一种变频超声与双向水力杂合空化一体化恒温反应器制造技术

本发明专利技术涉及超声反应器领域，具体涉及一种变频超声与双向水力杂合空化一体化恒温反应器，包括反应器罐体和离心泵，反应器罐体安装于离心泵抽吸端或挤压端的端口位置，反应器罐体中设有换热盘管和超声波传导杆，超声波传导杆穿过所述反应器罐体，与连接管

【技术实现步骤摘要】
一种变频超声与双向水力杂合空化一体化恒温反应器


[0001]本专利技术涉及超声反应器领域，具体是涉及一种变频超声与双向水力杂合空化一体化恒温反应器
。

技术介绍

[0002]纳米材料制备
、
有机合成和新污染物降解等工艺都需要强混合，以达到良好的传质
、
传热效果
。
以纳米材料制备为例，传统制备方法主要是液相化学法，如水热法
、
共沉淀法
、
乳浊液法以及溶胶
/
凝胶法等
。
然而，高端纳米材料要求纳米粒子的颗粒尺寸形貌精确可控，如用于药物递送的纳米制剂颗粒，要求平均粒径
20
‑
150nm
，多分散系数小于
0.1
，要精确控制纳米材料的尺寸形貌，需要纳米粒子在成核过程中原料能快速混合
、
在生长过程中反应器能提供均匀的温度
、
浓度
、
停留时间条件，而这些苛刻制备条件在传统反应器中很难实现，导致制备的纳米材料尺寸形貌不均匀
、
难以控制
、
产品质量差
。
[0003]目前中国专利申请
CN112717903A
公开了一种耦合水力超声空化与氧化的活性炭清洗再生工艺及装置，该装置包括定子
、
转子
、
转轴
、
氧化剂注入装置和废活性炭箱；定子为空心密封筒体，定子的两侧分别设置有进水管和排液管，在进水管同侧连接氧化剂注入装置；定子内壁上分布有超声波换能器；转轴安装在定子中，一端与动力装置相连，在定子内设置有安装在转轴上的转子，转子上沿周向分布有叶片，叶片上分布有文丘里孔；废活性炭箱连接在进水管上
。
根据上述专利所述，该专利技术效果好，处理量大，可连续作业，成本低，不产生二次污染，在活性炭清洗再生领域具有广阔的应用前景
。
然而，该专利提出的超声波换能器安装在作为定子的空心筒体外壳上，而水力空化通过安装在空心筒体内的叶片上分布的文丘里孔而产生
。
显然，在该装置中超声波空化与水力空化的叠加只限于筒体内表面，而筒体内大部分范围内是没有超声波与水力空化相互作用
。
同时，中国专利申请
CN112723519A
公开了一种硫化物废水的水力超声空化与高级氧化耦合降解装置
、
中国专利申请
CN112717789A
公开了一种耦合水力空化与超声空化的纳米润滑剂分散装置，中国专利申请
CN112719283A
公开了一种耦合水力空化
、
超声空化与紫外光照的银纳米粒子制备装置
、
中国专利申请
CN111807459A
公开了一种耦合水力
、
超声空化与氧化工艺的抗生素废水降解装置，上述装置与中国专利申请
CN112717903A
公开的装置相同或相近
。
[0004]中国专利申请
CN111807459A
公开了一种超声耦合水力空化管式污水处理装置，包括由壳体
、
左支架
、
整流棒
、
右支架
、
右超声换能器
、
出水管
、
进水管
、
左超声换能器连接构成；整流棒的中心线与壳体的中心线相重合，整流棒与壳体内壁之间构成环绕整流棒的文丘里管
。
根据上述专利所述，本专利技术结构简单
、
加工容易，更适合作为工作于高压工况
、
用于污水净化处理的文丘里管；安装方便，污水处理效率高
。
然而，该装置的左
、
右超声换能器位于壳体的两端，超声波空化与水力空化的叠加只限于壳体的两端，而壳体内大部分范围内是没有超声波与水力空化相互作用
。
[0005]中国专利
CN102059070B
公开了一种水力
/
超声耦合空化装置，包括水力空化机构和超声波机构，水力空化机构外面安装有超声波机构；所述的超声波机构包括超声换能器，
连接法兰，变幅杆以及功能夹具，超声换能器变幅和水力空化机构由功能夹具夹持在一起；所述的水力空化机构为文丘里管
、
孔板
、
液哨中的一种或它们的组合
。
根据上述专利所述，该专利通过超声波辅助装置产生的超声空化作用与传统水力空化装置产生的水力空化作用叠加，所产生的水力空化效应与管外功能夹具聚焦辐照的超声波耦合所产生的叠加效应，增加气核的产生，很大程度地增大了空化强度
。
然而该专利提出的水力空化机构与超声波机构径向叠加，结合不紧密，水力空化产生的气泡不完全处于超声波场中
。
[0006]综上所述，为了显著提高超声波空化与水力空化的协同作用，提高能量效率，目前需要一种水力空化结构与超声波结构充分融合的反应器，使得超声波空化与水力空化同时同位发生，在全部时空范围内产生杂合空化
。

技术实现思路

[0007]针对现有技术所存在的问题，提供一种变频超声与双向水力杂合空化一体化恒温反应器，本专利技术通过将超声波传导杆设置在水力空化结构中，使得超声波空化与水力空化同时同位发生，即超声波空化和水力空化直接相互作用，形成杂合空化，强化空化微泡的产生，在增加空化微泡数量的同时强化气泡的爆破强度，实现空泡从产生到爆破的全过程强化，增强空化物理和化学效应
。
该设备在制备纳米材料，有机合成，新污染物降解等领域具有广泛的应用前景
。
[0008]为解决现有技术问题，本专利技术提供一种变频超声与双向水力杂合空化一体化恒温反应器，包括反应器罐体和离心泵，所述反应器罐体安装于所述离心泵的抽吸端或挤压端，所述离心泵的抽吸端或挤压端与所述反应器罐体底部连接有连接管，所述离心泵的挤压端或抽吸端与所述反应器罐体顶部连接有连通管，所述连接管与反应器罐体之间的接口处设有套管，所述套管紧密套设于连接管中，所述反应器罐体中设有换热盘管和超声波传导杆，所述超声波传导杆穿过所述反应器罐体与套管耦合形成环形缝隙，构成超声波空化与水力空化杂合结构
。
[0009]优选的，超声波传导杆的一端与法兰盘连接，所述超声波传导杆的另一端朝向所述连接管的内部方向延伸，所述超声波传导杆与所述反应器罐体共轴线
。
[0010]优选的，所述换热盘管以螺纹环绕的形式设置在反应器罐体的内壁，所述超声波传导杆位于所述换热盘管中心位置，所述换热盘管的一端具有穿过反应器盖向外伸出的换热介质进口，换热盘管的另一端具有穿过反应器盖向外伸出的换热介质出口
。
[0011]优选的，所述连接管与所述反应器罐体连接部分的末端设有用以监测超声波空化与水力空化结构性能的真空表本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种变频超声与双向水力杂合空化一体化恒温反应器，其特征在于，包括反应器罐体
(1)
和离心泵
(2)
，所述反应器罐体
(1)
安装于所述离心泵
(2)
的抽吸端或挤压端，所述离心泵
(2)
的抽吸端或挤压端与所述反应器罐体
(1)
底部连接有连接管
(4)
，所述离心泵
(2)
的挤压端或抽吸端与所述反应器罐体
(1)
顶部连接有连通管
(3)
，所述连接管
(4)
与反应器罐体
(1)
之间的接口处设有套管
(42)
，所述套管
(42)
紧密套设于连接管
(4)
中，所述反应器罐体
(1)
中设有换热盘管
(12)
和超声波传导杆
(5)
，所述超声波传导杆
(5)
穿过所述反应器罐体
(1)
与套管
(42)
耦合形成环形缝隙
(Z)
，构成超声波空化与水力空化杂合结构
(X)。2.
根据权利要求1所述的一种变频超声与双向水力杂合空化一体化恒温反应器，其特征在于，所述超声波传导杆
(5)
的一端与法兰盘连接，所述超声波传导杆
(5)
的另一端朝向所述连接管
(4)
的内部方向延伸，所述超声波传导杆
(5)
与所述反应器罐体
(1)
共轴线
。3.
根据权利要求1所述的一种变频超声与双向水力杂合空化一体化恒温反应器，其特征在于，所述换热盘管
(12)
以螺纹环绕的形式设置在反应器罐体
(1)
的内壁，所述超声波...

【专利技术属性】
技术研发人员：武志林，殷锐，康文江，董正亚，卢永怀，朱晓晶，张杰，杨光，
申请(专利权)人：化学与精细化工广东省实验室，
类型：发明
国别省市：