專利名稱：用于超聲清潔工業部件的裝置和方法
技術領域：
本發明涉及一種用于清潔工業部件，特別是換熱器的方法和裝置。
背景技術：
換熱器及其他工業部件，例如，管軸、閥、接頭、管段等在操作期間結污垢，并且需要定期清潔。該類結污垢的部件將依據行業而變化。清潔是重要的，因為所述部件的操作效率取決于被清潔且無污染的表面以允許在工業過程期間進行適當的熱交換、流動、速度、混合、控制。用于清潔本文中所描述類型的工業部件的傳統方法已經涉及使用高壓水來機械式地去除并沖洗污染物、使用化學清洗或者浸潰來溶解污染物、機械性地(擦除)清潔或者 全部三種的結合。換熱器被用來在兩種介質之間進行熱能的交換。在某些情況下，該交換可能是用于冷卻過程流體的目的，且在其他情況下，其可以是增加流體的溫度。在大多數情況下，介質一般被為某種金屬管的材料分開，熱量必須穿過該材料。一種非常常見類型的換熱器是“殼管式”設計，一種介質在該"殼管式"設計中流過復雜的結構，或者是更大外殼內部的管“束”，而第二介質通過彎路流過該管束。圖Ia和Ib中示出了典型的管殼式換熱器的實例，其用來說明所述設備的復雜性。由附圖標記101表示的換熱器容納有換熱器管106，換熱器管106通常具有直管型換熱器束(部分地從外殼中取出來示出)或者彎曲的“U型管”設計。在圖Ia中，存在彎曲或者“U”型管102的設計，并且在圖Ib中，存在更常見的直管103的設計。外殼104用作管道，該管道作為介質通過穿過管束102或者103的擋板105的引導而經過的彎路之一，其中介質接觸換熱器管106的外徑107。管片108用來成束地將管106保持在具體配置中，并且(在外殼和管之間)分開兩種介質，并且允許第二介質穿過換熱器管的內徑。在使用中，包括管束的管的內徑和外徑可能如此被污垢污染，即負面地影響了通過管的流量和/或管的傳熱特性，結果降低了整個過程中的效率。存在許多其他種類的換熱器設計，包括板式換熱器，其中兩種或更多種流體介質被按緊密隔開的堆垛設置的薄金屬板分開，以便以交替的介質來充滿交替的空間。板式換熱器設計為介質與傳統的機械清潔方法可接近的板表面的小部分之間的接觸提供了很大的表面積，但是由于換熱器一般不能被拆開的緊密構成的事實而特別難以清潔。類似地，換熱器的上游和下游側兩者處的管段、管軸、閥及其他部件可能被污染到如此程度，即，使得整個過程的效率降低，并且所述部件一般需要按類似于與其保持一致的換熱器的安排進行清潔。系統中未包括換熱器的其他工業部件可能也被污染并需要清潔。通過介質和過程介質中的條件(溫度、壓力、速度、表面性質等)來確定污垢的成分。例如，在油氣工業中，重質原油提供了浙青和浙青烯垢，這可能嚴重限制并且有時完全堵塞管、閥和換熱器。在化學工業中，聚合物或者部分聚合的污染物是常見的，并且在食品工業中，常常看到重脂肪、焦糖和微生物污染物。在將水用作冷卻介質的所有工業中也看到了來源于冷卻水的堅硬垢狀物。
清潔結污垢的工業部件通常大多利用高壓水射流(吹洗)來完成。該技術涉及使用在15，000-50，000磅/平方英寸(psi)之間的、雙手握持并且自動的高壓泵來向被污染部分輸送多個水流以驅除污染物質。該技術在復雜的表面上獲得有限的成功，不但因為許多污染物缺乏可溶性和污染物的凝結特性，而且還因為管束、換熱器板、閥部分或者管段的復雜性，這使得不可能通過水射流來直接沖擊待清潔的大部分表面。水吹洗(waterblasting)技術也是相當危險的，需要操作者穿戴防護具，并且在北美洲每年產生了數千起工傷，包括死亡事故。此外，高壓水射流方法是非常耗費時間的。單個換熱器可能需要3個人組成的工作組每日吹洗24小時連續一周來移除大塊污垢。例如換熱器、管和閥的工業部件的化學清潔可能也利用化學清潔策略來進行，其中以過程流體來替代用來溶解污染物的化學試劑。該方法常常需要大量的危險的化學品并且常常不能完全移除污染物，由于系統內部復雜的液體流動樣式或者由于堵住的管——化學清洗液不能流過該管。
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使用磨粒的純機械清潔方法(例如噴砂)一般僅用于最極端的情況，部分是因為所述技術遭受一些與高壓水射流相同的風險和缺陷，而且因為對被清潔部分的材料的潛在表面撞擊(破壞)。用于清潔部件的另一選擇是通過利用超聲波能，如名稱為“超聲清潔罐”的加拿大專利號2，412，432 (Knox)中所描述的，其描述了一種其中借助于超聲波能來清潔工業部件的罐。
發明內容
提供了一種由容器組成的裝置，其上按這樣的方式固定有超聲換能器(transducer)以導向超聲波能，當與合適的清潔流體結合時其可以用來清潔容納在容器中的例如換熱器的工業部件。超聲換能器與液體體積的比值提供了每加侖5到25瓦的器皿中的額定能量密度，然而，換能器的配置(間隔)和操作(能量和類型)在被清潔的物體中和周圍的某些位置中提供了每加侖大于20瓦的不均勻的能量密度。換能器在容器內部2到10個波長距離之間的間隔處設計成能提供均勻的能量場，這使容器內部的容積中維持高于額定能量密度，其中被清潔的部件容納在該容積中。提供了一種由容器組成的裝置，其上按這樣的方式固定有超聲換能器以按20kHz到30kHz之間的頻率來導向超聲波能，當與合適的清潔液結合時，其可以用來清潔容納在容器內部的工業部件，特別是換熱器。換能器的頻率可在20-30kHz之間工作，這提供了適用于清潔工業規模的部件(例如，換熱器)的超聲波能的波長。該裝置的一個實例中使用的換能器通過利用例如名稱為“超聲換能器”的美國專利號5，200, 666 (Walter等)中所描述的那樣的“推拉”設計來以25kHz的額定中心頻率來各傳送2000瓦的能量，其中金屬桿借助在桿兩端處施加的超聲波能、通過堆垛在換能器或者附連至桿的各端的變換器設備內部的壓電晶體構件的膨脹和收縮而引起諧振。由壓電構件的縱向膨脹和收縮所引起的振動(有時被稱為厚度模式)主要被諧振桿表示為徑向振動(相對于桿的軸線)，通過確保將桿的長度正確地調整到換能器構件的諧振頻率，其同步地工作并附連至桿的各端部。因為來自用于上述實例中的桿式換能器的超聲波能的徑向輻射，換能器的間隔對于確保容器中的均勻能量場是很重要的。通常，從換能器發射的能量與離換能器的距離的平方成比例地徑向減小(衰減)。為了防止這樣，使換能器間隔開2到10個波長之間(在優選的頻率范圍中一般在4到24英寸之間)的整數波長距離。該配置在離換能器大約5到10個波長的距離處產生了平面換能器的聲學近似，并且在其中有待清潔的物體的容積中提供了更加均勻的能量密度。可以按液體容器中的所有換能器的總輸出的瓦數除以以美制加侖計的容器的容積來計算出容器中的功率密度。優選是，當將容器500充滿清潔液至最低液位時，提供了 10-60瓦/加侖。還可以由容器的比容積來計算出例如被清潔的部件周圍的功率密度。根據另一方面，換能器可以通過合適的電子發生器來供能，該電子發生器按適合于使換能器產生20kHz到30kHz之間的諧振的形式來傳輸電能，具有25kHz的典型中心頻 率，每單個諧振桿的換能器耗散500到3000瓦之間，或者對于可浸入板式換能器多達60000瓦。根據另一方面，換能器可能按額定頻率(例如，25kHz)來工作，其由電子發生器來控制，并且允許換能器的頻率圍繞額定頻率波動以便維持最大功率輸出，并且可以故意波動以防止由于駐波的對設備的空穴破壞。在一些情況下，避免對相鄰的換能器之間的聲波相位進行任何控制可能是優選的，以便允許換能器按稍微不同和可變的頻率工作。在至少一些情況下，變化頻率的效應產生了動態的能量場，這增強了清潔作用并且同時減小了高能的靜止駐波對部件的潛在損壞。根據另一方面，基于對使待清潔的部件結污垢的污染物的正確評定來提供合適的清潔液是必需的。對于浙青烯、浙青及其他重質原油衍生物，已經發現一種具有接近中性PH值、例如由艾伯塔卡爾加里的Woodrising Resources有限公司生產的Paratene D-728的水基性除垢溶液提供了優良的性能并且處理比較簡單。在某些情況下，可以將少量的溶劑添加到水溶液中以增強對某些污染物的去除。在其他情況下，必須使用強酸性或者強堿性清潔液來去除具體的污染物，例如，聚合物、環氧樹脂、垢狀物等。因此，對容器的結構材料的選擇是很重要的，并且已經發現當普通(或者“碳”)鋼作為結構構件并在嚴格地接近中性應用時表現很好，作為壁材料，優選不銹鋼以避免在非中性的清潔液的情況下的腐蝕。如本領域技術人員可以意識到的，還可以基于預期的清潔液和污染物來使用其他結構材料。根據另一方面，可以通過現有換熱器的外殼或者改進的外殼來形成液體容器。因此，根據一方面，提供了一種用于清潔工業部件的裝置，包括限定出用于容納清潔液的液體外殼的液體容器；和超聲換能器，該超聲換能器在清潔液中具有工作頻率及波長并以2到10個波長的間隔固定到液體容器的至少一部分上。在工作中，超聲換能器在液體容器的部件接收區域中產生了比液體容器的平均功率密度更大的功率密度。根據另一方面，提供了一種清潔工業部件的方法，包括以下步驟基于超聲換能器在清潔液中的工作頻率和波長，以2到10個波長之間的間隔將超聲換能器固定到液體容器的至少一部分上；將清潔液引入到液體容器中，從而達到最低的液面高度并且使所有超聲換能器浸沒在清潔液中；將工業部件引入到清潔液中；并且操作超聲換能器來在液體容器的部件接收區域中產生比液體容器的平均功率密度更大的功率密度。根據另一方面，換能器可能產生20kHz到30kHz之間的頻率，并且可能產生大約25kHz的中心頻率的頻率。至少一些換能器可能同時產生20kHz到30kHz之間的不同頻率。至少一些換能器可能是異相的。
根據另一方面，換能器可以固定到液體容器的內表面或者液體容器的外表面上。換能器可能是板式換能器或者是諧振桿式換能器。諧振桿式換能器可能包括一個或兩個有源超聲波頭部。換能器可能當液體容器中充滿液體時在其內部產生10-60瓦/加侖之間的功率密度。換能器可能豎直地、水平地和/或對角地安裝到液體容器的內表面上。可以使用換能器的頂部處的順應性夾子和安裝設備來安裝換能器，該安裝設備不限制沿諧振桿的軸線的運動。根據一方面，容器可以是具有開口頂部的液體罐。容器可能具有可移除或者可縮回的頂蓋。容器可能足夠大以接收一組換熱器管，該組換熱器管可能長度在2英尺到150英尺之間并且直徑在6英寸到12英尺之間。液體容器的底部可能是平坦的、凹形的或者“V”形的。根據一方面，液體容器可能是包括一組換熱器管的外殼。根據一方面，液體容器可能包含pH值在7-11之間的水基性去垢表面活性劑溶液、包含溶劑添加劑、酸性溶液和堿性溶液中的至少一種的水性清潔溶液、包含酸性溶液的水性清潔溶液或者包含堿性溶液的水性清潔溶液。
所述及其他特征從以下參照附圖的說明中將變得更顯而易見，附圖僅是用于圖解目的并且無論如何不旨在限制本發明，其中圖Ia是典型的管殼式換熱器的剖面的側視圖，顯示了管束和外殼。圖Ib是圖Ia中所示的管殼式換熱器的分解透視圖。圖2是用于清潔工業部件的裝置的透視圖。圖3a是設計成能清潔5’ x 30’的換熱器的用于清潔工業部件的裝置的透視圖。圖3b是圖6a中所示的裝置的剖面的端視圖。圖3c是圖6a中所示的裝置的頂視圖。圖3d是圖6a中所示的裝置的側視圖。圖4a是用于清潔工業部件的備用的裝置的透視圖，其具有豎直定向的罐。圖4b是圖7a中所示的備用裝置的剖面的頂視圖。圖4c是圖7a中所示的備用裝置的剖面的側視圖。圖5a是一種由換熱器的外殼構造的用于清潔換熱器管的裝置的剖面的側視圖。圖5b是圖8a中所示的裝置的端視圖。圖6a是設計成能清潔更小的換熱器和閥的清潔工業部件的備用裝置的透視圖。圖6b是圖9a中所示的備用裝置的頂視圖。圖6c是圖9a中所示的備用裝置的側視圖。圖7描繪了諧振桿式換能器的實例。圖8描繪了板式換能器的實例。圖9a是可以用來將換能器安裝在裝置中的換能器固定件的剖面的側視圖。圖9b是圖12a中所示的換能器固定件的細節透視圖。圖9c是圖12a中所示的換能器固定件的透視圖。
圖10是設計成能清潔達到6’ X 31’尺寸的工業部件的備用裝置的透視圖。
具體實施例方式超聲清潔應用超聲波來碎裂表面周圍的正常流體擴散層，以急速地增大表面污染物和清潔液之間的反應速度(相互作用)。另外，在液體中形成空穴現象，接近表面處，通過入射聲波感應出的壓縮和稀釋，產生了高壓和高溫微射流，其有助于物理地擾動表面處的污染物并且將其驅入到清潔液中。通過結合超聲波與例如接近中性pH值的水基表面活性劑溶液/去垢劑的合適的清潔液，可以在上述傳統方法所需時間的一小部分中有效地清潔部件。本論述涉及超聲清潔罐的改進，其提高了效力并且拓寬了其中可以使用該超聲清潔罐的場合，包括用在更大或者更復雜的工業部件上。 特別是，相對接近地放置與清潔罐結合使用的超聲換能器，例如，分開2到10個波長，或者分開2到6個波長，或者分開6到10個波長。這引起了由換能器產生的超聲波相 互干涉。已經發現，通過這樣做，可以改變由清潔罐中的超聲波所產生的功率密度的梯度，從而增加了透過該罐的超聲波。一旦理解了本文中所述的原理，則本領域技術人員將了解到由換能器產生的超聲波和由所述波在清潔液中感應出的功率密度之間的關系。如此操作換能器，即，不同時控制相鄰的換能器的頻率和相位，這防止了靜態的形成并且可能破壞清潔液中的駐波。參見圖2，顯示出容器200，其具有側壁202與203、端壁204與205、傾斜及彎曲的底板201和端部擋板206，該端部擋板206支承浸入部分并防止它們滑入到端壁205內。容器200利用用于容納液體的器皿的合適的結構設計實踐來構造，并且一般包括例如豎直和水平加強梁、支承板等的結構構件，在此處不詳細描述，但是本領域的和熟悉該類容器設計的技術人員應當理解。容器200的側壁202和203的內部裝配有超聲換能器207，如此使用頂部固定件208和底部固定件209來安裝，即換能器分開大約4個波長(例如，中心之間10”)。換能器的安裝高度優選遵循底板201的斜度以便維持鄰近放置在容器200中的長物體，其擱靠在底板201上。在換能器207之間定位防護條210，以防止換能器207與罐中的大部件接觸而意外損壞換能器207。容器200優選裝有吊耳211以便于移動容器200，并且便于使用吊索來支承懸掛在容器200中的物體以用于清潔。可以包括排放端口 213以便于移除清潔液。可以將滑架組件212集成到該設計內，以便于在地面上移動容器200并且防止使運輸車傾斜。圖3a_3d顯示了總體上由附圖標記300來表示的實例性裝置，其構造來用于清潔直徑達5英尺且長度達30英尺的換熱器及其他部件。除了在其他實例中概括的特征外，該實例被構造成具有架空走道304，該架空走道304由支柱305支承、裝有欄桿308并通向樓梯306與307。可以包括所述部件以提高工作人員的安全性并且便于使用。除了側壁309與310、端壁311與312和傾斜底部313之外，容器可能還裝有允許將堅硬的或者撓性的蓋安裝到容器上的支架314。如果被加熱，使用蓋以協助維持液體容器內的溫度。還可以使用蓋來防止蒸發損耗。優選將來自換能器315的纜線收集在纜線管道316、317和318中，纜線在該處被引出容器并且連接至電氣放大器(發生器)以為超聲換能器提供信號。圖4a_4c顯示了該裝置的備用的豎直實例，其被構造成如此接納換熱器和管段的浸入，即來自部件的碎片輕易地掉落到容器底部，并且可以輕易地用泵抽出或者排出，并且其他種類的部件將受益于豎直地定向的罐。該容器是由四個側壁403、404、405、406和底板407及可移除的頂蓋408構成的。換能器409顯示為以45度的角度安裝、隔開大約10個波長(大約24”)并且被防護件410分開，該防護件410防止當在罐中在浸入或者移除期間與被清潔的部件接觸而對換能器的任何意外損壞。設置排放端口 411以用于方便地移除清潔液或者底層的碎片和污染物。設置吊耳412、413 &414以便于在操作期間移除并支承罐。圖5a和5b顯示了裝置的備用實例，其中容器是由換熱器自身的外殼形成的，并且換能器安裝在外殼內部。在該實例中，外殼501形成了由壓力容器管形式的側壁組成的清潔容器。通過任何便利方法將換能器502安裝到外殼內部，在該情況下，通過使用擋板503來為現場清潔換熱器束(未描繪)提供超聲波能，也就是說，在不需要從外殼501中移除該束的情況下，該擋板503將換能器502保持在適當位置。擋板503被設計成與管束的擋板一起工作，以在操作期間增進從入口 505到出口 506的液體流動的彎路。優選為用于將電能傳輸至換能器502的電線在添加至外殼歧管504的板處設置固有的安全接口。用于該結構中的換能器502是市場上可得到的固有的安全型，充滿惰性的、非導電流體。如所描述的，換能器502是水平安裝的桿式換能器。然而，還可以使用從外部粘結到外殼上的板式換能器或者支承在外殼內部的可浸入式換能器，如本領域技術人員所了解的。圖6a_6c顯示了裝置的更小的實例，該裝置構造成用于清潔例如換熱器、閥等的更小部件。裝置600是由側壁603&604、端壁605&606和底板607組成的容器，具有豎直地安裝在側壁上并水平地安裝在端壁605與606上的換能器608。因為容器的容積顯著小于一些更大的實例，所以換能器的間隔不是那樣重要，并且在該實例中，以大約7個波長的間隔或者大約17”的間隔來安裝換能器。裝置優選設有折疊式防護板609，該防護板609用來保護換能器并且為給換能器供給電能所需的電線提供導管。裝置還優選設有由支柱611保持在合適位置上的架空走道610、排放塞612和滑架管613以容易利用鏟車來裝卸。優選為待提升的容器設置提升凸耳614，以及設置提升凸耳614以在清潔期間吊起容器內部的部件。使用電子超聲發生器系統來向換能器供給超聲能量(例如，以25kHz的交流的形式)。可從位于紐約特倫頓的Crest Ultrasonics公司獲得合適的電子發生器。將依據使用者的喜好和特殊設計的技術要求來選擇發生器的種類。換能器經由電線連接至發生器，電線將每個換能器連接至合適的電源。在某些實例中，每個換能器可能需要發生器為其供能。在其他實例中，可以使用市場上可得到的換能器/發生器設備，這允許通過單個發生器為多于一個換能器供能。在某些情況下，僅某些換能器可能是有源的，使得在罐的僅某些區域有有源清潔部件。在其他情況下，專用的罐僅在某些區域中安裝有換能器，以便清潔部件的特殊部分。圖7顯示了諧振桿式超聲換能器700的實例。換能器700具有通過聯接設備702&703附連至所謂的“換能器頭部”704&705的諧振桿701，所述“換能器頭部”(內部)包括一堆電力地串聯連接并且背靠配重/熱沉塊707的壓電晶體706，所述配重/熱沉塊在交變電壓的影響下將膨脹和收縮，產生了經由聯接器702&703傳遞至諧振桿701的振動。每堆壓電晶體構件通常具有特定的諧振頻率，其中一些引起了晶體的徑向膨脹和收縮，并·且其中一些引起了材料的軸向(或者厚度)膨脹和收縮。這些典型的桿式換能器通常按調整至晶體堆和諧振桿的系統的諧振頻率的頻率來工作。在本文所述的優選實例中，使用20到30kHz之間的頻率，25kHz是正常的工作頻率。桿式換能器可以按豎直、水平或者對角定向地安裝在液體罐中。當它們被安裝到罐中時，這些換能器的間隔考慮到了超聲波的傳播方向。例如，利用圖7中所示的桿式換能器701，相對少的能量從換能器頭部704和705向外傳播。因此，沿徑向(即，平行桿之間)而非軸向(即，首尾相連地放置的桿)來測量間隔。還可以在市場上得到其他種類的超聲換能器并且在合適的情況下可以用于本文所述的實例中。例如，其他種類的換能器包括單頭部的諧振桿式換能器、可浸入板式換能器(如圖8中所示，通過附圖標記810來表示)等。板式換能器在市場上可得到，其可以被粘結到容器的外壁上或者可以被完全封裝并設計成能被浸沒。因此，存在多種可以用來向本文所描述的實例供給超聲波能的換能器。對于所選的各種類型的換能器應當優化容器的設計和換能器的安裝以在容器內部提供超聲波能的均勻場。圖9a_9c顯示了可以用于本文中所述的裝置中的換能器固定件900的實例。固定件900具有將換能器912固定到合適位置上的頂部固定件901和底部固定件902。所述設計包括用于換能器頂部的頭部的夾具，該夾具輕輕地將頭部903夾在兩個墊片904&905之 間，并且安裝管906在豎直位置上支承換能器的重量。底部固定件優選不固定換能器底部的頭部907，而是其允許換能器的自由豎直運動以用于在工作期間最佳的振動輸出，而同時借助于夾在導向板909和安裝板910之間的順應性(compliant)約束墊片908來限制下部的換能器頭部907沿水平面的運動，從而防止在容器的裝運期間振動或者扭矩的破壞。頂部的固定件901被螺接到容器壁911上以易于檢修時移除，并且底部的固定件902通過焊接或者合適的緊固件固定到容器上。圖10顯示了一種用于清潔工業部件的裝置1000，其被構造成容納6英尺寬乘以31英尺長的換熱器。該容器設計成包括圖9中所示的換能器固定件，使用圖7中所示類型的86對頭部諧振桿式換能器。
權利要求
1.一種用于清潔工業部件的裝置，包括 液體容器，其具有限定了用于容納清潔液的液體外殼的側壁，所述液體容器具有與所述側壁間隔開的部件接收區域；以及 超聲換能器，其在所述清潔液中具有工作頻率和波長并且以2到10個波長之間的間隔固定到所述液體容器的至少一部分上，其中在工作中所述超聲換能器在所述液體容器的部件接收區域中產生功率密度，該功率密度大于所述液體容器的平均功率密度。
2.如權利要求I所述的裝置，其中所述換能器產生20kHz到30kHz之間的頻率。
3.如權利要求I所述的裝置，其中所述換能器中的至少一些同時產生20kHz到30kHz之間的不同頻率。
4.如權利要求I所述的裝置，其中所述換能器中的至少一些是異相的。
5.如權利要求2所述的裝置，其中所述換能器產生大約25kHz的中心頻率的頻率。
6.如權利要求I所述的裝置，其中所述換能器被固定到所述液體容器的內表面上。
7.如權利要求I所述的裝置，其中所述換能器被固定到所述液體容器的外表面上。
8.如權利要求I所述的裝置，其中所述換能器是板式換能器。
9.如權利要求I所述的裝置，其中所述換能器是諧振桿式換能器。
10.如權利要求I所述的裝置，其中所述諧振桿式換能器包括一個或兩個有源的超聲頭部。
11.如權利要求I所述的裝置，其中所述容器是具有開口頂部的液體罐。
12.如權利要求I所述的裝置，其中所述容器是具有可移除的或者可縮回的頂蓋的液體罐。
13.如權利要求11所述的裝置，其中所述容器足夠大以接收一組換熱器管。
14.如權利要求13所述的裝置，其中該組換熱器管長度在2英尺到150英尺之間并且直徑在6英寸到12英尺之間。
15.如權利要求I所述的裝置，其中所述液體容器包括傾斜的底部表面。
16.如權利要求15所述的裝置，其中所述底部是平坦的、凹形的或者“V”形的。
17.如權利要求I所述的裝置，其中所述換能器當裝有液體時在所述液體容器內部產生10-60瓦/加侖之間的功率密度。
18.如權利要求9所述的裝置，其中所述換能器被豎直地安裝到所述液體容器的內表面上。
19.如權利要求18所述的裝置，其中所述換能器利用該換能器頂部處的順應性夾具和安裝設備來安裝，該安裝設備不限制沿所述諧振桿的軸線的運動。
20.如權利要求9所述的裝置，其中所述換能器被水平地或者對角地安裝到所述液體容器的內表面上。
21.如權利要求I所述的裝置，其中所述液體容器是包含一組換熱器管的外殼。
22.如權利要求I所述的裝置，其中所述液體容器包括pH值在7-11之間的水基除垢表面活性劑溶液。
23.如權利要求I所述的裝置，其中所述液體容器包括水性清潔溶液，該水性清潔溶液包括溶劑添加劑、酸性溶液和堿性溶液中的至少一種。
24.如權利要求I所述的裝置，其中所述液體容器包括水性清潔溶液，該水性清潔溶液包括酸性溶液。
25.如權利要求I所述的裝置，其中所述液體容器包括水性清潔溶液，該水性清潔溶液包括堿性溶液。
26.一種清潔工業部件的方法，包括以下步驟 基于超聲換能器在清潔液中的工作頻率和波長，以2到10個波長之間的間隔將該超聲換能器固定到液體容器的至少一部分上； 將所述清潔液引入到所述液體容器中； 將工業部件引入到所述清潔液中，并且將所述工業部件定位在所述液體容器的部件接收區域中，該液體容器的部件接收區域與該液體容器的側壁間隔開；以及 操作該超聲換能器來在該液體容器的部件接收區域中產生比該液體容器的平均功率密度更大的功率密度。
27.如權利要求26所述的方法，其中操作所述超聲換能器包括以20kHz到30kHz之間的頻率來操作所述換能器。
28.如權利要求26所述的方法，其中所述換能器中的至少一些同時產生20kHz到30kHz之間的不同頻率。
29.如權利要求26所述的方法，其中所述換能器中的至少一些是異相的。
30.如權利要求27所述的方法，其中所述換能器產生大約25kHz的中心頻率的頻率。
31.如權利要求26所述的方法，其中將超聲換能器固定到所述液體容器上包括將所述換能器固定到所述液體容器的內表面上。
32.如權利要求26所述的方法，其中將超聲換能器固定到所述液體容器上包括將所述換能器固定到所述液體容器的外表面上。
33.如權利要求26所述的方法，其中所述換能器是板式換能器。
34.如權利要求26所述的方法，其中所述換能器是諧振桿式換能器。
35.如權利要求26所述的方法，其中所述諧振桿式換能器包括一個或兩個有源的超聲頭部。
36.如權利要求26所述的方法，其中所述容器是具有開口頂部的液體罐。
37.如權利要求26所述的裝置，其中所述容器是具有可移除的或者可縮回的頂蓋的液體罐。
38.如權利要求36所述的方法，其中所述工業部件是一組換熱器管。
39.如權利要求38所述的方法，其中該組換熱器管長度在2英尺到150英尺之間并且直徑在6英寸到12英尺之間。
40.如權利要求26所述的方法，其中所述液體容器包括傾斜的底部表面。
41.如權利要求40所述的方法，其中所述底部是平坦的、凹形的或者“V”形的。
42.如權利要求26所述的方法，其中所述換能器當裝有液體時在所述液體容器內部產生10-60瓦/加侖之間的功率密度。
43.如權利要求35所述的方法，其中所述換能器被豎直地安裝到所述液體容器的內表面上。
44.如權利要求43所述的方法，其中所述換能器利用該換能器頂部處的順應性夾具和安裝設備來安裝，該安裝設備不限制沿所述諧振桿的軸線的運動。
45.如權利要求26所述的方法，其中所述液體容器是包含一組換熱器管的外殼。
46.如權利要求26所述的方法，其中所述液體容器包括pH值在7-11之間的水基除垢表面活性劑溶液。
47.如權利要求26所述的方法，其中所述液體容器包括水性清潔溶液，該水性清潔溶液包括溶劑添加劑、酸性溶液和堿性溶液中的至少一種。
48.如權利要求26所述的方法，其中所述液體容器包括水性清潔溶液，該水性清潔溶液包括酸性溶液。
49.如權利要求26所述的方法，其中所述液體容器包括水性清潔溶液，該水性清潔溶液包括堿性溶液。
全文摘要
本發明涉及一種用于清潔工業部件的裝置，包括液體容器和超聲換能器，該液體容器限定出用于容納清潔液的液體外殼，該超聲換能器在所述清潔液中具有工作頻率和波長并且按2到10個波長的間隔固定到所述液體容器的至少一部分上。在工作中，所述換能器在液體容器的部件接收區域中產生大于液體容器的平均功率密度的功率密度。
文檔編號B08B3/12GK102939171SQ201080064577
公開日2013年2月20日 申請日期2010年12月22日 優先權日2009年12月22日
發明者W·L·菲利普斯, S·史密斯, B·基澤 申請人:W·L·菲利普斯, S·史密斯, B·基澤