專利名稱：容腔內(nèi)棒狀式超聲波循環(huán)連續(xù)反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于化工的超聲波處理設(shè)備。
背景技術(shù)：
超聲處理技術(shù)是通過(guò)超聲波處理器產(chǎn)生的超聲波對(duì)物質(zhì)的物理、生物、化學(xué)等 特性進(jìn)行作用，并使其發(fā)生變化的技術(shù)。目前，超聲處理技術(shù)被廣泛應(yīng)用于設(shè)備清 洗、超聲乳化、超聲破乳、超聲物料粉碎細(xì)化乃至微粒納米化、超聲均晶化、漿料 均勻化、超聲萃取、超聲生物細(xì)胞破壁、有機(jī)成分提取、超聲除氣、超聲加速陳化 等。
超聲處理技術(shù)的核心是超聲波處理器，目前超聲波處理器的種類(lèi)和結(jié)構(gòu)很多。 在超聲波處理器實(shí)際應(yīng)用中，單靠一個(gè)超聲波處理器或一次超聲處理，物質(zhì)并不能
完全達(dá)到預(yù)期的特性變化。例如通過(guò)化學(xué)方法包括提取油脂在內(nèi)的制備生物柴油
工藝中，往往需要利用超聲波功能處理器為其反應(yīng)創(chuàng)造一個(gè)超聲空化場(chǎng)條件來(lái)實(shí)現(xiàn)
加速提取和物料轉(zhuǎn)化、提高轉(zhuǎn)化率，實(shí)際生產(chǎn)中有些產(chǎn)成品如果單靠一個(gè)超聲波處
理器或一次超聲波處理，生產(chǎn)出來(lái)的成品免不了存在反應(yīng)不徹底、轉(zhuǎn)化周期長(zhǎng)，成
品和半成品互混等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要提供一種容腔內(nèi)棒狀式超聲波循環(huán)連續(xù)反應(yīng)器,其應(yīng)用于超 聲物料粉碎細(xì)化、漿料均勻化、有機(jī)成分提取等領(lǐng)域時(shí)，能使反應(yīng)容器里面的物料 得到循環(huán)、連續(xù)徹底的超聲波功能處理，并具備適合大規(guī)模生產(chǎn)，布局科學(xué)合理的 特點(diǎn)。
本發(fā)明的目的可通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)
一種容腔內(nèi)棒狀式超聲波循環(huán)連續(xù)反應(yīng)器，包括有超聲波處理器、超聲波發(fā)生 器、供電及控制器，所述的超聲波處理器包括有反應(yīng)罐、超聲波功能棒、超聲波換 能器，超聲波換能器設(shè)于超聲波功能棒的內(nèi)部或兩端，超聲波功能棒安裝于反應(yīng)罐 內(nèi)，超聲波功能棒的超聲波換能器與超聲波發(fā)生器電連接，其特征在于反應(yīng)罐上、 下兩端分別設(shè)有緩沖調(diào)測(cè)簡(jiǎn)和排料短管，排料短管內(nèi)置控制閥， 一回流管的兩端分 別連接到排料短管和緩沖調(diào)測(cè)筒；回流管設(shè)有出料口、入料口和控制閥， 一增壓泵串接于回流管上。
所述超聲波處理器的反應(yīng)罐上的緩沖調(diào)測(cè)簡(jiǎn)設(shè)有密封簡(jiǎn)蓋，密封簡(jiǎn)蓋設(shè)制有抽 樣檢測(cè)孔、帶控制閥的排氣孔、并安裝有壓力計(jì)。
為優(yōu)化和提高轉(zhuǎn)化效率，適合大規(guī)模生產(chǎn)需要，組構(gòu)上可擴(kuò)大到有兩個(gè)或兩個(gè) 以上超聲波處理器，各超聲波處理器的反應(yīng)罐通過(guò)豎直簡(jiǎn)管連通，回流管連接到豎 直簡(jiǎn)管。
本發(fā)明還包括如下可選擇的優(yōu)化方案 所述超聲波處理器為臥式相對(duì)水平面傾斜3~15°放置；
所述超聲波處理器的反應(yīng)罐外壁設(shè)制有電預(yù)熱板；
所述超聲波處理器的反應(yīng)罐外壁設(shè)制超聲波功能振板,超聲波功能振板與超聲 波發(fā)生器電連接。
可將本發(fā)明用于液體或與液體混合的懸浮狀物料的超聲波處理，使用時(shí)將物料 從回流管上的入料口加入，使物料充滿反應(yīng)罐的內(nèi)部空間后關(guān)閉入料口，然后開(kāi)啟 超聲波發(fā)生器和控制器，由設(shè)于反應(yīng)罐內(nèi)的超聲波功能棒或/和設(shè)于反應(yīng)罐外壁的 超聲波功能振板對(duì)反應(yīng)灌內(nèi)的物料進(jìn)行超聲波幅照處理，在此過(guò)程中，可啟動(dòng)回流 管上的增壓泵并調(diào)整控制閥，使反應(yīng)灌內(nèi)物料通過(guò)回流管流動(dòng)，通過(guò)超聲波反應(yīng)罐 上緩沖調(diào)測(cè)簡(jiǎn)蓋設(shè)的帶控制閥的排氣孔和壓力計(jì)，調(diào)節(jié)反應(yīng)灌內(nèi)的壓力，通過(guò)抽樣 檢測(cè)孔抽樣檢測(cè)反應(yīng)灌內(nèi)物料的反應(yīng)程度，灌內(nèi)物料反應(yīng)程度達(dá)到要求后，從回流 管上的出料口將物料排出反應(yīng)灌。可通過(guò)回流管上的增壓泵和控制閥使空氣從入料 口進(jìn)入反應(yīng)罐從而調(diào)整反應(yīng)罐內(nèi)的壓力。
本發(fā)明具有如下實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著進(jìn)步
1. 本發(fā)明是一個(gè)循環(huán)的、多級(jí)的超聲波處理系統(tǒng)，通過(guò)回流管設(shè)計(jì)，省去反 應(yīng)灌內(nèi)使物料流動(dòng)的攪拌設(shè)備，反應(yīng)灌內(nèi)的物料可以得到均勻的、連續(xù)徹 底的超聲波處理，具有設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便和易于清洗維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。
2. 多級(jí)超聲波處理器的方案，可以同時(shí)處理批量較大的物料，反應(yīng)灌采用臥 式相對(duì)水平面傾斜3~15°放置，這樣既方便物料的流動(dòng)，使物料能均勻得 到超聲波的輻照，同時(shí)節(jié)省空間。當(dāng)超聲波處理器為三個(gè)時(shí)，處理器呈近
"Z"字形錯(cuò)位分布節(jié)省空間同時(shí)更便于工人的搡作。


圖l為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明的多級(jí)處理器結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明的多級(jí)處理器另一結(jié)構(gòu)示意圖；具體實(shí)施方式
實(shí)施例1:
參考圖1,如圖1所示，本發(fā)明提供一種容腔內(nèi)棒狀式超聲波循環(huán)連續(xù)反應(yīng)器， 包括有超聲波處理器l、超聲波發(fā)生器6、回流管2和供電及控制器(圖中未示)。 其中超聲波處理器1包括反應(yīng)罐3、超聲波功能棒4、超聲波換能器5，超聲波反 應(yīng)罐3為圓罐式容器，它以臥式并相對(duì)水平面傾斜3~15°放置，超聲波功能棒4 安裝于超聲波反應(yīng)罐3內(nèi)軸線方向上;超聲波換能器5設(shè)于超聲波功能棒4的兩端， 超聲波換能器5與超聲波發(fā)生器6電連接，超聲波反應(yīng)罐3的上端設(shè)有緩沖調(diào)測(cè)簡(jiǎn) 7，下端設(shè)排料短管8;緩沖調(diào)測(cè)簡(jiǎn)7上設(shè)有密封簡(jiǎn)蓋71,密封簡(jiǎn)蓋71上設(shè)一抽樣 檢測(cè)孔74、帶控制閥的排氣孔72、和安裝有一壓力計(jì)73,緩沖調(diào)測(cè)簡(jiǎn)7的側(cè)面還 開(kāi)有一觀測(cè)窗76和溢出口 75，通過(guò)抽樣檢測(cè)孔74抽樣檢測(cè)容器內(nèi)的物料的反應(yīng) 程度，通過(guò)排氣孔72及壓力計(jì)73檢測(cè)反應(yīng)罐3內(nèi)的壓力并進(jìn)行控制。排料短管8 上、下分別設(shè)有兩個(gè)控制閥門(mén)81和82,其作用是使排料短管8具備排出成品物料、 未成熟料或廢料和進(jìn)物料原料的雙重功能。
本發(fā)明是通過(guò)回流管2使反應(yīng)罐3內(nèi)的物料循環(huán)流動(dòng)均勻的，回流管2的一 端連接到排料短管8的控制閥門(mén)81和82之間，另一端和緩沖調(diào)測(cè)簡(jiǎn)7連通；回 流管2上設(shè)一帶控制閥的成品出料口 21和入料器口 25;在成品出料口 21與入料 器口 25之間的回流管段設(shè)一增壓泵23;增壓泵23能使物料從入料口 25進(jìn)入反 應(yīng)罐3內(nèi)、使反應(yīng)罐3內(nèi)的物料通過(guò)回流管2循環(huán)流動(dòng)或從成品出料口 21排出成 品，還可以保證反應(yīng)罐3內(nèi)有足夠的壓力(通過(guò)從入料口 25進(jìn)入空氣)。
在超聲波處理器的反應(yīng)罐3罐外壁設(shè)制電預(yù)熱板10,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)罐3內(nèi) 物料的加熱，而不必要另外對(duì)物料進(jìn)行預(yù)熱處理，電預(yù)熱板10的加熱溫度受控制 器及電路控制。
下面就該容腔內(nèi)棒狀式超聲波循環(huán)連續(xù)反應(yīng)器的工作原理做進(jìn)一步介紹1. 進(jìn)料將出料控制閥21和排料短管8的上、下控制閥81、 82關(guān)閉、回流 管2上的控制閩24關(guān)閉、22打開(kāi)，入料器口 25的控制閥打開(kāi)并連接到 物料供應(yīng)器(圖中未示)，打開(kāi)排氣孔72的控制閬，啟動(dòng)增壓泵23，物 料在增壓泵23的作用下，物料流經(jīng)入料口 25爿增壓泵23—回流管2 —控 制閥22 —反應(yīng)罐上方的緩沖調(diào)測(cè)簡(jiǎn)7 —反應(yīng)罐3內(nèi)，通過(guò)觀測(cè)窗76可以 觀測(cè)物料是否已經(jīng)充滿反應(yīng)罐3，并且通過(guò)溢出口 75排除多余的物料， 當(dāng)物料已充滿反應(yīng)罐3時(shí)，關(guān)停增壓泵23,關(guān)閉入料器口 25的控制閥。
2. 處理開(kāi)啟超聲波發(fā)生器6，換能器5對(duì)超聲波功能棒4提供超聲波能， 使超聲波功能棒4向反應(yīng)罐3內(nèi)物料輻照超聲波，根據(jù)需要，開(kāi)啟電預(yù)熱 板10對(duì)反應(yīng)罐3內(nèi)物料加熱，使溫度達(dá)到反應(yīng)條件；反應(yīng)罐3內(nèi)物料在 超聲空化場(chǎng)的作用下加速轉(zhuǎn)化，與此同時(shí)，打開(kāi)排料短管8的上控制閥 81和回流管2上的控制閥24,調(diào)好壓力方向后，啟動(dòng)增壓泵23,此時(shí)的 回流管2上的控制閥22仍處于打開(kāi)狀態(tài)，在增壓泵23的壓力取向作用下， 反應(yīng)罐3內(nèi)的物料經(jīng)排料短管8—回流管2上的控制閥24 —回流管2 —增 壓泵23 —控制閥22 —緩沖調(diào)測(cè)簡(jiǎn)7 —反應(yīng)罐3作循環(huán)流動(dòng)，使反應(yīng)罐3 內(nèi)的物料混合并均勻接受超聲輻照處理。
3. 成品排出從抽樣檢測(cè)孔74抽樣檢測(cè)到反應(yīng)罐3內(nèi)物料完全轉(zhuǎn)化達(dá)到要 求后，可以通過(guò)如下兩種方式排出物料
一、 在步驟2的情況下關(guān)閉控制閥22、打開(kāi)成品出料口 21上的控制閬； 增壓泵23開(kāi)啟，在增壓泵23的作用下，反應(yīng)罐3內(nèi)的物料經(jīng)排料 短管8 —回流管2 —控制閥24 —增壓泵23 —成品出料口 21排出。
二、 在步驟2的情況下關(guān)閉控制閥24，關(guān)閉增壓泵23,打開(kāi)排料短管8 的下控制閥82使物料從排料短管8直接排出，必要時(shí)將入料器口 25的控制閥打開(kāi)和開(kāi)啟增壓泵23,使反應(yīng)罐3內(nèi)物料受壓力驅(qū)動(dòng)更 易排出。
4. 反應(yīng)罐清洗或未成熟料或廢料排出將排料短管8上的控制閥81和82 打開(kāi)，關(guān)閉回流管2上的控制閥24,清水或廢料從排料短管8排出；根 據(jù)需要，可以將入料口 25上的控制閥打開(kāi)并將入料口 25接到清洗用水源，關(guān)閉成品出料口 21上的控制閩，打開(kāi)回流管2上的控制閩22,開(kāi)啟增壓 泵23，使清洗用水經(jīng)入料口 25 —回流管2 —增壓泵23 —控制閥22 —反應(yīng) 罐上方的緩沖調(diào)測(cè)簡(jiǎn)7 —反應(yīng)罐3 —排料短管8(通過(guò)控制閥81和82)流 動(dòng)，將回流管2和反應(yīng)罐3內(nèi)進(jìn)行沖洗。
實(shí)施例2:
參考圖2，圖2為本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例 一種多級(jí)容腔內(nèi)棒狀式超聲波循環(huán) 連續(xù)反應(yīng)器，其工作原理與實(shí)施例l相近似，結(jié)構(gòu)區(qū)別在于有三個(gè)超聲波處理器 1 (A、 B、 C)串聯(lián)而成，超聲波處理器1的反應(yīng)罐之間通過(guò)帶控制閥的豎直簡(jiǎn)管 11連通，回流管2的下端連接位于最下方的超聲波處理器C的排料短管8,上端與 處理器A的緩沖調(diào)測(cè)簡(jiǎn)7連通，回流管2的近中位處還可以用帶閥的短管和處理器 之間的豎直簡(jiǎn)管11連通。各超聲處理器的超聲波換能器5與超聲波發(fā)生器電連接， 超聲波處理器A、 B、 C分別為臥式相對(duì)水平面傾斜3~15°放置，處理器A、 B和C 呈近"Z"字形錯(cuò)位分布，這樣可以節(jié)省空間、方便工人搡作、也更適合物料的流 動(dòng)和排出。
其工作原理與實(shí)施例 一基本相同。 實(shí)施例3:
參考圖3，圖3給出本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例 一種多級(jí)容腔內(nèi)棒狀式超聲波循 環(huán)連續(xù)反應(yīng)器，其工作原理、結(jié)構(gòu)與實(shí)施例2近似，區(qū)別在于三個(gè)超聲波處理器A、 B、 C以一條型分布。
在以上實(shí)施例中，超聲波處理器的反應(yīng)罐外壁還可根據(jù)需要布設(shè)有一系列的超 聲功能振板并將與其連接的超聲波換能器和超聲波發(fā)生器電連接，使用時(shí)可以根據(jù) 需要啟動(dòng)這些超聲功能振板的超聲波換能器,這樣設(shè)計(jì)的目的是當(dāng)超聲波處理器的 反應(yīng)罐體積比較大時(shí)，使內(nèi)部物料仍能得到足夠的超聲功率密度的超聲輻射。
對(duì)于多級(jí)容腔內(nèi)棒狀式超聲波循環(huán)連續(xù)反應(yīng)器的布置方式還有其它多種方案， 這里不一一列舉。
權(quán)利要求
1. 一種容腔內(nèi)棒狀式超聲波循環(huán)連續(xù)反應(yīng)器，包括有超聲波處理器、超聲波發(fā)生器、供電及控制器，所述的超聲波處理器包括有反應(yīng)罐、超聲波功能棒、超聲波換能器，超聲波換能器設(shè)于超聲波功能棒的內(nèi)部或兩端，超聲波功能棒安裝于反應(yīng)罐內(nèi)，超聲波功能棒的超聲波換能器與超聲波發(fā)生器電連接，其特征在于反應(yīng)罐上、下兩端分別設(shè)有緩沖調(diào)測(cè)筒和排料短管，排料短管內(nèi)置控制閥，一回流管的兩端分別連接到排料短管和緩沖調(diào)測(cè)筒；回流管設(shè)有出料口、入料口和控制閥，一增壓泵串接于回流管上。
2. 如權(quán)利要求l所述的容腔內(nèi)棒狀式超聲波循環(huán)連續(xù)反應(yīng)器，其特征在于包 括有兩個(gè)或兩個(gè)以上超聲波處理器，各超聲波處理器的反應(yīng)罐通過(guò)豎直簡(jiǎn)管 連通。
3. 如權(quán)利要求2所述的容腔內(nèi)棒狀式超聲波循環(huán)連續(xù)反應(yīng)器，其特征在于回流管連接到豎直簡(jiǎn)管。
4. 如權(quán)利要求1或2或3所述的容腔內(nèi)棒狀式超聲波循環(huán)連續(xù)反應(yīng)器，其特征 在于所述超聲波處理器的反應(yīng)罐以臥式相對(duì)水平面傾斜3~15°放置。
5. 如權(quán)利要求1或2或3所述的容腔內(nèi)棒狀式超聲波循環(huán)連續(xù)反應(yīng)器，其特征 在于所述的超聲波處理器的反應(yīng)罐外壁設(shè)制有電預(yù)熱板。
6. 如權(quán)利要求l或2或3所述的容腔內(nèi)棒狀式超聲波循環(huán)連續(xù)反應(yīng)器，其特征在于所述的超聲波處理器的反應(yīng)罐外壁設(shè)有超聲波功能振板，超聲波功能 振板與超聲波發(fā)生器電連接。
7. 如權(quán)利要求1或2或3所述的容腔內(nèi)棒狀式超聲波循環(huán)連續(xù)反應(yīng)器，其特征 .在于所述超聲波處理器的反應(yīng)罐上的緩沖調(diào)測(cè)簡(jiǎn)設(shè)有密封簡(jiǎn)蓋，密封簡(jiǎn)蓋上設(shè)制有抽樣檢測(cè)孔、帶控制閥的排氣孔、并安裝有壓力計(jì)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于化工的超聲波處理設(shè)備，提出一種容腔內(nèi)棒狀式超聲波循環(huán)連續(xù)反應(yīng)器，包括有超聲波處理器、超聲波發(fā)生器、供電及控制器，其特征在于一回流管的兩端分別連接到反應(yīng)罐上端的緩沖調(diào)測(cè)筒和下端的排料短管，回流管設(shè)有出料口、入料口和控制閥，一增壓泵串接于回流管上?？蓪⒈景l(fā)明用于化工中對(duì)包括漿狀物料的懸浮狀物料的超聲波處理，使用時(shí)通過(guò)回流管進(jìn)行物料加入反應(yīng)罐、物料經(jīng)回流管和反應(yīng)罐循環(huán)流動(dòng)以及將清洗液從回流管加入反應(yīng)罐進(jìn)行清洗等作業(yè)。是一個(gè)循環(huán)的、多級(jí)的超聲波處理系統(tǒng)，通過(guò)回流管設(shè)計(jì)，省去反應(yīng)灌內(nèi)使物料流動(dòng)的攪拌設(shè)備，反應(yīng)灌內(nèi)的物料可以得到均勻的、連續(xù)徹底的超聲波處理。具有設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便和易于清洗維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B01J19/10GK101480601SQ20091003659
公開(kāi)日2009年7月15日 申請(qǐng)日期2009年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月13日
發(fā)明者嚴(yán)卓晟, 嚴(yán)卓理, 嚴(yán)錦璇 申請(qǐng)人:嚴(yán)卓晟;嚴(yán)錦璇;嚴(yán)卓理