[实用新型]一种振动旋转复合式大桨叶低速搅拌器

说明书

技术领域

本实用新型涉及固体溶解、溶液混合相关装置，特别是利用搅拌、超声等方法加速固体在液体中溶解装置的改进，主要是将搅拌和超声这两个加速溶解的方法耦合起来，设计了一种振动旋转复合式大桨叶低速搅拌器。 

背景技术

固体物料在液体或溶液中的溶解是化工生产中极其常见的工艺流程，而搅拌和超声是两种较为有效的加速这一进程的方式。其中搅拌可以使高浓度区域和低浓度区域的接触面积增大，使溶质周围的溶液分子的浓度降低，从而使溶质分子扩散进入溶剂的速度加快。超声加速溶解主要是基于超声在液体中的“空穴现象”：超声波振动清水会使水里产生微细的真空气泡，当真空气泡爆破时，储存在气泡里面的能量将被释放，产生微观局部温度约摄氏5000度以及局部超过10,000psi(磅每平方英寸)的压力，从而加速溶质分子的在溶剂间的扩散。 

相比较而言，搅拌主要是在宏观层面上加速溶质溶解；而超声则主要是在微观层面上加速这一过程，如何结合搅拌和超声二者的优势一直是工程技术人员追求的目标之一。目前现有的将搅拌和超声结合的装置大都是搅拌桨和超声仪的简单组合，如将搅拌桨直接装在超声水浴装置中，装置体积大、实际耦合作用不强。我们开发的这种大桨叶振动旋转复合式搅拌器能够将超声和搅拌的功能实现真正意义上的协同，应该具有较广泛的应用前景。 

发明内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种振动旋转复合式大桨叶低速搅拌器。 

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：一种振动旋转复合式大桨叶低速搅拌器，其特征在于，包括 

超声装置，由超声音频发生器、集流环、电刷、夹持轴承，超声换能器组成，所述的超声音频发生器通过电刷与集流环连接，所述的集流环连接夹持轴承夹持的桨叶轴，所述的超声换能器设置在桨叶轴末端； 

搅拌装置，由调速电机、传动装置、桨叶轴、桨叶组成，所述的调速电机通过传动装置连接桨叶轴，桨叶设置在桨叶轴下端。 

所述的夹持轴承的内圈采用柔性材料的套环(如柔性的高分子材料)，既可以满足夹持桨叶轴的作用，又可以显著减少超声振动的传导对外周设备的影响。 

所述的传动装置包括传动带和传动轮，所述的传动带分别与设置在桨叶轴和调速电机轴上的传动轮相连接，这种带式传动方式可以实现对超声产生部件的柔性隔离，从而也可以显著减少超声振动的外传，提高超声装置的效率。 

超声音频发生器产生的高频电流通过集流环-电刷结构输入到超声换能器。与桨叶一体化的超声换能器，所述的作为一体化的搅拌-振动装置一部分的超声换能器安装在桨叶轴的末端，能够随桨叶同步旋转，可以改善普通的超声波发射器发射方向单一的弱点；采用大桨叶低速转动的设计，可以使得整个搅拌过程平稳，并使液体的流动覆盖容器内所有空间，因为对溶解度较小(如小于1mg/100ml)且溶解动力学慢的样品特别适用； 

采用超声和搅拌组合的装置可以发挥两者各自的优势：桨叶的搅拌作用可以使液体产生大范围的涡流，有助于溶液的均质化；超声波在液体内部可以产生空化作用(即产生微气泡并使得其在瞬间破裂并产生极大的压强)，能够有效的促进固体溶质在液体中的溶解。两者结合可以使得难溶物质在较短的时间内溶解并达到其饱和溶解度，并且使配制的溶液均匀。 

与现有技术相比，本实用新型不同于常规传统的超声-搅拌复合装置，主要是采用了与桨叶一体化的超声换能器，超声装置与搅拌桨的配合可以使流体产生复杂的湍流-振动模式的流场，因而能够显著加速固体在液体中的溶解。 

附图说明

图1是具体实施方式中的振动旋转复合式大桨叶低速搅拌器的示意图。 

图中：超声音频发生器1、集流环2、电刷3、调速电机4、传动带5、传动轮6、夹持轴承7、桨叶8、超声换能器9。 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。 

实施例： 

如图1所示，一种振动旋转复合式大桨叶低速搅拌器，包括 

超声装置，由超声音频发生器1、集流环2、电刷3、夹持轴承7，超声换能器9组成，所述的超声音频发生器1通过电刷3与集流环2连接，能够产生并输出超声信号。所述的集流环2连接夹持轴承7夹持的桨叶轴，所述的超声换能器9设置在桨叶轴末端；所述的夹持轴承7的内圈采用柔性材料的套环(如柔性的高分子材料)，既可以满足夹持桨叶轴的作用，又可以显著减少超声振动的传导对外周设备的影响。