[发明专利]对含粒料的声处理液进行声处理并将振动传送到其中的方法和装置

说明书

本发明涉及对含粒料的声处理液进行声处理并将振动传送到该声处理液以便借助一声处理装置将杂质从声处理液所含粒料上分离下来的一种方法，该声处理装置有一个声波发生器、一个电/声转换器和一个与该电/声转换器相连接并由其激发的共振器。本发明还涉及一种产生振动并用声探头将振动传送到声处理容器中含粒料的声处理液的装置，该装置具有至少一个电/声转换器和一个与该电/声转换器连接并由其引起振动的共振器。

多年来，超声波除垢器已用来清理珠宝玉石品和机械零部件的表面，这些除垢器通常由一个盛有清洗液的容器、一个超声波发生器和一个或多个电/声转换器组成。这些电/声转换器装在容器外壁上，使容器外壁振动，并将振动传到清洗液中。

这些电/声转换器有这样的缺点，即它们不易适应由容器与装在容器内的清洗液或耦合剂及待清洗的物品组成的负荷，这是早先众所周知的事。此外，诸如工作频率、容器在传振过程中的性能、以及耦合液和待清洗物料的减振作用之类的物理因素，都限制了除垢器的尺寸。

从欧洲专利EP-B1-0044800知道，一般工作频率为20千赫的压电式电/声转换器，长约100毫米，宽约65毫米。这种电/声转换器发送到耦合剂的能量只有2％至6％，其余的能量对电/声转换器起加热作用，因而必须加以散热，否则只能短时间工作。从上述欧洲专利中还知道另有一个阻碍负荷充分适应耦合液和容器内待清洗物品的能力的因素。由于气窝现象部分破坏了电/声转换器与耦合液之间的耦合，因而不能任意提高单位表面发出的声能。了解这一点就知道在除垢器较大的情况下须要在容器的下方装上若干电/声转换器。这样做不仅提高了投资成本，也提高了相应的操作费用。尽管有了这种改进，但引用必要的声能将这些粒料清理成悬浮液，使之含有较大量的待用声处理法处理的粒料，这种方法还是不能令人满意，这是因为这些粒料的减振作用大大降低或妨碍了声波的散播过程。

从上述欧洲专利检索报告中还知道有一种用以测定液体性能的测量仪表(美国专利US-A-3,680,841)。该专利将放入盛有液体容器中的声处理装置设计成使其能阻止在测量电极的浸入液体中的部分处形成沉积物。为了保护电/声转换器免受性能待测定的液体(例如酸)的侵蚀，用护套将电/声转换器罩住。振动从电/声转换器构成的振动器到罩住电/声转换器的护套的传递是借助装在电/声转换器内的液体进行的。这种护套起共振器的作用，直接将超声波传送到待测定的液体。按照上述美国专利的报道，借助于振动器以不大的能量应该可以防止在两个电极上形成沉积物，这就是说，例如，即使液体局部晶化，pH值测定的质量仍然是恒定的。电/声转换器由于是用护套罩住的，因而可以直接用于既热而又有腐蚀性的液体，并可用该液体对其进行冷却。这种液体(例如pH值待测定的液体)不含可能会阻碍声波散播的待清理的悬浮粒料。该专利申请中没有提到按照该申请使振动器工作或保持其连续工作所遇到的问题。在具有强减振作用的声处理剂中采用象美国专利US-A-3,680,841中已知的那种探头是不可能的。

使用欧洲专利EP-B1-0044800的那种管形转换器对悬浮在耦合液中的被沉积物污染了的粉状、粒状或其它形式的生成物进行声处理的方法，实践证明，当待清理的生成物与耦合液的百分比超过某范围时是不可能的。在大多数情况下，由于耦合液连同包含在其中的待清理生成物的减振作用太大，要使共振器在浸到液体中时振动是不可能的。考虑到生产率和生产成本，大幅度降低浸在液体中的上述生成物的百分率来减小减振作用，这种作法是不可取的。因此迄今为止，在实际应用中还没有一种能大规模对诸如磨料、铸造用砂之类可浇注的散装材料进行声处理的装置。

法国专利FR-PS-1,212,496即提到这个问题。该专利试图以声处理装置发出的声波来处理极小的声处理容器中的少量材料。由于外加物质比声处理液经，且清理过的部分更重一些，因此两者能自然分离开，无需额外的装置也无须施加其他影响力。这种装置除处理能力极低外，还不能用以清理例如将金刚砂与重金属杂质加以分离时必须使用的磨料。此外，清理铸造用砂时也出现同样的问题。

从欧洲专利申请91115504.2号中，我们知道有一种利用超声波进行处理的方法，该方法用来处理使附在铸造用砂上的外来物质分离出来的松散物质。但实验证明，声处理液中即使含有少量的、从浓度上考虑其经济价值不大的松散物质，该声深头也不能工作。

实践证明，光靠完美无缺的分离过程，对须分离的物质也达不到预期的特殊分离效果，因为沉积物往往会重新附上。