专利名称：带超声波的可调旋转式放电设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种带超声波的可调旋转式放电设备，用于不同物质特性的物料在处理过程中能产生超声波与液中脉冲放电的共同作用。
背景技术：
本实用新型作出以前，在已有技术中，放电设备通常是采用在罐体上安装罐盖，空心轴安装在罐盖上，正负电极固定在空心轴上。电脉冲放电和超声波各自为单独的装置，无电脉冲放电和超声波振动的共同作用的设备。由于电脉冲放电采用固定电极，间隙大、不能调整，从而不能保证对不同物理特性的物料都能产生放电作用；电极不能旋转，主放电通道和无数个弱放电通道能量不均；结构上(如空心轴放电腔内等)有放电死角；不能或不方便物料的分离与提取；安装、维修、清洗麻烦。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种结构紧凑，合理；能通过正负电极的间隙，实现常压或低压下通过脉冲放电，放电时间短，脉冲频率高，作用能量大，消毒杀菌等效果好的带超声波的可调旋转式放电设备。
本实用新型的主要解决方案是这样实现的本实用新型主要采用罐盖16安装在罐体18上，空心轴3固定在罐盖16上，其特征是采用玻璃罩6安装在罐盖16上，动电极1连接空心轴3，密封套28、小隔套27及电刷正极14分别安装在空心轴3上，动电极底板29与动电极1连接，定电极组件安装在罐体18内，动电极旋转机构固定在空心轴3上端，超声波装置安装在罐体18上。
本实用新型定电极组件由定电极2、垫盘30、导线管32、密封套25、大隔套26组成，定电极2导线穿过密封套25，再穿过导线管32后引出，导线管32及导线采用密封套25压紧，大隔套26固定在垫盘30上。
本实用新型动电极旋转机构由步进电机10、齿形带带轮11、齿形带8、花键轴9、止推轴承12组成，齿形带带轮11分别连接在花键轴9及步进电机10上，齿形带8连接齿形带带轮11，花键轴9采用轴承12支撑。
本实用新型超声波装置由超声波发生器21、壳体20、弹性膜22、密封垫19、传导液38、缓振垫45组成，超声波发生器21与缓振垫45固定在壳体20上，壳体20与罐体18间夹有弹性膜22和密封垫19，传导液38加入在壳体20内。
本实用新型与已有技术相比具有以下优点本实用新型结构紧凑，合理，可用于食品、生物、医药、化工、环保等领域中的高能量状态的瞬时消毒杀菌处理和物料的分离与提取设备；低能量状态的生物基因提取与诱导融合处理，特殊功能的生物发酵装置；以及废水处理过程的装备配套的放电设备，能通过正负电极的小间隙和间隙可调，实现在常压或低压下通过对物料(如消毒杀菌等)脉冲放电；能与超声波的联合作用强化冲击波空化杀菌作用，旋转带搅拌作用的动电极消除物料接受能量所产生效果的不均衡现象；罐体的结构和液位尺功能等消除了放电与超声波的死角；由于放电时间短，脉冲频率高，放电能量大，故杀菌等效果好、生产效率高，能耗低；温升小，能保持食品的风味、滋味、品质。
图1为本实用新型的结构主视图；图2为本实用新型的结构俯视图；图3为本实用新型定电极组件结构图；图4为本实用新型定电极组件A处放大图；图5为本实用新型动电极组件结构图；图6为本实用新型动电极组件A处放大图；图7为本实用新型定电极与导线连接结构图；图8为本实用新型动电极与导线连接结构图；图9为本实用新型动电极与导线连接结构A-A放大图；图10为本实用新型超声波装置结构图；图11为本实用新型空心轴结构图；图12为本实用新型空心轴结构图的后视图；具体实施方式
下面本实用新型将结合附图中的实施例作进一步描述本实用新型主要由1.动(正)电极、2.定(负)电极、3.空心尼龙轴、4.液位尺、5.观察孔、6.玻璃罩、7.销、8.齿形带、9.花键轴、10.步进电机、11.齿形带带轮、12.止推轴承、13.带座轴承、14.宽电刷正极、15.导线架、16.罐盖、17.进口、18.罐体、19.密封垫、20.壳体、21.超声波发生器、22.弹性膜、23.出口、24.接地极、25.小硅橡胶密封套、6.大隔套、27.小隔套、28.大硅橡胶密封套、29.动电极底板、30.垫盘、31.底液排放口、32.导线管、33.尼龙销钉、34.装配用工具、35.罐体导向条、36.塞焊焊点、37.双锥形孔、38.传导液、39.堵塞螺钉、40.空心孔、41.腰形通、42.导线孔、43.销孔44.键槽、45.缓振垫等组成。
本实用新型采用罐盖16固定在罐体18上，空心轴3安装在罐盖16上，并伸入罐体。动电极组件由动电极1、空心轴3、电刷正极14、导线架15、小隔套27、大硅橡胶密封套28组成。动(正)电极1靠键与空心尼龙轴3相连，可根据物料特性要求，选用各种高度不同的小隔套27来调整动电极之间的距离；小隔套27、大硅橡胶密封套28分别安装在空心轴3上。大硅橡胶密封套28上有键槽孔和导线孔，动电极1的导线穿过大硅橡胶密封套28上的导线孔，再进入空心尼龙轴的空心孔40，大硅橡胶密封套28导线孔的作用是防止液体进入空心尼龙轴3的空心孔内；在空心孔内多根导线由导线架15合并，并单根引出后，穿出空心尼龙轴3与220mm宽的宽电刷正极14一起固定在空心尼龙轴上，作为正电极引入。动电极1采用1-20个。宽电刷正极14安装在空心尼龙轴3上。动电极底板29与动电极1靠螺纹连接，其作用是夹紧空心尼龙轴3，使定电极2的最下一个与其在电极中部区域，产生放电，消除放电死角。空心尼龙轴3靠两个带座轴承13固定在罐盖16上。
本实用新型定电极组件由定(负)电极2、密封套25、大隔套26、垫盘30、导线管32、销钉33组成。定(负)电极2导线穿过小硅橡胶密封套25后，再穿进三个导线管32的其中一个后引出；三个导线管及导线，由小硅橡胶密封套25压紧密封，以防止液体进入导线管内。定电极2采用1-21个。根据物料特性要求，定电极间的距离由高度不同的大隔套26来调整。垫盘30由尼龙销钉33与三个导线管32紧配合装配。
本实用新型动、定电极的组合安装在罐体18外，用装配用具——装配工具箍34同时完成定、动电极组件的组合装配，然后，大隔套26上的凹槽沿两个罐体导向条35共同装入。
本实用新型动、定电极间隙调整定、动电极之间的等距离靠定电极组件中的空心尼龙轴3上下调整安装实现，两个带座轴承13的紧定螺钉的固定空心尼龙轴3，宽电刷正极14宽220mm，保证动、定电极之间的间隙在2～200mm之间。在花键轴9上的齿形带带轮11在花键轴9上可上下滑移，实现动、定电极间隙的调整要求。
本实用新型动电极的旋转传动结构由步进电机10、齿形带带轮11、花键轴9、齿形带8、止推轴承12、销7组成。步进电机10安装在与罐体18连接的机架上，步进电机10上有齿形带带轮11，其转动通过齿形带8和花键轴9上齿形带带轮11传递到花键轴9上，齿形带8连接齿形带带轮11，花键轴9与空心尼龙轴3靠两个销7连接，花键轴9由止推轴承12支撑，从而实现动电极旋转。
本实用新型超声波装置由超声波发生器21、壳体20、弹性膜22、密封垫19、传导液38、螺钉39组成。超声波发生器21与缓振垫45靠螺栓拧在壳体20上，壳体20与罐体18间夹着弹性膜22和密封垫19，靠螺钉安装在罐体18上，然后，从堵塞螺钉39处加传导液38至壳体22内，振动能量通过传导液38、弹性膜22将能量输入物料。
本实用新型罐体部分的结构罐体18上制有进口17、出口23、观察孔5、底液排放口31等；超声波部件安装在罐体18的进口、出口一侧，另一侧安装有液位尺4；罐体18内制有罐体导向槽35。罐体上部有罐盖16，罐盖16上有动电极安装支架，用于安装带座轴承13和止推轴承12，用于罩住电极与旋转部件的玻璃罩6安装在罐盖上16；罐体18的后侧安装步进电机10的机架；罐体1 8的底部引出接地极24。
本实用新型采用导线穿过定电极2上外圆柱面上的径向孔，与定电极2用锡焊点36焊后两面磨平。导线穿过动电极1上内孔面上的径向孔，与动电极1用锡焊点36焊后两面磨平；动电极1上制有均布的双锥形孔37，双锥形孔37起到搅拌物料的作用。
本实用新型空心尼龙轴中制有空心孔40，圆柱面上制有对面对错位分布的穿动电极导线的腰形通孔41、与宽电刷正极相连的单根导线穿出的导线孔42、销孔43和键槽44。
本实用新型中所述的大隔套26、密封套25、28、小隔套27的高度分别为5-600mm。
本实用新型中的动电极1、定电极2的形状分别为圆形。
本实用新型的工作原理液态原料的常压或低压下通过脉冲放电来杀菌，比高压电场杀菌更具安全性和经济性，其机理主要是电化学杀菌、冲击波空化杀菌、电磁效应杀菌和局部热杀菌等综合作用的结果。电化学杀菌及冲击波空化杀菌起主导作用。在液体中脉冲放电会形成1个主放电通道和无数个弱放电通道。在放电杀菌时主放电通道中心温度极高，生物不能存活，但由于主放电通道区间极小，在测量处理液体温度时发现，离主放电通道较近和较远处的液体温度相差较大，这说明放电时被处理液体没有产生比较强烈的对流，因此放电杀菌的主要机理不是热杀菌。
因此，要达到电化学杀菌及冲击波空化杀菌起主导作用，必须有放电现象，无放电现象只起一点电化学杀菌作用。只有在正负电极间隙小的情况下，才能在常规或低电压下产生放电，否则只能高压放电，故采用小间隙。由于液态物料的特性(如导电性等)不同，需要调整正负电极的间隙，本设备的范围在5～200mm。
低频功率超声波的主要特性在于冲击波空化作用的机械和化学影响。所谓‘空化作用’是指当声波在媒质中传播时，若声强足够大，液体所受的负压足够强，媒质分子间的平均距离就会超过极限值，液体结构的完整性会遭到破坏并出现空穴。在空化气泡激烈收缩和崩溃的瞬间，泡内可能出现几百个大气压的高压，以及数千度的高温。空化时还伴随强大的冲击波(对均相液体)和速度达400km/s的射流(对非均相液体)。
因此，为强化冲击波空化作用，附加了超声波装置。由于主放电通道的缘故(产生在正负电极间距最小的微观尖峰处)，故要求正负电极表面光滑和平行度高，更好的措施是边旋转动电极边放电，或无放电脉冲时旋转一定角度再放电，均衡主放电通道和弱放电通道，并且旋转带搅拌作用的动电极能更好地消除物料接受能量所产生效果的不均衡现象，出料口高度和控制的进料高度，消除放电电极以外的死角及死角物料的混入已杀菌的物料。底液出口用于物料的分离与提取。
为达到不同功能下的最佳效果，其调整参数有脉冲宽度、脉冲间歇宽度、脉冲电压和电流；正负电极的间隙、动电极的旋转速度与转停时间；超声波的振幅与频率；脉冲与超声波各自的作用时间；由阀控制的进料高度与出料的数量(由液位尺观察)。
权利要求1.一种带超声波的可调旋转式放电设备，采用罐盖(16)安装在罐体(18)上，空心轴(3)固定在罐盖(16)上，其特征是采用玻璃罩(6)安装在罐盖(16)上，动电极(1)连接空心轴(3)，密封套(28)、小隔套(27)及电刷正极(14)分别安装在空心轴(3)上，动电极底板(29)与动电极(1)连接，定电极组件安装在罐体(18)内，动电极旋转机构安装在空心轴(3)上端，超声波装置安装在罐体(18)上。
2.根据权利要求1所述的带超声波的可调旋转式放电设备，其特征在于所述的定电极组件由定电极(2)、垫盘(30)、导线管(32)、密封套(25)、大隔套(26)组成，定电极(2)导线穿过密封套(25)，再穿过导线管(32)后引出，导线管(32)及导线采用密封套(25)压紧，大隔套(26)固定在垫盘(30)上。
3.根据权利要求1所述的带超声波的可调旋转式放电设备，其特征在于所述的动电极旋转机构由步进电机(10)、齿形带带轮(11)、齿形带(8)、花键轴(9)及止推轴承(12)组成，齿形带带轮(11)分别连接在花键轴(9)及步进电极(10)上，齿形带(8)连接齿形带带轮(11)，花键轴(9)采用轴承(12)支撑。
4.根据权利要求1所述的带超声波的可调旋转式放电设备，其特征在于所述的动电极(1)上的导线穿过密封套(28)上的导线孔，并进入空心轴(3)上空心孔(40)内，由导线架(15)合并，并单根引出穿过空心轴(3)与宽电刷正极(14)固定在空心轴(3)上。
5.根据权利要求1所述的带超声波的可调旋转式放电设备，其特征在于所述的大隔套(26)、密封套(25、28)、小隔套(27)的高度分别为5-600mm。
6.根据权利要求1所述的带超声波的可调旋转式放电设备，其特征在于所述的超声波装置由超声波发生器(21)、壳体(20)、弹性膜(22)、密封垫(19)、传导液(38)、缓振垫(45)组成，超声波发生器(21)与缓振垫(45)固定在壳体(20)上，壳体(20)与罐体(18)间夹有弹性膜(22)和密封垫(19)，传导液(38)加入在壳体(20)内。
7.根据权利要求1所述的带超声波的可调旋转式放电设备，其特征在于所述的动电极(1)采用1-20个，定电极(2)采用1-21个，其形状分别为圆形。
8.根据权利要求1所述的带超声波的可调旋转式放电设备，其特征在于所述的动电极(1)上制有均匀分布的双锥形孔(37)和磨平的塞焊焊点(36)。
9.根据权利要求1所述的带超声波的可调旋转式放电设备，其特征在于所述的空心轴(3)圆柱面上制有对面对错位分布的穿动电极导线的腰形通孔(41)、与宽电刷正极相连的单根导线穿出的导线孔(42)、销孔(43)和键槽(44)。
10.根据权利要求1所述的带超声波的可调旋转式放电设备，其特征在于所述的罐体(18)上制有进口(17)、出口(23)、观察孔(5)、底液排放孔(31)及安装液位尺(4)。
专利摘要本实用新型涉及一种带超声波的可调旋转式放电设备，用于不同物质特性的物料在处理过程中能产生超声波与液中脉冲放电共同作用。其特征是采用玻璃罩安装在罐盖上，动电极连接在空心轴上，密封套、小隔套及电刷正极分别安装在空心轴上，动电极底板与动电极连接，定电极组件安装在罐体内，动电极旋转机构固定在空心轴上端，超声波装置安装在罐体上。本实用新型结构紧凑，合理，可通过正负电极的小间隙和间隙可调，实现在常压或低压下通过脉冲对物料放电；放电时间短，脉冲频率高，放电能量大，故杀菌等效果好，消除了放电与超声波的死角，生产效率高，能耗低；温升小，能保持食品的风味、滋味、品质，可广泛用于食品、生物、医药、化工、环保等领域。
文档编号B01J19/08GK2662989SQ20032012358
公开日2004年12月15日 申请日期2003年12月26日 优先权日2003年12月26日
发明者章军, 吕兵 申请人:江南大学