CN102872612A

CN102872612A - 超声结晶器

Info

Publication number: CN102872612A
Application number: CN2012103905251A
Authority: CN
Inventors: 徐瑞娟; 康彬; 黄辉; 马华; 刘渝
Original assignee: Institute of Chemical Material of CAEP
Current assignee: Institute of Chemical Material of CAEP
Priority date: 2012-10-15
Filing date: 2012-10-15
Publication date: 2013-01-16
Anticipated expiration: 2032-10-15
Also published as: CN102872612B

Abstract

本发明公开了一种超声结晶器，包括超声波发生器、反应釜，超声波发生器设置在反应釜外；超声结晶器还包括至少一个超声波振动棒，超声波振动棒设置在反应釜内，所述超声波振动棒通过信号线与超声波发生器电连接；反应釜包括：用于物料混合的搅拌器，搅拌器用于反应釜内部物料的搅拌。本发明可以将超声能量直接作用到物料，避免能量损失，相比同等作用效果的其它超声结晶器，超声功率较小；超声场在物料内分布更加均匀；对于超声振棒受空化腐蚀情况易于检查和更换；超声波振棒在釜内还可起到搅拌挡板的作用，使物料混合更加均匀。

Description

超声结晶器

技术领域

本发明涉及一种结晶器，具体涉及一种超声结晶器。

背景技术

近年来，超声波技术已受到化工、食品、生物、医药等研究领域的广泛关注和应用。利用超声空化效应，可加快化学反应过程中的反应速度，提高反应产率。用于化合物结晶过程，可有效控制产品颗粒形态，晶体品质和粒度分布。因此，超声结晶器对于发展超声波技术在工业结晶领域的应用具有重要作用。

如何把超声能量有效地引入结晶釜中，是超声结晶器成功的关键。目前，市场上已有的超声引入方式主要有以下几种类型：1、变幅杆式超声反应器。如专利2004201028.2直插式高温超声处理器，专利200620064182公布的超声波液相处理器，和专利200820189096公布的超声处理器等。这类超声反应器一方面由于能量过于集中致使超声探头表面受空化腐蚀严重，存在反应液污染问题，另一方面受作用空间和能量限制，难以进行工程化放大。2、直接在反应器表面安装超声波换能器。属于这类超声反应器的有美国2007年申请的专利US7244307B2，英国2007年申请的专利WO0035579，中国200810030364专利、200620035230.2专利和200520080907等。这类超声反应器是将超声波换能器直接安装在金属管道或金属容器的外壁上，这种装置使得金属管道或金属容器壁表面容易受空化腐蚀穿孔，从而造成整个超声反应器的报废。3、在反应器外部安装封闭的超声振板，超声波换能器被封装于超声振板内，超声振板与反应器外壁形成可供热交换介质通过的夹层。属于这类超声反应器的有中国专利200510042563。这类超声反应器的优点是超声振板被空化腐蚀后易于更换，但缺点是超声能量利用率低，超声波在通过热交换介质、反应器壁多层反射损耗后，作用到反应器内物料的能量变得很低，另外，这类超声反应器机械振动大，噪音大。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种超声结晶器，以期待解决现有技术中反应器壁易腐蚀，超声能量利用率低，机械振动大，噪音大问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种超声波振动棒，所述的超声波振动棒包括一个空心筒和至少一个超声波换能器，所述超声波换能器设置在空心筒内壁上。

更进一步的技术方案是空心筒顶部设置有连接杆，连接杆顶部设置有法兰连接头，所述超声波振动棒通过法兰接头连接在反应釜封头上。

更进一步的技术方案是连接杆下端与空心筒密封连接，所述超声波振动棒的连接杆上端和法兰连接头密封连接。

更进一步的技术方案是超声波换能器频率范围是10千赫兹至135千赫兹。

更进一步的技术方案是安装在空心筒内壁上超声波换能器根据安装位置上、中、下分组，并独立启停，以满足不同液位使用要求。

更进一步的技术方案是一种超声结晶器，包括超声波发生器、反应釜，超声波发生器设置在反应釜外；所述的超声结晶器还包括超声波振动棒，超声波振动棒设置在反应釜内，通过法兰固定在反应釜封头上；所述超声波振动棒通过信号线与超声波发生器电连接；所述的反应釜包括：用于物料混合的搅拌器，所述搅拌器用于反应釜内部物料的搅拌。

更进一步的技术方案是反应釜还包括用于控制温度的夹层，所述夹层设置在反应釜外壁。

更进一步的技术方案是所述的搅拌器包括搅拌轴、搅拌叶片，所述搅拌轴设置在反应釜的中心轴位置。

更进一步的技术方案是所述的反应釜封头上有1个或1个以上的法兰接头。

更进一步的技术方案是超声波振动棒是1个或1个以上，所述1个以上超声波振动棒围绕搅拌轴对称分布。

更进一步的技术方案是超声波振动棒底部高度位于搅拌叶片之上。

更进一步的技术方案是超声波振动棒的空心筒上端高度位于反应釜使用液面以下。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：可以将超声能量直接作用到物料，避免能量损失，相比同等作用效果的其它超声结晶器，超声功率较小；超声场在物料内分布更加均匀；对于超声振棒受空化腐蚀情况易于检查和更换；超声波振棒在釜内还可起到搅拌挡板的作用，使物料混合更加均匀；根据反应釜大小，超声波振棒尺寸（如长度和宽度）可调，超声波换能器的数量可根据超声波振棒尺寸大小调整，超声功率易于工业放大。

附图说明

图1为本发明一个实施例的超声波振动棒结构示意图。

图2为本发明另一个实施例超声结晶器结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步阐述。

如图1所示，图1示出了本发明一个实施例的超声波振动棒结构示意图。本实施例超声波振动棒，如图1所示，本实施例中超声波振动棒包括空心筒5，空心筒5可以用于安装超声波换能器6在其内部，具体的实施方案是安装在空心筒5的内壁上，本实施例中超声波换能器6可以安装在空心筒5内壁的任意位置，如可以是底部，也可以是立壁上，具体的实施方案是，本实施例中超声波换能器6安装在空心筒5的立壁和底部，这样可以充分利用空心筒内部空间，达到功能的更大化。空心筒5的形状可以是圆柱形空心筒，也可以是多棱柱形空心筒，或其他能够安装超声波换能器实现等同功能的其他形状空心筒，具体的实施方案是，本实施例中空心筒5的形状是圆形空心筒。空心筒5的顶部设置有连接杆4，连接杆4顶部设置有法兰连接头3，法兰连接头3的设置可以起到良好的连接固定作用和一定密封作用，本实施例超声波振动棒通过法兰接头3连接在反应釜封头上。从而实现可拆卸式固定在反应釜内。作为优选的实施方式，本实施中，连接杆4的底部与空心筒5密封连接，具体的实施方式是，本实施中连接杆4的底部与空心筒5密封焊接，密封焊接可以使连接杆4与空心筒5的连接密封性更好；连接杆4的顶部与法兰连接头3密封连接。本实施例超声波振动棒内的超声波换能器6至少有一个，多个超声波换能器可以增强反应效果，超声波换能器6的数量可以根据空心筒5大小尺寸而调节，空心筒5的大小尺寸可以根据反应釜的空间和实际的需要来确定，具体的实施方案是，本实施中超声波换能器6的数量是9个，以满足实际的需要。本实施例超声波振动棒内的超声波换能器6可根据安装位置进行分组，每组独立启停，分组个数根据反应釜使用液位要求及空心筒5的长度来确定，具体的实施方案是，本实施中9个超声波换能器6分为上中下三组。本实施例中超声波换能器6的频率范围是10千赫兹至135千赫兹，具体的频率可以根据实际需要而进行调节。超声波换能器6通过信号线2与外部的单组超声波发生器1电连接，单组超声波发生器1可以多个组合与超声波换能器6配合使用实现其功能。

如图2所示，图2示出了本发明另一个实施例超声结晶器的结构示意图。本实施例超声结晶器如图2所示，包括反应釜和至少一个本说明书中第一个实施例中所述的超声波振动棒16，本实施中超声波振动棒16通过信号线与组合式超声波发生器12电连接。超声波振动棒16通过法兰连接头15与反应釜上的反应釜封头14连接，从而固定在反应釜内。本实施例超声结晶器还包括搅拌器，用于物料混合的搅拌，搅拌器包括搅拌电机11、搅拌轴13和搅拌叶片18，搅拌电机11设置在反应釜的顶部，搅拌轴13与搅拌电机的传动轴连接，搅拌电机转动时带动搅拌轴13的转动，搅拌叶片18设置在搅拌轴13的底端，搅拌轴13带动搅拌叶片的转动，从而实现物料混合的搅拌功能。作为优选的实施方式，本实施例中，搅拌轴13设置在反应釜的中心轴位置上，这样可以更好的实现物料混合的搅匀。本实施例中，超声波振动棒16可以是多个，优选的实施方案，是多个超声波振动棒均匀排列在搅拌轴13的周围，这样使反应釜内的超声场更加均匀，同时起到了物料挡板的作用，增强物料混合效果，具体的实施方案是，本实施例中，超声波振动棒16是四个，四个超声波振动棒对称设置在搅拌轴13的周围，四个超声波振动棒分别通过信号线与两个组合式超声波发生器12电连接。作为优选的实施方案，本实施中反应釜的外壁设置有用于控制温度的夹层17，夹层17通过注入相应温度的水从而控制反应的釜内的温度。作为优选的实施方案，本实施中，超声波振动棒16底部高度位于搅拌叶片18之上。超声波振动棒16的空心筒上端高度位于反应釜使用液面以下。

在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”、等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一个实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。

尽管这里参照发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims

1.一种超声波振动棒，其特征在于：所述的超声波振动棒包括一个空心筒和至少一个超声波换能器，所述超声波换能器设置在空心筒内壁上。

2.根据权利要求1所述的超声波振动棒，其特征在于所述的空心筒顶部设置有连接杆，连接杆顶部设置有法兰连接头，所述超声波振动棒通过法兰接头连接在反应釜封头上。

3.根据权利要求2所述的超声波振动棒，其特征在于所述的连接杆下端与空心筒密封连接，所述超声波振动棒的连接杆上端和法兰连接头密封连接。

4.根据权利要求1所述的超声波振动棒，其特征在于所述的超声波换能器根据安装位置分组，每组独立启停。

5.根据权利要求1所述的一种超声结晶器，其特征在于所述的超声波换能器频率范围是10千赫兹至135千赫兹。

6.一种超声结晶器，包括超声波发生器、反应釜，超声波发生器设置在反应釜外；其特征在于所述的超声结晶器还包括至少一个如权利要求1至5任一权利要求所述的超声波振动棒，超声波振动棒设置在反应釜内，所述超声波振动棒通过信号线与超声波发生器电连接；所述的反应釜包括：用于物料混合的搅拌器，所述搅拌器用于反应釜内部物料的搅拌。

7.根据权利要求6所述的超声结晶器，其特征在于所述的反应釜还包括用于控制温度的夹层，所述夹层设置在反应釜外壁。

8.根据权利要求6所述的超声结晶器，其特征在于所述的搅拌器包括搅拌轴、搅拌叶片，所述搅拌轴设置在反应釜的中心轴位置。

9.根据权利要求6所述的超声结晶器，其特征在于所述的超声波振动棒是1个或1个以上，所述1个以上超声波振动棒围绕搅拌轴对称分布。

10.根据权利要求6所述的超声结晶器，其特征在于所述的超声波振动棒底部高度位于搅拌叶片之上，所述的超声波振动棒的空心筒上端高度位于反应釜使用液面以下。