金块204、第二圆形压磁材料片205、第三圆柱形钛合金块
206、复合变幅杆207；
圆柱形连接杆201的数目为三个；三个圆柱形连接杆201的上端面中央各开设有一个第二盲螺孔，且三个圆柱形连接杆201分别通过三个第二盲螺孔旋拧于三个第二圆柱形凸台上；三个圆柱形连接杆201的下端面均为中间低四周高的环形阶梯面；第一圆柱形钛合金块
202的数目为三个；三个第一圆柱形钛合金块202的上端面均为中间高四周低的环形阶梯面；三个第一圆柱形钛合金块202的上端面分别与三个圆柱形连接杆201的下端面固定配合；第一圆形压磁材料片203的数目为三个；三个第一圆形压磁材料片203的上端面中央分别与三个第一圆柱形钛合金块202的下端面固定；第二圆柱形钛合金块204的数目为三个；
三个第二圆柱形钛合金块204的上端面分别与三个第一圆形压磁材料片203的下端面中央固定；第二圆形压磁材料片205的数目为三个；三个第二圆形压磁材料片205的上端面中央分别与三个第二圆柱形钛合金块204的下端面固定；第三圆柱形钛合金块206的数目为三个；三个第三圆柱形钛合金块206的上端面分别与三个第二圆形压磁材料片205的下端面中央固定；三个第三圆柱形钛合金块206的下端面均为中间高四周低的环形阶梯面；复合变幅杆207的数目为三个；三个复合变幅杆207的上端面均为中间低四周高的环形阶梯面；三个复合变幅杆207的上端面分别与三个第三圆柱形钛合金块206的下端面固定配合。
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