專利名稱：容腔內棒狀式超聲波循環連續反應器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于化工的超聲波處理設備。
背景技術：
超聲處理技術是通過超聲波處理器產生的超聲波對物質的物理、生物、化學等 特性進行作用，并使其發生變化的技術。目前，超聲處理技術被廣泛應用于設備清 洗、超聲乳化、超聲破乳、超聲物料粉碎細化乃至微粒納米化、超聲均晶化、漿料 均勻化、超聲萃取、超聲生物細胞破壁、有機成分提取、超聲除氣、超聲加速陳化 等。
超聲處理技術的核心是超聲波處理器，目前超聲波處理器的種類和結構很多。 在超聲波處理器實際應用中，單靠一個超聲波處理器或一次超聲處理，物質并不能
完全達到預期的特性變化。例如通過化學方法包括提取油脂在內的制備生物柴油
工藝中，往往需要利用超聲波功能處理器為其反應創造一個超聲空化場條件來實現
加速提取和物料轉化、提高轉化率，實際生產中有些產成品如果單靠一個超聲波處
理器或一次超聲波處理，生產出來的成品免不了存在反應不徹底、轉化周期長，成
品和半成品互混等問題。
發明內容
本發明的目的是要提供一種容腔內棒狀式超聲波循環連續反應器,其應用于超 聲物料粉碎細化、漿料均勻化、有機成分提取等領域時，能使反應容器里面的物料 得到循環、連續徹底的超聲波功能處理，并具備適合大規模生產，布局科學合理的 特點。
本發明的目的可通過如下技術方案來實現
一種容腔內棒狀式超聲波循環連續反應器，包括有超聲波處理器、超聲波發生 器、供電及控制器，所述的超聲波處理器包括有反應罐、超聲波功能棒、超聲波換 能器，超聲波換能器設于超聲波功能棒的內部或兩端，超聲波功能棒安裝于反應罐 內，超聲波功能棒的超聲波換能器與超聲波發生器電連接，其特征在于反應罐上、 下兩端分別設有緩沖調測簡和排料短管，排料短管內置控制閥， 一回流管的兩端分 別連接到排料短管和緩沖調測筒；回流管設有出料口、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罐上的緩沖調測簡設有密封簡蓋，密封簡蓋設制有抽 樣檢測孔、帶控制閥的排氣孔、并安裝有壓力計。
為優化和提高轉化效率，適合大規模生產需要，組構上可擴大到有兩個或兩個 以上超聲波處理器，各超聲波處理器的反應罐通過豎直簡管連通，回流管連接到豎 直簡管。
本發明還包括如下可選擇的優化方案 所述超聲波處理器為臥式相對水平面傾斜3~15°放置；
所述超聲波處理器的反應罐外壁設制有電預熱板；
所述超聲波處理器的反應罐外壁設制超聲波功能振板,超聲波功能振板與超聲 波發生器電連接。
可將本發明用于液體或與液體混合的懸浮狀物料的超聲波處理，使用時將物料 從回流管上的入料口加入，使物料充滿反應罐的內部空間后關閉入料口，然后開啟 超聲波發生器和控制器，由設于反應罐內的超聲波功能棒或/和設于反應罐外壁的 超聲波功能振板對反應灌內的物料進行超聲波幅照處理，在此過程中，可啟動回流 管上的增壓泵并調整控制閥，使反應灌內物料通過回流管流動，通過超聲波反應罐 上緩沖調測簡蓋設的帶控制閥的排氣孔和壓力計，調節反應灌內的壓力，通過抽樣 檢測孔抽樣檢測反應灌內物料的反應程度，灌內物料反應程度達到要求后，從回流 管上的出料口將物料排出反應灌。可通過回流管上的增壓泵和控制閥使空氣從入料 口進入反應罐從而調整反應罐內的壓力。
本發明具有如下實質性特點和顯著進步
1. 本發明是一個循環的、多級的超聲波處理系統，通過回流管設計，省去反 應灌內使物料流動的攪拌設備，反應灌內的物料可以得到均勻的、連續徹 底的超聲波處理，具有設備簡單、操作方便和易于清洗維護等優點。
2. 多級超聲波處理器的方案，可以同時處理批量較大的物料，反應灌采用臥 式相對水平面傾斜3~15°放置，這樣既方便物料的流動，使物料能均勻得 到超聲波的輻照，同時節省空間。當超聲波處理器為三個時，處理器呈近
"Z"字形錯位分布節省空間同時更便于工人的搡作。
圖l為本發明的結構示意圖2為本發明的多級處理器結構示意圖3為本發明的多級處理器另一結構示意圖；具體實施方式
實施例1:
參考圖1,如圖1所示，本發明提供一種容腔內棒狀式超聲波循環連續反應器， 包括有超聲波處理器l、超聲波發生器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包括反應罐3、超聲波功能棒4、超聲波換能器5，超聲波反 應罐3為圓罐式容器，它以臥式并相對水平面傾斜3~15°放置，超聲波功能棒4 安裝于超聲波反應罐3內軸線方向上;超聲波換能器5設于超聲波功能棒4的兩端， 超聲波換能器5與超聲波發生器6電連接，超聲波反應罐3的上端設有緩沖調測簡 7，下端設排料短管8;緩沖調測簡7上設有密封簡蓋71,密封簡蓋71上設一抽樣 檢測孔74、帶控制閥的排氣孔72、和安裝有一壓力計73,緩沖調測簡7的側面還 開有一觀測窗76和溢出口 75，通過抽樣檢測孔74抽樣檢測容器內的物料的反應 程度，通過排氣孔72及壓力計73檢測反應罐3內的壓力并進行控制。排料短管8 上、下分別設有兩個控制閥門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物料原料的雙重功能。
本發明是通過回流管2使反應罐3內的物料循環流動均勻的，回流管2的一 端連接到排料短管8的控制閥門81和82之間，另一端和緩沖調測簡7連通；回 流管2上設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之間的回流管段設一增壓泵23;增壓泵23能使物料從入料口 25進入反 應罐3內、使反應罐3內的物料通過回流管2循環流動或從成品出料口 21排出成 品，還可以保證反應罐3內有足夠的壓力(通過從入料口 25進入空氣)。
在超聲波處理器的反應罐3罐外壁設制電預熱板10,可以實現對反應罐3內 物料的加熱，而不必要另外對物料進行預熱處理，電預熱板10的加熱溫度受控制 器及電路控制。
下面就該容腔內棒狀式超聲波循環連續反應器的工作原理做進一步介紹1. 進料將出料控制閥21和排料短管8的上、下控制閥81、 82關閉、回流 管2上的控制閩24關閉、22打開，入料器口 25的控制閥打開并連接到 物料供應器(圖中未示)，打開排氣孔72的控制閬，啟動增壓泵23，物 料在增壓泵23的作用下，物料流經入料口 25爿增壓泵23—回流管2 —控 制閥22 —反應罐上方的緩沖調測簡7 —反應罐3內，通過觀測窗76可以 觀測物料是否已經充滿反應罐3，并且通過溢出口 75排除多余的物料， 當物料已充滿反應罐3時，關停增壓泵23,關閉入料器口 25的控制閥。
2. 處理開啟超聲波發生器6，換能器5對超聲波功能棒4提供超聲波能， 使超聲波功能棒4向反應罐3內物料輻照超聲波，根據需要，開啟電預熱 板10對反應罐3內物料加熱，使溫度達到反應條件；反應罐3內物料在 超聲空化場的作用下加速轉化，與此同時，打開排料短管8的上控制閥 81和回流管2上的控制閥24,調好壓力方向后，啟動增壓泵23,此時的 回流管2上的控制閥22仍處于打開狀態，在增壓泵23的壓力取向作用下， 反應罐3內的物料經排料短管8—回流管2上的控制閥24 —回流管2 —增 壓泵23 —控制閥22 —緩沖調測簡7 —反應罐3作循環流動，使反應罐3 內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孔74抽樣檢測到反應罐3內物料完全轉化達到要 求后，可以通過如下兩種方式排出物料
一、 在步驟2的情況下關閉控制閥22、打開成品出料口 21上的控制閬； 增壓泵23開啟，在增壓泵23的作用下，反應罐3內的物料經排料 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的情況下關閉控制閥24，關閉增壓泵23,打開排料短管8 的下控制閥82使物料從排料短管8直接排出，必要時將入料器口 25的控制閥打開和開啟增壓泵23,使反應罐3內物料受壓力驅動更 易排出。
4. 反應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，關閉回流管2上的控制閥24,清水或廢料從排料短管8排出；根 據需要，可以將入料口 25上的控制閥打開并將入料口 25接到清洗用水源，關閉成品出料口 21上的控制閩，打開回流管2上的控制閩22,開啟增壓 泵23，使清洗用水經入料口 25 —回流管2 —增壓泵23 —控制閥22 —反應 罐上方的緩沖調測簡7 —反應罐3 —排料短管8(通過控制閥81和82)流 動，將回流管2和反應罐3內進行沖洗。
實施例2:
參考圖2，圖2為本發明的另一個實施例 一種多級容腔內棒狀式超聲波循環 連續反應器，其工作原理與實施例l相近似，結構區別在于有三個超聲波處理器 1 (A、 B、 C)串聯而成，超聲波處理器1的反應罐之間通過帶控制閥的豎直簡管 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的緩沖調測簡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 之間的豎直簡管11連通。各超聲處理器的超聲波換能器5與超聲波發生器電連接， 超聲波處理器A、 B、 C分別為臥式相對水平面傾斜3~15°放置，處理器A、 B和C 呈近"Z"字形錯位分布，這樣可以節省空間、方便工人搡作、也更適合物料的流 動和排出。
其工作原理與實施例 一基本相同。 實施例3:
參考圖3，圖3給出本發明的另一個實施例 一種多級容腔內棒狀式超聲波循 環連續反應器，其工作原理、結構與實施例2近似，區別在于三個超聲波處理器A、 B、 C以一條型分布。
在以上實施例中，超聲波處理器的反應罐外壁還可根據需要布設有一系列的超 聲功能振板并將與其連接的超聲波換能器和超聲波發生器電連接，使用時可以根據 需要啟動這些超聲功能振板的超聲波換能器,這樣設計的目的是當超聲波處理器的 反應罐體積比較大時，使內部物料仍能得到足夠的超聲功率密度的超聲輻射。
對于多級容腔內棒狀式超聲波循環連續反應器的布置方式還有其它多種方案， 這里不一一列舉。
權利要求
1. 一種容腔內棒狀式超聲波循環連續反應器，包括有超聲波處理器、超聲波發生器、供電及控制器，所述的超聲波處理器包括有反應罐、超聲波功能棒、超聲波換能器，超聲波換能器設于超聲波功能棒的內部或兩端，超聲波功能棒安裝于反應罐內，超聲波功能棒的超聲波換能器與超聲波發生器電連接，其特征在于反應罐上、下兩端分別設有緩沖調測筒和排料短管，排料短管內置控制閥，一回流管的兩端分別連接到排料短管和緩沖調測筒；回流管設有出料口、入料口和控制閥，一增壓泵串接于回流管上。
2. 如權利要求l所述的容腔內棒狀式超聲波循環連續反應器，其特征在于包 括有兩個或兩個以上超聲波處理器，各超聲波處理器的反應罐通過豎直簡管 連通。
3. 如權利要求2所述的容腔內棒狀式超聲波循環連續反應器，其特征在于回流管連接到豎直簡管。
4. 如權利要求1或2或3所述的容腔內棒狀式超聲波循環連續反應器，其特征 在于所述超聲波處理器的反應罐以臥式相對水平面傾斜3~15°放置。
5. 如權利要求1或2或3所述的容腔內棒狀式超聲波循環連續反應器，其特征 在于所述的超聲波處理器的反應罐外壁設制有電預熱板。
6. 如權利要求l或2或3所述的容腔內棒狀式超聲波循環連續反應器，其特征在于所述的超聲波處理器的反應罐外壁設有超聲波功能振板，超聲波功能 振板與超聲波發生器電連接。
7. 如權利要求1或2或3所述的容腔內棒狀式超聲波循環連續反應器，其特征 .在于所述超聲波處理器的反應罐上的緩沖調測簡設有密封簡蓋，密封簡蓋上設制有抽樣檢測孔、帶控制閥的排氣孔、并安裝有壓力計。
全文摘要
本發明涉及用于化工的超聲波處理設備，提出一種容腔內棒狀式超聲波循環連續反應器，包括有超聲波處理器、超聲波發生器、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罐上端的緩沖調測筒和下端的排料短管，回流管設有出料口、入料口和控制閥，一增壓泵串接于回流管上。可將本發明用于化工中對包括漿狀物料的懸浮狀物料的超聲波處理，使用時通過回流管進行物料加入反應罐、物料經回流管和反應罐循環流動以及將清洗液從回流管加入反應罐進行清洗等作業。是一個循環的、多級的超聲波處理系統，通過回流管設計，省去反應灌內使物料流動的攪拌設備，反應灌內的物料可以得到均勻的、連續徹底的超聲波處理。具有設備簡單、操作方便和易于清洗維護等優點。
文檔編號B01J19/10GK101480601SQ20091003659
公開日2009年7月15日 申請日期2009年1月13日 優先權日2009年1月13日
發明者嚴卓晟, 嚴卓理, 嚴錦璇 申請人:嚴卓晟;嚴錦璇;嚴卓理