[发明专利]转接头及具有转接头的高频震动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种物料碎裂技术，更详而言之，是涉及一种应用于高频震动产生器的转接头技术。

背景技术

超声波(ultrasonic)技术的应用已相当普遍，大体来说，超声波技术已应用于下列几项：医疗用超声波、超声波动力驱动、超声波探测、超声波信号感测及超声波工业加工等。超声波的原理是利用一种人类无法听到的音波，所产生的物理震动，这种震动可经由介质而传递。若将超声波应用于液体中，超声波的高频震动会在液体中产生小真空泡，这种小真空泡直径大约是几万分之一公分，而这些小真空泡碎裂时，可以在局部产生相当于1000大气压的压力，进而产生强大的冲击力，因此可以洗净污垢或是冲击物料的细胞壁，使细胞壁碎裂而释放出内合物。

由于超声波需要通过介质的传递才能达到碎裂物料的功效，请参阅图1，为现有的超声波粉碎设备1，该超声波粉碎设备1包括一超声波装置11、一与该超声波装置11连接的震动头12、一容置装置13及一搅拌装置14，该超声波装置11设于该容置装置13的中央，该震动头12内部具有压电材料(例如：压电片)，由压电材料产生压电效应，进而产生高频震动。此外，该容置装置13内装有介质及例如固体的物料，介质可为用于传递高频震动能量的流体介质，例如以诸如水的液体为主的流体，该搅拌装置14设于容置装置13内，以用来不断的搅拌介质及物料。

为此，在实际粉碎物料时，利用震动该震动头12，将高频震动能量传递至该容置装置13内，使位于该震动头12周围的介质产生多数的小真空泡，而由这些小真空泡碎裂后产生的冲击力将物料粉碎，进而达到物料粉碎化的功效。

上述现有技术中，由于该超声波装置11及该震动头12位该于容置装置13的中央，该震动头通常是往下传送该高频震动能量，因此超声波装置11产生的高频震动能量容易集中于中央，并朝向该容量装置13的外围逐渐递减，如此将导致位于该容置装置13外围的物料因震动能量不足而无法达到预期的粉碎效果，进而导致粉碎不均匀的情形产生。

而且，由于均匀性差，必须反复搅拌介质及物料，而即便如此，仍无法确认是否已达到均匀，且长时间作用下所得的粉碎量有限。因此，仅能用于研究实验，而无法大量生产。

同时，前述现有技术的容置装置13是为近乎密闭的装置，当高频震动能量持续在该容置装置13中碎裂物料时会产生高热，而使得介质的温度上升；此时，必须终止粉碎过程，而另外进行降温冷却步骤，以防止介质温度过高而影响所粉碎物料的本身性质的稳定完整；特别是，在碎裂例如中药材、天然有机产品等物料时，高温往往会破坏其中后续欲萃取的内合物的结构。

换言之，此种前述现有技术即便可将物料碎化成粉体，仍无法进行诸如萃取的工艺，且一次可粉碎的物料数量受限，故而无法量产。

如图2所示，中国台湾第093119250号发明专利揭露一种超声波粉碎设备2。该超声波粉碎设备2包含超声波装置21、一设于该超声波装置21的震动头22、以及一与该震动头22连接的悬浮承载装置23。该震动头22亦具有压电材料，该悬浮承载装置23则具有一连接该震动头22的输送管231、一与该输送管231相连接的输送泵232、以及一与该输送管231相连接的冷却器233，以利用该输送泵232控制流速，使物料及介质在该输送管231内流动，以进行粉碎。

前述现有技术的悬浮承载装置23的输送管231是以径向的形式组接于该超声波装置21及震动头22的下方，因此该震动头22每次只能作用到位于其下方的输送管231内的径向高度的物料，该径向高度仅等于该输送管231的内径，使得作用距离极短。如此一来，该震动头22对于物料的作用时间相对缩短，因而很容易产生粉碎不均匀的现象；而且，当粉碎后的颗粒因碎裂程度不同而有大有小时，很容易影响后续萃取作业，进而导致萃取的进度与萃取良率降低。

同时，此种超声波粉碎设备2的输送管231为了连接该震动头22，该输送管231的尺寸必定大于该震动头22，该震动头22作用的单位面积少，且作用的时间亦短。因此，为了达到均匀化，势必不断地循环物料。然而，同样地，该震动头22所传送的高频震动能量通常是往下作用，此种超声波粉碎设备2所循环的物料若位于该输送管231侧壁者，便会因为震动能量不足而无法达到预期的粉碎效果；而且，即便是位于该输送管231正中央的物料，亦为因为循环而作用的时间短，同样无法达到有效粉碎。如此一来，即便不断循环物料，亦无法确保能有效粉碎所有物料。