[发明专利]一种短柱状逆流发散式超声波设备

说明书

本发明公开了一种短柱状逆流发散式超声波设备，涉及到一种应用于液体物料加工处理的超声波强化设备，属于食品、医药、化工等领域。包括料罐、进料泵、流量计、超声处理单元、储液罐、循环泵，并依上述次序通过管道连接安装。超声处理单元由若干个超声处理器以串联的方式和先串后并的方式两种方式组成，超声处理器由短柱状容器、外贴于短柱状容器轴向一端的发散式换能器、轴向另一端的漫反射盖板组成，液体进入口设置在短柱状容器靠近漫反射盖板一端的侧壁、液体排出口设置在短柱状容器靠近发散式换能器一端的侧壁。本发明可以用于天然产物有效成分提取、酶催化反应、非酶催化反应、液态发酵、液体乳化等作业过程的强化，污水中有害物的降解等。

技术领域

本发明涉及一种利用超声波对液体原料进行处理的装置，涉及到一种应用于液体物料加工处理的超声波强化设备，属于食品、医药、化工等领域。

背景技术

近些年来，超声波作为一种物理学手段，在天然产物有效成分提取、化学反应、微生物发酵、液体乳化等方面的应用越来越多，在效率提升、品质改善、成本降低等方面发挥了重要的作用。不过目前适宜于上述应用的超声波设备的研制还比较滞后。超声波的换能器有发散式和聚能式。发散式换能器呈现喇叭形状、聚能式换能器呈现探头状。超声波在液体中的传播会随距离的增加逐渐衰减，场的均匀性成为了超声波装备设计的一个难题。本专利发明人曾经在聚能式换能器超声波装备的设计中利用逆流的方式，即液体流动的方向与超声波的传播方向相反，克服了声场不均匀性的问题，获得授权发明专利(ZL201110115447.X)。本专利发明人也设计了一种扫频发散式超声波设备，将超声波板水平放置在槽式处理容器中，获得授权发明专利(ZL 200910212707.8)，这种设备比较适宜于液体的静态处理，不适宜于液体的流动处理。如果要进行液体的强制循环，那么液体只能沿着超声波板水平流动，液体的流动方向与超声波的传播方向垂直，称其为错流，无法实现逆流，传质效果和声场均匀性有待改善。

发明内容

本发明的目的在于克服现有发散式超声处理设备的不足，提供一种短柱状逆流发散式超声波设备，该设备具有传质效果好、声场分布均匀性的特点，适宜于宽范围粘度和固形物含量液体的超声波处理。

通过对模块化设计的超声处理器进行串联、串并联集成，形成超声处理单元，易于进行标准化设计、易于实现工业化放大。该超声处理单元与进料罐和储液罐一起构成短柱状逆流发散式超声波设备。

本发明的目的是由以下技术方案来实现的：

本发明的短柱状逆流发散式超声波设备，由进料罐、进料泵、流量计、超声处理单元、储液罐、循环泵组成，并依上述次序通过管道连接安装。

在上述方案中，其中所述的超声处理单元由若干个超声处理器以串联的方式和先串后并的方式两种方式组成。

在上述方案中，其中所述的短柱状逆流发散式超声处理器由短柱状容器、外贴于短柱状容器轴向一端的发散式换能器、轴向另一端的漫反射盖板组成，液体进入口设置在短柱状容器靠近漫反射盖板一端的侧壁、液体排出口设置在短柱状容器靠近发散式换能器一端的侧壁。

在上述方案中，其中超声处理单元用隔音罩盖住。

在上述方案中，其中所述的串联式超声处理单元由若干个短柱状逆流发散式超声处理器串联组成，待处理液通过进料泵从进料罐泵入串联式超声处理单元中第一个超声处理器的进入口，沿着与超声波发射相反的方向泵向排出口，再送入下一个超声处理器的进入口，依次流过所有超声处理器，排入储液罐，再通过循环泵泵入进料罐，进行下一轮处理。其中所述的若干个短柱状逆流发散式超声处理器是指3～15个短柱状逆流发散式超声处理器，或者根据处理物料的量任意增加短柱状逆流发散式超声处理器的数量。