專利名稱：利用聲音共振的物質(zhì)混合裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用聲音共振使氣體和液體等兩種物質(zhì)相互混合的混合裝置。
混合裝置是在啤酒發(fā)酵、微生物發(fā)酵、污水處理工程或其它化學(xué)工程中混合液體和固體或液體與氣體等兩種物質(zhì)時使用的裝置。為了提高兩種物質(zhì)混合效率，可使物質(zhì)間的接觸面積擴(kuò)大或通過使平衡態(tài)的物質(zhì)狀態(tài)變成不穩(wěn)定狀態(tài)而使作為物質(zhì)與物質(zhì)的邊界層的邊界膜變薄，特別是在使混合在液體中的氣體分散(atomize)時，由于液體與氣體間的接觸面積增加而使氣體溶解度增如。
在Willia mL.Drayer等人的名稱為“用于使液體分散的振動裝置(Vibratory apparatus for atomizing liquids)”的美國專利3108743號和WarrenA.Blower等人的名稱為“振動器(Vibrator)”的美國專利3917233號中都公開了所述混合裝置中利用振動使物質(zhì)分散的裝置。


圖1和圖2示出了通過使透過氣體的通氣孔變小而使氣體分散的混合裝置。下面以將這種混合裝置用于廢水處理場所為例進(jìn)行說明。
首先說明圖1。圖1A是現(xiàn)有混合裝置的斜視圖，圖1B是沿圖1A中III-III線的剖面圖。如圖1A、B所示，在壓縮機(jī)(圖中未示出)側(cè)，通過連接口14和接頭13將高壓空氣供給到管11內(nèi)。所述管11由陶瓷或聚乙烯材料制成，制造時形成微細(xì)孔11a，將該管放入廢水中。供給到所述管11中的空氣邊通過所述管11的孔11a邊分裂成細(xì)流進(jìn)入廢水中，借此使廢水中的微生物發(fā)酵。
這種傳統(tǒng)混合裝置由在所述管11中形成的孔11a的大小確定供給廢水的空氣流的大小?？墒牵捎诠?1的孔11a的尺寸變小的范圍有限，所以孔尺寸不能小到使用場所要求的程度。
另外，由于在廢水中繁殖的水中植物堵塞所述管的微細(xì)孔，因此必須頻繁地清洗該管。
接著說明圖2。圖2A是另一種現(xiàn)有混合裝置的剖面圖，圖2B是圖2A的平面圖。如圖2A、B所示，在壓縮機(jī)(圖中未示出)側(cè)高壓空氣通過吸入口21a供入外罩21的內(nèi)部，供給外罩21的空氣邊通過網(wǎng)22和蓋網(wǎng)23邊分裂成細(xì)流進(jìn)入廢水中。這時，由于在外罩21的內(nèi)部具有小珠24，所以所述小珠與壓縮機(jī)(圖中未示出)供給外罩21內(nèi)部的空氣邊直接碰撞邊使壓縮空氣分裂成微細(xì)部分。
對于所述傳統(tǒng)混合裝置也存在網(wǎng)和蓋網(wǎng)上形成的孔尺寸變小的程度受限制、因而流體混合效率低的缺點。
本發(fā)明是為了解決所述現(xiàn)有技術(shù)的問題而提出的，本發(fā)明的目的在于提供利用可提高流體間的混合效率的聲音共振的混合裝置，該裝置利用流體與流體之間發(fā)生的共振的聲能將所述流體破碎成微細(xì)部分。
為了達(dá)到所述目的，本發(fā)明包括外罩，流入部和噴出部，所述外罩浸泡在第一流體中，具有用于形成有一定空間的空腔的側(cè)面和在所述側(cè)面的兩端部相對配置的上部和下部，并使流入內(nèi)部的第二流體與所述第一流體混合；所述流入部具有流入口，所述流入口形成在外罩的側(cè)面上，它用于將所述具有一定壓力的第二流體引入所述空腔內(nèi)，所述流入部使所述第二流體利用流入所述流入口的第一流體而沿形成所述空腔的外罩側(cè)面形成渦流，并流動；所述噴出部用于使第二流體微細(xì)破碎，該噴出部具有形成在所述外罩的上部的噴出口，所述外罩外部的第一流體流入所述噴出口中央部，所述噴出口中央部與所述外罩內(nèi)部形成的渦流的中央部相對應(yīng)，同時，在所述噴出口中央部，外罩內(nèi)部的渦流形態(tài)的混合流體向外罩外部噴出，由于所述流入的第一流體與噴出的混合流體的壓力差而發(fā)生共振，第二流體在所述共振引起的聲能作用下被微細(xì)地破碎。
為了防止所述外罩的側(cè)面阻礙所述外罩內(nèi)部的沿外罩側(cè)面以渦流形式流動的混合流體的流動，將所述腔的形狀設(shè)置成圓柱形。
為使所述外罩內(nèi)部的混合流體進(jìn)一步以渦流形式正確流動，在外罩的下部設(shè)有向所述噴出口突出形成的引導(dǎo)柱。為使流入所述噴出口的外罩外部的第一流體不受阻力作用，使所述引導(dǎo)柱的形狀為越接近噴出口側(cè)其直徑越小的喇叭狀。
在所述上部開放形成所述噴出口，所述腔的直徑越靠近噴出口側(cè)越小。所述第二流體是氣體，第一流體是液體，所述共振的頻率F1＝2000～3000Hz。
設(shè)該所述腔的直徑為D1，流入口的直徑為D3，流入流入口的第二流體的壓力為Pin，噴出的第一流體的壓力為Pout，則在流量為100-500l/min的范圍內(nèi)，H/D1≈0.5-2，D1/D3≈5-8，ΔP(Pin-Pout)≤2巴。
所述利用共振的物質(zhì)混合裝置具有外罩和共鳴體積部，所述外罩浸入第一流體中，具有作為第一流體和混合于該第一流體中的第二流體的移動路徑的流路；所述共鳴體積部具有一定的空間，設(shè)在與所述噴出口鄰接的外罩上，與所述流路的所述噴出口連通，用以產(chǎn)生聲能，該聲能因共鳴而產(chǎn)生，所述共鳴由被流體噴出口噴出的第一流體與所述共鳴體積部相互作用產(chǎn)生勵振而引起。
所述流路的噴出口比吸入口更小，所述共鳴體積部形成圓柱形，與所述噴出口連通的共鳴體積部的開放部與從所述噴出口噴出的第一流體和第二流體混合后的混合流體的流動路線平行地形成。
所述流路具有彎曲的吸入流路和噴出流路，在所述吸入流路中具有用于通過流入到所述外罩的流路的第二流體使流動的第一流體以渦流形式移動的圓柱形棒。所述圓柱形棒與吸入流路之間形成的空間形狀為環(huán)形。
在所述流路上具有使流過所述外罩流路的混合流體碰撞的板。
在所述外罩上具有用于調(diào)節(jié)流路的噴出口大小的調(diào)節(jié)螺釘。
所述第一流體是液體，第二流體是氣體，吸入的氣體壓力為0.1-2巴，流量在100-500l/min范圍內(nèi)，共振頻率F2＝1000-5000Hz。
本發(fā)明的具有所述結(jié)構(gòu)的混合裝置可以使氣體有效地混合在液體中，這種混合是利用因邊相反向流動邊正面相接的液體與氣體混合的液體間的壓力差而發(fā)生的共振所產(chǎn)生的聲能將氣體碎成微細(xì)部分實現(xiàn)的。
以渦流形式流動的混合流體延長了碎裂成微細(xì)部分的氣體在液體中的滯留時間，使所述液體和氣體進(jìn)一步充分?jǐn)嚢?，液體與氣體的物質(zhì)輸送阻力降低，從而使所述液體和氣體混合更充分。
利用混合流體的流動與共鳴體積部的相互作用發(fā)生共振，利用共振產(chǎn)生的聲能和反射板及圓形棒可使在渦流形式下噴出的混合流體發(fā)生共振，利用共振產(chǎn)生的聲能使氣體碎裂成微細(xì)部分，從而可使氣體不受限制地碎成微細(xì)部分。
下面結(jié)合幾個優(yōu)選實施例對本發(fā)明進(jìn)行說明，通過說明本發(fā)明的所述目的和其它特征及優(yōu)點將更為清楚。
圖1A是現(xiàn)有混合裝置的斜視圖；圖1B為圖1A中沿III-III線剖切的剖面圖；圖2A是另一現(xiàn)有混合裝置的剖面圖；圖2B是圖2A的平面圖；圖3A是本發(fā)明第一實施例的混合裝置斜視圖；圖3B是沿圖3A中III-III線剖切的剖面圖；圖4A是本發(fā)明第二實施例的混合裝置剖面圖；圖4B也是本發(fā)明第二實施例的混合裝置剖面圖；圖5A是本發(fā)明第三實施例的混合裝置剖面圖；圖5B是沿圖5A中III-III線剖切的剖面圖；圖6A是本發(fā)明第四實施例的混合裝置斜視圖；圖6B是為了顯示出圖6A中的混合裝置內(nèi)部而卸下側(cè)板后的狀態(tài)的斜視圖；圖7是本發(fā)明第五實施例的混合裝置剖面圖。
下面參照附圖更詳細(xì)地說明本發(fā)明優(yōu)選實施例的利用聲音共振的物質(zhì)混合裝置。
本實施例以在廢水處理廠對第一流體和第二流體進(jìn)行混合的情況為例進(jìn)行說明。對在廢水處理廠中使用本實施例而言，所述第一流體是液體，第二流體是氣體。
實施例一下面參照圖3說明本發(fā)明的第一實施例。圖3A是本發(fā)明第一實施例的混合裝置的斜視圖，圖3B是沿圖3A中III-III線剖切的剖面圖。
提供一個浸泡在作為第一流體的液體中，并具有形成一定空間的空腔110的外罩100。該外罩100具有側(cè)面120和在側(cè)面120的上下端相對配置的下部130和上部140。由所述側(cè)面120、下部130和上部140形成的空間即為所述空腔110。
在所述外罩100的側(cè)面120上形成具有流入口125a的流入部125，作為第二流體的氣體從壓縮機(jī)(圖中未示出)側(cè)以一定壓力通過所述流入口125a流入。由于流入部125形成在構(gòu)成所述空腔110的外罩100的側(cè)面120上，所以所述第二流體沿外罩100的側(cè)面120形成渦流噴出，即流入部125沿空腔110的切線方向形成。
所述外罩100的上部140開放，實現(xiàn)具有噴出口145a的噴出部145的功能。即通過所述流入口125a流入空腔110的第二流體被混合在第一流體中后從開放的所述上部140的噴出口145a噴出。更詳細(xì)地說明是從壓縮機(jī)(圖中未示出)以一定壓力Pin流入空腔110中的第二流體沿所述外罩100的側(cè)面120以渦流(vortex)形式被所述噴出部145噴出，同時與存留在所述空腔110中的第一流體混合。即所述第一流體和第二流體混合后的混合流體被所述流體噴出部145噴出。這時由于被噴出部145噴出的渦流形式的混合流體的中央部的壓力比其外側(cè)的壓力低，所以在外罩100外部的第一流體流入噴到外罩外部的渦流形式的混合流體的中央部分。
于是，在所述流入的第一流體和噴出的混合流體混合后進(jìn)行螺旋運動的同時，由于噴出的混合流體和流入的第一流體的壓力差而發(fā)生共振，使作為第二流體的氣體被很微細(xì)地破碎并流入第一流體中，借此使第二流體與第一流體有效混合。
由于存在由所述共振引起的聲能，因而提高了第二流體的傳送效率。更詳細(xì)地說明是利用共振產(chǎn)生的聲能可使第二流體很微細(xì)地破碎，從而使第一流體和第二流體的接觸面積增加，碎成微細(xì)部分的第二流體與第一流體混合，混合流體在以渦流形式流動的同時上升，因此第二流體在第一流體中的滯留時間加長。另外，由于通過聲能攪拌第一流體和第二流體，所以可降低第一流體和第二流體的物質(zhì)傳輸阻力。通過這樣的作用使第一流體和第二流體有效混合。
所述空腔110的形狀為圓柱形，這樣可以防止所述外罩的側(cè)面對沿所述外罩104的側(cè)面120以渦流形式噴出的混合流體的運動產(chǎn)生阻力。
假定由所述噴射出的混合流體和流入的第一流體的壓差引起的共振的頻率為F1，作為由實驗測定的值設(shè)與由所述腔內(nèi)的摩擦引起的第二流體的轉(zhuǎn)動速度減少相關(guān)的系數(shù)為K，媒質(zhì)中的聲速為C，腔的直徑為D1，流入流入口的第二流體的壓力為Pin，噴出的第一流體的壓力為Pout，則F1=(K·C)/(π·D1)·(Pin-Pout)/Pout----(1)]]>順便指出，對在廢水處理廠中使用的本實施例的混合裝置而言，由于媒質(zhì)是空氣，所以C接近聲速即340m/s。
這時，共振頻率F1最好為2000-3000Hz，以使所述共振頻率F1為2000-3000Hz為前提對外罩100進(jìn)行設(shè)計。
即設(shè)空腔110的高為H，流入口125a的直徑為D3，則在流量100-500l/min的范圍內(nèi)，如果對外罩100進(jìn)行設(shè)計，使H＝30mm，D1＝20mm，ΔP(Pin-Pout)≤2巴，D1/D3≈5-8，就可獲得2000-3000Hz的共振頻率F1。最好將所述D3設(shè)計為6mm。
采用按所述設(shè)計的混合裝置的外罩100，其效果與現(xiàn)有的混合裝置相比，使作為第二流體的氣體的傳送效率提高了30％左右。
氣體的傳送效率＝(吸收氣體的質(zhì)量/時間)/(供給氣體的質(zhì)量/時間)......(2)實施例二下面參照圖4說明本發(fā)明的第二實施例。圖4A和圖4B是本發(fā)明的第二實施例的混合裝置的剖面圖。本例與所述第一實施例的不同點在于第二實施例中的所述噴出口145a的直徑D2比所述空腔110的直徑D1更小。即，所述空腔110的直徑越靠近噴出口145a側(cè)越小。由于噴出口145a的直徑D2減小，被噴出口145a噴出的混合流體的壓力與流入的第一流體間的壓力差更大。因此可使第一流體和第二流體更好地混合。
所述噴出口145a可以如圖4A所示與外罩100的側(cè)面120的延長線成直線狀，也可以如圖4B所示與外罩100的側(cè)面120的延長線成一定角度。更具體地說，圖4A的噴出口145a呈在外罩100的側(cè)面延長的形態(tài)，圖4B的噴出口145a呈具有一定高度的形態(tài)。
實施例三下面參照圖5說明本發(fā)明的第三實施列。圖5A是本發(fā)明第三實施例的混合裝置剖面圖，圖5B是沿圖5A中III-III線的剖面圖。本例與所述第一實施例的不同點是在所述外罩100的下部130的中央部分上形成有向所述噴出部145側(cè)延長的引導(dǎo)柱135。該引導(dǎo)柱135可更正確地引導(dǎo)混合流體形成渦流。所述引導(dǎo)柱135呈圓形，對混合流體的運動不產(chǎn)生阻力。所述引導(dǎo)柱135形成越靠近所述噴出部145側(cè)其直徑越小的喇叭狀。由于所述引導(dǎo)柱135形成喇叭狀，所以流入所述噴出口145a的外罩100的外部的第一流體受到的阻力較小。
第三實施例的混合裝置的外罩100，設(shè)其空腔110的高度為H，流入口125a的直徑為D3，腔110的直徑為D1，流入的第二流體壓力為Pin，噴出的第一流體的壓力為Pout，則在流量100-500l/min的范圍內(nèi)，若設(shè)計外罩100使H＝30mm，D1＝20mm，ΔP(Pin-Pout)≤2巴，D1/D3≈5-8，就可獲得2000-3000Hz的共振頻率F1，與現(xiàn)有的混合裝置相比，可以使作為第二流體的氣體的傳送效率增加150％。所述D3最好按6mm設(shè)計。
下面說明具有發(fā)生單一頻率的共振的圓筒形赫爾姆霍茲(Helmholtz)共振器的混合裝置和從噴嘴噴射出的空氣射流形式的混合裝置。所述赫爾姆霍茲共振器的作為供給氣體的第二流體的壓力最好在1巴以下，流量在300l/min以下，空氣噴出共振器的作為供給氣體的第二流體的壓力最好在3巴以上，流量在300l/min以下。
實施例四下面參照圖6說明本發(fā)明的第四實施例。圖6A是本發(fā)明第四實施例的混合裝置斜視圖，圖6B是為了顯示圖6A的混合裝置的內(nèi)部而卸下側(cè)板的斜視圖。如圖6A、6B所示，該混合裝置具有一個浸泡在第一流體中的外罩200，該外罩有使作為第二流體的氣體和作為第一流體的液體在一定壓力下移動的流路210。所述外罩200具有形成流路210的殼體200a和與該殼體200a的兩側(cè)面相對配置結(jié)合的側(cè)板200b。在鄰接所述流路210的噴出口213的外罩200上具有與所述流路210的噴出口213連通的一定空間的共鳴體積部(Resonance Volume)220，所述共鳴體積部220呈圓筒形，利用其與被所述流路210的噴出口213噴出的混合流體的相互作用發(fā)生勵振(excitation)，產(chǎn)生由共鳴產(chǎn)生的聲能。由于利用所述聲能攪拌第一流體和第二流體，所以使第一流體與第二流體的物質(zhì)傳送阻力降低，借此使第一流體和第二流體有效地混合。
所述流路210的噴出口213比吸入口215更小，在所述噴出口213的正下方形成共鳴體積部220。所述共鳴體積部220的開放部223與被所述噴出口213噴出的混合流體的移動路線平行地形成。這樣做是為了利用所述混合流體勵振共鳴體積部220。最好使所述共鳴體積部220的開放部223的寬度b1與噴出口213的寬度b相同。
假定由所述噴出的第一流體與共鳴體積部的作用發(fā)生的共振頻率為F2，校正系數(shù)為K1(＝0.7-0.75)，媒質(zhì)中的聲速為C，噴出口213的寬度為b，共鳴體積部220的體積為V時，則F2=(C/2π)·[(K·b)/V]----(3)]]>順便指出，對廢水處理廠中使用的本實施例的混合裝置而言，由于媒質(zhì)是空氣，所以C接近聲速即340m/s。
這時，最好使共振頻率F2為1000-5000Hz。以使所述共鳴頻率F2為2000-3000Hz為前提，對外罩200和共鳴體積部220進(jìn)行設(shè)計。
當(dāng)被吸入口215吸入的第二流體壓力為0.1-2巴，流量為100-500l/min，共振頻率F2為1000-5000Hz時，本實施例的混合裝置與現(xiàn)有的混合裝置相比，可以使作為第二流體的氣體的傳送效率大大增加。
第四實施例的混合裝置在0.1-1.5巴的壓力下容易發(fā)生共鳴現(xiàn)象。
實施例五下面參照圖7對本發(fā)明第五實施例進(jìn)行說明。圖7是本發(fā)明的第五實施例的混合裝置的剖面圖。本例與第四實施例的不同點在于所述流路210具有以圓形配置，并具有彎曲的吸入流路210a和噴出流路210b。在所述吸入流路210a和噴出流路210b會合的外罩200的部分上設(shè)置向所述吸入流路210a延長的圓柱形棒230。所述圓柱形棒230是為了使由在一定壓力下流入的第二流體使第一流體和第二流體混合后的流體以渦流形式移動。這時所述圓柱形棒230與吸入流路210a之間的空間形成的形狀是環(huán)狀。借此，使沿所述流路210的吸入流路210a流動的混合流體在渦流形態(tài)下流動。由于采用圓形棒230和圓形吸入流路210a，所以對在渦流形式下流動的混合流體的運動不產(chǎn)生阻力。
在所述外罩100上裝有調(diào)節(jié)螺釘250，借助于凸出在所述噴出口213側(cè)的調(diào)節(jié)螺釘250的凸出長度X可以調(diào)節(jié)噴出口213的大小。
另外，在所述吸入流路210a與噴出流路210b會合的外罩200的部分上設(shè)有使通過所述圓形棒230的液體正面相撞后流向所述噴出流路210b側(cè)的板240。
假定通過所述圓柱形棒230的第一流體在正面沖擊到所述板240后發(fā)生的共振頻率為F3，媒質(zhì)中的聲速為C，流入的第二流體與第一流體的壓力差為ΔP，共鳴部的高度為H1，共鳴部的直徑為Dres，渦流發(fā)生的流路側(cè)的直徑為Dr，從噴出口到共鳴部的開放部的距離為L1時，則F3＝
/[4·H1+0.4L1+(Dres-Dr)·{0.4-(0.2·H1)/Dr}]......(4)
順便指出，所述流路側(cè)的直徑Dr是圖7中所示的圓柱形棒的直徑。對廢水處理廠中使用本例中的混合裝置而言，由于媒質(zhì)是空氣，所以C接近聲速即340m/s。
此時，最好共振頻率F3為1000-5000Hz，以使所述共振頻率F3為2000-3000Hz為前提對外罩200和共鳴體積部220進(jìn)行設(shè)計。當(dāng)被吸入口225吸入的第二流體的壓力為0.1-2巴，流量為100-500l/min，共振頻率F3為1000-5000Hz時，與現(xiàn)有混合裝置相比，本實施例的混合裝置可以顯著提高作為第二流體的氣體的傳送效率。
由于空氣噴出引起的共鳴現(xiàn)象在3巴以上的高壓情況下容易發(fā)生，而由共鳴體積部220引起的共鳴現(xiàn)象在2巴以下的低壓情況下容易發(fā)生，因此第五實施例的混合裝置即使在流體壓力從高壓到低壓或從低壓到高壓變化時仍可以使用。
如上所述，本發(fā)明的混合裝置可利用在相反方向流動同時正面相遇的液體與氣體混合后的液體間的壓力差產(chǎn)生共振，由該共振產(chǎn)生聲能，該聲能使氣體破碎得很微細(xì)，從而使氣體有效地混合在液體中。
另外，通過以渦流形式流動的混合流體，延長被破碎得很微細(xì)的氣體在液體中的滯留時間，使液體和氣體更好地攪拌，減小了液體和氣體的物質(zhì)傳送阻力，從而使液體和氣體更充分地混合。
另外，利用由混合流體的流動與共鳴體積部的相互作用引發(fā)的共振所產(chǎn)生的聲能，和因反射板及圓柱形棒的作用而以渦流形態(tài)噴出的混合流體引發(fā)的共振所產(chǎn)生的聲能，將氣體破碎成非常微細(xì)，這樣可使氣體無限制地微細(xì)化。
雖然上面通過實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，但本發(fā)明不受所述實施例的限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不超出本發(fā)明的構(gòu)思和范圍的前提下，可對本發(fā)明作出種種修改或改型。
權(quán)利要求
1.一種利用聲音共振的物質(zhì)混合裝置，其特征在于所述利用聲音共振的物質(zhì)混合裝置包括外罩，所述外罩浸泡在第一流體中，具有用于形成有一定空間的空腔的側(cè)面和在所述側(cè)面的兩端部相對配置的上部和下部，并使流入內(nèi)部的第二流體與所述第一流體混合；流入部，所述流入部具有流入口，所述流入口形成在外罩的側(cè)面上，它用于將所述具有一定壓力的第二流體引入所述空腔內(nèi)，所述流入部使所述第二流體利用流入所述流入口的第一流體而沿形成所述空腔的外罩側(cè)面形成渦流，并流動；噴出部，所述噴出部用于使第二流體微細(xì)破碎，該噴出部具有形成在所述外罩的上部的噴出口，所述外罩外部的第一流體流入所述噴出口中央部，所述噴出口中央部與所述外罩內(nèi)部形成的渦流的中央部相對應(yīng)，同時，在所述噴出口中央部，外罩內(nèi)部的渦流形態(tài)的混合流體向外罩外部噴出，由于所述流入的第一流體與噴出的混合流體的壓力差而發(fā)生共振，第二流體在所述共振引起的聲能作用下被微細(xì)地破碎。
2.如權(quán)利要求1所述的利用聲音共振的物質(zhì)混合裝置，其特征在于為防止所述外罩側(cè)面阻礙所述外罩內(nèi)部的、沿所述外罩側(cè)面以渦流形式流動的混合流體的流動，將所述腔的形狀設(shè)置成圓柱形。
3.如權(quán)利要求1所述的利用聲音共振的物質(zhì)混合裝置，其特征在于為使所述外罩內(nèi)部的混合流體進(jìn)一步以渦流形式正確流動，在外罩下部設(shè)有向所述噴出口突出形成的引導(dǎo)柱。
4.如權(quán)利要求3所述的利用聲音共振的物質(zhì)混合裝置，其特征在于為使流入所述噴出口的所述外罩外部的第一流體不受阻力作用，所述引導(dǎo)柱為越接近噴出口側(cè)其直徑越小的喇叭狀。
5.如權(quán)利要求2或3所述的利用聲音共振的物質(zhì)混合裝置，其特征在于所述上部開放形成所述噴出口，所述腔的直徑越靠近噴出口越小。
6.如權(quán)利要求5所述的利用聲音共振的物質(zhì)混合裝置，其特征在于所述第二流體是氣體，第一流體是液體，所述共振的頻率F1＝2000～3000Hz。
7.如權(quán)利要求6所述的利用聲音共振的物質(zhì)混合裝置，其特征在于設(shè)所述腔的直徑為D1，所述流入口的直徑為D3，流入流入口的第二流體的壓力為Pin，噴出的第一流體的壓力為Pout，則在流量100-500l/min的范圍內(nèi)，H/D1≈0.5-2，D1/D3≈5-8，ΔP(Pin-Pout)≤2巴。
8.一種利用聲音共振的物質(zhì)混合裝置，其特征在于所述利用聲音共振的物質(zhì)混合裝置具有外罩和共鳴體積部，所述外罩浸入第一流體中，具有作為第一流體和混合于該第一流體中的第二流體的移動路徑的流路；所述共鳴體積部具有一定的空間，設(shè)在與所述噴出口鄰接的外罩上，與所述流路的所述噴出口連通，用以產(chǎn)生聲能，該聲能因共鳴而產(chǎn)生，所述共鳴由被流體噴出口噴出的第一流體與所述共鳴體積部相互作用產(chǎn)生勵振而引起。
9.如權(quán)利要求8所述的利用聲音共振的物質(zhì)混合裝置，其特征在于所述流路噴出口比吸入口更小，所述共鳴體積部呈圓柱形，與所述噴出口相連通的共鳴體積部的開放部與從所述噴出口噴出的第一流體和第二流體混合后的混合流體的移動路線平行地形成。
10.如權(quán)利要求8所述的利用聲音共振的物質(zhì)混合裝置，其特征在于所述流路具有彎曲的吸入流路和噴出流路，在所述吸入流路中具有用于通過流入到所述外罩的流路的第二流體使流動的第一流體以渦流形式移動的圓柱形棒。
11.如權(quán)利要求10所述的利用聲音共振的物質(zhì)混合裝置，其特征在于所述圓柱形棒與吸入流路之間的空間形成環(huán)狀。
12.如權(quán)利要求10所述的利用聲音共振的物質(zhì)混合裝置，其特征在于在所述流路上具有使流過所述外罩的流路的混合流體正面相撞的板。
13.如權(quán)利要求8所述的利用聲音共振的物質(zhì)混合裝置，其特征在于在所述外罩上具有用于調(diào)節(jié)流路的噴出口大小的調(diào)節(jié)螺釘。
14.如權(quán)利要求9或10所述的利用聲音共振的物質(zhì)混合裝置，其特征在于所述第一流體是液體，第二流體是氣體，吸入的氣體壓力為0.1-2巴，流量在100-500l/min范圍內(nèi)，共振頻率F2＝1000-5000Hz。
全文摘要
一種使氣體與液體等兩種物質(zhì)相互混合的混合裝置。該裝置利用液體與氣體混合后液體間的壓力差產(chǎn)生共振,并因而產(chǎn)生聲能,使氣體微細(xì)破碎,從而有效地混合在液體中。并以渦流流動形式延長氣體在液體中的滯留時間,使之更好地攪拌而更充分混合。利用由混合流體的流動與共鳴體積部的相互作用引發(fā)的共振所產(chǎn)生的聲能,和因反射板及圓柱形棒的作用而以渦流形態(tài)噴出的混合流體引發(fā)的共振所產(chǎn)生的聲能,可使氣體無限制地微細(xì)化。
文檔編號B01F3/04GK1241450SQ9811783
公開日2000年1月19日 申請日期1998年7月14日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月14日
發(fā)明者林鐘潤, 文鐘德 申請人:社團(tuán)法人高等技術(shù)研究院研究組合