[實用新型]利用超聲輻射力對超細微粒精確分級裝置

無效

• 申請號: 200820171013.5
• 申請日: 2008-12-18
• 公開（公告）號: CN201361619Y
• 公開（公告）日: 2009-12-16
• 發明（設計）人: 周紅明;楊克己
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B07B7/00
• 分類號: B07B7/00;B07B11/08
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 林懷禹

技術領域

本實用新型涉及一種微粒分級裝置，尤其是涉及一種利用超聲輻射力對超細微粒精確分級裝置。

背景技術

目前，對于物料的分級和分離，一般采用氣流離心力篩選的方法、篩網篩選法以及在氣體或液體介質中的重力沉降法等。離心力篩選裝置一般包含旋轉部分和固定部分，依靠離心力對微粒進行分離，由于旋轉部分摩擦易產生污染物，而且由于離心力的作用，微細顆粒易粘附于分離裝置的內壁，普通方法難以去除，因此，此種分級方式不適合于一些領域的應用。篩網篩選法，雖然分級的精度較高，但是微細篩網網孔的制作難度較大，目前采用的是激光技術，同時超細網孔的制作成本較高，不適合普及應用。重力沉降法，微粒在流體中的粘滯阻力、表面性質以及微細的質量給分級帶來極大的影響，隨著粒徑的減小，1微米的微粒在空氣或水中的沉降末速已接近布朗運動的速度，與此同時，有些微細顆粒在液體中會溶解，導致液體沉降法存在局限性，所以直接利用重力場的沉降速度差進行分級精度較低，且適用范圍有限。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種利用超聲輻射力對超細微粒精確分級裝置，利用超聲輻射力對物體的作用，將不同粒徑的微細顆粒沉降到不同的微粒收集通道中，實現微細顆粒的精確分級，并且利用了超聲的高頻振動，防止微粒粘附于微粒收集通道的內壁上，實現清潔收集。

本實用新型采用的技術方案是：

在微粒分級通道的一端設有導入混有顆粒氣體的進氣口，微粒分級通道的另一端設有出氣口，微粒分級通道的正下方設有兩個以上的微粒收集通道，微粒分級通道的正上方設有超聲換能器陣列。

所述微粒分級通道的進氣口處為向微粒分級通道內逐步縮小的漏斗型進氣口。

所述微粒收集通道的個數及分布根據所要求的分級數量來確定。

把需要分離的微粒均勻的分布于氣體當中，將混有顆粒的氣體平穩的導入微粒分級通道中，微粒分級通道中沿垂直通道方向附加超聲輻射力場，在超聲輻射力的作用下，沿垂直通道方向上產生超聲輻射力場，使微粒沉降產生速度差，不同粒徑的顆粒下降速度各異，掉入不同的微粒收集通道中，實現分級功能。

本實用新型具有的有益效果是：

利用超聲輻射力對物體的作用，將不同粒徑的微細顆粒沉降到不同的微粒收集通道中，實現微細顆粒的精確分級，并且利用了超聲的高頻振動，防止微粒粘附于微粒收集通道的內壁上，實現清潔收集，并同時提供一種結構簡單，成本較低，操作簡便，易于實現自動化的微粒分級裝置。本實用新型尤其適用于平均粒徑范圍是0.1微米～1000微米各種材質微粒的分級。

附圖說明

附圖是本實用新型的結構原理示意圖。

圖中：1、微粒分級通道，2、進氣口，3.4.5、微粒收集通道，6、超聲換能器陣列，7.8.9、卸料閥，10、出氣口。

具體實施方式

以下結合附圖對微粒分級的原理及流程進行描述。

如附圖所示，所述微粒分級裝置包括，微粒分級通道1、微粒分級通道的前端設有混有顆粒的氣體導入的進氣口2，本實例中假設將微粒按粒徑大小分為三個等級，因此有三個微粒收集通道3、4和5，將三個微粒收集通道分別安裝在微粒分級通道1的正下方，在微粒分級通道1的正上方加載一個超聲換能器陣列6，用于產生穩定的超聲輻射力場。為了使懸浮于氣體的微細顆粒能受到超聲輻射力有效地作用，因此進入微粒分級通道的氣體層不宜過厚，微粒分級通道的入口處做成漏斗型，使薄層氣流平穩的導入微粒分級通道1。微粒收集通道3、4、5在水平方向上位于不同的位置，粒徑大的微粒所受到的輻射力越大，下降速度越快，最先沉降到微粒收集通道中，因此，最靠近進氣口2的微粒收集通道3所收集到的微粒粒徑最大，微粒收集通道4所收集的微粒粒徑中等，微粒收集通道5所收集到的微粒粒徑最小。每個微粒收集通道的底部分別設有出料口的卸料閥7、8、9，當微粒收集通道內的微粒積蓄到一定程度時，打開卸料閥排出，卸料閥為手動或者電控卸料閥，超聲換能器陣列可以通過購買超聲換能器探頭構成換能器陣列，若要節省成本可以購買壓電晶片構成超聲換能器陣列，超聲激發電路可參考網絡資源或相關論文，如岑雪青等在《機械制造與自動化》2005年第34卷第4期上發表的論文《超聲換能器陣列的多路激發電路設計》。

實施例說明：

本例在微粒分級通道1前端設有漏斗狀進氣口2，混有不同粒徑微細顆粒的氣體通過鼓風機，鼓風機轉速按照顆粒種類來確定，確保顆粒能夠浮于空氣中，從進氣口2平穩的導入微粒分級通道1，為了保證分級的精度，氣體中所攜帶的顆粒不宜過多，微顆粒體積含量范圍一般控制在0.1％～5％。微粒分級通道1正上方設有一個8陣元超聲換能器陣6，八片壓電陣元等間距粘貼在微粒分級通道1上表面，利用壓電陣元形成穩定的超聲輻射力場，輻射力場的大小可以通過控制壓電陣元電壓來進行控制，按照顆粒的種類及氣流的速度加以調整，確保顆粒能夠精確的沉降到微粒分級通道1正下方的三個微粒收集通道3、4、5當中。每個微粒收集通道底部對應設有卸料閥7、8、9，采用電控電磁閥進行控制，當微粒收集通道內的微粒積蓄到一定程度時，打開卸料閥排出，由于靜電等因素的影響，微細顆粒極易粘附在收集通道表面，在本實用新型中，由于在微粒分級通道上表面安裝了由八片壓電陣元構成的超聲換能器6，同時產生的超聲振動，可防止微粒粘附現象的發生。最后氣體從出氣口10排出，從新收集進行循環利用。