[发明专利]一种利用超声波振动的砼振动装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用超声波振动的砼振动装置及其方法，用在砼施工中对砼进行振动密实上。

背景技术

目前，砼施工中对砼进行振动密实都是机械振动器，现行施工中普遍采用偏心式或行星式振捣器，主要存在二个方面的问题：一是频率提高受到轴承寿命的限制，尽管采用各种不同结构，但由于受到振动轴承寿命的限制，有时只有十几小时的工作时间，这严重制约了振捣器的寿命和工作效率的提高。二是噪声污染严重，这在城市建筑中严重影响到环境。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的主要目的在于提供了一种利用超声波振动的砼振动装置，没有噪声污染，振动频率高，对砼密实效果好，本发明具有结构设计合理、方便高效的特点。

为达到上述的目的，本发明采用如下技术方案，一种利用超声波振动的砼振动装置，其特征在于，包括：

超声发生器：通过超声发生器产生高频交流电，并将高频交流电转变为有一定功率输出的超声波振荡，提供振动板作往复振动所需的能量；

换能器；换能器与超声发生器相连，将超声发生器产生的超声波振荡转换成机械振动；

变幅杆：变幅杆与换能器相连，将换能器获得的超声振动的振幅加以放大，以得到超声振捣所需要的振幅；

振动板：振动板与变幅杆相连，接收经变幅杆放大后传递的超声振动，把振动传给砼骨料。

本发明进一步设置如下：

换能器采用压电效应换能器或磁致伸缩效应换能器。

变幅杆为变截面杆，设置有两根，变幅杆采用声阻小、疲劳强度高材料制成，通过变幅杆可以把振幅放大到0.05～0.1mm。

振动板与变幅杆之间采用螺纹联结，其螺纹联结处涂以凡士林油脂，以防止存在空气间隙。安装时，换能器、变幅杆和振动板应选择在振幅为零的“驻波节点”处固定。

本发明的次要目的是提供一种利用超声波振动的砼振动方法，其特征在于，包括以下步骤：通过超声发生器产生高频交流电，并将高频交流电转变为有一定功率输出的超声波振荡，传递给换能器，换能器将超声发生器产生的超声波振荡转换成机械振动，并借助于变幅杆把振幅放大到0.05～0.1mm左右，驱动振动板作超声振动，把振动传给砼骨料，使砼产生重质液体状态，从而使砼密实。由于每秒钟振动次数多达16000次以上，所以能够产生很好的密实效果。

本发明的有益效果如下：本发明通过利用超声波振动的砼振动装置，具有成本低，结构简易、工作效率高的优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中标号：超声发生器1、换能器2、变幅杆3、振动板4。

具体实施方式

如图1所示，本实施例所指的一种利用利用超声波振动的砼振动装置，主要有超声发生器1、换能器2、变幅杆3、振动板4组成，超声发生器1与换能器2通过导线相联，变幅杆3与换能器2相连，振动板4与变幅杆3相连。

超声发生器：超声发生器(超声电源)的作用是产生高频交流电，并将高频交流电转变为有一定功率输出的超声波振荡，以提供振动板作往复振动所需的能量。其基本要求是：输出功率和频率在一定范围内连续可调，工作可靠。

换能器；换能器与超声发生器相连，其作用是将超声发生器产生的超声波振荡转换成机械振动。可采用压电效应换能器和磁致伸缩效应换能器两种。压电效应换能器：石英晶体、钛酸钡(BaTiO₃)以及锆钛酸铅(ZrPbTiO₃)等物质在它们的两介面上加以一定电压，则将产生一定的机械变形，这一现象称为“压电效应”。如果两面加上每秒16000次以上的交变电压，则该物质产生高频的伸缩变形，使周围的介质作超声振动。为了获得最大的超声波强度，应使晶体管处于共振状态，当晶体片厚度为超声波长的四分之一时，产生的振动最为理想。磁到伸缩换能器：铁、钴、镍及其合金与铁氧化体等材料，其长度能随着所处磁场的强度或伸或缩的现象称为磁致伸缩效应。磁致伸缩换能器又可分为金属的和铁氧体的两类。金属换能器机械强度高、单位面积幅射功率大，工作性能稳定，电声效率较低(30％～40％)。可用于大、中功率振捣器。由于温度升高时磁致伸缩效应减弱，需采用强制水冷。铁氧体磁致伸缩换能器的电声效率较高(＞80％)，但机械强度低，单位面积幅射功率小，可用于小功率超声振捣器，可采用强制风冷或自然冷却。