一種細(xì)微顆粒的超聲分離裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于物理分離設(shè)備研宄技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用超聲分離懸浮于流體中細(xì)微小顆粒的超聲分離裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]針對(duì)各種生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的細(xì)微顆粒污染物，傳統(tǒng)的方法就是利用陶瓷過(guò)濾器吸附、微細(xì)氣泡吸附以及利用流體與細(xì)小夾雜物之間的密度差自然沉淀等方法去除.也有采用電場(chǎng)]或磁場(chǎng)去除流體中的微小夾雜物的技術(shù).但當(dāng)顆粒物的粒徑小于60 μ m時(shí)，這些技術(shù)所獲得的效果并不理想.隨著超聲技術(shù)的發(fā)展，利用超聲波去除懸浮液中的微粒、氣泡或液滴的新方法越來(lái)越被人們所重視.但目前的研宄者基本采用駐波或行波的方法分離流體中的微小顆粒，傳統(tǒng)的超聲分離細(xì)微顆粒，利用的顆粒在聲壓波腹或聲壓波節(jié)處聚集而生成較大的顆粒并在重力作用下最后沉淀下來(lái)，且條件必須是流體中細(xì)微顆粒數(shù)目很多，這樣細(xì)微顆粒才會(huì)有機(jī)會(huì)碰撞聚集而形成大團(tuán)塊的顆粒沉淀下來(lái)。但是當(dāng)流體中細(xì)微顆粒由于數(shù)目少，碰撞的機(jī)會(huì)就會(huì)減少，聚集生成的大團(tuán)塊顆粒沉淀下來(lái)的數(shù)量也很少，這樣仍有細(xì)微顆粒懸浮于流體之中，就算細(xì)微顆粒最后也能聚集成大的團(tuán)塊而沉淀下來(lái)，但分離時(shí)間也很長(zhǎng)，且整個(gè)處理裝置龐大，因此，理論和實(shí)驗(yàn)證實(shí)單純的駐波或行波在短時(shí)間內(nèi)是很難將顆粒分離，且設(shè)備比較龐大，造成成本高，維修費(fèi)用高，能耗也大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有的超聲分離小顆粒的水處理設(shè)備所存在的不足，本發(fā)明提供了一種能夠?qū)?dòng)態(tài)水流中懸浮的微小顆粒快速分離且分離效果好的超聲分離裝置。
[0004]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)所采用的技術(shù)方案是該細(xì)微顆粒的超聲分離裝置是在動(dòng)態(tài)分離室的頂部加工進(jìn)水口、與進(jìn)水相對(duì)的一端底部依次加工有顆粒出口和出水口，在顆粒出口的前端水平設(shè)置有反射板，在動(dòng)態(tài)分離室的頂部與反射板正對(duì)的位置設(shè)置有第一超聲換能器，第一超聲換能器的聲波方向與水流方向垂直，在動(dòng)態(tài)分離室的出水口處設(shè)置有第二超聲換能器，第二超聲換能器的聲波方向與水流方向平行，在動(dòng)態(tài)分離室的進(jìn)水口處與第二超聲換能器正對(duì)的位置設(shè)置有吸聲板。
[0005]還可以在動(dòng)態(tài)分離室的頂部與顆粒出口正對(duì)的位置設(shè)置有第三超聲換能器，第三超聲換能器的聲波方向與水流方向垂直且與顆粒出口處顆粒流動(dòng)方向一致。
[0006]上述第三超聲換能器的頻率優(yōu)選4?7MHz，聲壓優(yōu)選I X 15?2.5X10 5Pa0
[0007]上述第一超聲換能器與反射板之間的距離最好等于第一超聲換能器聲波的波長(zhǎng)。
[0008]上述反射板的長(zhǎng)度與第一超聲換能器的總長(zhǎng)度相等。
[0009]上述第一超聲換能器的頻率優(yōu)選20?50KHz，能量密度優(yōu)選12?42J/m3，第二超聲換能器的頻率優(yōu)選2?5MHz，聲壓優(yōu)選I X 15?2.5X10 5Pa0
[0010]本發(fā)明的細(xì)微顆粒的超聲分離裝置是利用聲波在管道里形成駐波，聲駐波的形成會(huì)導(dǎo)致介質(zhì)中細(xì)微的顆粒在聲輻射力的作用下向波節(jié)或波腹迀移(由顆粒的密度決定是向波節(jié)還是向波腹移動(dòng))，大量顆粒聚集并碰撞形成重力更大的顆粒群，最后在重力作用沉降下來(lái)，從而達(dá)到分離的目的；本發(fā)明采用低頻駐波和高頻行波聯(lián)合的方法大大縮短處理時(shí)間和設(shè)備成本，處理效率高，整個(gè)設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，更重要的是能夠分離流場(chǎng)中的細(xì)微顆粒，即使是極少數(shù)目也能被分離，而且分離時(shí)間短，分離效果好。
【附圖說(shuō)明】
[0011 ] 圖1為實(shí)施例1的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2為實(shí)施例4的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]現(xiàn)結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明，但是本發(fā)明不僅限于下述的實(shí)施情形。
[0014]實(shí)施例1
[0015]由圖1可知，本實(shí)施例的細(xì)微顆粒的超聲分離裝置是由動(dòng)態(tài)分離室1、第一超聲換能器3、第二超聲換能器6、吸聲板4、反射板5以及第三超聲換能器2組成。
[0016]本實(shí)施例的動(dòng)態(tài)分離室I是高為40_，長(zhǎng)為1600mm，寬為210mm，截面為方形結(jié)構(gòu)，在其左端頂部加工有一個(gè)進(jìn)水口 a，在右端底部加工有一個(gè)出水口 C，在出水口 c的前端加工有顆粒出口 b，在進(jìn)水口 a處的頂壁上并列安裝有22個(gè)頻率為40KHz、能量密度為12J/m3的第一超聲換能器3，該第一超聲換能器3是采用壓電換能器，其聲波方向與水流方向垂直，其總長(zhǎng)為1300mm，每個(gè)第一超聲換能器3的福射面的直徑為100mm，相鄰的第一超聲換能器3之間的間距為10mm，處理時(shí)間為51s左右，在顆粒出口 b的前端動(dòng)態(tài)分離室I的底部安裝有反射板5，反射第一超聲換能器3產(chǎn)生的聲波，使水流中的顆粒經(jīng)過(guò)第一超聲換能器3，在其聲壓波腹或聲壓波節(jié)處聚集，該反射板5的長(zhǎng)為1300mm，寬為210mm，厚度為2mm，是采用不銹剛材料制成的平面板，為了保證最佳的處理效果，控制反射板5與第一超聲換能器3之間的距離約為第一超聲換能器3的聲波的波長(zhǎng)。為了使聚集的顆粒能夠順利排出，在動(dòng)態(tài)分離室I的頂部與顆粒出口 b正對(duì)的位置安裝第三超聲換能器2，該第三超聲換能器2長(zhǎng)為100mm，聲波方向與水流方向垂直、與顆粒流動(dòng)方向一致，在顆粒的上方施加向下的推力，其頻率為7MHz，聲壓為2.5 X 15Pa,處理時(shí)間只需要14s，為了保證顆粒分離徹底，在出水口 c處的動(dòng)態(tài)分離室I內(nèi)壁上還安裝有一個(gè)第二超聲換能器6，其長(zhǎng)為210mm，頻率為5MHz，聲壓為2.5 X 15Pa,其聲波方向與水流方向平行且相反，使初步分離后的水流中殘留的微小顆粒能夠在第二超聲換能器6的聲壓波腹或聲壓波節(jié)處聚集，并返回至顆粒出口b處，處理時(shí)間為46s左右，為了避免第二超聲換能器6產(chǎn)生駐波，在進(jìn)水口 a端與第二超聲換能器6正對(duì)的位置安裝有吸聲板4，該吸聲板4長(zhǎng)為210mm，寬為40mm，厚度為10mm，使采用橡膠材料制成。
[0017]本實(shí)施例的細(xì)微顆粒的超聲分離裝置在使用時(shí)是安裝在洗煤廠污水排放段用來(lái)除去懸浮的細(xì)煤塵，也可安裝在火力發(fā)電廠的灰塵排放口等一切具有向環(huán)境排放細(xì)微顆粒的單位，其進(jìn)水口與洗煤廠的污水排放口連通，顆粒出口與顆粒收集裝置連通，開(kāi)啟第一超聲換能器3使細(xì)微顆粒在超聲波作用下在聲壓波腹或聲壓波節(jié)處聚集，形成較大顆粒在第三超聲換能器的推動(dòng)下從顆粒出口排出，未分離完全的微小顆粒在第二超聲換能器的作用下聚集成較大顆粒并返回顆粒出口排出。
[0018]實(shí)施例2
[0019]本實(shí)施例的動(dòng)態(tài)分離室I是高為75_，長(zhǎng)為2100_，寬為210_，截面為方形結(jié)構(gòu)，在其左端頂部加工有一個(gè)進(jìn)水口 a，在右端底部加工有一個(gè)出水口 C，在出水口 c的前端加工有顆粒出口 b，在進(jìn)水口 a處的頂壁上并列安裝有32個(gè)頻率為20KHz、能量密度為12J/m3的第一超聲換能器3，該第一超聲換能器3是采用壓電換能器，其聲波方向與水流方向垂直，其總長(zhǎng)為1800mm，