一种超声波发泡机

1.本实用新型涉及发泡机技术领域，具体涉及一种超声波发泡机。


背景技术：

2.发泡机是一种将发泡剂达到一定浓度的水溶液制成泡沫设备。发泡的原料是发泡剂，其本身不能产生泡沫，必须通过发泡机的机械作用才能成为泡沫。在现有的发泡机中，发泡原料分为物理发泡剂和化学发泡剂。物理发泡剂包括无机系的氮气等和有机系的脂肪族等，化学发泡剂包括无机系的碳酸盐、铝粉加酸等和有机系的偶氮化合物等。这些原料的发泡都需要利用发泡机内部的加热装置和搅拌装置，在一定的温度和机械作用下使原料产生丰富泡沫。发泡机在工业中有广泛的应用，其生产的泡沫被用于多孔金属生产、防水保温墙体制造等多个领域。
3.但是现有的发泡机仍有许多不足之处：
4.1、由于发泡剂的工作都需要一定的温度和机械作用，现有的发泡机都装有搅拌装置和加热装置，但这两种装置不仅耗能较大而且搅拌较不均匀，保温效果一般。
5.2、由于搅拌装置直接接触原料，所以搅拌装置的清理与维护成本也较高。
6.3、传统的发泡机在某些需要酸或其他辅助反应物的场合也会造成一定的污染排放，加大了废液处理成本而且不满足绿色工艺的要求。


技术实现要素：

7.为解决以上技术问题，本实用新型提供了一种超声波发泡机，利用超声波的空化作用与热效应，能够达到均匀搅拌和加热的效果，不仅能保证物理发泡的条件，还能加速和促进无机反应。
8.本实用新型采用以下技术方案：
9.一种超声波发泡机，包括外壳和内胆，所述外壳上设有气体进料口、液体进料口和粉体进料口，气体进料口、液体进料口和粉体进料口通向内胆，内胆内设有连通外界的出泡管，所述气体进料口上设有风机，所述内胆下表面设有超声波发生器。
10.作为优选，超声波发生器包括依次连接的变幅器、换能器、压电陶瓷和超声波电源，所述超声波电源设置于外壳内底面。
11.作为优选，所述外壳和内胆之间为真空设置。
12.作为优选，所述气体进料口设有气阀。
13.作为优选，外壳上设有支撑风机的风机支架。
14.作为优选，液体进料口设有液体进料口球阀。
15.作为优选，粉体进料口设有粉体进料口挡板阀。
16.作为优选，出泡管上设有出泡管球阀。
17.作为优选，内胆下端设有排废口，所述排废口上设有排废口球阀。
18.作为优选，外壳和内胆采用304不锈钢材质。
19.与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：本实用新型提供了一种超声波发泡机，利用超声波的空化作用与热效应，能够达到均匀搅拌和加热的效果，不仅能保证物理发泡的条件，还能加速和促进无机反应；利用超声波的空化效应还可以打断有机物的化学键，加速有机物分解。在超声波发泡机中，由于超声波的化学效应，铝只需与水反应，便可快速发泡，也可以引入原本条件下不易分解的有机物，实现反应过程，加快发泡速率。通过设定超声波的频率，可以做到控制原料的温度和产生气泡的大小。该实用新型可以满足多类发泡剂的发泡需求，满足多种工业需要，并且能耗小，装置简单，在生产中可用水代替酸，符合绿色工艺标准。
附图说明
20.图1为本实用新型的结构示意图。
21.图2为本实用新型的流程图。
具体实施方式
22.为了便于理解本实用新型技术方案，以下结合附图与具体实施例进行详细说明。
23.实施例1
24.如图1-2所示，一种超声波发泡机，包括外壳11和内胆12，所述外壳11上设有设有气体进料口3、液体进料口5和粉体进料口7，气体进料口3、液体进料口5和粉体进料口7通向内胆12，内胆12内设有连通外界的出泡管9，所述气体进料口3上设有风机2，用于向内胆12内输送气体，所述内胆12下表面设有超声波发生器。本实用新型利用超声波的空化作用与热效应，能够达到均匀搅拌和加热的效果，不仅能保证物理发泡的条件，还能加速和促进无机反应；利用超声波的空化效应还可以打断有机物的化学键，加速有机物分解。
25.超声波拥有诸如空化效应、化学效应、热效应等许多优秀的特性。超声波作用于液体时由于液体内部由于拉应力出现负压，使气体逸出或“撕裂”形成真空区域，可产生大量小气泡，称为空化作用。空化作用产生的空化泡的寿命约为0.1μs，它在快速溃陷时释放的巨大能量会产生速度约为110m/s、有强大冲击力的微射流，并且在快速溃陷的瞬间产生局部5000～6000k的高温和1000～1800atm的高压，冷却速度可达10
10
k/s。因此超声波的空化效应大大提高了物质的混合，超声波的热效应可以在不影响溶液体系的平均条件下，快速提供反应所需的活化能。超声波能够将水的化学键打断，形成强氧化性的羟基和强还原性的氢原子等自由基，称为超声波的化学效应。利用超声波的空化效应加速分散搅拌，可以将铝粉均匀分散与液相，利用超声波的化学效应，可以产生自由基加速铝和水的反应，促进整体发泡过程，能够达到铝和酸反应的效果。
26.具体的，超声波发生器包括依次连接的变幅器15、换能器16、压电陶瓷17和超声波电源18，所述超声波电源18设置于外壳11内底面。其中，所述变幅器15用于放大机械振动，换能器16将电能转化为机械能。
27.超声波电源18连接显示器，用于设定超声波的频率和时间。当电流通过超声波电源时，约60hz的电流被放大成20khz、35khz、50khz的高频电流，经过装有压电陶瓷的换能器之后变成高频机械振动，再经变幅器放大后，变成了可用于工业生产的超声波。
28.所述外壳11和内胆12之间为真空设置，该处理不仅能防止超声波泄漏还能达到保
温效果。
29.所述气体进料口3设有气阀1，用于控制气体进料口3内进气通道的开闭，气体进料口3另一端连接气体存储设备，例如钢瓶。在发泡时，可以向装置内输入空气，在完成发泡后可以通过控制风机2转速来控制气体流入量从而控制气泡排出的速率，满足工业生产需要。
30.外壳11顶部设有液体进气口、粉体进料口，侧面设有气体进料口，可防止造成进料口处发生反应或造成原料污染。
31.外壳11上设有支撑风机2的风机支架4，用于支撑风机2。
32.液体进料口5设有液体进料口球阀6，用于控制液体进料口5开闭。
33.粉体进料口7设有粉体进料口挡板阀8，用于控制粉体进料口7开闭。
34.出泡管9上设有出泡管球阀10，出泡管9可以外接橡胶软管，用于气泡的引导，满足工业生产需要。
35.内胆12下端设有排废口13，所述排废口13上设有排废口球阀14，排废口13设置于内胆底部，以便于机器的清洗与废液排放使用。
36.本实施例中，液体进料口、出泡管、排废口阀门采用球阀，气阀、固体进料口均采用挡板阀，气密性好、便于清洁。所有阀门均是塑料阀门，因为塑料阀门不仅密封性能优越，而且耐腐蚀、不易结垢、使用寿命长。
37.外壳11和内胆12采用304不锈钢材质，304不锈钢拥有耐腐蚀、耐压力和加工成型性好等特点，满足该实用新型的壳体材料需求。
38.本实用新型进行发泡操作时，其配方为铝粉(greagent g80440a)和水。
39.在使用前需要检查装置气密性，使用时，打开液体进料口球阀6和粉体进料口挡板阀8，向液体进料口5加入水，粉体进料口7加入铝粉，关闭相应的阀门。之后插入电源，开启超声波电源18，并设置频率40khz和时间20min，开始发生超声波，到达设定时间后，超声波停止，打开出泡管球阀10，打开气阀1，开启风机2，设置转速，泡沫会从出泡管9流出，待使用完毕，关闭电源，清洗时，向进料口加入50％乙醇后从排废口排出。
40.以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围以权利要求所限定的范围为准，本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内做出的若干改进和润饰，也应视为本实用新型的保护范围。