严卓晟 (中国广东省广州市天河区沙太南路天河北苑F栋205-206室, Guangdong 7, 510507, CN)
YAN, Jinxuan (RM 205-206, F Building Tianhe North Garden,South Shatai Road, TianHe Distric, Guangzhou Guangdong 7, 510507, CN)
严锦璇 (中国广东省广州市天河区沙太南路天河北苑F栋205-206室, Guangdong 7, 510507, CN)
YAN, Zhuoli (RM 205-206, F Building Tianhe North Garden,South Shatai Road, TianHe Distric, Guangzhou Guangdong 7, 510507, CN)
严卓理 (中国广东省广州市天河区沙太南路天河北苑F栋205-206室, Guangdong 7, 510507, CN)
YANG, Zhizhong (RM 205-206, F Building Tianhe North Garden,South Shatai Road, TianHe Distric, Guangzhou Guangdong 7, 510507, CN)
广州市新栋力超声电子设备有限公司 (中国广东省广州市从化棋杆镇明珠工业园8001信箱, Guangdong 5, 510935, CN)
YAN, Zhuosheng (RM 205-206, F Building Tianhe North Garden,South Shatai Road, TianHe Distric, Guangzhou Guangdong 7, 510507, CN)
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| 权 利 要 求 书 1、 钳式超声波处理器， 包括换能器组件和功能夹具， 其特征在于： 换能器组件包括换能器和变幅杆， 换能器与变幅杆连接， 最少一个换能 器组件与功能夹具连接。 2、 如权利要求 1 所述的钳式超声波处理器， 其特征在于： 所述的 功能夹具包括辐照前沿近杆块和辐照前沿托管块， 辐照前沿近杆块和辐 照前沿托管块内设置容纳接受超声辐照罐管的功能夹具腔， 辐照前沿近 杆块与辐照前沿托管块连接将需要辐照的接受超声辐照罐管夹紧； 辐照 前沿近杆块和 /或辐照前沿托管块与变幅杆连接。 3、 如权利要求 2所述的钳式超声波处理器， 其特征在于： 所述的变 幅杆与辐照前沿近杆块通过旋紧螺杆连接。 4、 如权利要求 3所述的钳式超声波处理器， 其特征在于： 所述的辐 照前沿近杆块与辐照前沿托管块之间通过最少一螺杆连接固定。 5、 如权利要求 2所述的钳式超声波处理器， 其特征在于： 所述的辐 照前沿近杆块和辐照前沿把管块所组构成的功能夹具腔与接受超声辐照 罐管容器的外壁紧贴接触。 6、 如权利要求 1所述的钳式超声波处理器， 其特征在于： 所述的辐 照前沿近杆块与变幅杆连接处是平面形状、 浮起凸块形状或者凹陷形状。 7、 如权利要求 1所述的钳式超声波处理器， 其特征在于： 所述的变 幅杆是两根或者两根以上， 变幅杆之间通过螺杆连接， 在变幅杆之间的 连接处设置有法兰加固。 8、 如权利要求 1所述的钳式超声波处理器， 其特征在于： 所述的功 能夹具是矩形， 圆形， 椭圆形或者三角形等， 功能夹具内设置的功能夹 具腔依据所要夹持的接受超声辐照罐管的形状设置为矩形， 圆形， 椭圆 形或者三角形等。 9、 钳式超声波处理器的应用， 其特征在于： 在需要超声波处理的接 受超声辐照罐管外壁最少设置一支钳式超声波处理器， 钳式超声波处理 器的功能夹具的功能夹具腔夹持在待超声波处理的接受超声辐照罐管的 外壁上。 10、 钳式超声波处理器的在金属生产中的应用， 其特征在于： 以石 墨棒作为超声波传导体， 石墨棒的一端浸入熔融金属液相中， 在石墨棒 上设置最少一支钳式超声波处理器， 钳式超声波处理器的功能夹具夹持 在石墨棒外壁上。 |
技术领域 本发明涉及一种超声波处理设备， 具体涉及一种钳式超声波处理器 及其应用。 背景技术 目前， 包括超声清洗设备在内的， 以液相为传质的超声空化功能设 备， 其接受超声辐照罐管的结构多为槽体或者罐体 ， 若涉及需要处理管 中流动的气体、 液体或者固液气混合物料时， 就会遇到不可克服的困难。 发明内容 本发明的目的针对现有气体、 液体或者固液气混合物料超声波处理 存在的问题， 提供一种在不必大改动原有设备， 甚至能在生产中不必停 工的情况下实施， 同时附加性切入需要空间小， 能够显著提升超声处理 效果的钳式超声波处理器及其应用。
本发明钳式超声波处理器是这样实现的： 钳式超声波处理器， 包括 换能器组件和功能夹具， 换能器组件包括换能器和变幅杆， 换能器与和 变幅杆连接， 最少一个换能器组件与功能夹具连接。 所述的功能夹具可以包括辐照前沿近杆块和辐 照前沿托管块， 辐照 前沿近杆块和辐照前沿托管块内设置容纳接受 超声辐照罐管的功能夹具. 腔， 辐照前沿近杆块与辐照前沿托管块紧紧地夹钳 着将接受超声辐照罐 管夹紧； 辐照前沿近杆块与变幅杆连接。
所述的变幅杆与辐照前沿近杆块通过旋紧螺杆 连接。
所述的辐照前沿近杆块与辐照前沿托管块之间 通过最少一螺杆连接 固定。
所述的辐照前沿近杆块和辐照前沿托管块所组 构成的功能夹具与接 受超声辐照罐管的外壁紧贴接触， 十分吻合地夹钳着。
所述的辐照前沿近杆块与变幅杆连接处可以是 平面形状、 浮起凸块 形状或者凹陷形状， 以便于与变幅杆连接， 达到良好谐振作用。
所述的变幅杆可以是两根或者两根以上， 变幅杆之间通过螺杆连接， 在变幅杆之间的连接处可设置有法兰加固。
所述的功能夹具可以是矩形， 圆形， 椭圆形或者三角形等， 功能夹 具内设置的功能夹具腔依据所要夹持的接受超 声辐照罐管的形状可以矩 形， 圆形， 椭圆形或者三角形等。
钳式超声波处理器的应用， 在接受超声辐照罐管外最少设置一支钳 式超声波处理器， 钳式超声波处理器的功能夹具的功能夹具腔夹 持在接 受超声辐照罐管的外壁上。
钳式超声波处理器在金属生产中的应用， 以石墨棒作为超声波传导 体， 石墨棒的一端浸入熔融金属液相中， 在石墨棒上设置最少一支钳式 超声波处理器， 钳式超声波处理器的功能夹具夹持在石墨棒外 壁上。 本发明在待超声波处理的接受超声辐照罐管外 壁能紧密吻合地夹钳 着功能夹具， 功能夹具上设置一个、 两个或者多个与之匹配的换能器和 变幅杆组成的换能器组件， 既能将流动着的液相、 浆状物料或者汽化雾 状物料的接受超声辐照罐管和超声换能组构紧 密连接成一体， 同时能够 将超声功能向管道中的物料源源不断的进行连 续的或者脉冲式的辐照， 可以明显增强超声功能。 同时本发明可以方便对传统固有设备实现附加 性的技术提升改造， 在不必大改动原有设备， 甚至能在生产中不必停工 的情况下进行， 这种附加性切入需要空间较小， 选择方位也容易得到满 足， 是具有十分实用超声处理改造和应用装置。 附图说明 图 1为本发明钳式超声波处理器的结构示意图；
图 2〜4为本发明钳式超声波处理器中的变幅杆与 照前沿近杆块和 /辐照前沿托管块通过接驳螺杆连接的结构示 图；
图 5〜图 7为本发明钳式超声波处理器的功能夹具的结 示意图； 图 8 为本发明钳式超声波处理器具有两个变幅杆的 实施例结构示意 图；
图 9和图 10为本发明钳式超声波处理器的功能夹具上设 有两套或 者两套以上的换能器组件的结构示意图；
图 11和图 18为多个本发明钳式超声波处理器在接受超声 照罐管 上设置的实施例结构示意图；
图 12〜16为本发明钳式超声波处理器的功能夹具 接结构和功能夹 具内的功能夹具腔形状示意图；
图 17为本发明钳式超声波处理器在接受超声辐照 管上应用的结构 示意图；
图 19为本发明钳式超声波处理器在金属生产中应 的结构示意图。 具体实施方式 下面结合附图对本发明钳式超声波处理器及其 应用进行详细阐述。 钳式超声波处理器， 如图 1所示， 包括换能器组件和功能夹具， 换 能器组件包括换能器 1和变幅杆 2， 换能器与 1和变幅杆 2连接， 最少一 个换能器组件与功能夹具连接。 功能夹具可以包括辐照前沿近杆块 3和 辐照前沿托管块 4，辐照前沿近杆块 3和辐照前沿托管块 4内设置容纳接 受超声辐照罐管的功能夹具腔 8， 辐照前沿近杆块 3 连接将接受超声辐 照罐管夹紧；辐照前沿近杆块 3和 /或辐照前沿托管块 4 与变幅杆通过接 驳螺杆 5连接。 换能器 1可以是压电式或者磁致式的。 换能器 1与变幅 杆 2通过接驳螺杆将其组合而成的换能器组件， 换能器 1通过导线与超 声波发射电器 9连接， 超声波发射电器 9产生的超声波通过功能夹具向 接受超声辐照罐管内辐照， 可以显著增强超声功能。 辐照前沿近杆块 3 和辐照前沿托管块 4组成的功能夹具通过旋紧螺杆组合成， 辐照前沿近 杆块 3通过接驳螺杆 5与变幅杆 2旋紧连接， 使功能夹具和换能器组件 紧紧的连接为一体。 在功能夹具构成的功能夹具腔内设置有可自然 组构 成紧箍圈套 7， 使功能夹具与接受超声辐照罐管功能夹具腔能 够夹贴紧， 并可以十分吻合地贴合。 功能夹具是钳式超声波处理器技术提升突破重 要部件， 它的材料选择最好是经过材质处理调整好的硬 度和韧度的金属 或者合金， 或者其他刚性材质以达到谐振聚集超声能量， 并通畅辐照直 指接受超声辐照罐管内， 能明显大幅度提升超声功能效果的目的。
钳式超声波处理器的功能夹具结构基本组构形 式对于作用不同大小 接受超声辐照罐管， 必须有多样变通， 并且有所适应造构， 变通原则就 是优先谐振功能的发挥。 如图 2所示的， 变幅杆与辐照前沿近杆块 3和 / 或辐照前沿托管块 4通过接驳螺杆 4连接的接触位处，可设造成浮起凸块 形状； 如图 3所示的， 变幅杆 2与辐照前沿近杆块 3和 /或辐照前沿托管 块 4通过接驳螺杆 5连接的接触位处可设造成为凹陷形状。 如图 4所示 的， 变幅杆与辐照前沿近杆块 3和 /或辐照前沿托管块 4通过接驳螺杆 5 连接的接触位处可设造成平面形状。
由于考虑到功能夹具与需要处理的接受超声辐 照罐管综合设置位阻 和谐振优化的要求， 可以将功能夹具中的辐照前沿近杆块 3和辐照前沿 托管块 4 的制造形状作出相应的改变。 功能夹具可以是矩形， 圆形、 圆 环、 圆短环形、 椭圆形、 三角形或者圆台形等。 如图 5所示， 辐照前沿 近杆块 3和辐照前沿托管块 4的制造制成半圆形状或者半椭圆形状； 如 图 6所示， 辐照前沿近杆块 3制造成半圆形状或者半椭圆形状， 而辐照 前沿托管块 4制造成矩形或者正方块状。如图 7所示， 辐照前沿近杆块 3 和辐照前沿托管块 4均为矩形、 正方块状或者梯形。 辐照前沿近杆块 3 和辐照前沿托管块 4形状为相同或者相异不胜枚举的多边形块。
功能夹具的辐照前沿近杆块 3和辐照前沿托管块 4通过旋紧螺杆 6来 连接， 并夹紧需要处理的接受超声辐照罐管外壁。 旋紧螺杆 6可以在功 能夹具左右各一支， 共两支， 这以有利于针对传统设备附加性， 提升改 造操作， 只要在输送接受超声辐照罐管上的选定位置上 ， 用辐照前沿近 杆块 3和辐照前沿托管块 4这个两件组合， 两个旋紧螺杆 6旋合便可。 但有些针对新设置的设备， 尤其是针对钳配小接受超声辐照罐管 （直径 为 5〜150 ) 的设备完全可以采用一个旋紧螺杆 6就方便满足了要求， 如 图 12〜16所示。
如图 17所示， 使用的适合功能夹具配钳着一支圆管形接受超 声辐照 罐管 11上， 因为有些液相物料接受超声辐照罐管 11不一定是管筒状的。 如菱形状的， 椭圆形状的三角形状的， 多边形状的等， 针对这些接受超 声辐照罐管就必须制造完全适配吻合钳紧的相 同形状空间， 但原则必须 设计优化谐振的超声功能夹具。 如图 12〜16所示， 功能夹具内设置的功 能夹具腔依据所要夹持的接受超声辐照罐管的 形状可以矩形， 圆形， 椭 圆形或者三角形等， 以满足各种形状接受超声辐照罐管的需求。
所述的变幅杆 2可以是两根或者两根以上， 变幅杆 2之间通过旋紧 螺杆连接， 在变幅杆 2之间的连接处可设置由法兰 10加固，如图 8所示， 两跟变幅杆 2通过旋紧螺杆连接后， 在变幅杆 2之间的连接处设置由法 兰 10加固， 然后再通过旋紧螺杆与功能夹具连接。
若针对接受超声辐照罐管较大时， 如图 18所示， 一支套换能器组件 在功能夹具上不能满足超声功能需要的时候， 可以在功能夹具的辐照前 沿近杆块 3和辐照前沿托管块 4上设置有两套或者两套以上的换能器组 件， 可以是对称设置， 或者不对称设置， 如图 18和图 11所示，
如图 18所示，在接受超声辐照罐管 11上同样可以根据需要设置有 一个， 两个或者两个以上的具有两个或者两个以上的 换能器组件的钳式 超声波处理器， 如图 11和 18所示。 在接受超声辐照罐管 11的同一个横 截面上设置一个环形功能夹具钳式超声波处理 器， 而在同一个环形功能 夹具上装设有多个换能器组件。
钳式超声波处理器的应用， 在接受超声辐照罐管功能夹具腔外最少 设置一套钳式超声波处理器， 钳式超声波处理器的功能夹具夹持在接受 超声辐照罐管外壁上。 本发明钳式超声波处理器， 可以将目前传统的超 临界萃取设备圆筒罐当作一个圆管状接受超声 辐照罐管， 在这个超临界 圆筒罐的外壁可以布阵装配上钳式超声波处理 器， 如图 18所示， 令超声 波辐照与超临界功能协同加合同步作用于萃取 物料， 无疑是一种具有优 化创建性的技术提升改造方法。
钳式超声波处理器的在金属生产中的应用， 如图 19所示， 以石墨棒 12作为超声波传导体， 在石墨棒 12上设置最少一套钳式超声波处理器， 钳式超声波处理器的功能夹具夹持在石墨棒 12外壁上， 石墨棒 12的一 端浸入熔融金属液相 14中。 熔融金属液相在电热保温炉中加热， 电热保 温炉内设置有电热管 13， 用以加热电热保温炉内的熔融金属液相。 通过 石墨棒 12向电热保温炉内盛载着的熔融金属液相进行 声辐照， 能有效 诱导结晶，加速并提高金属材质功能，也能制 备合金等材料的有效方法 。
本发明钳式超声波处理器具有如下综合优势和 应用范围；
( 1 ) 现有直插式超声处理器由于功能经直接插入物 料中， 作用于液 相物料， 探头的金属微粒直接掺入物料中造成污染， 而本发明完全没有 这种负面现象， 因为其是隔着容器外壁的方式来传递超声。 (2) 本发明有益于外置钳式管式装设， 明显体现安装方便， 对于执 行对传统设备技术提升改造， 通用性也强， 装设的本身位阻性较少， 利 用空间也较自如。
(3) 本发明可以用于塑料挤出机或者注塑机， 具有良好的效果。
(4) 可以用于超声震动浆料， 加速均匀化细化和分散性， 促使设备 涂料油滑均匀， 尤其应用于研制电池正负极用浆涂料效果很好 ， 工艺也 明显优化改善。
(5) 用于制备生物柴油， 能促进脂交换反应， 副产品明显减少， 减 少下游物料加工分离， 气化等工序的压力， 提升材料应用效率。
(6) 应用于超声陈化酒类的， 加速高效达标。
(7) 应用于加速提取动植物机体内有效的医用保健 成分， 比清洗槽 式的超声提取方法具有更好的提取效应 （此也是超声提取中药方法）；
(8) 在木塑行业中， 应用于对自然填料如木粉、 竹粉去除粉粒中的 蛋白质、 果胶、 低聚糖类和脂类等有机物效果很好。
(9)应用于植物细胞破碎， 灵芝孢子破壁， 杀灭活蓝藻， 杀灭微生 物等 "灭活"工程， 具有十分良好的效果， 也可以应用于处理大船压载 水的 "灭活"工程。
( 10) 应用于污水处理， 与紫外线和纳米 TA (二氧化钛） 固体催化 剂结合， 能令污染物质分子等迅速发生、 解环、 断链和分子异构化等直 至迅速发生水解化学反应， 从而达到净化水质效果； 可以应用于邮件杀 灭细菌、 病毒、 有害微生物以及炭疽病毒环保消毒工程； 也可以应用于 消除空气中腐臭气味达到净化空气的消毒工程 。 (11)应用于诱导结晶， 超声直接快速制冰有实用性的发展前景， 另 外用于水合物诱导结晶前景也是十分可观。
( 12)本发明与石墨棒结合， 通过石墨棒向盛载着的熔融金属液相进 行超声辐照， 能有效诱导结晶， 加速及提高金属材质功能， 也能制备合 金等材料的有效方法 。
( 14)本发明可以用于活化水处理， 能将长链水分子中的氢键切断， 使长链水的组合改变为较短链的活性状态， 这种活化水是很好的健康活 性饮用水。