[发明专利]用于超声波功率转换器的固定装置

说明书

本发明涉及用于将一个超声波功率转换器固定在一个壁的孔中的固定装置，该转换器由一个压电材料板件构成，该板件具有一个圆周表面以及一个由液体加载的上侧面和下侧面，该固定装置具有至少一个在板件圆周上设置的密封件，其由电绝缘材料构成用于上侧面和下侧面之间的液体密封和电流隔开，和具有至少一个将板件固定在壁的孔中的固定件。

这样一个固定装置属于本申请人的内部现有技术，就此下面还将说细说明。

超声波功率转换器的功能是基于压电效应的转换作用。通过在一个由压电材料制成的板件的相反对置的两侧面(下面将以上侧面和下侧面表明)上施加一个电压，该板件就产生超声波振动。为此目的，由压电材料制成的板件在其上侧面和下侧面上分别完全置有一个导电涂层，最好为银涂层，其上各焊接一个导线并与一个电源相连接。板件的上和下侧面的涂层是必需的，因为，否侧的话电压似乎仅以焊接位置的点状方式传递到压电材料上，与此相反，利用涂层就使电压传递到板件的整个上和下侧面上。

在石英钟中的应用就是一个公知的超声波功率转换器的应用方案。这振荡液体的高速运动就产生气蚀区域，它在内爆炸的情况下会产生很高的温度。通过这种作用，液体中的细菌或病毒就被杀死。

然而本申请人是按照其德国专利申请P4101303.4利用超声波功率转换器使液体燃料进行压力雾化。其中，由压电材料制成的板件固定在壁的一个孔中。该板件被燃料在其相反侧面上亦即两侧面上加载，以便使燃料通过以超声波频率振荡的板件造成的气蚀区而被泡沫化。对于由压电材料制成的板件的功能起决定性的是，其上侧面和下侧面是完全液体密封地彼此分离开，此外，在上和下侧面之间形成一个电流的分开。否则的话，使上和下侧面彼此相连接的液体对在上和下侧面间所施加电压起着电桥的作用，由此，就会形成一个短路。

为避免这种短路，按照本申请人的内部现有技术已经作为固定装置而建议，由压电材料制成的板件在其圆周上设置一个由电绝缘材料制成的密封件，由此该板件的上和下侧面是液体密封隔绝的和彼此电流隔开的。另外利用一个固定装置，以将板件固定在壁的孔上。同时该壁将一个容器分成两个腔室，在容器中导入液体燃料。这些腔室通过一条长的燃料管道而彼此连通。

该液体密封装置的问题不仅存在于由压电材料制成的板件情况下，该板件是在两侧面用液体加载的，而且还存在于仅在一个侧面用液体加载的情况。

在按照本申请人上面提及的老建议而设置的固定装置中，已经表明，液体密封的问题没有完全排除，并较常发生短路问题。此外，在那些使电导线与板件的相应上和下侧面连接的焊接位置经常断裂，因为板件以超声波频率振动和因此这些焊位也不断地在运动。另外的缺点是，板件的一个银涂层也易于氧化。

本发明的任务是，提供用于超声波功率转换器的固定装置，该装置不仅使由压电材料制成的板件之上和下侧面之间的液体密封和电流隔开，而且使该板件与电源的电连接都加以改进，同时不限制其运动自由度。

这一任务本发明通过下述特征加以解决，即板件在两个侧面上被夹紧在两个薄的接触板件之间，接触板件由弹性的导电材料制成并具有一个孔，该孔的内径稍小于板件的直径，并且，在这两个接触板件之间沿圆周上离开板件有间距地安置一个包围密封件的中间环，同时，密封件在外圆周上包围着该板件，并结构闭合地被夹紧到圆周表面和中间环之间。

根据本发明的固定装置就可实现，密封件不仅在该固定装置和壁之间，而且附加地在一个包围该密封件的中间环和板件之间被一起压紧，由此确保该液体密封作用。此外，由压电材料制成的板件被夹紧在两个薄的导电接触板件中，它们靠置在板件的上和下侧面上。该接触板件通过电导线与一个电源相连接。这样，将电导线焊接到由压电材料制成的板件的上和下侧面上的工作就不必要了。该电压将均匀地施加到板件的上和下侧面的边缘处，因为，该接触板件置有一个孔，它较小于板件。该接触板只在由压电材料制成的板件边缘处接触该板件并也在这个位置夹紧该板件。并且该接触板是相对薄的结构，并由弹簧材料制成，这样，板件以超声波频率的振动就不会受到妨碍。

本发明优选的结构方案是从属权利要求构成的技术方案。

在本发明结构方案中，该板件通过在其上和下侧面上抓住的弹性弯曲的指形件而被弹性夹紧。在该指形件和上或下侧面间的接触形成一条断续的线。因此，板件就其振动而言几乎不受妨碍。这些弹性的指形件用于将电流从接触板件传递到由压电材料制成的板件上。这数个指形件确保了将电压均匀地分配到压电材料上(一般说，压电材料的每毫米厚度上用1kv的高压进行工作)。