[实用新型]一种超声波超细粉碎装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种超声波粉碎装置，具体地说，是一种用于岩石、土壤及玻璃等脆性材料的超声波超细粉碎装置。

背景技术

在化学计量检测分析领域，检测样品粉碎加工的粒度要求是分析过程的第一步,其粒度大小及其均匀性对后续分析准确性和精密度具有决定作用，60多年以来,大多数检测样品的粒度要求为74μm(200目)。随着科技发展和检测技术的进步，74μm样品粒度这一技术要求，正面临着严重挑战。特别是ICP-MS等高灵敏分析技术的出现，本来称样量可以减少到毫克级(5mg～10mg)，由于已有的样品加工设备难以将样品加工的更细、少量样品的均匀性和代表性难以保证，仍然需要称取较大量的样品(0.5g～1g)。其结果是酸碱消耗量大、试剂空白增加，环境污染和浪费加剧。至今还没有一种适合化学分析的超细样品加工技术。

早在20世纪80年代末90年代初,犹他粉碎中心对超声波粉碎技术进行了开发,组装并研究了1台超声波粉碎设备。通过采用一种特殊的压电陶瓷并对其预加104kPa的负荷以获得最大强度,使超声波转换器取得了较大改进。这种改进的系统使用稳定而快速的振动促进矿石疲劳破裂,从而产生更有效的粉碎效果，对不同的物料用超声波啮辊磨机使矿粒成功地得到了粉碎，石灰石的超声波粗碎和干式球磨结果比较表明,超声波设备的产品比球磨机的产品粒度分布更窄,特别是在产品的粗粒级范围内很少残存大颗粒,在细粒级范围内避免了物料过粉碎，但其粉碎出的产品粒径大于100μm，与现有的化学分析制样方法(球磨、振动、盘磨)相比没有优势，因而至今没有应用到实际工作之中。

IsoyamaH，UchidaY，NagashimaT等采用超声冲击研磨。先用金刚石刀片将烧结过的陶瓷片(3mm厚)切割成两个样品块(35mm×15mm)和(15mm×15mm)分别作为杵和研钵。取部分经碰撞研碎后过筛(O.25mm～O.50mm)的样品0.2g于杵和研钵之间，并施加14.7N压力。样品与杵和研钵相互碰撞，而粉碎成细小的样品。这种方法细碎的样品可以达到化学分析对样品粒度的要求，但处理后要拆卸装置，样品量偏少，研磨时间长(10min)，研钵材料容易污染样品，还无法应用于实际检测工作过程中的批量样品处理。

我国目前很少有人开展这方面的研究。因此，超声波粉碎技术在分析样品制备方面具有较大的研究空间及应用前景。

实用新型内容

现有的超细碎样技术主要有搅拌超细球磨技术、高速气流粉碎技术、振动球磨技术和已公布的超声细磨专利技术。已有技术主要用于大批量样品整体粉碎，无法满足小批量化学分析样品的超细加工。存在的主要问题是：不适应少量(<20g)样品的超细加工、即使可以达到超细粉碎，用时较长，耗能较大。当样品个数较多时，更换样品较为麻烦，无法避免样品之间的交叉污染和设备材料带来的污染。

针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供了一种超声波超细粉碎装置，通过超声波发生器产生超声波，通过超声波换能器和圆弧形连接头将超声波能量传递到硬质研磨轮，被粉碎材料在磨轮的剪切力和高速振动挤压力作用下疲劳破裂，本实用新型是通过以下技术方案来实现的：

本实用新型公开了一种超声波超细粉碎装置，所述的装置包括超声发生器、换能器、研磨轮组、交流变频器和电动机；交流变频器通过电动机与研磨轮组相连，超声发生器与换能器相连接。

作为进一步地改进，本实用新型所述的研磨轮组包括套接于轮轴A上的研磨轮A和套接于轮轴B上的研磨轮B,轮轴A和轮轴B平行设置，轮轴A和轮轴B所在的平面垂直于地面。

作为进一步地改进，本实用新型所述的装置还包括与换能器连接的圆弧形连接头，圆弧形连接头与轮轴A滑面接触连接。

作为进一步地改进，本实用新型所述的电动机与轮轴B固定连接。

作为进一步地改进，本实用新型所述的研磨轮A的轮边与研磨轮B的轮边近乎相切，研磨轮A的轮边与研磨轮B的轮边之间的距离在10μm～500μm范围内可调。

作为进一步地改进，本实用新型所述的装置还包括与轮轴A和轮轴B固定连接的间距调节装置，所述的间距调节装置用以控制调节研磨轮A与研磨轮B之间的距离。

作为进一步地改进，本实用新型所述的研磨轮A和研磨轮B是高硬度材料制成。

作为进一步地改进，本实用新型所述的高硬度材料是氧化锆或氮化硼。

本实用新型的有益效果如下：