[发明专利]一种三维正交的超声声化学反应器

说明书

技术领域

本发明涉及一种三维正交的超声声化学反应器，属于超声波化学处理领域。

背景技术

声化学是目前化学研究的前沿之一，其研究手段由开始的单频处理向现在的多频处理发展。多频处理的主流方法是低频超声波搭配高频超声波，其中，二维正交辐照的方法能够得到较高声化学效率，而近些年的进一步研究发现，使用三束三维正交声波辐照的方法可以使化学效率得到更大增强。因此，使用更为可靠的三维正交超声处理平台可以帮助研究者更高效地进行该项研究，有助于声化学研究的发展。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种三维正交的超声声化学反应器，它能够发出三维正交的超声波声场，并且正交的位置可调，可以更加方便地进行正交声场的声化学反应的科学实验研究，减少了使用传统方法搭建的平台造成的人为实验误差，使研究效率大大提高。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种三维正交的超声声化学反应器，它包括主反应变幅杆、主滑块及其调节旋钮、两个副超声发生器、副超声发生器深度调节旋钮、副超声发生器水平调节旋钮；其中，

主主反应变幅杆使用多片频率为28kHz的压电陶瓷片并联的方式连接，主反应变幅杆的主体中部有一可垂直方向运动的主滑块及其调节旋钮；

主滑块及其调节旋钮上连接有两个不锈钢臂，两个不锈钢臂之间的夹角呈90度，不锈钢臂的另一端与副超声发生器插接，主滑块通过其调节旋钮来垂直运动，带动不锈钢臂垂直运动，同时通过刻在主变幅杆上的刻度来读数，主滑块在0cm~10cm范围内运动；

两个副超声发生器，超声频率均为100kHz~1MHz，副超声发生器的发射头使用不锈钢密封陶瓷晶片的工艺方法制作而成；

副超声发生器深度调节旋钮，用于使两个副超声发生器垂直运动，运动距离根据刻在副超声发生器上的刻度来读数，运动范围为0cm~10cm；

副超声发生器水平调节旋钮位于不锈钢臂上，用于使副超声发生器水平运动，运动距离根据刻在不锈钢壁上的刻度来读数，运动范围为0cm~10cm。

进一步，所述主变幅杆使用的压电陶瓷片数量为4片，压电陶瓷片直径40cm，总功率为200W。

进一步，所述副超声发生器发射头使用的陶瓷晶片直径为28cm。

采用了上述技术方案后，28kHz的低频高功率超声波是主反应源，因为低频的超声波更容易使液体中产生空化泡，而空化泡的数量与声化学反应的效率密切相关，因此提高低频超声的功率可以使总体反应保持在一个较高效率的状态。两个副超声发生器能够发出100kHz~1MHz的高频超声波，作为声化学过程中的辅频，但功率只有几十瓦，特定频率的辅频超声的引入能够使被处理液体中发生一些特殊的分子间动力学反应，使得反应的效率得到进一步额外提升，达到协同效应的目的。在以往的研究中发现，在其他条件变量不变的前提下，使用三束超声波彼此正交的方法辐照液体，得到的协同效应最高，因此本发明所涉及的反应器为三维正交结构。

附图说明

图1为本发明的一种三维正交的超声声化学反应器的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，一种三维正交的超声声化学反应器，它包括主反应变幅杆1、主滑块及其调节旋钮2、两个副超声发生器3、副超声发生器深度调节旋钮4、副超声发生器水平调节旋钮5；其中，

主反应变幅杆1，是声化学反应的主反应器，能够发出28kHz较高功率的低频超声波，声波方向垂直向下，在被处理液体中产生大量空化泡。主反应变幅杆是反应器的最坚固部分，其中部有一可以垂直运动的滑块带动着两个副超声发生器。

主滑块及其调节旋钮2，滑块由一个调节旋钮固定，旋转旋钮时可以移动滑块，在滑动位置上刻有刻度，可以直接读出滑块已经移动的距离，最多能够向下移动10cm。滑块上连接着两个水平的不锈钢臂，不锈钢臂是嵌套结构，不锈钢臂与副超声发生器相插接，两个不锈钢臂的夹角呈90度，因此可以始终保持两个副超声发生器所发出的声波在二维上互相垂直。