专利名称：超声波工业混合均化设备及均化方法
技术领域：
本发明涉及一种超声波工业混合均化设置及其采用该设备的流体均化方法。
背景技术：
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超声波的发生通常有三种方法，即机械系统、磁控振荡器和压电晶体振荡器。激励压电换能器与磁致伸缩换能器的电气设备价格高昂，而且处理料也量少，因而上述这两种超声混合一般只用于药物实验室的特殊应用，工业生产中很少应用。机械型超声系统的发展，使经济上对料液进行大规模工业处理成为可能。国外机械型超声波发生器研制已有报道，德国、英国正在处于实验室阶段，他们借助超声循环处理可获得每吨含20%石蜡的乳化液，过去不用超声加工，仅能获得5%石蜡的乳化液；日本用超声处理乳化液以生产优质鞋油，此外，日本还在为纺织业用超声混合制出多种防腐液等。国内我们较早开始机械型超声波发生器的研制，同时结合静态混合气、高剪切均质机、液压系统、混合罐和控制系统，组成一套高效超声波工业混合均化设备，用于液-液相混合。发明内容:
本发明的目的是提供一种超声波工业混合均化设备。上述的目的通过以下的技术方案实现:
超声波工业混合均化设备，其组成包括:罐体，高剪切均质机设置在所述的罐体上面，静态混合器与所述的罐体连接，机械型超声波发生器设置在所述的罐体内部，液压系统与所述的静态混合器连接，液压泵与所述的液压系统连接。所述的超声波工业混合均化设备，所述的机械性超声波发生器包括接口套管，喷射嘴设置在所述的接口套管内部，所述的机械性超声波发生器的本体与所述的喷射嘴连接，助声管与所述的接口套管连接，支杆与所述的喷射嘴连接，刃形簧片设置在所述的支杆内部；
所述的喷射嘴前部有一矩形窄缝，刃形簧片的刃口对齐矩形窄缝长边的对称轴，簧片由本体和支杆夹住，封闭在助声管中，所述的超声波发生器的助声管是带有料液流出孔的圆柱形套管，共振劈置于套管中心，当簧片共振产生超声波时，助声管使声能集中，增加共振劈产生声波的振幅，提高混合效果。一种超声波工业物料混合均化方法，待混合的两相或两相以上的料液，在液压泵的带动下，从入口进入喷射嘴，喷射嘴外部没有背压，依次经过静态混合器和机械型超声波发生器，再将混合后料液送入罐体中，管路中设有溢流系统，以保证系统压力，料液从喷射嘴的矩形窄缝，高速喷射出，形成高速射流射向共振劈刃口，由于制造和装配方面的原因，共振劈刃口与射流中心存在偏差，刀形簧片受高速射流冲击力不均而产生偏弯，同时产生涡流和空穴气泡；簧片本身具有回弹力，使簧片向偏弯向反向运动，同时气泡破裂爆炸力也迫使刃形簧片向偏弯向的反向运动，此过程周而复始，并通过调整系统压力来控制射流喷射力，使簧片按其自然频率产生共振，激发出超声波。
所述的超声波工业物料混合均化方法，所述的窄缝尺寸为20x0.6mm2,当料液通过喷射嘴矩形窄缝高速喷射出并冲击刃形簧片口时，就起到了高速射流混合的效果，混合料液被破碎挤压成更小更均匀的液滴，为超声波空化作用打下了一个良好的基础，然后再经超声波空化作用，一个稳定的乳化液会迅速产生。有益效果:
1.本发明若在精细化工行业推广，按4000升/小时的处理能力，设备按8.6万元/台计，销售30台套，则可实现258万元工业产值，实现利润90.3万元。按每班6小时工作，每天2班，每年240个工作日，电费0.6元/度计，7处理量，高压均质机需年耗电费10.3680万元，而同样条件下本项目超生混合乳化装置则才需耗电费0.9504万元，具有明显节能效果。国内日用化学工业近年发展迅速，已有数百家企业，此行业需处理能力常为500L/hr以下，研制中小型超声波处理设备，将有更广泛的市场。该行业用设备主机加必要配套装置5.6万/台套计，销售50台套，可实现280万元产值，获利98万元。本项目应用前景广泛，除在精细化工、日用化工的燃油一水系、液体鞋油和工业涂料液等的混合乳化应用外，在食品行业应用亦很广。例如在番茄酱生产的超声处理中，能力180— 360L/min，目的为了粉碎番茄细胞壁，释放果胶物质，提高粘度。经
2.1MPa压力一次超声乳化操作，11.6%无盐番茄的Bostiwick粘度增加了 1.55cm。在不增加固形物原料前提下，比高压均质机获得更细腻的质地，增加产率和较高的粘度。2.本发明应用前景广泛，除在精细化工、日用化工的燃油一水系、液体鞋油和工业涂料液等的混合乳化应用外，在食品行业应用亦很广。3.本发明优于一般超声波设备在于当料液通过喷射嘴矩形窄缝高速喷射出并冲击刃形簧片口时，就起到了高速射流混合的效果，混合料液被破碎挤压成更小更均匀的液滴，为超声波空化作用打下了一个良好的基础，然后再经超声波空化作用，一个稳定的乳化液会迅速产生。
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附图1是本发明的主视图。附图2是附图1中的机械性超声波发生器的局部剖视图。附图3是附图1中的机械性超声波发生器的剖视图。
具体实施方式
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实施例1:
一种超声波工业混合均化设备，其组成包括:罐体6，高剪切均质机5设置在所述的罐体上面，静态混合器3与所述的罐体连接，机械型超声波发生器4设置在所述的罐体内部，液压系统2与所述的静态混合器连接，液压泵I与所述的液压系统连接。实施例2:
实施例1所述的超声波工业混合均化设备，所述的机械性超声波发生器包括接口套管，喷射嘴设置在所述的接口套管内部，所述的机械性超声波发生器的本体与所述的喷射嘴连接，助声管与所述的接口套管连接，支杆与所述的喷射嘴连接，刃形簧片设置在所述的支杆内部；
所述的喷射嘴前部有一矩形窄缝，刃形簧片的刃口对齐矩形窄缝长边的对称轴，簧片由本体和支杆夹住，封闭在助声管中，所述的超声波发生器的助声管是带有料液流出孔的圆柱形套管，共振劈置于套管中心，当簧片共振产生超声波时，助声管使声能集中，增加共振劈产生声波的振幅，提高混合效果。实施例3:
超声波工业物料混合均化方法，待混合的两相或两相以上的料液，在液压泵的带动下，从入口进入喷射嘴，喷射嘴外部没有背压，依次经过静态混合器和机械型超声波发生器，再将混合后料液送入罐体中，管路中设有溢流系统，以保证系统压力，料液从喷射嘴的矩形窄缝，高速喷射出，形成高速射流射向共振劈刃口，由于制造和装配方面的原因，共振劈刃口与射流中心存在偏差，刀形簧片受高速射流冲击力不均而产生偏弯，同时产生涡流和空穴气泡；簧片本身具有回弹力，使簧片向偏弯向反向运动，同时气泡破裂爆炸力也迫使刃形簧片向偏弯向的反向运动，此过程周而复始，并通过调整系统压力来控制射流喷射力，使簧片按其自然频率产生共振，激发出超声波。所述的超声波工业物料混合均化方法，所述的窄缝尺寸为20x0.6mm2,当料液通过喷射嘴矩形窄缝高速喷射出并冲击刃形簧片口时，就起到了高速射流混合的效果，混合料液被破碎挤压成更小更均匀的液滴，为超声波空化作用打下了一个良好的基础，然后再经超声波空化作用，一个稳定的乳化液会迅速产生。
权利要求
1.一种超声波工业混合均化设备，其组成包括:罐体，其特征是:高剪切均质机设置在所述的罐体上面，静态混合器与所述的罐体连接，机械型超声波发生器设置在所述的罐体内部，液压系统与所述的静态混合器连接，液压泵与所述的液压系统连接。
2.根据权利要求1所述的超声波工业混合均化设备，其特征是:所述的机械性超声波发生器包括接口套管，喷射嘴设置在所述的接口套管内部，所述的机械性超声波发生器的本体与所述的喷射嘴连接，助声管与所述的接口套管连接，支杆与所述的喷射嘴连接，刃形簧片设置在所述的支杆内部； 所述的喷射嘴前部有一矩形窄缝，刃形簧片的刃口对齐矩形窄缝长边的对称轴，簧片由本体和支杆夹住，封闭在助声管中，所述的超声波发生器的助声管是带有料液流出孔的圆柱形套管，共振劈置于套管中心，当簧片共振产生超声波时，助声管使声能集中，增加共振劈产生声波的振幅，提高混合效果。
3.一种超声波工业物料混合均化方法，其特征是:待混合的两相或两相以上的料液，在液压泵的带动下，从入口进入喷射嘴，喷射嘴外部没有背压，依次经过静态混合器和机械型超声波发生器，再将混合后料液送入罐体中，管路中设有溢流系统，以保证系统压力，料液从喷射嘴的矩形窄缝，高速喷射出，形成高速射流射向共振劈刃口，由于制造和装配方面的原因，共振劈刃口与射流中心存在偏差，刀形簧片受高速射流冲击力不均而产生偏弯，同时产生涡流和空穴气泡；簧片本身具有回弹力，使簧片向偏弯向反向运动，同时气泡破裂爆炸力也迫使刃形簧片向偏弯向的反向运动，此过程周而复始，并通过调整系统压力来控制射流喷射力，使簧片按其自然频率产生共振，激发出超声波。
4.根据权利要求3所述的超声波工业物料混合均化方法，其特征是:所述的窄缝尺寸为20x0.6mm2,当料液通过喷射嘴矩形窄缝高速喷射出并冲击刃形簧片口时，就起到了高速射流混合的效果，混合料液被破碎挤压成更小更均匀的液滴，为超声波空化作用打下了一个良好的基础，然后再经超声波空化作用，一个稳定的乳化液会迅速产生。
全文摘要
本发明涉及超声波工业混合均化设备及均化方法。超声波的发生通常有三种方法，即机械系统、磁控振荡器和压电晶体振荡器。激励压电换能器与磁致伸缩换能器的电气设备价格高昂，而且处理料也量少，因而上述这两种超声混合一般只用于药物实验室的特殊应用，工业生产中很少应用。机械型超声系统的发展，使经济上对料液进行大规模工业处理成为可能。本发明的设备的组成包括:罐体(6)，高剪切均质机(5)设置在所述的罐体上面，静态混合器(3)与所述的罐体连接，机械型超声波发生器(4)设置在所述的罐体内部，液压系统(2)与所述的静态混合器连接，液压泵(1)与所述的液压系统连接。本发明用于工业混合均化使用。
文档编号B01F13/10GK103111223SQ20131007104
公开日2013年5月22日 申请日期2013年3月6日 优先权日2013年3月6日
发明者赵寒涛, 吴冈, 李君霞, 章军, 李昕迪, 徐秋茹, 曹灿 申请人:黑龙江省科学院自动化研究所