CN217431684U - 一种超声循环制备系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种超声循环制备系统，包括：超声波单元，超声波单元包括超声波电源，超声波电源电性连接有超声波辐射端组件，超声波辐射端组件连通有若干超声釜，超声釜连通有循环部；循环部包括上中转罐与下中转罐，上中转罐与下中转罐之间通过控制阀门连通，上中转罐与超声釜连通，下中转罐与超声釜连通，下中转罐与超声釜之间设置有循环制备系统泵；上中转罐内设置有第一液位传感器，下中转罐内设置有第二液位传感器，第一液位传感器、第二液位传感器均与控制阀门电性连接。本实用新型保证了液体介质超声处理的次数以及在超声釜内停留时间的一致性，可以制备出品质高的产品，且简单实用、成本低、工艺可控、易于实现工业化生产。

Description

一种超声循环制备系统

技术领域

本实用新型涉及功率超声技术领域，特别是涉及一种超声循环制备系统。

背景技术

利用超声波在液体中产生的空化效应，以及空化效应所伴随的机械效应、热效应、化学效应和生物效应等，在超声材料破碎细化、乳化破乳、声化学、萃取、分离等诸多领域具有广阔的应用潜力。目前如何优化超声频率、功率、环境压力、介质温度以及设备结构等是亟待解决的问题，也是超声波走向应用的关键所在，其中确定超声波参数、建立循环制备系统以及完善工艺技术是重中之重。现阶段大多数采用的方法是超声设备插入液体介质来处理，并没有使液体介质流动起来。

现有公开号为CN201969533U，名称为电极浆料分散装置的专利，提供了一种超声分散装置，该装置使浆料在合浆机和物料桶之间通过蠕动泵循环，即经过超声处理后流回合浆机中，易造成部分浆料通过超声处理的次数较多，部分浆料通过超声处理次数较少，使得浆料均匀性较差。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种超声循环制备系统，以解决上述现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种超声循环制备系统，包括：超声波单元，所述超声波单元包括超声波电源，所述超声波电源电性连接有超声波辐射端组件，所述超声波辐射端组件连通有若干超声釜，所述超声釜连通有循环部；

所述循环部包括上中转罐与下中转罐，所述上中转罐与所述下中转罐之间通过控制阀门连通，所述上中转罐与所述超声釜连通，所述下中转罐与所述超声釜连通，所述下中转罐与所述超声釜之间设置有循环制备系统泵；

所述上中转罐内设置有第一液位传感器，所述下中转罐内设置有第二液位传感器，所述第一液位传感器、所述第二液位传感器均与所述控制阀门电性连接。

优选的，所述超声波辐射端组件包括与所述超声波电源电性连接的若干超声波换能器，所述超声波换能器螺纹连接有超声波变幅杆的一端，所述超声波变幅杆的另一端螺纹连接有超声波辐射端，所述超声波辐射端位于所述超声釜内，所述超声釜与所述超声波变幅杆固接。

优选的，所述超声釜与所述上中转罐之间设置有若干除铁器，所述除铁器与所述超声釜之间设置有压力表与管路压力调节阀，所述管路压力调节阀靠近所述除铁器，所述压力表与所述管路压力调节阀电性连接。

优选的，所述压力表与所述超声釜之间设置有温度传感器，所述温度传感器电性连接有冰水机，所述冰水机连通有冷却装置，所述冷却装置设置在所述循环制备系统泵与所述超声釜之间。

优选的，若干所述除铁器之间并联。

优选的，所述除铁器包括磁组，所述磁组的外侧罩设有护套，所述磁组与所述护套可拆卸连接，所述护套的外侧可拆卸连接有罐体，所述罐体的出口端与所述上中转罐连通，所述罐体的进口端与所述管路压力调节阀连通。

优选的，所述下中转罐的底端固接且连通有排料阀。

本实用新型公开了以下技术效果：

本实用新型中，液体介质首先进入下中转罐，此时控制阀门处于关闭状态，循环制备系统泵开启，将下中转罐内的液体介质送入超声釜，然后进入上中转罐，当第二液位传感器检测到下中转罐内的液位高度为零时，第二液位传感器将信号传递给控制阀门，控制阀门打开，使液体介质全部流入下中转罐内，当第一液位传感器检测到上中转罐内液位高度为零时，第一液位传感器将信号传递给控制阀门，控制阀门关闭，如此重复若干次。

本实用新型中将经过超声处理后的液体介质通过控制阀门截留在上中转罐内，待下中转罐内的液体介质流出之后，再将控制阀门打开，使液体介质流回下中转罐重新进行超声处理，保证了液体介质超声处理的次数以及在超声釜内停留时间的一致性，同时提升了处理效率，可以制备出品质高的产品，且本实用新型简单实用、成本低、工艺可控、易于实现工业化生产。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种超声循环制备系统的结构示意图；

图2为本实用新型中除铁器的结构示意图；

其中，1、超声波电源；201、超声波换能器；202、超声波变幅杆；203、超声波辐射端；3、超声釜；4、上中转罐；5、下中转罐；6、控制阀门；7、第一液位传感器；8、第二液位传感器；9、循环制备系统泵；10、冷却装置；11、冰水机；12、压力表；13、温度传感器；14、管路压力调节阀；15、除铁器；1501、磁组；1502、护套；1503、罐体；16、排料阀。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

参照图1-2，本实用新型提供一种超声循环制备系统，包括：超声波单元，超声波单元包括超声波电源1，超声波电源1电性连接有超声波辐射端组件，超声波辐射端组件连通有若干超声釜3，超声釜3连通有循环部；

循环部包括上中转罐4与下中转罐5，上中转罐4与下中转罐5之间通过控制阀门6连通，上中转罐4与超声釜3连通，下中转罐5与超声釜3连通，下中转罐5与超声釜3之间设置有循环制备系统泵9；下中转罐5和超声釜3均与循环制备系统泵9连通；

上中转罐4内设置有第一液位传感器7，下中转罐5内设置有第二液位传感器8，第一液位传感器7、第二液位传感器8均与控制阀门6电性连接。

本实用新型中，液体介质首先进入下中转罐5，此时控制阀门6处于关闭状态，循环制备系统泵9开启，将下中转罐5内的液体介质送入超声釜3，然后进入上中转罐4，当第二液位传感器8检测到下中转罐5内的液位高度为零时，第二液位传感器8将信号传递给控制阀门6，控制阀门6打开，使液体介质全部流入下中转罐5内，当第一液位传感器7检测到上中转罐4内液位高度为零时，第一液位传感器7将信号传递给控制阀门6，控制阀门6关闭，如此重复若干次。

控制阀门6，优选为大直径气动球阀，可以快速开启和关闭，直径越大液体介质流量越大；循环制备系统泵9，优选为转子泵，第一，转子泵可以输送具有一定粘度的液体介质，第二，转子泵工作过程为连续输送，可以保证循环制备系统管道内压力恒定。

与现有技术相比，本装置可以根据实际处理液体介质的要求，优化超声不同频率和功率的组合、控制超声过程的压力，以及独特的上中转罐、下中转罐互倒方式，实现液体介质经过超声处理的次数一致，提升了处理效率，可以制备出品质高的产品，且本装置简单实用、成本低、工艺可控、易于实现工业化生产，具有广泛的应用前景。

进一步优化方案，超声波辐射端组件包括与超声波电源1电性连接的若干超声波换能器201，超声波换能器201螺纹连接有超声波变幅杆202的一端，超声波变幅杆202的另一端螺纹连接有超声波辐射端203，超声波辐射端203位于超声釜3内，超声釜3与超声波变幅杆202固接。

超声波电源1与超声波换能器201通过高频线缆连接，超声波电源1将高频振荡电信号传递给超声波换能器201，由超声波换能器201转化为机械振动；超声波变幅杆202前后两端面通过双头螺柱分别与超声波换能器201、超声波辐射端203连接，将超声波换能器201产生的超声波进行放大处理，并传递给超声波辐射端203；超声釜3通过快接法兰的形式和超声波换能器201连接；若超声釜3为若干个时，若干个超声釜3之间串联或者并联均可。超声波单元作为本装置重要且必要的步骤，是利用超声波在液体中所产生的空化效应，对液体介质进行处理。

进一步优化方案，超声釜3与上中转罐4之间设置有若干除铁器15，超声釜3和上中转罐4均与除铁器15连通，除铁器15与超声釜3之间设置有压力表12与管路压力调节阀14，管路压力调节阀14靠近除铁器15，压力表12与管路压力调节阀14电性连接。在使用过程中，超声波辐射端203在超声波作用下自身会产生少量脱落，为了防止污染液体介质，超声波辐射端203以及超声釜3的材质优选带有磁性的材料，在液体介质流经除铁器15时，除铁器15将超声波辐射端203脱落的碎屑吸附；

管路压力调节阀14优选针阀，用于控制循环制备系统泵9的末端到管路压力调节阀14之间的压力，在压力环境下可以提升超声空化作用的能量，可以提高本装置在部分领域内处理材料的效率和质量，比如缩短超声波制备纳米材料的时间。

进一步优化方案，压力表12与超声釜3之间设置有温度传感器13，温度传感器13电性连接有冰水机11，冰水机11连通有冷却装置10，冷却装置10设置在循环制备系统泵9与超声釜3之间。

冷却装置10优选夹套冷却管，且液体介质的流向和冷却水流的流向相反，液体介质的温度控制在30-80℃，工作人员根据液体介质的实际要求选择合适的温度。

进一步优化方案，若干除铁器15之间并联。除铁器15之间两两并联或者三三并联，在连续工作过程中可以一开一闭，及时清理除铁器15中磁性杂质。

进一步优化方案，除铁器15包括磁组1501，磁组1501的外侧罩设有护套1502，磁组1501与护套1502可拆卸连接，护套1502的外侧可拆卸连接有罐体1503，罐体1503的出口端与上中转罐4连通，罐体1503的进口端与管路压力调节阀14连通。

护套1502与液体介质直接接触，当需要清理除铁器15时，将护套1502从罐体1503内取出，将磁组1501与护套1502分离，即可快速清洗干净护套1502外侧壁上吸附的磁性杂质。罐体1503与护套1502通过快接法兰连接密闭连接。

进一步优化方案，下中转罐5的底端固接且连通有排料阀16。

工作过程：首先将200L待处理液体介质转入到下中转罐5内，液体介质依次通过循环制备系统泵9、冷却装置10、超声釜3、温度传感器13、压力表12、管路压力调节阀14和除铁器15，然后回到上中转罐4的进料口。超声釜3数量为3组，超声频率分别20KHz和35KHz，其中20KHz超声功率5000W，35KHz超声功率2000W。循环液体介质温度设定为40℃。开启循环制备系统泵9后，待流速稳定后，调节管路压力调节阀14使循环制备系统泵9后到管路压力调节阀14之间的管路和超声釜3内的压力控制在0.5MPa，再开启超声波电源1和冰水机11。超声循环处理过程中，当下中转罐5内的第二液位传感器8处于零位时，开启控制阀门6，使液体介质从上中转罐4回到下中转罐5内，当上中转罐4内第一液位传感器7处于零位时，关闭控制阀门6，以此重复。超声处理时间5小时，全部液体介质通过超声釜的次数为25次，液体介质中颗粒的粒径D50值由80μm破碎到约2μm，达到使用要求，其中D10与D90的粒径差值小于10μm(若不做上中转罐4、下中转罐5互倒的方式，只是采用一个中转罐循环，用同样参数处理，最终得到的颗粒粒径D50值为5μm，其中D10与D90的粒径差值达到30μm以上)。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种超声循环制备系统，其特征在于，包括：超声波单元，所述超声波单元包括超声波电源(1)，所述超声波电源(1)电性连接有超声波辐射端组件，所述超声波辐射端组件连通有若干超声釜(3)，所述超声釜(3)连通有循环部；

所述循环部包括上中转罐(4)与下中转罐(5)，所述上中转罐(4)与所述下中转罐(5)之间通过控制阀门(6)连通，所述上中转罐(4)与所述超声釜(3)连通，所述下中转罐(5)与所述超声釜(3)连通，所述下中转罐(5)与所述超声釜(3)之间设置有循环制备系统泵(9)；

所述上中转罐(4)内设置有第一液位传感器(7)，所述下中转罐(5)内设置有第二液位传感器(8)，所述第一液位传感器(7)、所述第二液位传感器(8)均与所述控制阀门(6)电性连接。

2.根据权利要求1所述的超声循环制备系统，其特征在于：所述超声波辐射端组件包括与所述超声波电源(1)电性连接的若干超声波换能器(201)，所述超声波换能器(201)螺纹连接有超声波变幅杆(202)的一端，所述超声波变幅杆(202)的另一端螺纹连接有超声波辐射端(203)，所述超声波辐射端(203)位于所述超声釜(3)内，所述超声釜(3)与所述超声波变幅杆(202)固接。

3.根据权利要求1所述的超声循环制备系统，其特征在于：所述超声釜(3)与所述上中转罐(4)之间设置有若干除铁器(15)，所述除铁器(15)与所述超声釜(3)之间设置有压力表(12)与管路压力调节阀(14)，所述管路压力调节阀(14)靠近所述除铁器(15)，所述压力表(12)与所述管路压力调节阀(14)电性连接。

4.根据权利要求3所述的超声循环制备系统，其特征在于：所述压力表(12)与所述超声釜(3)之间设置有温度传感器(13)，所述温度传感器(13)电性连接有冰水机(11)，所述冰水机(11)连通有冷却装置(10)，所述冷却装置(10)设置在所述循环制备系统泵(9)与所述超声釜(3)之间。

5.根据权利要求3所述的超声循环制备系统，其特征在于：若干所述除铁器(15)之间并联。

6.根据权利要求3所述的超声循环制备系统，其特征在于：所述除铁器(15)包括磁组(1501)，所述磁组(1501)的外侧罩设有护套(1502)，所述磁组(1501)与所述护套(1502)可拆卸连接，所述护套(1502)的外侧可拆卸连接有罐体(1503)，所述罐体(1503)的出口端与所述上中转罐(4)连通，所述罐体(1503)的进口端与所述管路压力调节阀(14)连通。

7.根据权利要求1所述的超声循环制备系统，其特征在于：所述下中转罐(5)的底端固接且连通有排料阀(16)。

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