專利名稱：超聲波工業(yè)混合均化設(shè)備及均化方法
技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種超聲波工業(yè)混合均化設(shè)置及其采用該設(shè)備的流體均化方法。
背景技術(shù)：
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超聲波的發(fā)生通常有三種方法，即機(jī)械系統(tǒng)、磁控振蕩器和壓電晶體振蕩器。激勵壓電換能器與磁致伸縮換能器的電氣設(shè)備價格高昂，而且處理料也量少，因而上述這兩種超聲混合一般只用于藥物實(shí)驗室的特殊應(yīng)用，工業(yè)生產(chǎn)中很少應(yīng)用。機(jī)械型超聲系統(tǒng)的發(fā)展，使經(jīng)濟(jì)上對料液進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)處理成為可能。國外機(jī)械型超聲波發(fā)生器研制已有報道，德國、英國正在處于實(shí)驗室階段，他們借助超聲循環(huán)處理可獲得每噸含20%石蠟的乳化液，過去不用超聲加工，僅能獲得5%石蠟的乳化液；日本用超聲處理乳化液以生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鞋油，此外，日本還在為紡織業(yè)用超聲混合制出多種防腐液等。國內(nèi)我們較早開始機(jī)械型超聲波發(fā)生器的研制，同時結(jié)合靜態(tài)混合氣、高剪切均質(zhì)機(jī)、液壓系統(tǒng)、混合罐和控制系統(tǒng)，組成一套高效超聲波工業(yè)混合均化設(shè)備，用于液-液相混合。發(fā)明內(nèi)容:
本發(fā)明的目的是提供一種超聲波工業(yè)混合均化設(shè)備。上述的目的通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
超聲波工業(yè)混合均化設(shè)備，其組成包括:罐體，高剪切均質(zhì)機(jī)設(shè)置在所述的罐體上面，靜態(tài)混合器與所述的罐體連接，機(jī)械型超聲波發(fā)生器設(shè)置在所述的罐體內(nèi)部，液壓系統(tǒng)與所述的靜態(tài)混合器連接，液壓泵與所述的液壓系統(tǒng)連接。所述的超聲波工業(yè)混合均化設(shè)備，所述的機(jī)械性超聲波發(fā)生器包括接口套管，噴射嘴設(shè)置在所述的接口套管內(nèi)部，所述的機(jī)械性超聲波發(fā)生器的本體與所述的噴射嘴連接，助聲管與所述的接口套管連接，支桿與所述的噴射嘴連接，刃形簧片設(shè)置在所述的支桿內(nèi)部；
所述的噴射嘴前部有一矩形窄縫，刃形簧片的刃口對齊矩形窄縫長邊的對稱軸，簧片由本體和支桿夾住，封閉在助聲管中，所述的超聲波發(fā)生器的助聲管是帶有料液流出孔的圓柱形套管，共振劈置于套管中心，當(dāng)簧片共振產(chǎn)生超聲波時，助聲管使聲能集中，增加共振劈產(chǎn)生聲波的振幅，提高混合效果。一種超聲波工業(yè)物料混合均化方法，待混合的兩相或兩相以上的料液，在液壓泵的帶動下，從入口進(jìn)入噴射嘴，噴射嘴外部沒有背壓，依次經(jīng)過靜態(tài)混合器和機(jī)械型超聲波發(fā)生器，再將混合后料液送入罐體中，管路中設(shè)有溢流系統(tǒng)，以保證系統(tǒng)壓力，料液從噴射嘴的矩形窄縫，高速噴射出，形成高速射流射向共振劈刃口，由于制造和裝配方面的原因，共振劈刃口與射流中心存在偏差，刀形簧片受高速射流沖擊力不均而產(chǎn)生偏彎，同時產(chǎn)生渦流和空穴氣泡；簧片本身具有回彈力，使簧片向偏彎向反向運(yùn)動，同時氣泡破裂爆炸力也迫使刃形簧片向偏彎向的反向運(yùn)動，此過程周而復(fù)始，并通過調(diào)整系統(tǒng)壓力來控制射流噴射力，使簧片按其自然頻率產(chǎn)生共振，激發(fā)出超聲波。
所述的超聲波工業(yè)物料混合均化方法，所述的窄縫尺寸為20x0.6mm2,當(dāng)料液通過噴射嘴矩形窄縫高速噴射出并沖擊刃形簧片口時，就起到了高速射流混合的效果，混合料液被破碎擠壓成更小更均勻的液滴，為超聲波空化作用打下了一個良好的基礎(chǔ)，然后再經(jīng)超聲波空化作用，一個穩(wěn)定的乳化液會迅速產(chǎn)生。有益效果:
1.本發(fā)明若在精細(xì)化工行業(yè)推廣，按4000升/小時的處理能力，設(shè)備按8.6萬元/臺計，銷售30臺套，則可實(shí)現(xiàn)258萬元工業(yè)產(chǎn)值，實(shí)現(xiàn)利潤90.3萬元。按每班6小時工作，每天2班，每年240個工作日，電費(fèi)0.6元/度計，7處理量，高壓均質(zhì)機(jī)需年耗電費(fèi)10.3680萬元，而同樣條件下本項目超生混合乳化裝置則才需耗電費(fèi)0.9504萬元，具有明顯節(jié)能效果。國內(nèi)日用化學(xué)工業(yè)近年發(fā)展迅速，已有數(shù)百家企業(yè)，此行業(yè)需處理能力常為500L/hr以下，研制中小型超聲波處理設(shè)備，將有更廣泛的市場。該行業(yè)用設(shè)備主機(jī)加必要配套裝置5.6萬/臺套計，銷售50臺套，可實(shí)現(xiàn)280萬元產(chǎn)值，獲利98萬元。本項目應(yīng)用前景廣泛，除在精細(xì)化工、日用化工的燃油一水系、液體鞋油和工業(yè)涂料液等的混合乳化應(yīng)用外，在食品行業(yè)應(yīng)用亦很廣。例如在番茄醬生產(chǎn)的超聲處理中，能力180— 360L/min，目的為了粉碎番茄細(xì)胞壁，釋放果膠物質(zhì)，提高粘度。經(jīng)
2.1MPa壓力一次超聲乳化操作，11.6%無鹽番茄的Bostiwick粘度增加了 1.55cm。在不增加固形物原料前提下，比高壓均質(zhì)機(jī)獲得更細(xì)膩的質(zhì)地，增加產(chǎn)率和較高的粘度。2.本發(fā)明應(yīng)用前景廣泛，除在精細(xì)化工、日用化工的燃油一水系、液體鞋油和工業(yè)涂料液等的混合乳化應(yīng)用外，在食品行業(yè)應(yīng)用亦很廣。3.本發(fā)明優(yōu)于一般超聲波設(shè)備在于當(dāng)料液通過噴射嘴矩形窄縫高速噴射出并沖擊刃形簧片口時，就起到了高速射流混合的效果，混合料液被破碎擠壓成更小更均勻的液滴，為超聲波空化作用打下了一個良好的基礎(chǔ)，然后再經(jīng)超聲波空化作用，一個穩(wěn)定的乳化液會迅速產(chǎn)生。


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附圖1是本發(fā)明的主視圖。附圖2是附圖1中的機(jī)械性超聲波發(fā)生器的局部剖視圖。附圖3是附圖1中的機(jī)械性超聲波發(fā)生器的剖視圖。
具體實(shí)施方式
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實(shí)施例1:
一種超聲波工業(yè)混合均化設(shè)備，其組成包括:罐體6，高剪切均質(zhì)機(jī)5設(shè)置在所述的罐體上面，靜態(tài)混合器3與所述的罐體連接，機(jī)械型超聲波發(fā)生器4設(shè)置在所述的罐體內(nèi)部，液壓系統(tǒng)2與所述的靜態(tài)混合器連接，液壓泵I與所述的液壓系統(tǒng)連接。實(shí)施例2:
實(shí)施例1所述的超聲波工業(yè)混合均化設(shè)備，所述的機(jī)械性超聲波發(fā)生器包括接口套管，噴射嘴設(shè)置在所述的接口套管內(nèi)部，所述的機(jī)械性超聲波發(fā)生器的本體與所述的噴射嘴連接，助聲管與所述的接口套管連接，支桿與所述的噴射嘴連接，刃形簧片設(shè)置在所述的支桿內(nèi)部；
所述的噴射嘴前部有一矩形窄縫，刃形簧片的刃口對齊矩形窄縫長邊的對稱軸，簧片由本體和支桿夾住，封閉在助聲管中，所述的超聲波發(fā)生器的助聲管是帶有料液流出孔的圓柱形套管，共振劈置于套管中心，當(dāng)簧片共振產(chǎn)生超聲波時，助聲管使聲能集中，增加共振劈產(chǎn)生聲波的振幅，提高混合效果。實(shí)施例3:
超聲波工業(yè)物料混合均化方法，待混合的兩相或兩相以上的料液，在液壓泵的帶動下，從入口進(jìn)入噴射嘴，噴射嘴外部沒有背壓，依次經(jīng)過靜態(tài)混合器和機(jī)械型超聲波發(fā)生器，再將混合后料液送入罐體中，管路中設(shè)有溢流系統(tǒng)，以保證系統(tǒng)壓力，料液從噴射嘴的矩形窄縫，高速噴射出，形成高速射流射向共振劈刃口，由于制造和裝配方面的原因，共振劈刃口與射流中心存在偏差，刀形簧片受高速射流沖擊力不均而產(chǎn)生偏彎，同時產(chǎn)生渦流和空穴氣泡；簧片本身具有回彈力，使簧片向偏彎向反向運(yùn)動，同時氣泡破裂爆炸力也迫使刃形簧片向偏彎向的反向運(yùn)動，此過程周而復(fù)始，并通過調(diào)整系統(tǒng)壓力來控制射流噴射力，使簧片按其自然頻率產(chǎn)生共振，激發(fā)出超聲波。所述的超聲波工業(yè)物料混合均化方法，所述的窄縫尺寸為20x0.6mm2,當(dāng)料液通過噴射嘴矩形窄縫高速噴射出并沖擊刃形簧片口時，就起到了高速射流混合的效果，混合料液被破碎擠壓成更小更均勻的液滴，為超聲波空化作用打下了一個良好的基礎(chǔ)，然后再經(jīng)超聲波空化作用，一個穩(wěn)定的乳化液會迅速產(chǎn)生。
權(quán)利要求
1.一種超聲波工業(yè)混合均化設(shè)備，其組成包括:罐體，其特征是:高剪切均質(zhì)機(jī)設(shè)置在所述的罐體上面，靜態(tài)混合器與所述的罐體連接，機(jī)械型超聲波發(fā)生器設(shè)置在所述的罐體內(nèi)部，液壓系統(tǒng)與所述的靜態(tài)混合器連接，液壓泵與所述的液壓系統(tǒng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波工業(yè)混合均化設(shè)備，其特征是:所述的機(jī)械性超聲波發(fā)生器包括接口套管，噴射嘴設(shè)置在所述的接口套管內(nèi)部，所述的機(jī)械性超聲波發(fā)生器的本體與所述的噴射嘴連接，助聲管與所述的接口套管連接，支桿與所述的噴射嘴連接，刃形簧片設(shè)置在所述的支桿內(nèi)部； 所述的噴射嘴前部有一矩形窄縫，刃形簧片的刃口對齊矩形窄縫長邊的對稱軸，簧片由本體和支桿夾住，封閉在助聲管中，所述的超聲波發(fā)生器的助聲管是帶有料液流出孔的圓柱形套管，共振劈置于套管中心，當(dāng)簧片共振產(chǎn)生超聲波時，助聲管使聲能集中，增加共振劈產(chǎn)生聲波的振幅，提高混合效果。
3.一種超聲波工業(yè)物料混合均化方法，其特征是:待混合的兩相或兩相以上的料液，在液壓泵的帶動下，從入口進(jìn)入噴射嘴，噴射嘴外部沒有背壓，依次經(jīng)過靜態(tài)混合器和機(jī)械型超聲波發(fā)生器，再將混合后料液送入罐體中，管路中設(shè)有溢流系統(tǒng)，以保證系統(tǒng)壓力，料液從噴射嘴的矩形窄縫，高速噴射出，形成高速射流射向共振劈刃口，由于制造和裝配方面的原因，共振劈刃口與射流中心存在偏差，刀形簧片受高速射流沖擊力不均而產(chǎn)生偏彎，同時產(chǎn)生渦流和空穴氣泡；簧片本身具有回彈力，使簧片向偏彎向反向運(yùn)動，同時氣泡破裂爆炸力也迫使刃形簧片向偏彎向的反向運(yùn)動，此過程周而復(fù)始，并通過調(diào)整系統(tǒng)壓力來控制射流噴射力，使簧片按其自然頻率產(chǎn)生共振，激發(fā)出超聲波。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超聲波工業(yè)物料混合均化方法，其特征是:所述的窄縫尺寸為20x0.6mm2,當(dāng)料液通過噴射嘴矩形窄縫高速噴射出并沖擊刃形簧片口時，就起到了高速射流混合的效果，混合料液被破碎擠壓成更小更均勻的液滴，為超聲波空化作用打下了一個良好的基礎(chǔ)，然后再經(jīng)超聲波空化作用，一個穩(wěn)定的乳化液會迅速產(chǎn)生。
全文摘要
本發(fā)明涉及超聲波工業(yè)混合均化設(shè)備及均化方法。超聲波的發(fā)生通常有三種方法，即機(jī)械系統(tǒng)、磁控振蕩器和壓電晶體振蕩器。激勵壓電換能器與磁致伸縮換能器的電氣設(shè)備價格高昂，而且處理料也量少，因而上述這兩種超聲混合一般只用于藥物實(shí)驗室的特殊應(yīng)用，工業(yè)生產(chǎn)中很少應(yīng)用。機(jī)械型超聲系統(tǒng)的發(fā)展，使經(jīng)濟(jì)上對料液進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)處理成為可能。本發(fā)明的設(shè)備的組成包括:罐體(6)，高剪切均質(zhì)機(jī)(5)設(shè)置在所述的罐體上面，靜態(tài)混合器(3)與所述的罐體連接，機(jī)械型超聲波發(fā)生器(4)設(shè)置在所述的罐體內(nèi)部，液壓系統(tǒng)(2)與所述的靜態(tài)混合器連接，液壓泵(1)與所述的液壓系統(tǒng)連接。本發(fā)明用于工業(yè)混合均化使用。
文檔編號B01F13/10GK103111223SQ20131007104
公開日2013年5月22日 申請日期2013年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月6日
發(fā)明者趙寒濤, 吳岡, 李君霞, 章軍, 李昕迪, 徐秋茹, 曹燦 申請人:黑龍江省科學(xué)院自動化研究所