CN2636980Y - 超声波反应器 - Google Patents

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Abstract

一种利用超声波来促进化学反应的超声波反应器，它包括反应容器、法兰及超声波发振器，其特征在于：在反应容器内设有超声波放射体，超声波放射体的一端设有超声波换能器。槽状或筒状反应容器中设置一个或多个圆柱状的超声波放射体，超声波放射体的一端具有至少产生一种频率的超声波换能器。可通过上述超声波放射体的侧面，或侧面及另一端向上述反应容器内放射超声波，使超声波的放射面积加大，在反应容器中产生均一的超声场。优点是：可应用于提取，分散及乳化等处理过程中，具有结构简单，制作过程简单易行，便于生产加工，可以广泛地适用在大、中、小试工或生产上，具有广阔的市场前景。

Description

超声波反应器
技术领域
本实用新型涉及超声波反应器的技术领域，尤其是一种在槽状或筒状反应容器中设置一个或多个圆柱状的超声波放射体，使超声波的放射面积加大，从而使反应容器中产生均一的超声场，即利用超声波来加速化学反应的一种超声波反应器。它还可应用于提取、分散及乳化等处理过程。
背景技术
通常的超声波反应器是像超声波清洗器那样，大多数都是将超声波换能器置于反应槽的底部，以反应槽底部的振动使发射超声波；或者在反应槽的侧面配置数个超声波振动子来放射超声波能量，换能器的发射面发射超声波以构成反应器；在化学反应的过程中，换能器放射超声波能量，来促进化学反应进行。这种结构的超声波反应器存在：超声波能量的放射面积太小，不能均一地照射反应槽内的反应物，即在距换能器较近的部位反应的效果比较好，反之，距换能器远的地方超声波振动较弱，从而使反应不彻底，效果较差，这些不利因素也使反应器的大型化成为困难。
实用新型内容
本实用新型针对上述存在的技术问题，而提供一种能产生均一的超声场的超声波反应器。
本实用新型是在槽或筒状反应容器内设置圆柱状超声波放射体，利用该超声波放射体的侧面或另一端及侧面作为放射面在反应容器内发射超声波，产生均一的超声场，提供更有效的超声波反应器。
本实用新型是这样实现的：其特征在于它包括反应容器、法兰及超声波发振器，其特征在于：在反应容器内设有超声波放射体，超声波放射体的一端设有超声波换能器。
所述的反应容器可以为槽或筒状。
所述的超声波放射体为圆柱状，可以设置复数个。
所述的反应容器的外侧设有夹套，夹套的上部两侧分别设有反应物入口7和循环液入口，夹套的下部一侧设有循环液出口，夹套的下部中间部分设有反应物出口。
所述的超声波换能器是通过固定用螺母与反应容器上部的法兰相连接的，法兰与反应容器是通过固定件相连。
所述的超声波换能器的频率不同，并且至少能产生一种频率。
所述超声波放射体上的超声波换能器的频率不同，各超声波换能器产生的超声波可通过复数个超声波放射体的侧面或侧面及另一端向反应容器内放射。
本实用新型的有益效果：本实用新型以配置在反应槽中的圆柱状超声波放射体使超声波能量的放射面积加大，反应容器中产生均一的超声场。而且，当使用产生复数频率的超声波放射体时，以不同的频率照射反应物，来促进化学反应进行，可适用多种反应物的场合。所述的的超声波反应器还可用来促进提取，分散及乳化等处理过程。
本实用新型的优点是：具有结构简单，制作过程简单易行，便于生产加工，可以广泛地适用在大、中、小试工或和生产上，具有广阔的市场前景。
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说明。
附图说明
图1为第1实施例单体超声波反应器的结构示意图。
图2为超声波放射体的结构示意图。
图3为图2中的A-A面剖面图。
图4为第2实施例多体超声波反应器的结构示意图。
其中：1.超声波发振器，2.超声波换能器，3.超声波放射体，4.反应容器，5.夹套，6.法兰，7.反应物人口，8.反应物出口，9.循环液入口，10.循环液出口，11.固定件，12.固定用螺母，13.搅拌装置，100.单体超声波反应器，200.多体超声波反应器。
具体实施方式
实施例1
图1为第1实施例单体超声波反应器的结构示意图。
如图1所示，该单体超声波反应器100由反应容器4，即圆筒状反应槽，和超声波发振器1及超声波换能器2、超声波放射体3构成。在反应容器4内设有超声波放射体3，超声波放射体3的一端设有超声波换能器2；超声波发振器1连接超声波换能器2。
反应容器4的外侧设有制御反应温度的循环液夹套5，夹套5上部一侧设有循环液入口9，夹套5下部一侧设有循环液出口10。而且，反应容器4的上部侧面设置有反应物入口7；反应容器4的下部设置有反应物出口8。用固定用螺母12将超声波放射体3固定于反应容器4上部的法兰6上，法兰6和反应容器4是通过固定件11来固定连接的。
超声波换能器2可将超声波发振器1来的电气信号变换为机械振动。并可产生至少产生一种频率的超声波。该超声波换能器2产生的超声波可通过上述超声波放射体3的侧面，或侧面及另一端向上述反应容器4内放射。本例中的超声波换能器2的发振频率为20kHz。
超声波放射体3，为圆柱形。超声波放射体3的一端装有超声波换能器2。这种单体超声波反应器100适用于实验室小试及中试所用。
所述的超声波发振器1为市售，德国产，25KH2型号，这种型号的超声波发振器1适合用在小型及单体的超声波反应器上。如使用其它国家生产的超声波发振器也可以，但是经过实验证明，其效果没有德国产的效果好。
图2为超声波放射体的结构示意图；图3为图2中的A-A面剖面图。
如图2、图3所示，超声波放射体3的长度为L，超声波换能器2的发振频率对应的波长的情况下，为λ/2的整数倍。超声波放射体3的直径d为λ/3～λ/4。但是，超声波换能器2的发振频率为复数频率，例如：用于20KHz和40KHz时，对于20kHz的频率来说波长为λ20，40kHz的频率的波长为λ40。超声波放射体3的长方向的长度L为λ20/2整数倍和λ，40/2的整数倍的公倍数。这种构成可使圆筒形反应槽4中的直径方向上设置的超声波放射体3放射超声波能量的面积增大，超声波能量可均一地照射反应容器4中的反应物。另外，当反应容器4的容积很大时，可在反应容器4的所定直径的位置上均等的设置复数个超声波放射体3，例如2～8个超声波放射体3。这种情况，反应槽4的中部最好设置搅拌装置13。
实施例2
图4为第2实施例多体超声波反应器的结构示意图。
如图4所示，多体超声波反应器200由超声波发振器1，2个超声波换能器2A、2B和超声波放射体3A、3B，圆筒状反应容器4构成。在反应容器4的所定半径的位置上均等的设置2个超声波放射体3A、3B。这种情况，如图3所示，多体超声波反应器200的反应容器4的中部最好设置搅拌装置13。
超声波换能器2可将超声波发振器1A，1B供给的电气信号变换为机械振动。产生一定频率的超声波，本例中的超声波换能器2A的发振频率为40kHz，超声波换能器2B的发振频率为25kHz。超声波放射体3A，3B为圆柱形(参照图2)。超声波放射体3A的一端装有换能器2A；超声波放射体3B的一端装有超声波换能器2B。并且超声波放射体的一端具有产生一种频率的超声波换能器且各超声波放射体3A、3B的超声波换能器2A、2B的频率不同，各超声波换能器产生的超声波可通过上述复数个的超声波放射体的侧面或侧面及另一端向上述反应容器4内放射。
反应容器4的外侧设有制御反应温度的循环液夹套5。夹套5配有循环液人口9和循环液出口10。而且，反应容器4的上部侧面设置有反应物入口7。反应容器4的下部设置有反应物出口8。用固定用螺母12A，12B分别将超声波放射体3A，3B固定于反应容器4上部的法兰6上。
所述的超声波发振器1为市售，德国产，40KH2型号，这种型号的超声波发振器1适合用大型及多体式的超声波反应器上；如使用其它国家生产的超声波发振器也可以，但是经过实验证明，其效果没有德国产的效果好。

Claims (7)

1、超声波反应器，它包括反应容器(4)、法兰(6)及超声波发振器(1)，其特征在于：在反应容器(4)内设有超声波放射体(3)，超声波放射体(3)的一端设有超声波换能器(2)。
2、根据权利要求1所述的超声波反应器，其特征在于所述的反应容器(4)可以为槽或筒状。
3、根据权利要求1所述的超声波反应器，其特征在于所述的超声波放射体(3)为圆柱状，可以设置复数个。
4、根据权利要求1所述的超声波反应器，其特征在于所述的反应容器(4)的外侧设有夹套(5)，夹套(5)的上部两侧分别设有反应物入口(7)和循环液入口(9)，夹套(5)的下部一侧设有循环液出口(10)，夹套(5)的下部中间部分设有反应物出口(8)。
5、根据权利要求1所述的超声波反应器，其特征在于所述的超声波换能器(2)是通过固定用螺母(12)与反应容器(4)上部的法兰(6)相连接的，法兰(6)与反应容器(4)是通过固定件(11)相连。
6、根据权利要求1所述的超声波反应器，其特征在于所述的超声波换能器(2)的频率不同，并且至少能产生一种频率。
7、根据权利要求1所述的超声波反应器，其特征在于所述超声波放射体(3)上的超声波换能器(2)的频率不同，各超声波换能器(2)产生的超声波可通过复数个超声波放射体(3)的侧面或侧面及另一端向反应容器(4)内放射。
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