超聲波聲化學(xué)實驗機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及超聲波聲化學(xué)領(lǐng)域的實驗設(shè)備，特別涉及超聲波聲化學(xué)實驗機。該設(shè)備主要用于在實驗室研究作用于液體內(nèi)部的超聲波以及產(chǎn)生的相應(yīng)效果。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)一定強度的超聲波作用于液體內(nèi)部時，會產(chǎn)生空化效果。液體的空化效果是集中聲場能量并迅速釋放的過程?？栈荼罎r，在極短時間和空化泡的極小空間內(nèi)，產(chǎn)生5000K以上的高溫和大約5.05 X 18Pa的高壓，速度變化率高達ΙΟΙΟΚ/s，并伴隨產(chǎn)生強烈的沖擊波和時速高達400km的微射流，這就為在一般條件下難以實現(xiàn)或不能實現(xiàn)的化學(xué)反應(yīng)，提供了一種新的非常特殊的物理環(huán)境，開啟了新的化學(xué)反應(yīng)通道。
[0003]近年來，超聲化學(xué)在物質(zhì)合成、催化反應(yīng)、水處理、廢物降解、納米材料等方面的研究已成為超聲化學(xué)重要的應(yīng)用研究領(lǐng)域。由于聲能具有獨特的優(yōu)點，無二次污染、設(shè)備簡單、應(yīng)用面廣，所以受到人們越來越多的關(guān)注，超聲化學(xué)已成為一個蓬勃發(fā)展的應(yīng)用研究領(lǐng)域。
[0004]因此各大院校及科研機構(gòu)都專門設(shè)立有超聲波聲化學(xué)實驗室，用于超聲波聲化學(xué)領(lǐng)域的研究。但是目前各科研院所均是通過超聲波廠家購買超聲波聲化學(xué)設(shè)備，再通過一些儀器廠家制作適合于實驗需求的超聲波實驗設(shè)備，然后組裝進行超聲波聲化學(xué)的研究。但是通過非專業(yè)超聲波儀器廠家的生產(chǎn)的儀器設(shè)備，往往不能達到預(yù)期的使用效果還不能保證，而且還存在生產(chǎn)加工周期延長的問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種超聲波聲化學(xué)實驗機。
[0006]為解決技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是:
[0007]提供一種超聲波聲化學(xué)實驗機，包括用于完成化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)罐，該化學(xué)實驗機還包括循環(huán)栗，通過管路與反應(yīng)罐構(gòu)成循環(huán)回路；循環(huán)栗的入口接至反應(yīng)罐底部、出口接至反應(yīng)罐上部，循環(huán)栗出口與反應(yīng)罐之間的管路上設(shè)進料取料口(可在不停止超聲波及循環(huán)反應(yīng)時取料)；反應(yīng)罐的頂部通過連接法蘭與超聲波主機的發(fā)射頭連接(其中超聲波主機由換能器、變幅桿、發(fā)射頭以及外殼組成)；
[0008]該化學(xué)實驗機還包括系統(tǒng)控制臺，超聲波主機的驅(qū)動電源內(nèi)置于其中；系統(tǒng)控制臺以PLC控制器作為顯示和輸入單元，超聲波主機的換能器通過電纜接至驅(qū)動電源，驅(qū)動電源通過信號線接至PLC控制器；PLC控制器與人機交互設(shè)備相連。
[0009]作為一種改進，所述循環(huán)栗出口與反應(yīng)罐之間的管路上，還設(shè)有溫度傳感器、流量計或壓力計中的至少一種，且通過信號線接至PLC控制器。
[0010]作為一種改進，所述反應(yīng)罐的罐體上設(shè)有聲強測量儀，且通過信號線接至PLC控制器。
[0011]作為一種改進，所述反應(yīng)罐的底部設(shè)排放口(可以在實驗結(jié)束后排放以便進行清洗)。
[0012]作為一種改進，所述人機交互設(shè)備是觸摸屏，或是顯示屏與鍵盤的組合(可顯示循環(huán)反應(yīng)過程中的流量、溫度、反應(yīng)時間以及超聲波功率、循環(huán)栗運行狀態(tài)，并對相關(guān)參數(shù)進行調(diào)節(jié))。
[0013]作為一種改進，所述PLC控制器還與聲光警報器相連。
[0014]作為一種改進，所述反應(yīng)罐的罐體外部設(shè)有水溫調(diào)節(jié)夾套(可以通過外部夾套水溫度的調(diào)節(jié)實現(xiàn)對反應(yīng)罐中反應(yīng)溫度的控制)，水溫調(diào)節(jié)夾套上設(shè)夾套水進口和夾套水出口，夾套水流通的管路上設(shè)水溫調(diào)節(jié)裝置，水溫調(diào)節(jié)裝置通過信號線接至PLC控制器。
[0015]作為一種改進，所述水溫調(diào)節(jié)裝置是電控閥，且通過信號線接至PLC控制器。
[0016]作為一種改進，所述系統(tǒng)控制臺還包括用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)整理與分析功能的工控機，PLC控制器通過信號線接至工控機(通過與工控機的連接，可實現(xiàn)所有數(shù)據(jù)、參數(shù)的記錄、調(diào)取，并可通過網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)共享，為尋找最佳工藝參數(shù)，提供了極大的方便)。
[0017]作為一種改進，所述循環(huán)栗通過信號線接至PLC控制器。
[0018]本實用新型中，超聲波主機的驅(qū)動電源集成安裝在超聲波控制臺中。對超聲波驅(qū)動電源的操作可以脫離驅(qū)動電源的原始面板，直接在超聲波控制臺上完成操作。驅(qū)動電源可以在30% —99%的范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)超聲波發(fā)射功率的大小，以適應(yīng)各種實驗的要求?？梢酝ㄟ^設(shè)定調(diào)節(jié)超聲波的功率、物料流量、反應(yīng)溫度及物料總量來分別研究不同條件下的超聲波聲化學(xué)效果，能夠用一套設(shè)備完成多種要求下的實驗并可以直接讀取相應(yīng)的實驗參數(shù)。
[0019]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型的有益效果在于:
[0020]1、本實用新型的生產(chǎn)裝置可以適應(yīng)超聲波聲化學(xué)實驗的基本要求。
[0021 ] 2、可以通過PLC直接更改相應(yīng)的參數(shù)、運行時間等，實現(xiàn)操作的簡單化。
[0022]3、整套設(shè)備小巧輕便、方便運輸。
[0023]4、整套設(shè)備的運行參數(shù)可按實驗需要進行設(shè)置，并可進行運行數(shù)據(jù)的采集與記錄。所有測得參數(shù)均可實現(xiàn)數(shù)據(jù)化儲存功能，隨時調(diào)取查閱，便于進行實驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計。
[0024]5、該實用新型裝置還可以作為現(xiàn)有實驗項目中的應(yīng)用拓展，通過管道連接的方式添加在原實驗設(shè)備中。
【附圖說明】
[0025]圖1是本實用新型的超聲波聲化學(xué)實驗機的主視圖；
[0026]圖2是圖1中化學(xué)試驗機的左視圖；
[0027]圖3是圖1中化學(xué)試驗機的立體視圖；
[0028]圖4是反應(yīng)罐的局部剖視圖。
[0029]其中:1超聲波主機；2反應(yīng)罐；3進料取料口 ；4溫度傳感器；5流量計；6循環(huán)栗；7排放口 ；8系統(tǒng)控制臺；9驅(qū)動電源；10聲強測量儀；11快接法蘭；12夾套水出口 ；13水溫調(diào)節(jié)夾套；14夾套水進口。
【具體實施方式】
[0030]下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本實用新型的技術(shù)方案作進一步的說明。
[0031 ] 本實施例中，超聲波主機I的發(fā)射頭通過快接法蘭11連接到反應(yīng)罐2的頂部，反應(yīng)罐2通過管道連接到循環(huán)栗6，循環(huán)栗6的出口管線上接有溫度傳感器4、流量計5、進料取料口 3，反應(yīng)罐2的罐體上設(shè)聲強測量儀10，罐體底部設(shè)排放口 7 ;超聲波主機I的換能器通過電纜線連接到驅(qū)動電源9，溫度傳感器4、流量計5、聲強測量儀10、循環(huán)栗6及驅(qū)動電源9各自通過信號線連接到系統(tǒng)控制臺8。需要控制物料反應(yīng)溫度時，僅需將水溫調(diào)節(jié)夾套13相連管路上的水溫調(diào)節(jié)裝置(如電控閥)的開度進行調(diào)節(jié)即可實現(xiàn)夾套水溫的調(diào)節(jié)，進而實現(xiàn)對反應(yīng)溫度的控制。
[0032]開始使用時，將液態(tài)的物料通過進料取料口 3添加到反應(yīng)罐2內(nèi)，關(guān)緊進料取料口3的閥門。通過系統(tǒng)控制臺8上的觸摸屏啟動循環(huán)栗6，并調(diào)整到所需的流量。設(shè)置超聲波功率參數(shù)后，開啟超聲波主機I。如實驗對反應(yīng)溫度有要求，則可通過溫度調(diào)節(jié)裝置(如電控閥)來控制反應(yīng)罐內(nèi)物料溫度。在設(shè)定的反應(yīng)時間結(jié)束時，超聲波主機I及循環(huán)栗6會自動停止。同時還可以在實驗過程中隨時讀取反應(yīng)罐2內(nèi)的超聲波聲強，或者通過進料取料口3隨時獲取樣品進行分析。在實驗結(jié)束后?？赏ㄟ^排放口7回收或排放物料。
[0033]還需要注意的是，以上舉例的僅是本實用新型的具體實例。顯然，本實用新型不限于以上實施例，還可以有許多變形。例如，壓力表可以設(shè)在反應(yīng)罐2處，并將循環(huán)反應(yīng)釜管道升級成壓力管道，就能用于壓力條件下的實驗。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本實用新型公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認為是本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種超聲波聲化學(xué)實驗機，包括用于完成化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)罐，其特征在于，該化學(xué)實驗機還包括循環(huán)栗，通過管路與反應(yīng)罐構(gòu)成循環(huán)回路；循環(huán)栗的入口接至反應(yīng)罐底部、出口接至反應(yīng)罐上部，循環(huán)栗出口與反應(yīng)罐之間的管路上設(shè)進料取料口 ；反應(yīng)罐的頂部通過連接法蘭與超聲波主機的發(fā)射頭連接； 該化學(xué)實驗機還包括系統(tǒng)控制臺，超聲波主機的驅(qū)動電源內(nèi)置于其中；系統(tǒng)控制臺以PLC控制器作為顯示和輸入單元，超聲波主機的換能器通過電纜接至驅(qū)動電源，驅(qū)動電源通過信號線接至PLC控制器；PLC控制器與人機交互設(shè)備相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波聲化學(xué)實驗機，其特征在于，所述循環(huán)栗出口與反應(yīng)罐之間的管路上，還設(shè)有溫度傳感器、流量計或壓力計中的至少一種，且通過信號線接至PLC控制器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波聲化學(xué)實驗機，其特征在于，所述反應(yīng)罐的罐體上設(shè)有聲強測量儀，且通過信號線接至PLC控制器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波聲化學(xué)實驗機，其特征在于，所述反應(yīng)罐的底部設(shè)排放口。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波聲化學(xué)實驗機，其特征在于，所述人機交互設(shè)備是觸摸屏，或是顯示屏與鍵盤的組合。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波聲化學(xué)實驗機，其特征在于，所述PLC控制器還與聲光警報器相連。7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任意一項中所述的超聲波聲化學(xué)實驗機，其特征在于，所述反應(yīng)罐的罐體外部設(shè)有水溫調(diào)節(jié)夾套，水溫調(diào)節(jié)夾套上設(shè)夾套水進口和夾套水出口，夾套水流通的管路上設(shè)水溫調(diào)節(jié)裝置，水溫調(diào)節(jié)裝置通過信號線接至PLC控制器。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超聲波聲化學(xué)實驗機，其特征在于，所述水溫調(diào)節(jié)裝置是電控閥，且通過信號線接至PLC控制器。9.根據(jù)權(quán)利要求1至6任意一項中所述的超聲波聲化學(xué)實驗機，其特征在于，所述系統(tǒng)控制臺還包括用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)整理與分析功能的工控機，PLC控制器通過信號線接至工控機。10.根據(jù)權(quán)利要求1至6任意一項中所述的超聲波聲化學(xué)實驗機，其特征在于，所述循環(huán)栗通過信號線接至PLC控制器。
【專利摘要】本實用新型涉及超聲波聲化學(xué)領(lǐng)域的實驗設(shè)備，旨在提供一種超聲波聲化學(xué)實驗機。包括通過管路構(gòu)成循環(huán)回路的反應(yīng)罐和循環(huán)泵，循環(huán)泵出口與反應(yīng)罐之間的管路上設(shè)進料取料口；反應(yīng)罐的頂部通過連接法蘭與超聲波主機的發(fā)射頭連接；以及系統(tǒng)控制臺，超聲波主機的驅(qū)動電源內(nèi)置于其中；系統(tǒng)控制臺以PLC控制器作為顯示和輸入單元，超聲波主機的換能器通過電纜接至驅(qū)動電源，驅(qū)動電源通過信號線接至PLC控制器；PLC控制器與人機交互設(shè)備相連。本實用新型適應(yīng)超聲波聲化學(xué)實驗的基本要求，可通過PLC直接更改相應(yīng)的參數(shù)、運行時間等，實現(xiàn)操作的簡單化。整套設(shè)備小巧輕便、方便運輸。運行參數(shù)可按實驗需要進行設(shè)置，并可進行運行數(shù)據(jù)的采集與記錄，便于進行統(tǒng)計。
【IPC分類】B01J19/10
【公開號】CN204911474
【申請?zhí)枴緾N201520593797
【發(fā)明人】許衡, 繆羅森, 華大成, 陳元平
【申請人】杭州成功超聲設(shè)備有限公司
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年8月7日