CN1287891C - 一种直插式高温超声处理器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种直插式高温超声处理器。本发明的直插式超声处理器，由超声波发生器与超声波换能器电构成，两者通过信号引导线相连，其特征在于所述的超声波换能器的变幅杆的长度为1/2～3.5波长；超声波换能器的变幅杆外套有一个或两个以上以串联方式相连的恒温装置；恒温装置两端设冷却介质进出孔。本发明具有稳定性好、适用范围宽、操作简单、方便、加工简单等优点。
Description
技术领域
本发明属于超声波应用技术，特别是涉及一种直插式高温超声处理器。
背景技术
现用于化学反应、萃取、细胞破壁的直插式超声波处理器，只能处理低温体系，而且由于换能器在将电能转变成声能产生热量，会通过变幅杆将被处理的体系加热，并使其温度升高；在处理高温体系，例如金属冶炼时，体系高温会通过变幅杆使换能器温度过高而无法工作。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术应用的缺点，提供一种在超声换能器变幅杆上加装恒温装置，使超声波换能器的功能头在一个较小的温度变化区间内工作，以强劲的连续性的超声功能场直接作用体系的直插式高温超声处理器。
本发明的一种直插式高温超声处理器包括超声波发生器和超声波换能器，两者通过信号引导线相连，所述的超声波换能器的变幅杆的长度为1/2到3.5波长；在变幅杆上安装有一个或两个以上以串联方式相连的恒温装置；恒温装置由高传热材料组成，套在所述变幅杆的外面，且分别在位于恒温装置两端处开设有进出冷却介质孔。
使用时，选用合适的冷却介质，开启超声发射器，在令换能器产生的超声波通过变幅杆产生超声空化从而发挥作用。较优选的冷却介质为风冷、液体冷或者两者组合。
超声波换能器的频率为15～135KHz。
超声波换能器的功率可调范围在5～100％。总功率视实际需要在75～1500w范围内选择。
声能谱密度和功率谱密度可以是正弦波、矩型波、振动幅度2～15kHz。也可以是阶跃波。
超声换能器材质选用标准是，要能令其既适应于超声的匹配良性强劲连续性地稳定产生，又要具有足够高低温的稳定性，主要是指掺入液质的换能器金属，其表面的组成微粒不会因为长时间连续超声而被击落溶入到被作用物料中。
本发明具有如下功能：
(1)强化高低温的声空化作用；
(2)促进高低温的萃取和化学反应；
(3)高低温的脱气等。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1稳定性好；
2适用范围宽；
3操作简单、方便；
4加工简单；
5低温处理体系中不会因超声波换能器所产生的热量而使体系温度升高；
6在处理高温体系时，体系高温不会通过变幅杆使换能器温度过高而无法工作；
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
1：超声波发生器；2：超声波换能器；3：变幅杆；4：恒温装置；5：通气孔；6：容器；7：信号线
图2是本发明的超声波换能器变幅杆上安装恒温装置的结构示意图。
3：变幅杆；4：恒温装置；5：通气孔
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
本发明的结构示意图如附图1所示，由超声波发生器1和超声波换能器2通过信号线7电连接组成，所述的超声波换能器2的变幅杆3上安装有恒温装置4。所述的恒温装置4由耐热材料组成，套在所述变幅杆的外面，且分别在位于恒温装置两端处开设有通气孔5。冷却介质从通气孔5通过，起到降温功能，使超声波换能器2的变幅杆工作在一个较小的温度变化区间里。
工作时，所需处理的物料盛放在容器6里，开启超声波发生器1电源开关后产生的超声波由信号线7传至安装在容器6中的超声波换能器2上，通过超声波换能器2的变幅杆3产生超声空化从而发挥作用实现的。
超声波换能器2的变幅杆3上安装有恒温装置4，其结构示意图如附图2所示。恒温装置4由耐热材料组成，套在变幅杆3的外面，且分别在位于变幅杆3两端处开设有通气孔5。冷却介质从通气孔5通过，起到降温功能，使超声波换能器2的变幅杆3工作在一个较小的温度变化区间里。
实施例1
将玉米粉15g与乙醇900ml混合好，选用超声波变幅杆长度为1/2波长，频率为25kHz、功率1500W。冷却介质选用20-25℃的水，工作25分钟，抽取玉米醇溶蛋白、玉米黄色素。未用冷却水，20分钟后，溶液温度达到85℃，玉米醇溶蛋白变性、玉米黄色素分解。使用冷却水，25分钟后，溶液温度低于37℃，玉米黄色素，醇溶蛋白抽出完全。
实施例2
将黄铜升温到熔化，使用1.5波长，频率为20kHz、功率为500W，冷却介质1级为空气，2级为水。体系物料温度为1000-1200℃，处理器可在物料中处理10-25分钟，未使用冷却剂，超声3分钟后无法工作，7分钟后保险丝烧毁。
实施例3
将不锈钢升温熔化，体系物料温度为1700℃-2000℃，频率为48kHz，功率为3500W，变幅杆为3波长，1级为空气，2级为水，3级使用冰盐水体系，每次处理30秒，除去气泡，未使用10秒停机。
Claims (5)
1、一种直插式超声处理器，由超声波发生器与超声波换能器构成，两者通过信号引导线相连，其特征在于所述的超声波换能器的变幅杆的长度为1/2～3.5波长；超声波换能器的变幅杆外套有一个或两个以上以串联方式相连的恒温装置；恒温装置两端设冷却介质进出孔。
2、根据权利要求1所述的直插式超声处理器，其特征在于冷却方式为风冷、液体冷或者两者组合。
3、根据权利要求1或2所述的直插式超声处理器，其特征在于超声波换能器的频率为15～135KHz。
4、根据权利要求3所述的直插式超声处理器，其特征在于超声波换能器的功率为75～1500w。
5、根据权利要求4所述的直插式超声处理器，其特征在于超声波换能器的声能谱密度和功率谱密度是振动幅度为2～15kHz的正弦波、矩型波或阶跃波。
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