一种超声波粉碎分散处理设备及处理方法与流程

本发明涉及超声波领域，尤其涉及一种超声波粉碎分散处理设备及处理方法。

背景技术：

在超声波领域中，可以利用超声波对物料进行粉碎和分散，常常应用于细胞破碎或者纳米材料进行分散，通常是，将物料放入料筒内，给换能器供电，换能器上的变幅杆插入料筒内，实现对物料进行粉碎分散。然而，使用超声波进行粉碎分散物料过程中，料筒内物料会产生大量的热量，有些物料存在上限温度，需要降温处理，于是对料筒进行冷却，到达降温内部物料的目的。

现有采用的方法有，第一种方法，当物料的处理量只有几十毫升以内时，所用的料筒就是试管或是离心管之类的极小型容器，此时可以将极小型容器置于一个稍大的容器之中，并在大容器中加入冰块，起到冷却作用，但是随着超声时间的增长和热量的增加，冰块会逐渐融化，需要不断地添加新冰块，这样整个过程需要有人值守，而且根据原理，在实际使用，这种方法不适用于大量处理，故这种方法存在较大的缺陷；为此，出现了第二种方法，将料筒制成双层结构，内层用于盛放物料，夹层用于通循环冷却水，但是，双层结构的料筒，使得料筒的重量大大增加，不利于料筒的取放，而且冷却循环管路跟料筒连接在一起，妨碍装卸，同时，双层结构的料筒其用于倾倒物料的料嘴不好设计。

例如，现有公开号为204051834U的中国实用新型公开了《用于粉碎试剂颗粒的超声波换能器》，包括隔音箱，隔音箱内腔上部放置有换能器，换能器下端连接有变幅杆，隔音箱内腔下部设有破碎瓶，破碎瓶中部设有用于放置试剂溶液的第一腔体，第一腔体与破碎瓶外壁之间沿周向设有用于放置冷却水的第二腔体，变幅杆位于第一腔体内；隔音箱外部设有可控制第二腔体内的冷却水与外部保持水循环状态的冷却水循环设备，第二腔体外壁上部设有出水口，第二腔体外壁下部设有进水口，进水口和出水口均通过水管与冷却水循环设备连接。然而，该实用新型的破碎瓶笨重，同时，在更换破碎瓶时，需要将冷却水管接头拆下，之后，又需要安装上，操作麻烦，同时容易出现漏装，另外，为了防止第二腔体内的冷却水漏出，第二腔体的进出口都需装阀门，这样加上阀门和冷却水，整个破碎瓶的重量成倍增加。

技术实现要素：

本发明要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种超声波粉碎分散处理设备，在超声波粉碎过程中，直接把冷却水浇射到料筒外壁进行循环快速冷却，可以大大减轻料筒的重量，并与冷却循环管路分离，便于料筒的取进取出。

本发明要解决的第二个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种利用上述超声波粉碎分散处理设备进行物料粉碎的处理方法，在超声波粉碎过程中，直接把冷却水射到料筒外壁进行循环快速冷却，可以大大减轻料筒的重量，便于料筒的取进取出，相对于冰浴冷却方式，可以取得更好的降温效果，同时使得设备结构更为简单。

本发明解决第一个技术问题所采用的技术方案为：一种超声波粉碎分散处理设备，包括箱体、超声波电源和用于盛放粉碎物料的料筒，所述箱体的内腔上部设置有与所述超声波电源电连接的换能器，该换能器的下端连接有插入所述料筒内的变幅杆，其特征在于：所述箱体内设置有支撑架，所述料筒可拆卸安装于所述支撑架上，所述箱体的下部设置有冷却水槽，所述箱体内设置有将冷却水槽内的冷却水引流浇射至料筒外壁的引水组件。

进一步地，所述料筒的可拆卸连接方式为插装或者卡装方式。

更进一步地，所述支撑架包括横向布置于箱体上部的支撑板，所述换能器固定于该支撑板上，所述支撑板的下方相对固定有一组用于安装料筒的挂杆，挂杆上开设有沉头孔，所述挂杆上开设有与该沉头孔相通的卡槽，所述料筒的顶部向上延伸有一组卡入所述卡槽内的凸柱，凸柱的顶部形成有一坐落于所述沉头孔内的圆盘。

或者，所述支撑架上开设有通孔，所述料筒的顶部向上延伸有穿过所述通孔的连接柱，该连接柱上开设有螺纹，所述连接柱上旋合有将料筒固定于支撑架上的螺母，使用时，连接柱插入通孔，旋上螺母，即可对料筒进行固定，需要拆卸时，只需旋松螺母，取下料筒即可，操作方便。

更进一步地，所述引水组件包括置于冷却水槽内的水泵、与该水泵连接将冷却水向上输送的输送管，该输送管的出口连接有一冷却主管，该冷却主管上连通有至少一个面向所述料筒外壁的冷却水出水头。

更进一步地，所述支撑架的下方固定有用于支撑固定所述冷却主管的固定板，从而简化了支撑架的结构。

更进一步地，所述超声波粉碎分散处理设备还包括一对冷却水进行实时冷却的冷却系统，该冷却系统包括置于箱体外部的压缩机和散热板以及置于所述冷却水槽内的冷凝排管，冷凝排管与压缩机连接，防止冷却水槽内的冷却水在使用过程中温度升高，降低冷却效果。

优选地，所述箱体为隔音箱，起到隔音效果。

与现有技术相比，本发明解决第一个技术问题的优点在于：本发明的料筒可以采用单层结构，减轻了料筒的重量，便于手动取放，同时，单层料筒简化料嘴的设计，使得物料的倾倒也变得更为容易；另外，重量轻和装卸方便，配合本发明的料筒采用可拆装方式固定于箱体的支撑板上的设计，在装入物料或者倾倒物料时，只需将料筒取下、装上即可，避免了采用泵对物料进行输送，造成物料的严重浪费和减少污染环节；此外，本发明在箱体的底部位于变幅杆的下方设置了循环冷却水槽，采用出水头向料筒外壁浇射冷却水的方式对料筒进行降温，装卸料筒时，无需对冷却水管接头进行插拔拆装，也不会有循环管路内和夹层内的冷却水漏出的问题；本发明可以采用重量较轻的单层料筒，结合料筒在支撑架的可拆卸设计，同时，料筒与冷却水槽之间留有较大距离，使得料筒安装拆卸操作方便，同时，在超声波粉碎过程中，利用冷却水对料筒外壁进行浇射循环快速冷却，整个冷却循环管路跟料筒完全分离，冷却循环管路不会妨碍料筒的装卸，使得料筒的外壁冷却与料筒的拆装操作方便相互协调。

本发明解决第二个技术问题所采用的技术方案为：一种利用上述的超声波粉碎分散处理设备进行物料粉碎的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、将物料盛放在料筒中，打开箱体，将料筒从变幅杆的下端穿入，向上提升料筒，将料筒上的凸柱卡装于卡槽内，松开料筒，料筒上的圆盘落入支撑架的沉头孔内；

(2)、关闭箱体，接通电源，按下控制开关，超声波电源、压缩机和水泵工作；

(3)、变幅杆对料筒内的物料进行破碎，水泵将冷却水槽内的冷却水输送至冷却主管，冷却主管的冷却水通过各个出水头将冷却水浇射至料筒的外壁，冷却水沿着料筒外壁在重力作用下环绕料筒四周往下流，形成水幕，最终回落到冷却水箱形成循环回流，同时，在压缩机的作用下，冷却水槽内的冷凝排管将冷却水进行实时冷却，防止冷却水升温；

(4)、物料破碎完成后，水泵、换能器和压缩机外机停止工作；

(5)、将箱体内的料筒先向上提起，料筒上的圆盘离开支撑架上的沉头孔，将料筒向前移动一定距离，料筒上的凸柱离开支撑架上的卡槽，接着，料筒向下移动，使得变幅杆离开料筒，取出料筒，将破碎后的物料倒出，完成一次粉碎过程，需要再次粉碎，重复步骤(1)至步骤(5)。

与现有技术相比，本发明解决第二个技术问题的优点在于：本发明的料筒可以采用单层结构，减轻了料筒的重量，便于手动取放，同时，单层料筒简化料嘴的设计，使得物料的倾倒也变得更为容易；另外，重量轻和装卸方便，配合本发明的料筒采用可拆装方式固定于箱体的支撑板上的设计，在装入物料或者倾倒物料时，只需将料筒取下、装上即可，避免了采用泵对物料进行输送，造成物料的严重浪费和减少污染环节；此外，本发明在箱体的底部位于变幅杆的下方设置了循环冷却水槽，采用出水头向料筒外壁浇射冷却水的方式对料筒进行降温，装卸料筒时，无需对冷却水管接头进行插拔拆装，也不会有循环管路内和夹层内的冷却水漏出的问题；本发明可以采用重量较轻的单层料筒，结合料筒在支撑架的可拆卸设计，同时，料筒与冷却水槽之间留有较大距离，使得料筒安装拆卸操作方便，同时，在超声波粉碎过程中，利用冷却水对料筒外壁进行浇射循环快速冷却，整个冷却循环管路跟料筒完全分离，冷却循环管路不会妨碍料筒的装卸，使得料筒的外壁冷却与料筒的拆装操作方便相互协调。

附图说明

图1是本发明实施例中超声波粉碎分散处理设备的正视图；

图2是本发明实施例中超声波粉碎分散处理设备的结构示意图；

图3是图2中缺少料筒的结构示意图；

图4是图2中缺少换能器的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1至4所示，本实施中的超声波粉碎分散处理设备，包括箱体3、超声波电源11、料筒6、支撑架4、换能器12、引水组件5、冷却水槽7和冷却系统。

其中，箱体3为隔音箱，起到隔音效果，料筒6用于盛放粉碎分散物料，所述箱体3的内腔上部设置有与所述超声波电源11电连接的换能器12，该换能器12的下端连接有插入所述料筒6内的变幅杆121，所述箱体3内设置有支撑架4，所述料筒6可拆卸安装于所述支撑架4上，所述箱体3的下部设置有冷却水槽7，所述箱体3内设置有将冷却水槽7内的冷却水引流浇射至料筒6外壁的引水组件5，该引水组件5包括置于冷却水槽7内的水泵、与该水泵连接将冷却水向上输送的输送管51，该输送管51的出口连接有一冷却主管52，该冷却主管52上连通有至少一个面向所述料筒6外壁的冷却水出水头53。在本发明中引水组件5将冷却水引流浇射至料筒6外壁的方式中，按冷却水冲击料筒6外壁上的缓急程度，引流浇射的方式可以是浇灌、喷射或者鉴于这两种方式之间的引流方式。优选地，冷却水冲击料筒6外壁上的缓急程度采用鉴于这两种方式之间的引流方式。原因在于，水流大急或是太缓都不能包裹整个料筒的外壁。

进一步地，所述料筒6的可拆卸连接方式为插装或者卡装方式。具体地，所述料筒6的可拆卸连接的第一种方式为，所述支撑架4包括横向布置于箱体3上部的支撑板41，所述换能器12固定于该支撑板41上，所述支撑板41的下方相对固定有一组用于安装料筒6的挂杆42，挂杆42上开设有沉头孔421，所述挂杆42上开设有与该沉头孔421相通的卡槽422，所述料筒6的顶部向上延伸有一组卡入所述卡槽422内的凸柱61，凸柱61的顶部形成有一坐落于所述沉头孔421内的圆盘62，进一步地，支撑架4的下方固定有用于支撑固定所述冷却主管52的固定板43。

所述料筒6的可拆卸连接的第二种方式为，所述支撑架4上开设有通孔，所述料筒6的顶部向上延伸有穿过所述通孔的连接柱，该连接柱上开设有螺纹，所述连接柱上旋合有将料筒6固定于支撑架4上的螺母，使用时，连接柱插入通孔，旋上螺母，即可对料筒6进行固定，需要拆卸时，只需旋松螺母，取下料筒6即可，操作方便。

另外，所述冷却系统包括置于箱体3外部的压缩机21以及置于所述冷却水槽7内的冷凝排管22，冷凝排管22与压缩机21连接，防止冷却水槽7内的冷却水在使用过程中温度升高，降低冷却效果。

最后，本发明还提供了一种利用上述的超声波粉碎分散处理设备进行物料粉碎分散的处理方法，包括以下步骤：

(1)、将物料盛放在料筒6中，打开箱体3，将料筒6从变幅杆121的下端穿入，向上提升料筒6，将料筒6上的凸柱61卡装于卡槽422内，松开料筒6，料筒6上的圆盘62落入支撑架4的沉头孔421内；

(2)、关闭箱体3，接通电源，按下控制开关，超声波电源11、压缩机21和水泵工作；

(3)、变幅杆121对料筒6内的物料进行破碎分散，水泵将冷却水槽7内的冷却水输送至冷却主管52，冷却主管52的冷却水通过各个出水头53将冷却水浇射至料筒6的外壁，冷却水沿着料筒6外壁在重力作用下环绕料筒四周往下流，形成水幕，最终回落到冷却水箱7形成循环回流，同时，在压缩机21的作用下，冷却水槽7内的冷凝排管22将冷却水进行实时冷却，防止冷却水升温；

(4)、物料破碎完成后，水泵、换能器12和压缩机21外机停止工作；

(5)、将箱体3内的料筒6先向上提起，料筒6上的圆盘62离开支撑架4上的沉头孔421，将料筒6向前移动一定距离，料筒6上的凸柱61移离支撑架4上的卡槽422，接着，料筒6向下移动，并低于变幅杆121位置，取出料筒6，将破碎后的物料倒出，完成一次粉碎过程，需要再次粉碎，重复步骤(1)至步骤(5)。

综上，本发明的料筒6可以采用单层结构，减轻了料筒的重量，便于手动取放，同时，单层料筒简化料嘴的设计，使得物料的倾倒也变得更为容易；另外，重量轻和装卸方便，配合本发明的料筒6采用可拆装方式固定于箱体3的支撑板4上的设计，在装入物料或者倾倒物料时，只需将料筒取下、装上即可，避免了采用泵对物料进行输送，造成物料的严重浪费和减少污染环节；此外，本发明在箱体3的底部位于变幅杆121的下方设置了循环冷却水槽7，采用出水头53向料筒6外壁浇射冷却水的方式对料筒6进行降温，便于料筒6的冷却操作，无需对冷却水管接头进行插拔拆装，也不会有循环管路和夹层内的冷却水漏出的问题；本发明可以采用重量较轻的单层料筒，结合料筒6在支撑架4的可拆卸设计，同时，料筒6与冷却水槽7之间留有较大距离，使得料筒6安装拆卸操作方便，同时，在超声波粉碎过程中，利用冷却水对料筒6外壁进行浇射循环快速冷却，整个冷却循环管路跟料筒完全分离，冷却循环管路不会妨碍料筒6的装卸，使得料筒6的外壁冷却与料筒6的拆装操作方便相互协调。