CN210159729U - 一种可实现温控的多频纳米材料破碎仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可实现温控的多频纳米材料破碎仪，包括箱体，箱体内部腔体内设置有超声波发生装置和盛放反应液的釜体，其中超声波发生装置包括超声探头，超声探头下方设置釜体，釜体设置于升降台上，釜体底端设置有鼓泡管，鼓泡管的鼓泡端设置于釜体内部，鼓泡管的气源接口设置于釜体外部。本实用新型提供的可实现温控的多频纳米材料破碎仪通过釜体双层结构的设置，实现了冷却循环调温功能，通过设置可旋转的超声波发生装置实现了多频率超声波探头的转换，通过在釜体底端设置有鼓泡管实现了纳米材料破碎过程中利用气泡分散团聚的效果。

Description

一种可实现温控的多频纳米材料破碎仪

技术领域

本实用新型属于纳米材料破碎领域，具体涉及一种可实现温控的多频纳米材料破碎仪。

背景技术

超声波是物质介质中的一种弹性机械波，它是一种波动形式，又是一种能量形式，当达到一定剂量的超声在生物体内传播时，通过它们之间的相互作用,能引起生物体的功能和结构发生变化，即超声生物效应。利用超声波进行纳米材料的破碎目前已经较为常见。现有的纳米材料破碎仪主要利用超声波作用于纳米材料，使得产生的应力突破分子间的吸引力进而破碎材料。在纳米材料超声破碎的过程中，同一种材料在不同剥离细化阶段需要不同的频率才能实现更好的破碎效果，同时需要不同破碎温度区间的控制以及在材料破碎过程中保证沉降的纳米材料上浮进而达到更好的破碎效果与材料分散均匀性等。这些问题目前现有的纳米材料破碎仪都不能满足。

发明内容

本实用新型的目的在于为了克服以上现有技术的不足而提供一种可实现温控的多频纳米材料破碎仪，解决纳米材料破碎过程中纳米材料容易聚团、超声频率单一以及温度控制等问题。

本实用新型采用以下技术手段实现：

一种可实现温控的多频纳米材料破碎仪，包括箱体，箱体内部腔体内设置有超声波发生装置和盛放反应液的釜体，其中超声波发生装置包括超声探头，超声探头下方设置釜体，釜体设置于升降台上，釜体底端设置有鼓泡管，鼓泡管的鼓泡端设置于釜体内部，鼓泡管的气源接口设置于釜体外部。

进一步的，所述超声波发生装置包括固定端和转动头端，所述转动头端的内部设置有多组超声波发生器，每一组超声波发生器包括一个超声波换能器、一个超声波变幅杆和一个超声波探头，超声波变幅杆一端与超声波换能器连接，另一端与超声波探头连接；其中每一组超声波发生器的超声波换能器设置于转动头端内部，超声波变幅杆和超声波探头设置于转动头端的底端外部，转动头端的顶端端面上设置有电源输入接口，电源输入接口与超声波换能器的电源输入端通过导线连接；每一组超声波发生器对应连接一个电源输入接口；所述固定端与转动头端转动连接，所述固定端的下端面上设置有一个电源输出接口，所述电源输出接口通过导线与电源连接，所述电源输出接口与所述电源输入接口具有相契合的连接结构，所述转动头端在旋转过程中，顶端端面上的各个电源输入接口会依次与所述固定端下端面上的电源输出接口契合或分离，当电源输入接口与电源输出接口契合时，仅与该电源输入接口对应的超声波探头处于竖直向下位置。

进一步的，以上各组超声波发生器的超声频率均不同。

进一步的，所述釜体为双层壁的容器，双层壁之间存在间隙，在外层壁的下端设置有冷却介质入口，外层壁的上端设置有冷却介质出口。更进一步地，所述釜体为透明耐腐蚀耐压容器。

进一步的，所述升降台为双螺旋升降台。

进一步的，所述釜体内部设置温度传感器。

进一步的，所述釜体上设置有排气孔，排气孔上设置排气阀。

进一步的，所述箱体为隔音箱体；所述箱体两侧设置用于提放箱体的提放槽。

进一步的，所述箱体上设置推拉式箱体门。更进一步的，所述推拉式箱体门为两侧双开式透明推拉门。

更进一步的，所述电源输入接口包括导电金属弹片制成的金属体，金属体上端面有通孔，金属体内部设置有弹簧和金属球，金属球设置于弹簧上，且金属球通过弹簧的自然弹力将其一部分球体伸至所述通孔外部；所述电源输出接口包括导电金属以及在导电金属上设置的凹陷结构，所述凹陷结构能够与露出金属体外侧的金属球相契合。

更进一步的，所述冷却介质入口通过管道分别连接冷却气体罐与液体槽，所述冷却介质入口通过管道连接冷却介质循环槽的循环输出端，所述冷却介质出口通过管道连接冷却介质循环槽的循环输入端。

更进一步的，冷却介质可以为乙二醇、煤油等。

更进一步的，所述冷却介质循环槽可以包括水循环槽、乙醇循环槽和冷却气体罐，各循环槽自带冷却装置，所述冷却介质入口通过各支路管道分别与水循环槽、乙醇循环槽和冷却气体罐的输出端连接，其中连接冷却气体罐的支路管道上设置磁阀，水循环槽的出口设置进水阀，乙醇循环槽的出口设置进乙醇阀，与冷却介质入口连接的水循环槽与乙醇循环槽的管道上设置液体输送泵；所述冷却介质出口通过各支路管道分别与水循环槽、乙醇循环槽和冷却气体回收罐的输入端连接，水循环槽的输入端设置回水阀，乙醇循环槽的输入端设置回乙醇阀，冷却气体回收罐的输入端设置回气阀。

进一步的，所述鼓泡管的气源接口可以通过管道连接氮气、氢气或氩气瓶等，起到鼓入保护气作用。

进一步的，以上任一项所述的可实现温控的多频纳米材料破碎仪，所述升降台为自动升降台，还包括控制主机，控制主机上设置有控制面板，控制主机通过线路与多频纳米材料破碎仪连接，通过控制面板控制升降台、超声波发生装置、液体输送泵、温度传感器、排气阀、进水阀、进乙醇阀磁阀、回气阀、回水阀、回乙醇阀或气泵中的一种或同时控制其中的多种或全部。

本实用新型提供的可实现温控的多频纳米材料破碎仪，通过双层设置的釜体，其双层之间的间隙能够通过通入冷却介质来实现降温，釜体底部设置的鼓泡管能够通过鼓泡的形式使得釜体中的纳米材料被气泡分散，起到更好的破碎效果。

另外，本实用新型提供的可实现温控的多频纳米材料破碎仪，通过多个超声波发生器实现了不同频率的超声方式，并通过转动头端进行不同频率声波发生器的切换，在切换过程中，只有处于竖直向下方向时的超声波探头能够通过电源输入接口与电源输出接口契合而接通电源从而进行超声破碎，这样便于控制，同时避免了操作失误带来的问题。

附图说明

图1为实施例1所述的可实现温控的多频纳米材料破碎仪示意图；

图2为实施例1中所述的超声波发生装置示意图；

图3为实施例1中所述的电源输入接口和电源输出接口示意图，其中a为电源输入接口图，b为电源输出接口图；

图4为实施例2中所述的可实现温控的多频纳米材料破碎仪示意图；

图5为实施例3中所述的可实现温控的多频纳米材料破碎仪示意图；

以上图1-图5中，1为箱体，11为提放槽，12为推拉式箱体门，121为门把手，2为超声波发生装置，21为固定端，211为电源输出接口，2111为导电金属，2112为凹陷结构，22为转动头端，221为超声波换能器，222为超声波变幅杆，223为超声波探头，224为电源输入接口，2241为金属体，2242为通孔，2243为弹簧，2244为金属球，3为釜体，31为冷却介质入口，32为冷却介质出口，33为温度传感器，34为排气孔，35为排气阀，4为升降台，5为鼓泡管，6为冷却气体罐，61为磁阀，71为水循环槽，711为进水阀，712为回水阀，72为乙醇循环槽，721为进乙醇阀，722为回乙醇阀，73为液体输送泵，81为冷却气体回收罐，822为回气阀，9为气泵，10为控制主机，101为控制面板。

具体实施方式：

实施例1

如图1所示，为本实施例提供的可实现温控的多频纳米材料破碎仪示意图，包括箱体1，箱体1内部腔体内设置有超声波发生装置2和盛放反应液的釜体3，其中超声波发生装置2包括超声探头，超声探头下方设置釜体3，釜体3设置于升降台4上，釜体3底端设置有鼓泡管5，鼓泡管5的鼓泡端设置于釜体3内部，鼓泡管5的气源接口设置于釜体3外部。

其中，本实施例中提供的超声波发生装置如图2所示，包括固定端21和转动头端22，所述转动头端22的内部设置有多组超声波发生器，每一组超声波发生器包括一个超声波换能器221、一个超声波变幅杆222和一个超声波探头223，超声波变幅杆222一端与超声波换能器221连接，另一端与超声波探头223连接；其中每一组超声波发生器的超声波换能器221设置于转动头端内部，超声波变幅杆222和超声波探头223设置于转动头端的底端外部，转动头端的顶端端面上设置有电源输入接口224，电源输入接口224与超声波换能器221的电源输入端通过导线连接；每一组超声波发生器对应连接一个电源输入接口；所述固定端21与转动头端22转动连接，所述固定端21的下端面上设置有一个电源输出接口211，所述电源输出接口211通过导线与电源连接，所述电源输出接口211与所述电源输入接口224具有相契合的连接结构，所述转动头端在旋转过程中，顶端端面上的各个电源输入接口会依次与所述固定端下端面上的电源输出接口211契合或分离，当电源输入接口与电源输出接口211契合时，仅与该电源输入接口对应的超声波探头处于竖直向下位置。

进一步的，所述电源输入接口如图3中a所示，包括导电金属弹片制成的金属体2241，金属体2241上端面有通孔2242，金属体2241内部设置有弹簧2243和金属球2244，金属球2244设置于弹簧2243上，且金属球2244通过弹簧2243的自然弹力将其一部分球体伸至所述通孔2242外部；所述电源输出接口如图3中b所示，包括导电金属2111以及在导电金属2111上设置的凹陷结构2112，所述凹陷结构2112能够与露出金属体外侧的金属球2244相契合。

本实施例提供的可实现温控的多频纳米材料破碎仪，超声波发生装置设置了3组超声波发生器，每组超声波发生器都有着不同的超声频率，在纳米材料破碎的过程中，釜体3中添加反应液，将所需超声频率的超声波发生器旋转至超声波探头竖直向下正对釜体3，此时该超声波发生器与电源输出接口连通，然后通过调节升降台4将釜体3升高至合适的位置，超声波探头伸入釜体3内部的反应液中。在超声破碎过程中，通过在鼓泡管5通入气体来产生气泡，对反应液进行鼓泡来达到分散反应液中纳米材料的作用，提升超声破碎的效果。在超声过程中，可以根据实际需要，调整不同频率的超声条件，通过旋转超声波发生装置的转动头端来切换不同频率的该超声波发生器，达到更好的破碎纳米材料效果。

实施例2

本实施例为在实施例1基础上的进一步改进，如图4所示，所述釜体3为双层壁的容器，双层壁之间存在间隙，在外层壁的下端设置有冷却介质入口31，外层壁的上端设置有冷却介质出口32，所述釜体3内部设置温度传感器33，釜体3上设置有排气孔34，排气孔34上设置排气阀35，箱体1采用隔音箱体，箱体1两侧设置有用于提放箱体1的提放槽11，箱体1上设置推拉式箱体门12，推拉式箱体门12上还设置有门把手121，进一步便于使用可以采用两侧双开式透明推拉门。

本实施例提供的可实现温控的多频纳米材料破碎仪，通过双层釜体的设置，能够实现釜体内反应液体系的冷却控温，通过在冷却介质入口处通入冷却介质，冷却介质循环釜体双层壁之间后迅速实现釜体内部的降温，通过温度传感器可以实时测量釜体内部温度，传入控制系统，同时配合冷却介质降温速度调节实现釜体内部反应体系的温度控制，从而实现更好的纳米材料破碎效果。

本实施例中箱体采用隔音箱体，箱体两侧设置提放槽更加方便了箱体的移动，箱体门设置为两侧双开式透明推拉门能够最大程度利用外部空间，不会对操作过程起到阻挡作用，同时透明设置能够随时查看箱体内部纳米材料破碎进展情况。

实施例3

本实施例为在实施例2基础上的进一步改进，如图5所示，所述冷却介质入口31通过管道分别连接冷却气体罐6与液体槽，其中，液体槽包括水循环槽71与乙醇循环槽72，连接冷却气体罐6的支路管道上设置磁阀61，水循环槽71的循环出口设置进水阀711，乙醇循环槽72的循环出口设置进乙醇阀721，水循环槽71与乙醇循环槽72通过液体输送泵73与管道连接；所述冷却介质出口32通过管道分别与冷却气体回收罐81、水循环槽71和乙醇循环槽72的循环入口连接，冷却气体回收罐81、水循环槽71和乙醇循环槽72的循环入口处分别设置回气阀822、回水阀712和回乙醇阀722，其中本实施例冷却气体罐6为液氮罐，冷却气体回收罐为氮气回收罐。进一步的，鼓泡管5的气源接口与气泵9连接。进一步的，还包括控制主机10，控制主机10上设置有控制面板101，控制主机10通过线路与超声波发生装置、温度传感器33连接实现控制，进一步的还可以与排气阀35的开关、进水阀711的开关、进乙醇阀721的开关、磁阀61的开关、回气阀822的开关、回水阀712的开关、回乙醇阀722的开关以及气泵9的开关连接实现全方位的控制。

本实施例中，通过增加冷却循环回收系统，进一步实现了冷却介质的输入控制与回收，形成了冷却循环控温体系，可以将整个冷却循环过程集成控制在箱体上的控制面板上，通过控制面板实现整个纳米材料破碎过程中的参数条件设定。

Claims (9)

1.一种可实现温控的多频纳米材料破碎仪，其特征在于，包括箱体，箱体内部腔体内设置有超声波发生装置和盛放反应液的釜体，其中超声波发生装置包括超声探头，超声探头下方设置釜体，釜体设置于升降台上，釜体底端设置有鼓泡管，鼓泡管的鼓泡端设置于釜体内部，鼓泡管的气源接口设置于釜体外部。

2.根据权利要求1所述的可实现温控的多频纳米材料破碎仪，其特征在于，所述超声波发生装置包括固定端和转动头端，所述转动头端的内部设置有多组超声波发生器，每一组超声波发生器包括一个超声波换能器、一个超声波变幅杆和一个超声波探头，超声波变幅杆一端与超声波换能器连接，另一端与超声波探头连接；其中每一组超声波发生器的超声波换能器设置于转动头端内部，超声波变幅杆和超声波探头设置于转动头端的底端外部，转动头端的顶端端面上设置有电源输入接口，电源输入接口与超声波换能器的电源输入端通过导线连接；每一组超声波发生器对应连接一个电源输入接口；所述固定端与转动头端转动连接，所述固定端的下端面上设置有一个电源输出接口，所述电源输出接口通过导线与电源连接，所述电源输出接口与所述电源输入接口具有相契合的连接结构，所述转动头端在旋转过程中，顶端端面上的各个电源输入接口会依次与所述固定端下端面上的电源输出接口契合或分离，当电源输入接口与电源输出接口契合时，仅与该电源输入接口对应的超声波探头处于竖直向下位置。

3.根据权利要求1所述的可实现温控的多频纳米材料破碎仪，其特征在于，所述釜体为双层壁的容器，双层壁之间存在间隙，在外层壁的下端设置有冷却介质入口，外层壁的上端设置有冷却介质出口；所述釜体内部设置温度传感器。

4.根据权利要求1所述的可实现温控的多频纳米材料破碎仪，其特征在于，所述釜体上设置有排气孔，排气孔上设置排气阀。

5.根据权利要求1所述的可实现温控的多频纳米材料破碎仪，其特征在于，所述箱体上设置推拉式箱体门。

6.根据权利要求2所述的可实现温控的多频纳米材料破碎仪，其特征在于，所述电源输入接口包括导电金属弹片制成的金属体，金属体上端面有通孔，金属体内部设置有弹簧和金属球，金属球设置于弹簧上，且金属球通过弹簧的自然弹力将其一部分球体伸至所述通孔外部；所述电源输出接口包括导电金属以及在导电金属上设置的凹陷结构，所述凹陷结构能够与露出金属体外侧的金属球相契合。

7.根据权利要求3所述的可实现温控的多频纳米材料破碎仪，其特征在于，所述冷却介质入口通过管道连接冷却介循环槽的循环输出端，所述冷却介质出口通过管道连接冷却介质循环槽的循环输入端。

8.根据权利要求7所述的可实现温控的多频纳米材料破碎仪，其特征在于，所述冷却介质循环槽包括水循环槽、乙醇循环槽和冷却气体罐，所述冷却介质入口通过各支路管道分别与水循环槽、乙醇循环槽和冷却气体罐的输出端连接，其中连接冷却气体罐的支路管道上设置磁阀，水循环槽的出口设置进水阀，乙醇循环槽的出口设置进乙醇阀，与冷却介质入口连接的水循环槽与乙醇循环槽的管道上设置液体输送泵；所述冷却介质出口通过各支路管道分别与水循环槽、乙醇循环槽和冷却气体回收罐的输入端连接，水循环槽的输入端设置回水阀，乙醇循环槽的输入端设置回乙醇阀，冷却气体回收罐的输入端设置回气阀。

9.根据权利要求1-8任一项所述的可实现温控的多频纳米材料破碎仪，其特征在于，所述升降台为自动升降台，还包括控制主机，控制主机上设置有控制面板，控制主机通过线路与多频纳米材料破碎仪连接，通过控制面板控制升降台、超声波发生装置、液体输送泵、温度传感器、排气阀、进水阀、进乙醇阀磁阀、回气阀、回水阀、回乙醇阀或气泵中的一种或同时控制其中的多种或全部。

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