[实用新型]大功率超声波声化学处理系统

说明书

技术领域

本实用新型属于超声波技术领域，尤其涉及一种大功率超声波声化学处理系统。

背景技术

超声波技术作为一种物理手段和工具，能够在化学反应常用的介质中产生一系列接近于极端的条件。这种超声波能量不仅能够激发或促进许多化学反应，加快化学反应速度，甚至还可以改变某些化学反应的方向，产生一些令人意想不到的效果和奇迹。超声波在化学中的应用产生了一门新的学科，即声化学。声化学的应用范围很广，涉及到生物化学、分析化学、催化化学、电化学、光化学、环境化学、矿物化学处理、萃取与分离、合成与降解等等。

目前，常用的超声槽式处理器是将换能器粘于槽的底部或侧面，这种常用的超声槽式处理法，所需换能器数目多，换能器的振幅一般在几个微米，振幅和功率不够大，超声场强度不高，不能满足某些需要高强度超声的处理要求。

发明内容

本实用新型主要解决原有的超声处理器振幅和功率不够大，超声场强度不高，不能满足某些需要高强度超声的处理要求的技术问题；提供一种振幅和功率较大，超声场强度高，满足需要高强度超声的处理要求的大功率超声波声化学处理系统。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本实用新型包括反应容器及设于反应容器上的与驱动电源电连接的超声波发振器，所述的超声波发振器包括依次相连的超声波换能器、变幅杆、超声波发射头，超声波发射头伸入所述的反应容器内，变幅杆位于呈筒状的反应容器的筒口，变幅杆的一部分伸入反应容器内，其另一部分位于反应容器外，所述的变幅杆与反应容器的筒口密封连接，所述的超声波换能器位于反应容器外，所述的反应容器的筒壁上设有进液口和出液口。驱动电源驱动超声波换能器作超声波振动，表现形式为换能器作纵向来回伸缩运动，换能器的振幅一般在几个微米。这样的振幅功率密度不够，是不能直接使用的。变幅杆与换能器通过中心螺栓连接，按设计需要放大振幅，隔离反应溶液和换能器，同时也起到固定整个超声波发振器的作用。变幅杆将超声波振动能量传递给超声波发射头，超声波发射头的纵向超声波振幅一般为5～40μm，再由超声波发射头将超声波能量发射到反应容器内的化学反应液体中。反应容器通常是一个圆柱形的容器，内径一般在50mm～500mm之间，内腔长度一般为200mm～1500mm，反应容器的容积在3L～300L之间，反应溶液充满整个反应容器。由于反应容器的容积很小，超声波功率很大，而且被限制在这很小的体积内，反应容器内超声波的功率密度就很大。反应溶液从进液口流入，流经超声波作用区，受到大功率超声波的强烈作用，再从出液口流出。根据生产工艺的要求不同，反应溶液的流量可大可小，流速可快可慢，被处理液体量可多可少。一般而言，对同样大小的反应容器，反应溶液流量越大，反应溶液受到的超声波作用强度就越弱，反应溶液流量越小，反应溶液受到的超声波作用强度就越强。

作为优选，所述的超声波发射头为圆棒或方棒或横截面呈多边形的棒体，其在所述的反应容器内作纵向振动。在空间受限制的特殊情况下，超声波发射头也可设计成其他形状，振动形式也可改变为弯曲振动或扭转振动，同样可达到发射超声波的目的。

作为优选，所述的超声波发射头的侧面设有若干相间隔的沟槽。以提高超声波发射头的发射效率和均匀性。

作为优选，所述的进液口靠近反应容器的筒口，出液口靠近反应容器的筒底，且进液口与出液口各位于反应容器的筒壁的相对一侧。进一步确保流经反应容器的反应溶液全面地受到超声波作用，反应溶液得到更好地混合。

作为优选，所述的反应容器的内侧壁上设有从进液口到出液口间隔分布的扰流器。当反应溶液从进液口流向出液口时，受扰流器的阻挡，改变运动方向，形成更强烈的漩涡、湍流，促进反应溶液更好地混合。

作为优选，所述的反应容器的筒口外设有箱体，所述的箱体罩住所述的超声波换能器及位于反应容器外的变幅杆。箱体对换能器及变幅杆起到保护作用。

作为优选，所述的箱体的顶端设有冷却风扇。有效降低箱体内的温度，确保超声波换能器工作的稳定性。

作为优选，所述的箱体为防爆箱体。以适应防爆环境的要求，确保在有毒、有爆炸危险的环境中也能安全应用。