利用声音共振的物质混合装置制造方法及图纸

一种使气体与液体等两种物质相互混合的混合装置。该装置利用液体与气体混合后液体间的压力差产生共振，并因而产生声能，使气体微细破碎，从而有效地混合在液体中。并以涡流流动形式延长气体在液体中的滞留时间，使之更好地搅拌而更充分混合。利用由混合流体的流动与共鸣体积部的相互作用引发的共振所产生的声能，和因反射板及圆柱形棒的作用而以涡流形态喷出的混合流体引发的共振所产生的声能，可使气体无限制地微细化。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及利用声音共振使气体和液体等两种物质相互混合的混合装置。混合装置是在啤酒发酵、微生物发酵、污水处理工程或其它化学工程中混合液体和固体或液体与气体等两种物质时使用的装置。为了提高两种物质混合效率，可使物质间的接触面积扩大或通过使平衡态的物质状态变成不稳定状态而使作为物质与物质的边界层的边界膜变薄，特别是在使混合在液体中的气体分散(atomize)时，由于液体与气体间的接触面积增加而使气体溶解度增如。在Willia mL.Drayer等人的名称为“用于使液体分散的振动装置(Vibratory apparatus for atomizing liquids)”的美国专利3108743号和WarrenA.Blower等人的名称为“振动器(Vibrator)”的美国专利3917233号中都公开了所述混合装置中利用振动使物质分散的装置。附图说明图1和图2示出了通过使透过气体的通气孔变小而使气体分散的混合装置。下面以将这种混合装置用于废水处理场所为例进行说明。首先说明图1。图1A是现有混合装置的斜视图，图1B是沿图1A中III-III线的剖面图。如图1A、B所示，在压缩机(图中未示出)侧，通过连接口14和接头13将高压空气供给到管11内。所述管11由陶瓷或聚乙烯材料制成，制造时形成微细孔11a，将该管放入废水中。供给到所述管11中的空气边通过所述管11的孔11a边分裂成细流进入废水中，借此使废水中的微生物发酵。这种传统混合装置由在所述管11中形成的孔11a的大小确定供给废水的空气流的大小。可是，由于管11的孔11a的尺寸变小的范围有限，所以孔尺寸不能小到使用场所要求的程度。另外，由于在废水中繁殖的水中植物堵塞所述管的微细孔，因此必须频繁地清洗该管。接着说明图2。图2A是另一种现有混合装置的剖面图，图2B是图2A的平面图。如图2A、B所示，在压缩机(图中未示出)侧高压空气通过吸入口21a供入外罩21的内部，供给外罩21的空气边通过网22和盖网23边分裂成细流进入废水中。这时，由于在外罩21的内部具有小珠24，所以所述小珠与压缩机(图中未示出)供给外罩21内部的空气边直接碰撞边使压缩空气分裂成微细部分。对于所述传统混合装置也存在网和盖网上形成的孔尺寸变小的程度受限制、因而流体混合效率低的缺点。本专利技术是为了解决所述现有技术的问题而提出的，本专利技术的目的在于提供利用可提高流体间的混合效率的声音共振的混合装置，该装置利用流体与流体之间发生的共振的声能将所述流体破碎成微细部分。为了达到所述目的，本专利技术包括外罩，流入部和喷出部，所述外罩浸泡在第一流体中，具有用于形成有一定空间的空腔的侧面和在所述侧面的两端部相对配置的上部和下部，并使流入内部的第二流体与所述第一流体混合；所述流入部具有流入口，所述流入口形成在外罩的侧面上，它用于将所述具有一定压力的第二流体引入所述空腔内，所述流入部使所述第二流体利用流入所述流入口的第一流体而沿形成所述空腔的外罩侧面形成涡流，并流动；所述喷出部用于使第二流体微细破碎，该喷出部具有形成在所述外罩的上部的喷出口，所述外罩外部的第一流体流入所述喷出口中央部，所述喷出口中央部与所述外罩内部形成的涡流的中央部相对应，同时，在所述喷出口中央部，外罩内部的涡流形态的混合流体向外罩外部喷出，由于所述流入的第一流体与喷出的混合流体的压力差而发生共振，第二流体在所述共振引起的声能作用下被微细地破碎。为了防止所述外罩的侧面阻碍所述外罩内部的沿外罩侧面以涡流形式流动的混合流体的流动，将所述腔的形状设置成圆柱形。为使所述外罩内部的混合流体进一步以涡流形式正确流动，在外罩的下部设有向所述喷出口突出形成的引导柱。为使流入所述喷出口的外罩外部的第一流体不受阻力作用，使所述引导柱的形状为越接近喷出口侧其直径越小的喇叭状。在所述上部开放形成所述喷出口，所述腔的直径越靠近喷出口侧越小。所述第二流体是气体，第一流体是液体，所述共振的频率F1＝2000～3000Hz。设该所述腔的直径为D1，流入口的直径为D3，流入流入口的第二流体的压力为Pin，喷出的第一流体的压力为Pout，则在流量为100-500l/min的范围内，H/D1≈0.5-2，D1/D3≈5-8，ΔP(Pin-Pout)≤2巴。所述利用共振的物质混合装置具有外罩和共鸣体积部，所述外罩浸入第一流体中，具有作为第一流体和混合于该第一流体中的第二流体的移动路径的流路；所述共鸣体积部具有一定的空间，设在与所述喷出口邻接的外罩上，与所述流路的所述喷出口连通，用以产生声能，该声能因共鸣而产生，所述共鸣由被流体喷出口喷出的第一流体与所述共鸣体积部相互作用产生励振而引起。所述流路的喷出口比吸入口更小，所述共鸣体积部形成圆柱形，与所述喷出口连通的共鸣体积部的开放部与从所述喷出口喷出的第一流体和第二流体混合后的混合流体的流动路线平行地形成。所述流路具有弯曲的吸入流路和喷出流路，在所述吸入流路中具有用于通过流入到所述外罩的流路的第二流体使流动的第一流体以涡流形式移动的圆柱形棒。所述圆柱形棒与吸入流路之间形成的空间形状为环形。在所述流路上具有使流过所述外罩流路的混合流体碰撞的板。在所述外罩上具有用于调节流路的喷出口大小的调节螺钉。所述第一流体是液体，第二流体是气体，吸入的气体压力为0.1-2巴，流量在100-500l/min范围内，共振频率F2＝1000-5000Hz。本专利技术的具有所述结构的混合装置可以使气体有效地混合在液体中，这种混合是利用因边相反向流动边正面相接的液体与气体混合的液体间的压力差而发生的共振所产生的声能将气体碎成微细部分实现的。以涡流形式流动的混合流体延长了碎裂成微细部分的气体在液体中的滞留时间，使所述液体和气体进一步充分搅拌，液体与气体的物质输送阻力降低，从而使所述液体和气体混合更充分。利用混合流体的流动与共鸣体积部的相互作用发生共振，利用共振产生的声能和反射板及圆形棒可使在涡流形式下喷出的混合流体发生共振，利用共振产生的声能使气体碎裂成微细部分，从而可使气体不受限制地碎成微细部分。下面结合几个优选实施例对本专利技术进行说明，通过说明本专利技术的所述目的和其它特征及优点将更为清楚。图1A是现有混合装置的斜视图；图1B为图1A中沿III-III线剖切的剖面图；图2A是另一现有混合装置的剖面图；图2B是图2A的平面图；图3A是本专利技术第一实施例的混合装置斜视图；图3B是沿图3A中III-III线剖切的剖面图；图4A是本专利技术第二实施例的混合装置剖面图；图4B也是本专利技术第二实施例的混合装置剖面图；图5A是本专利技术第三实施例的混合装置剖面图；图5B是沿图5A中III-III线剖切的剖面图；图6A是本专利技术第四实施例的混合装置斜视图；图6B是为了显示出图6A中的混合装置内部而卸下侧板后的状态的斜视图；图7是本专利技术第五实施例的混合装置剖面图。下面参照附图更详细地说明本专利技术优选实施例的利用声音共振的物质混合装置。本实施例以在废水处理厂对第一流体和第二流体进行混合的情况为例进行说明。对在废水处理厂中使用本实施例而言，所述第一流体是液体，第二流体是气体。实施例一下面参照图3说明本专利技术的第一实施例。图3A是本专利技术第一实施例的混合装置的斜视图，图3B是沿图3A中III-III线剖切的剖面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用声音共振的物质混合装置，其特征在于所述利用声音共振的物质混合装置包括： 外罩，所述外罩浸泡在第一流体中，具有用于形成有一定空间的空腔的侧面和在所述侧面的两端部相对配置的上部和下部，并使流入内部的第二流体与所述第一流体混合； 流入部，所述流入部具有流入口，所述流入口形成在外罩的侧面上，它用于将所述具有一定压力的第二流体引入所述空腔内，所述流入部使所述第二流体利用流入所述流入口的第一流体而沿形成所述空腔的外罩侧面形成涡流，并流动； 喷出部，所述喷出部用于使第二流体微细破碎，该喷出部具有形成在所述外罩的上部的喷出口，所述外罩外部的第一流体流入所述喷出口中央部，所述喷出口中央部与所述外罩内部形成的涡流的中央部相对应，同时，在所述喷出口中央部，外罩内部的涡流形态的混合流体向外罩外部喷出，由于所述流入的第一流体与喷出的混合流体的压力差而发生共振，第二流体在所述共振引起的声能作用下被微细地破碎。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林钟润，文钟德，
申请(专利权)人：社团法人高等技术研究院研究组合，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]