CN201279459Y - 超声处理器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及超声波技术，提出一种超声处理器，其包括有超声波发生器和超声波振棒，超声波振棒有一空心圆筒，若干个超声波换能器通过一适配前置附块装设于圆筒内壁上，配合这种超声波振棒使用的圆罐形反应容器，可以于其外壁上也通过一适配前置附块装设有若干个外围超声波换能器，本实用新型的特点有：1.可以在超声功能振棒的圆管内壁上或圆罐形反应容器外壁上任何位置安装超声换能器；2.超声功能振棒和圆罐形反应容器外壁上的超声波换能器，这两股超声波功能可同时作用于反应容器内的固液物料，能大大加速并优化对反应容器内物料的超声波空化处理。3.通过合理布设各超声换能器，并结合设计超声波发生器对各超声换能器系统的合理配置，可有效地提高超声处理工效。

Description

超声处理器

技术领域

本实用新型涉及超声波超声处理器。

背景技术

现有涉及超声空化效应和超声化学处理等多方面应用课题中，诸如超声清洗、超声乳化、超声破乳、超声物料粉碎细化乃至微粒纳米化、超声均晶化、浆料均匀化、超声萃取、超声生物细胞破壁、有机成分提取、超声除气、超声加速陈化等等，多沿用传统的超声清洗机及超声振板组合或有所改良的装设来实现，其局限性在于只实现来自设备槽体的底部或同时来自非圆筒的平面边壁单向性超声辐照，这样必然缺乏超声辐照的均匀性，尤其当生产向规模化进展需要扩大罐槽反应釜时，超声处理的效果将会受到很大程度的制约。

在现有的超声处理设备中，对于将超声波换能器安装到圆柱形的超声振棒管内壁或圆罐形反应容器外壁上存在问题，由于超声波换能器的安装端面通常是平面状的，常规的做法是将超声长形振板或反应容器外壁做成带有平面的安装壁，例如将超声长形振板或反应容器外壁做成多边形体，这样的结构在所辐照的超声功能作用于物料时不能满足均匀性要求，而导致产物的质量不能保证，对于物料的有效转化应用率也受限制而带来成本损失。

实用新型内容

本实用新型的目的是要解决现有超声反应器中的超声波换能器的安装问题，提出一种圆棒形超声功能振棒的结构；也提出在圆罐形反应容器外壁上安装超声波换能器的结构，利用本实用新型可以容易将超声波换能器安装到圆柱面的超声振棒管内壁或圆罐形反应容器外壁上。

本实用新型的另一个目的是提出一种将圆棒形超声功能振棒和超声反应容器相结合的技术方案，据此可大大提高超声处理器的处理能力。

本实用新型的目的可通过如下技术方案来实现：

一种超声处理器，包括有超声波发生器和超声波振棒，超声波振棒内装设有超声波换能器，其特征在于：所述的超声波振棒有一空心圆筒，若干个超声波换能器以其超声辐照方向垂直于空心圆筒中轴线并通过一适配前置附块装设于圆筒内壁上，超声波换能器向圆筒外辐照超声波。

作为优化，超声波振棒的圆筒内设一纵轴通管，纵轴通管的管壁开有多个通孔，连接超声波换能器的电线穿过纵轴通管和通孔。

进一步的优化是，还包括有圆罐形反应容器，前述超声功能振棒置于圆罐形反应容器内。

在此基础上，对于体积较大的圆罐形反应容器，其外壁上装设有若干个外围超声波换能器，外围超声波换能器以其超声辐照方向垂直于圆罐中轴线装设于圆罐外壁上，外围超声波换能器向圆罐形反应容器内辐照超声波。

外围超声波换能器通过一适配前置附块与圆罐外壁紧牢地连接安装。

可将圆罐形反应容器设置为上进下出结构，上方通过进料口与入料筒连通，下方通过出料口与排料管连通。

这样，两个或两个以上的圆罐形反应容器通过连通管串通连接，连通管处设控制阀，连通管为入料筒、排料管或在入料筒和排料管之间加连接管。

圆罐形反应容器可以竖立放置，也可以倾角为3～20°倾斜安装，并排或上下排列。

与现有技术对比，本实用新型具有如下特点：

1.本实用新型的超声波振棒，解决了超声换能器安装问题，采用前置附块的连接形式可以在圆棒形超声功能振棒的圆管内壁上任何位置安装超声换能器，而无需对圆棒形超声功能振棒管作形状的改变，有利于调整超声换能器的分布，使圆棒形超声功能振棒的超声辐照更均匀和合理。

2.除了在圆罐形反应容器内放置超声波振棒外，还可在圆罐形反应容器的外壁上装设有若干个外围超声波换能器，使外围超声波换能器向圆罐形反应容器内辐照超声波，两股超声波能量同时作用于反应容器内的固液物料，可大大加速并优化对反应容器内物料的超声空化处理。

3.本实用新型的圆罐形反应容器，采用前置附块的连接形式可以在圆罐形反应容器外壁上任何位置安装超声波换能器，而无需对圆罐的形状作特殊的设计，有利于调整超声换能器的分布，使圆罐内的超声辐照功能更均匀和合理。

4.通过合理布设超声波振棒内和圆罐形反应容器外壁上的超声换能器，并结合设计超声波发生器对各超声换能系统的合理配置，尤其设置好超声波频率和时间，例如采取连续性或脉冲间隔性，可有效地提高超声处理工效。

5.通过控制可形成多级超声处理器方式，以满足多方面的和大规模的生产需要。

附图说明

图1为超声功能振棒结构示意图(实施例1)；

图2为图1的超声功能振棒内的超声波换能器安装结构示意图；

图3为实施例2所述的超声处理器结构示意图；

图4为实施例3所述的超声处理器结构示意图；

图5为图4中圆罐形反应容器外壁上的超声换能器安装结构示意图；

图6为实施例4所述的超声处理器结构示意图；

图7为多功能超声处理生产线。

具体实施方式

实施例1

参考图1，提供一种超声功能振棒，它由超声波发生器1和超声波振棒2组成。其中超声波振棒2为一封闭式空心圆筒，若干个超声波换能器3以其超声辐照方向垂直于空心圆筒中轴线装设于圆筒内壁上。

结合参考图2，超声波换能器3通过一前置附块21与超声波振棒2的圆筒内壁紧牢地连接，前置附块21的一端头为与圆筒内壁相匹配的弧形凸面，前置附块21的中部设一螺丝穿孔210，垂直焊接于圆筒内壁的螺丝22穿过前置附块21中部的螺丝穿孔210与超声波换能器3旋紧连接。超声波换能器3的引出导线与超声波发生器1相连接。

为有效地使多个超声波换能器3与超声波发生器1的接线，超声波振棒2的圆筒内还装设有一纵轴通管4，纵轴通管4的管壁开有多个通孔41，连接超声波换能器3的导线穿过通孔41后组集敷设在中心轴管4内，这些导线组集最后从轴通管4的一端引出再与超声波发生器1相连接。

实施例2

参考图3，提供一种超声处理器，它主要由实施例1所述的超声功能振棒和反应容器5组成。其中反应容器5呈圆罐状，超声功能振棒安置于反应容器5的中央，这样超声功能振棒可以均匀地对整个反应容器空间放射式辐照超声波，使反应釜(即反应容器5)内固液相物料全充满超声辐照并产生相应的均匀空化效应。

以上实施例在实际使用的过程中，超声功能振棒可以通过超声波发生器1实现如下多种设置：

一.超声功能振棒内的多个布阵换能器可以是统一频率的换能器，也可以是具有两个或两个以上不同频率的换能器，这样启动超声波发生器时，可以是产生单一频率值的超声波功能，也可以是产生两个或两个以上复合频率或混频的超声波功能；

二.对发射时间进行功能控制，可以指令各换能器产生均匀延续性的超声波，也可以产生脉冲式的有时间制约要求的超声波。

三.可以对功能振棒不同层面上的超声波换能器实现差时控制(即不同高度的换能器发射超声波的时间存在一定时差)，这样可以使反应容器内物料的某个或多个层面优先反应，以满足特殊化学反应的需求。

四.若当圆罐形反应容器的直径较大，为加强超声功率密度，可以在罐体内多插入一条或一条以上的超声功能振棒，用以适应大规模的扩大需要。

实施例3

参考图4，提供一种超声处理器，它与实施例2的主要区别在于：圆罐形反应容器5的外壁上装设有若干个外围超声波换能器6，外围超声波换能器6的引出导线与超声波发生器1相连接，外围超声波换能器6以其超声辐照方向垂直于圆罐中轴线装设于圆罐形反应容器5的圆罐外壁上，外围超声波换能器6可以是多个超声波换能器的组合。

结合参考图5，图5出示了外围超声波换能器6的结构及安装示例，它包括换能器前戒块61、前置附块51、接线端子、封装盒62等，前置附块51的端头曲面为一与反应容器5的圆筒外壁相匹配的弧形凹面，前置附块51的中部设一螺丝穿孔510，一垂直焊紧于圆筒外壁的螺丝52穿过前置附块51中部的螺丝穿孔510与外围超声波换能器6的前戒块61旋紧连接，外围超声波换能器6的引出导线与超声波发生器1相连接，为安装组构需要和安全，外围超声换能器6可用封装盒62封装起来。

同样地，装设于圆罐形反应容器5的外围超声波换能器6也可以通过超声波发生器1实现如上述超声功能振棒那样的多种设置。

这种超声处理器有如下特点：

使用时，超声功能振棒2的放射式超声波辐照和外围超声波换能器6的聚焦式超声波辐照相结合，使内外两组超声波夹攻式地全充满作用于反应容器内的整个固液物料体系，通过对超声功能振棒2的超声换能器和反应容器外围超声波换能器6的相互合理布阵，使反应系统的超声波不会发生相互干涉现象，可以有效地保证反应系统的超声处理质量并能很大程度地提高了生产效率；并且由于物料能全充满地、均匀地接受超声功能作用，故在大多数情况下，可以免除附加搅拌装设，有利于简化制作和降低成本。

实施例4

参考图6，本实施例出示一种斜置式超声处理器，圆筒式超声功能反应罐101以圆筒罐体倾角3^-15°卧置布设，这样有利于物料的推出排放；反应罐101内同轴放置如实施例1所述的超声功能振棒115，超声功能振棒115内安置若干个超声波换能器114，超声功能反应罐101的上端设有入料口竖直筒体104并加筒体盖105；超声功能振棒115的电极引出线106引出与超声发生器电连接；反应罐101的上端还装设压力泵107，以满足反应罐不同阶段不同压力或导入不同气体的需求，当向圆罐内施加适当的气压时，有利于物料从圆罐内顺利排出；反应罐101外通过功能振板109装设多个外围超声波换能器108；反应罐101的下端设出料口排料管110，其内设有控制阀，反应罐101的下端还设有弃渣排出口112、排液管111及排液管口隔网113，使用时反应罐101内物料填装至液位102，将超声功能振棒115全掩埋。为保证液面的确定高度，可于液位102处设置一个安全限位浮球，控制只有液面到达指定高度时超声功能(即超声波发生器)方可启动。

实施例5

参考图7，本实施例是实施例4的三级串联布设，形成多功能超声处理生产线。其由3个如实施例4所述的超声处理器串联连接而成。

三个超声处理器A、B、C采用“Z”形倾角错位上下排列布置，它们之间通过出料口排料管110和在圆筒罐体101上端开设圆口连通，这样有利于占用较小的空间，也有利于生产操作，减少运动空间，可节约生产运作的物流路程和时间，以利于降低生产成本。

Claims (8)

1.一种超声处理器，包括有超声波发生器和超声波振棒，超声波振棒内装设有超声波换能器，其特征在于：所述的超声波振棒有一空心圆筒，若干个超声波换能器以其超声辐照方向垂直于空心圆筒中轴线并通过一适配前置附块装设于圆筒内壁上。

2.如权利要求1所述的超声处理器，其特征在于：超声波振棒的圆筒内设一纵轴通管，纵轴通管的管壁开有多个通孔，连接超声波换能器的电线穿过纵轴通管和通孔。

3.如权利要求1或2所述的超声处理器，其特征在于：还包括有圆罐形反应容器，所述的超声波振棒置于圆罐形反应容器内。

4.如权利要求3所述的超声处理器，其特征在于：圆罐形反应容器的外壁上装设有若干个外围超声波换能器，外围超声波换能器以其超声辐照方向垂直于圆罐中轴线装设于圆罐外壁上。

5.如权利要求4所述的超声处理器，其特征在于：外围超声波换能器通过一适配前置附块设于圆罐外壁上。

6.如权利要求4或5所述的超声处理器，其特征在于：圆罐形反应容器为上进下出结构，上方通过进料口与入料筒连通，下方通过出料口与排料管连通。

7.如权利要求6所述的超声处理器，其特征在于：两个或两个以上的圆罐形反应容器并排或上下排列并通过连通管串通连接，连通管处设控制阀。

8.如权利要求7所述的超声处理器，其特征在于：圆罐形反应容器以倾角为3～20°倾斜安装，上下排列。

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