專利名稱：超聲結晶器及超聲波振動棒的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種結晶器和振動棒，具體涉及一種超聲結晶器及超聲波振動棒。
背景技術：
近年來，超聲波技術已受到化工、食品、生物、醫藥等研究領域的廣泛關注和應用。利用超聲空化效應，可加快化學反應過程中的反應速度，提高反應產率。用于化合物結晶過程，可有效控制產品顆粒形態，晶體品質和粒度分布。因此，超聲結晶器對于發展超聲波技術在工業結晶領域的應用具有重要作用。如何把超聲能量有效地引入結晶釜中，是超聲結晶器成功的關鍵。目前，市場上已有的超聲引入方式主要有以下幾種類型:1、變幅桿式超聲反應器。如專利2004201028.2直插式高溫超聲處理器，專利200620064182公布的超聲波液相處理器，和專利200820189096公布的超聲處理器等。這類超聲反應器一方面由于能量過于集中致使超聲探頭表面受空化腐蝕嚴重，存在反應液污染問題，另一方面受作用空間和能量限制，難以進行工程化放大。2、直接在反應器表面安裝超聲波換能器。屬于這類超聲反應器的有美國2007年申請的專利US7244307B2，英國2007年申請的專利W00035579,中國200810030364專利、200620035230.2專利和200520080907等。這類超聲反應器是將超聲波換能器直接安裝在金屬管道或金屬容器的外壁上，這種裝置使得金屬管道或金屬容器壁表面容易受空化腐蝕穿孔，從而造成整個超聲反應器的報廢。3、在反應器外部安裝封閉的超聲振板，超聲波換能器被封裝于超聲振板內，超聲振板與反應器外壁形成可供熱交換介質通過的夾層。屬于這類超聲反應器的有中國專利200510042563。這類超聲反應器的優點是超聲振板被空化腐蝕后易于更換，但缺點是超聲能量利用率低，超聲波在通過熱交換介質、反應器壁多層反射損耗后，作用到反應器內物料的能量變得很低，另外，這類超聲反應器機械振動大，噪音大。
實用新型內容本實用新型克服了現有技術的不足，提供一種超聲結晶器及超聲波振動棒，以期待解決現有技術中反應器壁易腐蝕，超聲能量利用率低，機械振動大，噪音大問題。為解決上述的技術問題，本實用新型采用以下技術方案:—種超聲波振動棒，所述的超聲波振動棒包括一個空心筒和至少一個超聲波換能器，所述超聲波換能器設置在空心筒內壁上。更進一步的技術方案是空心筒頂部設置有連接桿，連接桿頂部設置有法蘭連接頭，所述超聲波振動棒通過法蘭接頭連接在反應釜封頭上。更進一步的技術方案是連接桿下端與空心筒密封連接,所述超聲波振動棒的連接桿上端和法蘭連接頭密封連接。更進一步的技術方案是超聲波換能器頻率范圍是10千赫茲至135千赫茲。更進一步的技術方案是安裝在空心筒內壁上超聲波換能器根據安裝位置上、中、下分組，并獨立啟停，以滿足不同液位使用要求。更進一步的技術方案是一種超聲結晶器，包括超聲波發生器、反應釜，超聲波發生器設置在反應釜外；所述的超聲結晶器還包括超聲波振動棒，超聲波振動棒設置在反應釜內，通過法蘭固定在反應釜封頭上；所述超聲波振動棒通過信號線與超聲波發生器電連接；所述的反應釜包括:用于物料混合的攪拌器，所述攪拌器用于反應釜內部物料的攪拌。更進一步的技術方案是反應釜還包括用于控制溫度的夾層，所述夾層設置在反應釜外壁。更進一步的技術方案是所述的攪拌器包括攪拌軸、攪拌葉片，所述攪拌軸設置在反應釜的中心軸位置。更進一步的技術方案是所述的反應釜封頭上有I個或I個以上的法蘭接頭。更進一步的技術方案是超聲波振動棒是I個或I個以上，所述I個以上超聲波振動棒圍繞攪拌軸對稱分布。更進一步的技術方案是超聲波振動棒底部高度位于攪拌葉片之上。更進一步的技術方案是超聲波振動棒的空心筒上端高度位于反應釜使用液面以下。與現有技術相比，本實用新型的有益效果是:可以將超聲能量直接作用到物料，避免能量損失，相比同等作用效果的其它超聲結晶器，超聲功率較小；超聲場在物料內分布更加均勻；對于超聲振棒受空化腐蝕情況易于檢查和更換；超聲波振棒在釜內還可起到攪拌擋板的作用，使物料混合更加均勻；根據反應釜大小，超聲波振棒尺寸(如長度和寬度)可調，超聲波換能器的數量可根據超聲波振棒尺寸大小調整，超聲功率易于工業放大。
圖1為本實用新型一個實施例的超聲波振動棒結構示意圖。圖2為本實用新型另一個實施例超聲結晶器結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步闡述。如圖1所示，圖1示出了本實用新型一個實施例的超聲波振動棒結構示意圖。本實施例超聲波振動棒，如圖1所示，本實施例中超聲波振動棒包括空心筒5，空心筒5可以用于安裝超聲波換能器6在其內部，具體的實施方案是安裝在空心筒5的內壁上，本實施例中超聲波換能器6可以安裝在空心筒5內壁的任意位置，如可以是底部，也可以是立壁上，具體的實施方案是，本實施例中超聲波換能器6安裝在空心筒5的立壁和底部，這樣可以充分利用空心筒內部空間，達到功能的更大化。空心筒5的形狀可以是圓柱形空心筒，也可以是多棱柱形空心筒，或其他能夠安裝超聲波換能器實現等同功能的其他形狀空心筒，具體的實施方案是，本實施例中空心筒5的形狀是圓形空心筒。空心筒5的頂部設置有連接桿4，連接桿4頂部設置有法蘭連接頭3，法蘭連接頭3的設置可以起到良好的連接固定作用和一定密封作用，本實施例超聲波振動棒通過法蘭接頭3連接在反應釜封頭上。從而實現可拆卸式固定在反應釜內。作為優選的實施方式，本實施中，連接桿4的底部與空心筒5密封連接，具體的實施方式是，本實施中連接桿4的底部與空心筒5密封焊接，密封焊接可以使連接桿4與空心筒5的連接密封性更好；連接桿4的頂部與法蘭連接頭3密封連接。本實施例超聲波振動棒內的超聲波換能器6至少有一個，多個超聲波換能器可以增強反應效果，超聲波換能器6的數量可以根據空心筒5大小尺寸而調節，空心筒5的大小尺寸可以根據反應釜的空間和實際的需要來確定，具體的實施方案是，本實施中超聲波換能器6的數量是9個，以滿足實際的需要。本實施例超聲波振動棒內的超聲波換能器6可根據安裝位置進行分組，每組獨立啟停，分組個數根據反應釜使用液位要求及空心筒5的長度來確定，具體的實施方案是，本實施中9個超聲波換能器6分為上中下三組。本實施例中超聲波換能器6的頻率范圍是10千赫茲至135千赫茲，具體的頻率可以根據實際需要而進行調節。超聲波換能器6通過信號線2與外部的單組超聲波發生器I電連接，單組超聲波發生器I可以多個組合與超聲波換能器6配合使用實現其功能。如圖2所示，圖2示出了本實用新型另一個實施例超聲結晶器的結構示意圖。本實施例超聲結晶器如圖2所示，包括反應釜和至少一個本說明書中第一個實施例中所述的超聲波振動棒16,本實施中超聲波振動棒16通過信號線與組合式超聲波發生器12電連接。超聲波振動棒16通過法蘭連接頭15與反應釜上的反應釜封頭14連接，從而固定在反應釜內。本實施例超聲結晶器還包括攪拌器，用于物料混合的攪拌，攪拌器包括攪拌電機11、攪拌軸13和攪拌葉片18，攪拌電機11設置在反應釜的頂部，攪拌軸13與攪拌電機的傳動軸連接，攪拌電機轉動時帶動攪拌軸13的轉動，攪拌葉片18設置在攪拌軸13的底端，攪拌軸13帶動攪拌葉片的轉動，從而實現物料混合的攪拌功能。作為優選的實施方式，本實施例中，攪拌軸13設置在反應釜的中心軸位置上，這樣可以更好的實現物料混合的攪勻。本實施例中，超聲波振動棒16可以是多個，優選的實施方案，是多個超聲波振動棒均勻排列在攪拌軸13的周圍，這樣使反應釜內的超聲場更加均勻，同時起到了物料擋板的作用，增強物料混合效果，具體的實施方案是，本實施例中，超聲波振動棒16是四個，四個超聲波振動棒對稱設置在攪拌軸13的周圍，四個超聲波振動棒分別通過信號線與兩個組合式超聲波發生器12電連接。作為優選的實施方案，本實施中反應釜的外壁設置有用于控制溫度的夾層17，夾層17通過注入相應溫度的水從而控制反應的釜內的溫度。作為優選的實施方案，本實施中，超聲波振動棒16底部高度位于攪拌葉片18之上。超聲波振動棒16的空心筒上端高度位于反應釜使用液面以下。在本說明書中所談到的“一個實施例”、“另一個實施例”、“實施例”、等，指的是結合該實施例描述的具體特征、結構或者特點包括在本申請概括性描述的至少一個實施例中。在說明書中多個地方出現同種表述不是一定指的是同一個實施例。進一步來說，結合任一個實施例描述一個具體特征、結構或者特點時，所要主張的是結合其他實施例來實現這種特征、結構或者特點也落在本實用新型的范圍內。盡管這里參照實用新型的多個解釋性實施例對本實用新型進行了描述，但是，應該理解，本領域技術人員可以設計出很多其他的修改和實施方式，這些修改和實施方式將落在本申請公開的原則范圍和精神之內。更具體地說，在本申請公開、附圖和權利要求的范圍內，可以對主題組合布局的組成部件和/或布局進行多種變型和改進。除了對組成部件和/或布局進行的變型和改進外，對于本領域技術人員來說，其他的用途也將是明顯的。
權利要求1.一種超聲波振動棒,其特征在于:所述的超聲波振動棒包括一個空心筒和至少一個超聲波換能器，所述超聲波換能器設置在空心筒內壁上。
2.根據權利要求1所述的超聲波振動棒，其特征在于所述的空心筒頂部設置有連接桿，連接桿頂部設置有法蘭連接頭，所述超聲波振動棒通過法蘭接頭連接在反應釜封頭上。
3.根據權利要求2所述的超聲波振動棒，其特征在于所述的連接桿下端與空心筒密封連接，所述超聲波振動棒的連接桿上端和法蘭連接頭密封連接。
4.根據權利要求1所述的超聲波振動棒，其特征在于所述的超聲波換能器根據安裝位置分組，每組獨立啟停。
5.根據權利要求1所述的超聲波振動棒，其特征在于所述的超聲波換能器頻率范圍是10千赫茲至135千赫茲。
6.一種超聲結晶器，包括超聲波發生器、反應釜，超聲波發生器設置在反應釜外；其特征在于所述的超聲結晶器還包括至少一個如權利要求1至5任一權利要求所述的超聲波振動棒，超聲波振動棒設置在反應釜內，所述超聲波振動棒通過信號線與超聲波發生器電連接；所述的反應釜包括:用于物料混合的攪拌器，所述攪拌器用于反應釜內部物料的攪拌。
7.根據權利要求6所述的超聲結晶器，其特征在于所述的反應釜還包括用于控制溫度的夾層，所述夾層設置在反應釜外壁。
8.根據權利要求6所述的超聲結晶器，其特征在于所述的攪拌器包括攪拌軸、攪拌葉片，所述攪拌軸設置在反應釜的中心軸位置。
9.根據權利要求6所述的超聲結晶器，其特征在于所述的超聲波振動棒是I個或I個以上，所述I個以上超聲波振動棒圍繞攪拌軸對稱分布。
10.根據權利要求6所述的超聲結晶器，其特征在于所述的超聲波振動棒底部高度位于攪拌葉片之上，所述的超聲波振動棒的空心筒上端高度位于反應釜使用液面以下。
專利摘要本實用新型公開了一種超聲結晶器及超聲波振動棒，超聲結晶器包括超聲波發生器、反應釜，超聲波發生器設置在反應釜外；超聲結晶器還包括至少一個超聲波振動棒，超聲波振動棒設置在反應釜內，所述超聲波振動棒通過信號線與超聲波發生器電連接；反應釜包括用于物料混合的攪拌器，攪拌器用于反應釜內部物料的攪拌。本實用新型可以將超聲能量直接作用到物料，避免能量損失，相比同等作用效果的其它超聲結晶器，超聲功率較小；超聲場在物料內分布更加均勻；對于超聲振棒受空化腐蝕情況易于檢查和更換；超聲波振棒在釜內還可起到攪拌擋板的作用，使物料混合更加均勻。
文檔編號B01J19/10GK203030032SQ20122052614
公開日2013年7月3日 申請日期2012年10月15日 優先權日2012年10月15日
發明者徐瑞娟, 康彬, 黃輝, 馬華, 劉渝 申請人:中國工程物理研究院化工材料研究所