CN105431223B - 用于混合液体和多相介质的超声系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明描述了一种超声设备，通过调谐桨叶的弯曲振动，主要用于液体和多相介质(气‑液，固‑液)的超声。超声系统包括交变电场源，与交变电场源连接的电声换能器，与电声换能器连接的助推器，所述助推器的远离电声换能器的横截面小于接近电声换能器的横截面，以及至少一个与助推器耦合的调谐桨叶，其中至少一个桨叶对弯曲振动到液体或多相介质。所述系统允许比常规纵向共振超声设备体积更大的流体介质的处理，所述常规纵向共振超声设备具有小辐射面的特征。调谐桨叶的弯曲运动可通过电声换能器的使用获得，所述电声换能器在振动的扭转模型中，或通过在扭转‑纵向复合型中被激励的子装配体操作。

Description

用于混合液体和多相介质的超声系统和方法

技术领域

本发明属于声化学领域，利用声能来影响化学和物理过程的化学分支。

本发明涉及用于混合液体和多相介质的超声系统和方法。

背景技术

声化学的潜力被Loomis在二十世纪二十年代首次确认。产生于液体中的高强度的声波被发现可产生导致“明显加速效果”的空化效应(例如，NI3的爆炸)，以及来自容器壁的玻璃碎片的“雾化”。

通过声空化的手段产生自由基聚合起始的超声振动的应用由A.S.Ostroski和R.B.Stambaugh在1950年引入[Ostroski,A.S.,and Stambaugh,R.B.,“EmulsionPolymerization with Ultrasonic Vibration”,J.Appl.Phys.21,pp.478(1950)]。这些科学工作者发现功率超声在水介质中的单体(例如苯乙烯)乳液中的应用可产生较好的分散，其也能显著地加速苯乙烯聚合的速率。

在过去的几十年里，引入了一系列的超声装置和工艺来提高各种实验室和工业工艺，包括均质化、乳化、排气、结晶化、固体颗粒还原以及增强化学反应。在生物学和生物化学中，声空化已被证实能够导致生物细胞壁破碎以及能够分离细胞内含物[Gogate,P.R.；Kabadi,A.M."A review of applications of cavitation in biochemicalengineering/biotechnology".Biochemical Engineering Journal,44(1),pp.60–72,2009]。特别是研究显示可通过超声释放选定的细胞内含物实现酶法转化。

用于在液体和多相介质中传播声能的大部分常规超声装置利用的是由电声换能器在半浸调谐变幅器中激励的纵向振动。纵向调谐变幅器可包括圆柱形、梯状、圆锥形或指数轮廓。另外，锥形变幅器的几何形状需要放大换能器的有限的纵向振动运动，从而提供足够的能量以在介质中产生空化。振幅放大器，被称为助推器，也可被放置于换能器和调谐变幅器之间来放大换能器的振动[Romdhane,M.,Gourdon,C.,“Investigation in solid–liquid extraction:influence ofultrasound”Chemical Engineering Journal,87(1),pp 11–19,2002]。

依赖于处理的介质，声空化包括通过在强度上高于特定应用的功率阈值的声波传播的脉动气泡的产生(以及随后的破裂)。特别高的局部温度和压力由气泡的内爆产生，所述气泡的内爆造成与空化效应相关的剪切力，例如震荡波、声流以及微喷射流。这些现象已被证实是显著提高混合工艺以及产生/增强化学反应的主要原因。

常规纵向振动超声设备的主要问题是，这些设备仅能有效“声波处理”在变幅器尖端附近的少量体积的处理介质。结果，文献报道中的功率超声在液体中的惊人效果通常仅可在实验室规模水平上被观察到和重现，其中处理产品的体积很小。

用于声化学应用的常规超声系统的主要组件显示在图1中，其中从超声发生器2接收交变电场的常规电声换能器1产生纵向振动。换能器振动被传递到附加的助推器3，然后与操作部件变幅器4耦合。助推器3和变幅器4都被调谐到纵向模式的共振。变幅器的尖端被浸在包含于反应器7中的液体或多相流体6中，目的是产生声空化。因为在现有技术的构造中，尖端输出面为变幅器唯一活动的部分，所以实际上仅少量的液体能被处理。这样的限制是目前难以扩大声化学应用的主要的原因。

为了扩大应用，处理较大的产品体积，可以使用一系列的纵向振动系统。然而，这样的安排可能导致不切实际以及高价格。为了克服常规超声设备的局限性，最近提出了新的系统构造。Gallego-Juarez等已开发了一系列通过纵向共振压电振动器激励的弯曲振动板(EP 1010796 B1)。与常规纵向系统相比，这些辐射板能够在大量的处理介质中产生空化。在涂料制备工艺中，这些设备已经被研究用于纺织品洗涤以及颜料尺寸减小。

Sodeva公司开发了包括由垂直于变幅器的换能器激励的管状变幅器的调谐装配结构(EP 1372809 B1)。变幅器以弯曲振动模式振动，并且在间歇和连续操作中能够声处理较大量的液体。带有增强发光面的空心变幅器由Telsonic推出(US4537511)。在该特别设计的调谐工具内，部分纵向振动被转化成允许变幅器侧面作为辐射区的径向运动。

Pandit等已开发了含有六角横断面的声化学反应器，其中成排的Langevin换能器附在反应器的侧面上。该设计已显示出可作为大规模应用的候选，例如KI的放射量测定以及活性染料(罗丹明B)的降解。Hodnett等提出了带有圆形截面以及多个附加的换能器的类似的反应器(EP 1509301 B1)。该系统已被用于结晶工艺中来制造药物。这两个多换能器系统构造均可在不同的频率下进行操作以获得更均匀的空化场。

最后，为了增强混合效果，纵向振动超声设备已与机械搅拌器配合使用[US5484573]。机械搅拌附加超声显现出提高了液-液反应速率，例如在基于电致发光荧光粉的硫化锌的制备中[US20040007692]。然而，在烧瓶或罐中引入搅拌器和超声变幅器可能是复杂的。

由于上述全部的原因，现在需要开发一种能够有效地对较大产品体积进行声处理的紧凑型超声设备，从而提高混合和声化学工艺。也需要引入适用于各种工艺的可重构系统。本文描述的发明解决了所有这些和其他的需求。

发明内容

本发明通过提供一种超声系统和一种用于超声处理的方法克服了上述问题。

在此描述的发明引入了由与弯曲共振桨叶耦合的弯曲的或纵向弯曲的子装配体构成的新的超声装配体家族。与常规纵向型超声设备相比，这种复合型超声设备容许声波穿过较大体积的处理介质有效传播。这一成就可通过调谐桨叶的弯曲振动来实现，所述调谐桨叶的弯曲振动可在处理的产品中产生多个空化区域。此外，由桨叶振动运动在处理液体内产生的声流可导致额外的有益效果。

因此，在本发明的第一个方面，提供了一种用于液体和多相介质处理的超声系统，包括：

i)交变电场源，

ii)与交变电场源连接的电声换能器；

iii)与电声换能器连接的助推器，所述助推器的远离电声换能器的横截面小于接近电声换能器的横截面；以及

iv)与助推器耦合的至少一个调谐桨叶，其中至少一个桨叶使弯曲振动与液体或多相介质耦合。

有益的是，超声系统包括具有尖端的变幅器，变幅器与助推器的远端耦合，并且变幅器的尖端与至少一个桨叶耦合。

通过该系统产生的混合效果，即通过将马达驱动的转动应用于调谐系统，电声换能器、传输组件以及浸在处理介质中的调谐桨叶可被有利地改进。旋转马达的引入导致剪切力的协同组合，所述剪切力的协同组合是在处理介质中由桨叶的转动运动和超声振动产生的。

在有益的实施例中，激励扭转或纵向-扭转的振动需要激励桨叶的弯曲振动，在换能器内由在周向偏振的压电元件的协作产生。或者，耦合到纵向振动声电换能器的非均匀传输调谐组件，例如助推器和/或变幅器，在需要激励桨叶弯曲的变幅器和/或助推器的尖端产生扭转或纵向-扭转振动。

在本发明的第二个方面描述了一种用于包含在反应器内的液体和多相介质的超声处理的方法，包括步骤：

i)提供根据本发明第一个方面的超声系统，

ii)将所述系统的至少一个桨叶定位于反应器中，以及

iii)通过将交变电场应用于电声换能器来驱动超声系统。

在本说明书(包括权利要求、说明书和附图)描述的所有特征和/或描述的方法的所有步骤能以任意结合的方式结合，除了相互排斥的特征和/或步骤的结合以外。

附图说明

从下面对优选实施方式的详细说明，本发明的这些和其他特征和益处将被更清楚地理解，所述优选实施方式通过参照附图的示例性和非限制性的实施例方式提供。

图1该图显示了现有技术中用于声化学的超声系统，由声电换能器、助推器和变幅器构成，在纵向振动模式中全部调谐到共振。

图2该图显示了根据本发明的实施方式的用于液体和多相介质处理的扭转-弯曲复合型超声设备，其中扭转振动组件被周向偏振的压电陶瓷激励，并被用来在弯曲模式下激励两个附加的调谐桨叶。

图2A该图显示了马达驱动轴和超声扭转换能器之间的连接结构。

图3该图通过3D显示了通过有限元分析计算出的被变幅器的扭转振动激励的调谐桨叶的前四个弯曲模态振型。

图4该图是本发明的另一个实施方式的视图，其中四个弯曲振动桨叶被变幅器的扭转运动激发。

图5A该图显示了被扭转激励所激发的具有另外几何形状的两个弯曲振动桨叶的视图，包括步长变化的横截面。

图5B该图是本发明的另外一个结构的视图，其中混合是由转子的转动产生的，所述转子由弯曲振动的调谐桨叶构成，所述弯曲振动的调谐桨叶插进共轴向定子的可结合的对角缝中。为了图的清楚性，分别显示了转子和定子。

图6该图显示了制造的子装配体，包括含有周向偏振压电元件的换能器、助推器和变幅器，当在29千赫左右驱动时，在第三扭转模式下调谐。

图7A-7C这些图显示了三个装配结构，包括安装在相同的扭转振动子装配体上的三个另外弯曲的桨叶对。

图8A-8C这些图显示了形成在图7所示的对应的弯曲节点的桨叶结构平面上的平行粉线。

图9A-9B这些图显示了浸没的桨叶的前视图和顶视图，突出显示出在水中弯曲波腹桨叶附近产生的空化气泡云形式的空化效应以及声流线。

图10该图是根据本发明的实施方式的用于液体和多相介质处理的扭转-弯曲复合型超声设备，其中，被周向偏振压电陶瓷激励的扭转振动组件被用于激励多个调谐桨叶，所述谐桨叶连接在扭转波腹的一个波段长的调谐变幅器处。

图11A该图显示了可互换的桨叶和变幅器间的一种可能的机械连接，其中包含槽式连接。

图11B该图显示了可互换的桨叶和变幅器间的另一种可能的机械连接，其中两个槽式连接相互作用。

图12该图为根据本发明的实施方式的用于液体和多相介质处理的纵向-扭转-弯曲复合型超声设备的示意图，其中，纵向-扭转复合振动通过变幅器中的对角缝的合并获得。

图12A该图是显示超声设备的一个缝和纵向轴之间的偏转角α的示意图。

图13该图显示了调谐桨叶的结构，其中，相对于倾斜桨叶涡轮结构中的变幅器轴而言，它们以45度角被焊接。

具体实施方式

本发明涉及一种被设计为通过由机械耦合的子装配体激励的弯曲振动桨叶在液体和多相介质中操作的超声系统，所述子装配体包括电声换能器和传输组件，在扭转或纵向-扭转振动模式下调谐。

在本发明的第一个实施方式中，接收来自超声发生器2’的交变电场的电声扭转换能器1’在换能器内产生扭转振动，所述换能器被转移到耦合的助推器3’。调谐桨叶5与助推器3’连接并浸入包含在反应器7内的液体或多相流体6中，用于产生多个空化区的目的。

本发明的第二个实施方式被显示在图2中。在该图中，接收来自超声发生器2’的交变电场的电声扭转换能器1’在换能器内产生扭转振动，所述换能器被转移到耦合的助推器3’，然后再转移到变幅器4’。调谐桨叶5与变幅器的末端(变幅器的尖端)连接并浸入包含在反应器7内的液体或多相流体6中，用于产生多个空化区的目的。

在具体的实施方式中，电声扭转换能器1’包括多个压电元件。更具体地，换能器包括夹在两个金属组件间的两个压电元件：第一端块23和第二端块24。压电元件8’被周向偏振并定位，以使得偏振矢量9’导致相反的方向。压电元件的这一结构被用于产生扭转运动，以响应交变电场的供给。助推器3’金属构件，典型地设计为其远离换能器1’的横截面小于接近换能器1’的横截面。如图所示，助推器3’有梯形轮廓，但其他轮廓例如指数的、圆锥形的、cantenoidal能被用于扩大换能器1’有限的扭转输出。有益的是，助推器3’和变幅器4’，也为金属构件，其调谐长度等于扭转半波长的整数倍。

仍然参照图2，在直桨叶式涡轮结构中，两个桨叶5与变幅器4’的远端耦合，以便每个桨叶平面都包含变幅器4’的纵轴。在由变幅器4’产生的扭转运动的条件下，附加的桨叶5以弯曲振动模式振动。

在优选的实施方式中，与调谐桨叶5的弯曲振动运动结合，驱动超声系统转动的马达10可被应用于增强混合性能。马达10，可以为电磁式的，自由转动完全装配体，所述完全装配体包括和传输部件(助推器3’和变幅器4’)在一起的超声换能器1’以及弯曲桨叶5。转动通过轴11被传递到超声系统，所述轴11与扭转换能器1’的节段耦合。图2A显示了用于预压第一端块23和第二端块24之间的压电元件8’的双头螺栓21。螺栓21为与扭转振动节点区相应的带有内部突出的凸缘22的中空部件。轴11与凸缘22耦合，以避免超声振动的抑制，同时将马达驱动的转动传递到调谐设备。

桨叶5，表现得像悬臂梁，根据它们的调谐长度，以特定的弯曲谐波谐振，如图3所示。在图中显示了在第一、第二、第三和第四弯曲模式下以相同的频率转动的桨叶对。弯曲桨叶5的数量以及它们的几何形状也可变化。图4显示了包括附设于变幅器4’上的四个调谐桨叶5的系统结构。一种被扭转激励激活的可代替的桨叶几何形状在图5A显示，其中显示了在横截面中包括步长变化的两个弯曲振动桨叶5。调谐桨叶几何形状可类似于那些常规的液力叶轮。另外，振动桨叶5可被用在转子-定子搅拌器结构中，如图5B所示，定子12和带有耦合的弯曲振动桨叶5的转子25分别被清晰地表示出来。

图6显示了一个已经制成的子装配体，所述子装配体包括带有轴向偏振压电元件的换能器、助推器和变幅器，当在约29千赫下驱动时，在第三扭转模式下调谐。在这种情况下，助推器和变幅器从一块金属加工而成。还制备了三个桨叶对结构以便每对都可以选择性地安装在变幅器尖端，并在扭转模式下以接近驱动子装配体的扭转模式的频率被激励。特别是，在图7A和图7B中显示的形成调谐装配体的桨叶对的尺寸被定为每个桨叶都能在第三弯曲模式下转动。图7C所示的装配体中的桨叶5的长度被选定为比其他两个结构中的桨叶5的长度长一个(弯曲的)半波长，目的是在第四弯曲模式下以相同的系统调谐频率响应。

为了视觉欣赏通过变幅器尖端的扭转运动激励的桨叶5的弯曲振动模式，将细小的金属粉末沉积到它们的平面上。显示在图7中的三个装配体结构都是在调谐频率的频率区域内通过由功能发生器(安捷伦33220A)产生并通过信号放大器(QSC RMX 4050HD)扩大的50V_rms的正弦激励被驱动。当激励频率接近系统的调谐共振时，立即在桨叶平面上形成平行的粉末线，与弯曲节线相对应，如在图8A到8C说明的。在空气中被驱动的三个系统结构的调谐频率都在28-28.5千赫频率的范围。

最后，在图7C中说明的系统的桨叶5被浸没在含有水的容器中，并在50-100W范围的驱动功率下被激发以产生空化。观察到当桨叶被完全浸没时，装配体的频率下降了约0.5千赫。在150W下在水中产生的空化效应在图9A和9B中被显示出来，其中可以看到主要与桨叶的弯曲波腹相关的空化泡云以及声流线。如从图中明显看出的，通过本发明的应用，可以获得多个空化区域。

而在本发明的另一个实施例中，扭转调谐变幅器4’可被制成多个半波长长度，以便多个调谐桨叶可在变幅器的扭转波腹处被连接在一起，如图10所示。有益的是，变幅器4’为一个波长长度的元件。

可以采用调谐5到变幅器4’的不同连接结构。桨叶5和变幅器4’可以从一块金属加工而成，或者它们可被焊接到变幅器上。同样，关于本发明的第一实施方式，桨叶5和助推器3’可以从一块金属加工而成，或者它们可被焊接到助推器3’上。

或者，将槽式连接20制在变幅器的尖端，其中梁被插入并由螺栓18和螺母19固定，因此形成双叶结构(图11A)。另一个结构在图11B中有显示，其中桨叶通过加工在变幅器凸缘并由螺栓18’和螺母19’固定的槽式连接20’耦合到变幅器。显示在图11A和图11B中的桨叶/变幅器连接结构可使用可互换的桨叶。同样，关于本发明的第一实施方式，桨叶5’通过加工在助推器尖端的至少一个槽式连接与助推器3’耦合。在不背离本发明精神的情况下，可以采用其他连接结构。

变幅器的扭转运动也可通过助推器与机械耦合到常规纵向电声换能器的不均匀的横截面的合并获得。该通过适当的共振杆的几何修改，将单纯的纵向运动转换为纵向-扭转(L-T)振动的理念在1969年A.M.Mitskevich所著并由Rozenberg编辑的“Sources ofHigh-intensity Ultrasound”,Volume 2中有描述。Mitskevich利用在杆系统的工作端获得的L-T运动改进了超声焊接，所述杆系统由纵向电声换能器凭借杆的横截面中的某些不均质性驱动。

因此，本发明的进一步的实施方式，在图12中进行了说明，利用了在传输元件中引入几何不均质性以在变幅器尖端产生L-T运动的Mitskevich理念，弯曲桨叶5在变幅器尖端连接。对产生L-T运动必需的非均匀的横截面可以以各种方式获得，例如通过螺旋形结构，或通过在助推器和/或变幅器部件中的对角缝的结合。在进一步特别的实施例中，未在图中显示，非均匀的助推器为螺旋锥形拉杆，或带有多个对角缝的锥形拉杆。获得的L-T运动被用于激励所附的弯曲桨叶。

参考图12，作为对来自超声发生器2的交变电场的应用的回应，常规的电声换能器1产生纵向运动，所述纵向运动通过所附的助推器3’被扩大。然后，单纯的纵向运动15在L-T变幅器17的远端16被转换为纵向-扭转振动。L-T变幅器17与非均匀部分结合以获得可与纵向组件相比的运动的扭转组件。有益的是，这种不均匀性包括在变幅器17中插入的对角缝13。变幅器的螺旋形或类似钻头的外形结构的使用也将导致在尖端的L-T复合运动。

纵向-扭转振动16与纵向振动15的大小比例依赖于变幅器内不均质的数量，特别是运动扭转组件增加了缝的深度、尺寸、数量、偏转角α以及邻近的扭转和纵向模态频率。一个缝隙和超声设备的纵轴间的偏转角α显示在图12A中。对于小于45°的α，运动扭转组件低于纵向组件。同样的，对于大于45°的α，运动扭转组件大于纵向组件。

在变幅器尖端可获得的扭转运动可被用于激励在弯曲模态谐波中附加的桨叶5。同样，在该实施例中，调谐桨叶5的弯曲振动运动可与被转动驱动的马达10结合以提供混合的性能。转动通过轴11被转移到超声系统。轴11可在纵向节段被耦合到换能器1’，从而避免超声振动的抑制，同时将马达驱动的转动转移到调谐设备。

在该实施方式中，还可采用调谐桨叶5与变幅器17的不同的连接结构。有益的是，桨叶5和变幅器17从一块金属加工而成，或它们可被焊接到变幅器上；或者可使用槽式连接使桨叶固定到变幅器上，如图11A和11B所示。

在某些混合应用中，在有倾斜的桨叶涡旋结构中，相对于系统轴，可对角地安装桨叶。该选项在图13中显示。在这种情况下，扭转和纵向振动组件被用来激励弯曲模式中的调谐桨叶5’。特别是这些振动组件所需的比例依赖于建立的桨叶安装角以及变幅器的几何不均匀性。

在进一步的实施方式中，结合前述实施例的调谐桨叶5、5’的弯曲振动运动，被超声系统转动驱动的马达10被用来提高混合性能。

在所描述的任何实施方式中，电声换能器和与该电声换能器连接的助推器的等效结构将是仅包括能产生足够的扭转振动运动以弯曲激励耦合到其远端的至少一个桨叶的电声换能器的结构，从而在包含在反应器内的液体和多相介质中产生空化。

在此描述的扭转-弯曲和纵向-扭转-弯曲复合型超声设备的设计中，可能有很多变化，包括本领域的技术人员已知的组件材料和几何形状的改变。在不背离本发明的精神的范围的情况下，可以实现这些变化。

在此描述的系统结构中，所有的金属组件均由Ti 6Al 4V钛合金制造而成。用于制造组件的可替代的金属组件包括合金、不锈钢、铍铜以及黄铜。

Claims (23)

1.一种用于液体和多相介质处理产生扭转或纵向-扭转复合振动的超声系统，包括：

i）交变电场（2’）的来源，

ii）与交变电场（2’）的来源连接的电声换能器（1’）；

iii）与电声换能器（1’）连接的具有近端和远端的助推器（3’）；

iv）与助推器（3’）耦合的至少一个调谐桨叶（5），至少一个调谐桨叶（5）使弯曲振动与所述液体或多相介质耦合；

v）具有尖端的变幅器（4’），变幅器（4’）被耦合到所述助推器（3’）的远端，变幅器（4’）的尖端与所述至少一个调谐桨叶（5）耦合；

其中，电声换能器（1’）包括压电元件（8’），所述压电元件（8’）分别产生电声换能器（1’）的扭转振动或纵向振动，以响应应用的交变电场（2’），

或

磁致伸缩元件，所述磁致伸缩元件产生纵向振动以响应应用的交变电场（2’）引起的磁场。

2.根据权利要求1所述的超声系统，其特征在于，压电元件（8’）在周向（9’）偏振，产生电声换能器（1’）的扭转振动以响应应用的交变电场（2’）。

3.根据权利要求1所述的超声系统，其特征在于，

压电元件（8’）在厚度方向（9’’）偏振，产生纵向运动以响应应用的交变电场以及

助推器（3’）为在扭转振动中改变纵向运动的非均匀助推器，

其中，电声换能器（1’）与非均匀助推器耦合，获得扭转或纵向-扭转复合振动。

4.根据权利要求1所述的超声系统，其特征在于，

压电元件（8’）在厚度方向（9’’）偏振，并与助推器（3’）形成子装配体，所述子装配体产生纵向运动以响应应用的交变电场，

其中所述子装配体与变幅器（4’）耦合，所述变幅器（4’）是非均匀变幅器，并且在扭转或纵向-扭转复合振动中改变纵向运动。

5.根据权利要求1所述的超声系统，其特征在于，当包含在电声换能器（1’）中的元件是磁致伸缩元件时，

电声换能器（1’）与助推器（3’）耦合，所述助推器（3’）是非均匀助推器，并且在扭转或纵向-扭转复合振动中改变纵向运动。

6.根据权利要求1所述的超声系统，其特征在于，磁致伸缩元件与助推器（3’）形成子装配体，所述子装配体产生纵向运动以响应应用的交变电场，

并且所述子装配体与变幅器（4’）耦合，所述变幅器（4’）是非均匀变幅器，并且在扭转或纵向-扭转复合振动中改变纵向运动。

7.根据权利要求3或5所述的超声系统，其特征在于，所述非均匀助推器为螺旋锥形杆，或具有多个对角缝的锥形杆。

8.根据权利要求4或6所述的超声系统，其特征在于，所述非均匀变幅器为扭杆，螺旋杆，或具有多个对角缝的拉杆。

9.根据权利要求1所述的超声系统，其中，所述变幅器（4’）有多个半波长的长度，以便多个调谐桨叶（5）能在所述变幅器的波腹处被连接在一起。

10.根据权利要求1所述的超声系统，其特征在于，至少一个调谐桨叶表现得像悬梁臂，所述悬梁臂的调谐长度等于弯曲半波长的整数倍。

11.根据权利要求1-6、9和10中任意一项所述的超声系统，其特征在于，所述桨叶和变幅器从一块金属加工而成。

12.根据权利要求7所述的超声系统，其特征在于，所述桨叶和变幅器从一块金属加工而成。

13.根据权利要求8所述的超声系统，其特征在于，所述桨叶和变幅器从一块金属加工而成。

14.根据权利要求1的超声系统，其特征在于，所述桨叶和助推器从一块金属加工而成。

15.根据权利要求1所述的超声系统，其特征在于，至少一个调谐桨叶与所述变幅器焊接，或至少一个调谐桨叶与所述助推器焊接。

16.根据权利要求1所述的超声系统，其特征在于，至少一个调谐桨叶通过加工在所述变幅器的尖端的至少一个槽式连接与所述变幅器耦合，或至少一个调谐桨叶通过加工在所述助推器的尖端的至少一个槽式连接与所述助推器耦合。

17.根据权利要求1-6、9-10和12-16中任意一项所述的超声系统，进一步包括与电声换能器（1’）耦合的马达（10），使电声换能器（1’）和助推器（3’）、变幅器（4’）和至少一个调谐桨叶（5）一起转动。

18.根据权利要求7所述的超声系统，进一步包括与电声换能器（1’）耦合的马达（10），使电声换能器（1’）和助推器（3’）、变幅器（4’）和至少一个调谐桨叶（5）一起转动。

19.根据权利要求8所述的超声系统，进一步包括与电声换能器（1’）耦合的马达（10），使电声换能器（1’）和助推器（3’）、变幅器（4’）和至少一个调谐桨叶（5）一起转动。

20.根据权利要求11所述的超声系统，进一步包括与电声换能器（1’）耦合的马达（10），使电声换能器（1’）和助推器（3’）、变幅器（4’）和至少一个调谐桨叶（5）一起转动。

21.根据权利要求1的超声系统，进一步包括与电声换能器（1’）耦合的马达（10），使电声换能器（1’）和助推器（3’）和至少一个调谐桨叶（5）一起转动。

22.根据权利要求1所述的超声系统，其中，相对于变幅器轴，至少一个调谐桨叶（5）被斜对角地安装，从而在弯曲模式下通过在所述变幅器的尖端产生的纵向-扭转被激励。

23.用于超声处理包含在反应器（7）中的液体和多相介质的方法，包括步骤：

i）提供根据权利要求1-22中任意一项所述的超声系统，

ii）将所述系统的至少一个调谐桨叶（5）定位于所述反应器（7）中，以及

iii）通过将交变电场应用于电声换能器（1’）来驱动所述超声系统。