[发明专利]一种超声固液分离装置

说明书

本发明专利公开了一种超声固液分离装置，该装置包括：超声波换能器、管状分离腔和螺旋输送器。超声波换能器的辐射端面与管状分离腔的一端固连在一起，在超声波换能器辐射端面的激励下，管状分离腔的管壁产生沿轴向和半径方向的耦合振动，进而在管状分离腔中形成超声驻波场。在超声驻波场的作用下，管状分离腔中悬浮颗粒会聚集在管状分离腔的管壁上。位于管状分离腔内的螺旋输送器通过螺旋输送原理将聚集在管壁上的悬浮颗粒输送出去，进而实现固液分离。本发明专利解决了传统固液分离方法中滤网堵塞的问题，同时解决了以往的超声固液分离装置处理量不足的问题，从而进一步扩大超声固液分离技术的工业应用范围。

技术领域

本发明涉及一种固液分离装置，具体涉及一种超声固液分离装置，属于应用超声学领域。

背景技术

在许多工业应用领域，实现流体介质中悬浮物的浓缩或分离是重要而又必不可少的一道工序，而能够实现悬浮物浓缩或分离的方法，如过滤，沉淀，离心分离以及混凝处理，已经在许多工业领域有了比较成熟的应用。但是随着科学的进步和人们实践领域的不断扩大，传统方法的固有缺陷对它们的应用范围形成了很大的限制，如过滤法容易出现滤网堵塞，混凝处理容易造成二次污染等。

将超声波用于流体介质中悬浮物的浓缩或分离在上世纪三十年代就被提出，超声浓缩或分离技术在食品加工、石化、制药、生物医学和污水处理领域展现了广阔的应用前景。最近十几年，由于微纳制造技术飞速发展，超声浓缩或分离技术的应用研究主要集中在微小尺寸的范围内。由于微纳制造技术的发展，超声浓缩或分离装置的各方面参数可以得到很好的控制；其次，在微纳系统中流体的流动状况也可以得到很好的控制，因此可以得到高效而稳定的浓缩或分离效果。基于以上两点，超声浓缩或分离技术在微流控领域得到了优先的发展和应用。由于尺寸的限制，同时受声流的影响，微纳尺度超声浓缩或分离装置的处理能力受到很大的限制。

在常规尺寸范围内，超声浓缩或分离技术也有一定的应用，但或者是非连续处理，或者是处理能力不能满足需求。在高频超声范围内主要受声流和声衰减的限制，不能过分增大装置的尺寸；在低频超声范围内主要受声空化的限制，不能过分加大流体介质的声能量密度，进而影响处理效率。

发明内容

本发明针对上述存在的问题，提出一种超声固液分离装置，能够解决现有超声固液分离装置处理量不足的问题，且能够有效提高处理效果的稳定性。

所述的超声固液分离装置包括：用于产生轴向伸缩振动的超声波换能器；用于盛装待处理流体的管状分离腔,所述超声波换能器的辐射端面与所述管状分离腔的一端固接；位于所述管状分离腔内部，用于输送聚集在所述管状分离腔内壁上悬浮颗粒的螺旋输送器。

进一步的，所述螺旋输送器由螺旋叶片和用于支撑所述螺旋叶片的支架组成。

进一步的，所述管状分离腔的管壁侧面分别有入流口和出流口，所述入流口位于管状分离腔轴向远离超声波换能器的一端，所述出流口位于管状分离腔轴向靠近超声波换能器的一端。

有益效果：

(1)本发明采用的管状分离腔可以有效的增加流体介质的通流面积，从而提高处理能力；通过增加管状分离腔长度可以延长对流体介质的作用时间，提高处理效果。

(2)本发明的超声固液分离装置便于采用阵列的方式(如多个超声固液分离装置并联)进一步提高处理能力；可以采用连续作业的方式处理不同性质的流体介质中的悬浮物；

(3)由于管状分离腔的横截面具有轴对称性，可以提高处理效果的稳定性；且管状分离腔的声聚焦效应，可以起到节能的效果。

附图说明

图1为本发明的超声固液分离装置结构示意图；

图2螺旋输送器结构示意图；

图3超声固液分离装置工作原理示意图。