通过可控地产生的声作用进行的材料处理制造技术

用于处理材料的方法，所述方法包括：推进大量材料贯穿人工产生的风暴；以及旋转地推动大量材料，从而产生可操作用于处理所述材料的声作用，其中声作用包括声耦合到所述材料并且与所述材料谐振的压力梯度，具有足以用于不同材料的声阻抗匹配、声全内反射和声吸收。所述方法通过构造成旋转地推动动力学地引入的材料的导管状容器来实施，以产生所述声作用。

Material handling through controlled sound generation

Methods for processing materials, the methods include: pushing a large number of materials through an artificially generated storm, and rotating a large number of materials to produce sound action for handling the material, wherein the sound action includes sound coupling to the material and the pressure gradient that resonates with the material, which is sufficient. It is used for acoustic impedance matching, acoustic total internal reflection and acoustic absorption of different materials. The method is implemented by constructing a tubular vessel that rotates the material dynamically introduced to produce the sound effect.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过可控地产生的声作用进行的材料处理
技术介绍
科学家、技术人员、工程师和工业实体与他们的许多终端用户几代以来一直在研究形成漩涡的技术。虽然监测高功率漩涡中所涉及的复杂性由于通常产生的高旋转速度和横向速度加速度矢量、以及在流体动力学和空气动力学二者上阻碍这种复杂流系统提供实时感测和分析的能力的破坏力而仍未被解决，但是已经建立了漩涡的总体物理原理和流态。旋风气旋分离器公知用作用于减少飞行器翼上的阻力的漩涡产生器。用于粉碎石头和干燥应用的漩涡产生器结合微波和替代性热源被使用。总的来说，发动机驱动的漩涡产生器以低速操作，例如速度为数千（或数万）转每分（RPM）。在本
中公知用于产生漩涡的各种设备和方法。Youds的2001/0042802号美国专利申请公布描述了一种用于研磨和干燥的漩涡。漩涡的放大是通过将微波引入到漩涡机中来实现的。漩涡机具有风扇转子和入口风扇。该方法具有在内侧的运动部件（例如，风扇），其速度被局限于风扇的转动速度。微波被添加到该过程中以用于干燥应用的目的，并且不可实现超声速。Wheeler的5058837号美国专利公开了一种用于飞机的翼上的流控制表面（例如，翼面和水翼）的漩涡产生器，其可产生漩涡以将能量传递到低能量边界层中以延迟流分离，而不延伸到自由流动流中以导致过大的摩擦阻力。Regier等人的2014/0060959号美国专利申请公布公开了一种使用连续体机构的具有去相关的声的扬声器波导阵列。能量从换能器的一侧被收集、重新赋能、时间对准并且重新引导到来自换能器的另一侧的信号。所操纵的漩涡波导扬声器阵列产生了多源信号，其在距扬声器一定距离处的周围空间内组合并达到平衡。Clingman等人的2015/0090356号美国专利申请公布公开了一种用于防止飞机的翼上的翼面破坏的漩涡产生器。Pesteil等人的US2015/0030439公开了一种用于飞行器的涡轮发动机，其沿气体流动方向从上游到下游包括鼓风机、一个或多个压缩机级（例如，低压压缩机和高压压缩机）、燃烧室、一个或多个涡轮机级（例如，高压涡轮机和低压涡轮机）以及气体排气喷嘴。Wilson等人的2014/0328688号美国专利申请公布公开了一种在特定弦线取向下定位在涡轮机的抽吸侧上的风力涡轮机的转子叶片组件。Borissov等人的2012/0180668号美国专利申请公布公开了从气体分离液体微滴。该申请公开了气流的深度冷却、冷凝蒸汽、以减小的压力损失快速且有效地移除冷凝液体。这样来执行这些操作：从其入口开始形成强劲涡旋流，之后在入口盘状部分中、然后在会聚-发散喷嘴中形成螺旋流会聚，离心移除液滴，通过缝移除液膜，然后螺旋流发散，以及通过切向出口离开漩涡室。该方法主要被设计用于从气体分离水微滴，并且该系统所需的压力可能会超过100巴，因此需要专门的安全保护措施以及几乎不具有或不具有调节能力的笨重系统。Suddath的2004/251211号美国专利申请公布公开了一种与用于处理流体的流体系统连通的漩涡产生设备以及与漩涡产生设备接合的频率产生装置，使得频率接近所述流体的混沌点被施加到流体。Aspandiyarov等人的WO2006/067636号PCT公布公开了通过空化反应器单元来处置并处理烃介质，所述空化反应器单元包括外部波辐射器源、流体动力辐射器、漩涡管和流加速器。高速紊流、急剧流减速和介质的运动重新导向与通过内部流体力学现象以及来自外部源的波能施加实现的介质中的空化相结合，以在不施加外部热量的情况下引发介质中的破碎。
技术实现思路
用于通过人工风暴以及用于人工风暴的用途的所有装置来处理材料的方法，所述方法包括：将运动中的体积测量的连续流扩馈送流同时螺旋地运送，所述馈送流包括至少一种载体和调节剂推进材料；在层际空间输送所述馈送流通过容器之前或之后，同轴地射出同时具有质量和数量参数的所述材料中的至少一种，所述容器架构上声地成形有至少一个功能利用因素或声反射层；在所述容器中通过所述载体和调节剂连续流形成人工风暴产生器或简称ASG。所述人工风暴产生器同时地影响在下游的所述载体或随载体的调节剂的成分、结构或功能属性，这通过在预定时间段内以预定强度、工作周期通过所述风暴处理所述载体或调节剂、或连续流或馈送流组合来实现。本公开总体上涉及用于人工风暴产生器（ASG）的方法和所有相关装置，且更具体地涉及用于在物理和/或成分层面处理材料的超声人工风暴产生器。附图说明在下面的附图中示出所公开的主题的一些非限制性实施例或特征。在一个或多个附图中出现的相同或重复或等同或类似的结构、元件或部分总体上用相同的附图标记标出，并且可能不被重复地标出和/或描述。在附图中示出的部件和特征的尺寸被选择以用于方便地或清楚地呈现，并且不一定按照比例或以真实的透视来示出。为了方便或清楚起见，一些元件或结构未被示出或者仅部分地示出和/或以不同的透视或从不同的视角被示出。在不一定进一步引用先前示出的元件所出现的附图或描述的前提下，意味着参考先前示出的元件。图1A示意性地示出了根据所公开主题的示例性实施例的ASG及其基本部件；图1B示意性地示出了根据所公开主题的示例性实施例的呈其变形简化形式的图1A的ASG；图2A以垂直于螺旋的中心轴线的侧视截面图示出了根据所公开主题的示例性实施例的的可变螺旋；图2B以垂直于螺旋的中心轴线的视图示出了根据所公开主题的示例性实施例的图1A的可变螺旋，包括可变螺旋的一些示例性尺寸（单位mm）；图2C以透视图示出了根据所公开主题的示例性实施例的图2A-B的可变螺旋；图3A以垂直于螺旋的中心轴线的视图示出了根据所公开主题的示例性实施例的恒定螺旋；图3B以垂直于螺旋的中心轴线的视图示出了根据所公开主题的示例性实施例的螺旋，包括螺旋的一些示例性尺寸（单位mm），其示出了螺旋的恒定节距和叶片的表示；图4示出了根据所公开主题的示例性实施例的用于处理材料的ASG设备的分解全景图；图5示出了根据所公开主题的示例性实施例的图4的用于处理材料的ASG设备的分解全景图的部段；图6示出了根据所公开主题的示例性实施例的图4的用于处理材料的ASG设备的分解全景图的另一部段；图7示出了根据所公开主题的示例性实施例的由载体载持并且由ASG设备处理的材料调节剂的示意图；图8示出了根据所公开主题的示例性实施例的由载体载持并且由ASG设备处理的材料调节剂的示意性声谱图；图9示出了使用根据图1-8的本专利技术的方法的ASG设备的示意图，其中声和动力学作用在ASG设备之外是有效的；以及图10示出了根据本专利技术的实施例的载体相对于ASG设备的纵向轴线的成角度输入。具体实施方式在漩涡产生和工业处理的领域中的多数发展涉及到高功率运动部件、危险的推进叶片和各种类型的高强度发动机。由于使用常规的电气、机械、液压或气动操作的发动机所可能实现的受限速度和加速度矢量，这些发展被受到严格限制。总的来说，这些系统可研磨石头并且试图处理废水气旋分离器，但是不具有根据本专利技术的方法的如下特征：清洁、精确、可调节和极有效的处理。使用发动机驱动的运动部件漩涡对于速度、加速度极限值、处理效率、能量消耗以及最重要地对于安全施加严格限制。更具体地，本领域中的这些现有技术可能试图提供粗略的分离、分选或研磨，并且具有可调节性地在物理或成分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于处理材料的方法，所述方法包括：推进大量材料；以及旋转地推动所述大量材料，从而产生能够操作用于处理所述材料的声作用。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.15 IL 2421211.一种用于处理材料的方法，所述方法包括：推进大量材料；以及旋转地推动所述大量材料，从而产生能够操作用于处理所述材料的声作用。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述声作用包括压力梯度，所述压力梯度声耦合到所述材料，并且以对于处理所述材料有效的谐振与所述材料谐振。3.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：调节所述谐振以用于与所述材料有效耦合，从而获得足以用于处理不同材料的增强的声阻抗匹配和声吸收。4.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：加速所述材料以用于增强所述声作用或者用于调节用于特定处理的声属性。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法通过导管状容器来实施，所述容器被构造用于旋转地推动动力学地引入的材料以通过控制下述中的至少一者来产生声处理作用：速度、强度、加速度矢量、波长、阻抗、频率或驻波和声谐振或者受载体或调节剂或其组合的速度影响的组合。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述容器能够被声调节以充分地处理各种材料。7.根据权利要求5所述的方法，其中，借助于流体载体将所述材料动力学地引入到所述容器中，所述流体载体当在运动中与所述容器的构造相互作用时产生所述声作用。8.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：将运动中的载体馈送流的体积测量的连续流螺旋运送到反应腔内，所述反应腔具有至少一个人工风暴产生导管或容器，配备有至少一个入口和出口，以用于处理随其的和之后的流；同轴地射出至少一种材料调节剂，当被引入到所述反应腔中时，所述材料调节剂具有可变质量和数量参数，以用于实现所述射出的馈送流的推力速度调制；在层际空间传输混合和引入所述载体和调节剂以梳理、形成并实现通过所述容器模块化几何构造的所述馈送流连续流，其中所述几何构造被架构地成形为具有形成所述容器中的人工风暴的至少一个功能利用因素、插入件或延伸构件；定轮廓、调节、匹配或量化阻抗和耦合系数，更改在所述反应腔、容器或导管内的所述载体或调节剂流体动力学或空气动力学声速、声、机械或动力学相互作用的处理互操作性的方面；通过在所述容器中以预定速率速度、加速度或减速度、强度或矢量的所述材料推力调制来同时地调制所述载体，以用于影响下游的所述载体或调节剂或与其的组合的成分、结构或功能的数量或质量属性或比例；以及在预定时间段内以预定强度通过所述人工产生的风暴来处理所述载体或调节剂或体积流连续流或馈送流。9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述运动中的载体馈送流的体积测量的连续流能够包括环境空气或清洁干燥空气、惰性气体、流体、液体悬浮液或其任何组合。10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述所运动中的载体馈送流的体积测量的连续流几乎不包含氧气或者不包含氧气。11.根据权利要求8所述的方法，其中，所述运动中的载体馈送流的体积测量的连续流在进入所述人工风暴产生器之前或在离开所述人工风暴产生器之后或其任何组合以从约亚声速至超声速行进，从而运动中的所述载体馈送流的流动特征能够从层流模式延及到紊流模式，或其任何组合。12.根据权利要求8所述的方法，其中，所述至少一个人工风暴产生过程产生具有从约1Hz至约数十KHz的频率的声的至少一个高功率声谐振、波、波形或波前，并且其中，所得声波的波长能够从约小于1微米延及到至约大于数厘米。13.根据权利要求8所述的方法，其中，所述至少一个人工风暴产生过程产生谐波或非谐波类型的声波、或具有单个单音音高的谐振、或多个这种音高的多音、或非音高声波或其组合。14.根据权利要求8所述的方法，其中，当被引入到所述反应腔中时具有可变质量和数量参数的至少一种材料能够选自：食品和饮料、环境、农业、水、医疗或工业或石油化学领域。15.根据权利要求8所述的方法，其中，所述材料调节剂可变质量和数量参数能够包括选自如下的有关方面：重量、密度、质量、温度、粘度、硬度、颗粒尺寸、尺寸分布、紧凑度、纹理、均质性、触感、味感、气味、芳香或外观或其任何组合。16.根据权利要求8所述的方法，其中，所述至少一种材料调节剂通过在所述反应腔、所述人工风暴产生器的导管或容器内引入特定质量、体积、动量和振动来实现所述射出的馈送流的推力矢量调制。17.根据权利要求8所述的方法，其中，所述至少一种材料调节剂利用作为雾化器的所形成的人工风暴产生在系统出口的远端处被引入，其中，利用其声谐振和声波作用以产生小微滴云状物或喷洒图案，其中，微滴尺寸能够延及到从小于1微米至数十或数百微米或组合，使得能够被有利地用于干燥处理，例如粉末干燥或液体悬浮液的浓缩。18.根据权利要求8所述的方法，其中，利用作为插入件或几何嵌入构件的至少一个模块化复合抛物线集中增强器来增强所述人工风暴产生过程，且其中，所述复合抛物线集中增强器（CPCI）的集中比在其输入与输出直径比率方面能够延及到从约2:1至约5:1。19.根据权利要求8至18中任一项所述的方法，其中，所述反应腔或人工风暴产生器导管或容器均能够产生波长在从约0.5mm至约18cm，且频率范围在从约0.2Hz至约19,999Hz的声波。20.根据权利要求8至19中任一项所述的方法，其中，通过所述人工风暴产生器产生的任何特定基础频率上的谐波产生的频率范围能够延及到音谱之外，达到从约20,000Hz至约70Khz。21.根据权利要求8至20中任一项所述的方法，其中，所述人工风暴产生器能够通过如下操作来调整、调节、匹配、均衡和改变所述系统的声产生作用：扩展所述反应腔、导管或容器的体积量度；或减小其尺寸；或打开或关闭延伸构件或插入件或输入或输出或其任何组合，其由操作者手动地机械地操作，或利用操作控制器来半自动地或自动地操作。22.根据权利要求8至21中任一项所述的方法，其中，所述载体能够选自任何推进气体，且由此所述材料推力速度调节剂或简称TVM能够选自食品和饮料、化学、农业、医学或药学试剂组分或材料或其任何组合。23.根据权利要求8至22中任一项所述的方法，其中，所述人工风暴产生器能够有利地被安全地实现，而不存在用于干燥、雾化、均质化、浓缩、分散、凝固、软化、混合、平滑、纹理化、触感增强、用于芳香提取或回收、用于发泡、结霜、涂层、清洁、消毒、氧化、粉碎、加料、减料、复合和悬浮液形成处理任务或其任何组合的目的的任何运动部件。24.根据权利要求8至23中任一项所述的方法，其中，所述人工风暴产生器增加并增强至材料调节剂的声能量的耦合效率或机械、流体动力学或空气动力学力，且其中，运动中的所述载体馈送流和因而由所述人工风暴形成的后续压力梯度有利于声的速度的相对增加。25.根据权利要求8至24中任一项所述的方法，其中，所述ASG人工风暴产生器能够被用作阻抗匹配工作站，其中ASG强度的增加或减小与在所述声波、冲击波之间的所述声阻抗以及谐振频率和待由所述ASG处理的所述材料调节剂和材料匹配。26.根据权利要求8至25中任一项所述的方法，所述方法包括：通过所述材料推力调制同时地调制所述载体，能够包括在低速端处从约100RPM至约1000RPM的旋转速度，以及在中速端处在约1001至约100000之间的旋转速度，以及在高速端处从约101000至超过1000000RPM的旋转速度，且从而运动中的所述载体馈送流的横向速度能够延及至从大约低于MACH-1的亚声速至大约高于MACH5的高超声速。27.根据权利要求8至26中任一项所述的方法，其中，所述人工产生的风暴能够取代执行所述反应腔、导管或容器的内壁的CIP或专门清洁的需要，这是由通过选自如下的所述处理动作产生的高功率剪切和撕裂力引起的：同轴地射出、层际空间传输混合和引入、定轮廓、调节、匹配或量化阻抗和耦合系数，通过所述材料推力调制同时地调制所述载体、在预定时间段内在预定强度下通过所述人工产生的风暴来处理所述载体或调节剂、或体积连续流或馈送流。28.根据权利要求8至27中任一项所述的方法，其中，影响下游的所述载体或调节剂或与其的组合的成分、结构或功能的数...

【专利技术属性】
技术研发人员：Z特里贝斯基，
申请(专利权)人：阿扩亚技术有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列,IL