專利名稱：超聲波混合裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種混合裝置，更具體地，涉及一種利用超聲波對固-液、液-液物料進行分散混合的超聲波混合裝置。
背景技術：
工業(yè)制造中的物理過程和化學過程很多都要受到物料分散混合均勻程度的影響。 常規(guī)的固-液、液-液物料混合一般以機械攪拌為主。隨著對攪拌機理的深入研究，各種攪拌槳葉和攪拌形式的混合器不斷出現(xiàn)，物料混合的效果越來越好。但是機械攪拌有很大的局限性，特別是在納米級超細團聚物料的分散混合上。例如在鋰離子電池行業(yè)中，通常使用的雙行星攪拌混合器在制備高粘度電池漿料時，盡管連續(xù)攪拌長達十幾小時(甚至更長) 后，在電子顯微鏡下觀察，物料分散混合的微觀效果仍難以令人滿意。而漿料的均勻程度直接影響了鋰離子電池的容量、循環(huán)性、內(nèi)阻和倍率特性等重要指標。因此，在世界范圍內(nèi)都廣泛地進行著新型物料混合機理的研究和更高效混合工藝手段的開發(fā)，例如超聲波混合。利用超聲波的“空化作用”提高物料混合效果，一直受到普遍關注。其基本原理是 當超聲波能量足夠高時，物料流過超聲區(qū)域時，就會產(chǎn)生“超聲空化”現(xiàn)象，產(chǎn)生強沖擊力的微射流。在高能超聲的作用下，團聚的物料得到充分的分散，而且“空化作用”使納米級微粒子之間的“庫倫力”減弱，使分散開的超細顆粒不易再團聚。最常見的是電動超聲裝置， 而此類裝置受能耗的影響，很難產(chǎn)生出足夠強大的聲能，只能處理少量物料混合，目前還不能應用于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是現(xiàn)有的超聲波混合裝置能耗較高，難以應用于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種超聲波混合裝置，該超聲波混合裝置包括料筒、泵和超聲波發(fā)聲器，所述泵的入口和所述超聲波發(fā)聲器的出口與所述料筒連接，所述泵的出口與所述超聲波發(fā)聲器的入口連接，其中，所述超聲波發(fā)聲器為流體動力超聲波發(fā)聲器。通過本發(fā)明的上述技術方案，采用流動動力超聲波發(fā)聲器產(chǎn)生的超聲波來對固-液、液-液物料進行分散混合。由于流體動力超聲波發(fā)聲器是利用流體作為動力源來激發(fā)流體動力超聲波發(fā)聲器中的發(fā)聲件(例如簧片)振動，當流體介質(zhì)的射流本征頻率和簧片的固有振動頻率一致時，產(chǎn)生共振并發(fā)出超聲波。因此，流體動力超聲波利用要分散混合的流體(固-液、液-液)本身作為動力源，而無需電動超聲裝置那樣配置額外的電器設備，因此能耗較低，適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式
部分予以詳細說明。


附圖是用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的具體實施方式
一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的超聲波混合裝置的一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的超聲波混合裝置的另一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的超聲波混合裝置的還另一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式
僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式提供的超聲波混合裝置包括料筒1、泵2 和超聲波發(fā)聲器3，所述泵2的入口與所述料筒1連接，所述泵2的出口與所述超聲波發(fā)聲器3的入口連接，所述超聲波發(fā)聲器3的出口與所述料筒1連接，其中，所述超聲波發(fā)聲器 3為流體動力超聲波發(fā)聲器。通過本發(fā)明的上述技術方案，采用流動動力超聲波發(fā)聲器產(chǎn)生的超聲波來對固-液、液-液物料進行分散混合。由于流體動力超聲波發(fā)聲器是利用流體作為動力源來激發(fā)流體動力超聲波發(fā)聲器中的發(fā)聲件(例如簧片)振動，當流體介質(zhì)的射流本征頻率和簧片的固有振動頻率一致時，產(chǎn)生共振并發(fā)出超聲波。因此，流體動力超聲波利用要分散混合的流體(固-液、液-液)本身作為動力源，而無需電動超聲裝置那樣配置額外的電器設備，因此能耗較低，適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。所述流體動力超聲波發(fā)聲器可以采用各種適當?shù)慕Y(jié)構(gòu)，例如可以采用本領域所公知的能夠商購得到的流體動力超聲波發(fā)聲器，在此不對該結(jié)構(gòu)進行詳細描述。所述泵2的入口和所述超聲波發(fā)聲器3的出口可以通過各種適當?shù)姆绞脚c所述料筒1連接。例如在如圖1所示的一種實施方式中，所述泵2的入口和/或所述超聲波發(fā)聲器 3的出口通過管道連接在所述料筒1上，并與所述料筒1的內(nèi)腔11連通。所述管道可以是硬管道，也可以是軟管，通過諸如法蘭或快速接頭等連接在料筒1上。所述泵2的入口和所述超聲波發(fā)聲器3的出口可以連接在所述料筒1的任何適當位置上，如圖1所示，所述泵2 的入口通過管道連接在料筒1的底部，所述超聲波發(fā)聲器3的出口連接在料筒1的側(cè)壁上， 當然，這兩個連接位置可以互換，也可以都連接在料筒1的側(cè)壁或底部，還可以連接在料筒 1的其它部位，例如頂蓋上。或者，例如在如圖2所示的另一種實施方式中，所述泵2的入口和/或所述超聲波發(fā)聲器3的出口通過管道伸入所述料筒1的內(nèi)腔11。即，采用自吸式連接方式使得所述泵2的入口和/或所述超聲波發(fā)聲器3的出口與所述料筒1連接。在圖1 和圖2中所示的兩種實施方式的具體連接方式雖然不同，但都是利用泵2的吸力使得料筒1 中的物料經(jīng)過超聲波發(fā)聲器3而回到料筒1，通過該循環(huán)而使得物料得到均勻的分散混合。 當然，上述兩種具體連接方式也可以進行組合，例如所述泵2的入口和所述超聲波發(fā)聲器3 的出口中的一者通過管道與所述料筒1物理地連接，而另一者則通過管道伸入料筒1的內(nèi)腔1。優(yōu)選地，所述超聲波混合裝置還可以包括連接在所述料筒1與所述泵2的入口之間的過濾裝置(圖中未顯示)。從而可以對來自料筒1中的物料進行初步過濾后再進入泵 2和后續(xù)的超聲波發(fā)聲器3，以免太大的顆粒會堵塞相應管路，造成超聲波混合裝置發(fā)生故
優(yōu)選地，所述超聲波混合裝置還可以包括連接在所述料筒1與所述泵2的入口之間的液流噴射裝置(圖中未顯示)。從而來自料筒1的物料可以先經(jīng)過該液流噴射裝置進行預分散混合，然后再進入超聲波發(fā)聲器3進行進一步的分散混合，從而實現(xiàn)更好的分散混合效果。所述液流噴射裝置可以采用各種適當?shù)慕Y(jié)構(gòu)，例如可以采用本領域所公知的能夠商購得到的液流噴射裝置，在此不對該結(jié)構(gòu)進行詳細描述。優(yōu)選地，該超聲波混合裝置還可以包括設置在所述料筒1上的機械攪拌裝置。即采用該機械攪拌裝置對料筒1中的物料進行預分散混合，使得物料達到宏觀均勻、無明顯干粉顆粒存在，并具有一定的流動性。然后再進入后續(xù)的超聲波發(fā)生器3和/或液流噴射裝置中進行進一步分散混合，使得物料達到納米級分散混合效果。從而可以實現(xiàn)更高的混合效率。當然，如圖1所示，所述機械攪拌裝置可以另外設置，而不是與本發(fā)明的超聲波混合。所述機械攪拌裝置可以采用各種具體的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。例如如圖2和圖3所示，所述機械攪拌裝置可以包括攪拌槳4和/或分散槳5，該攪拌槳4和/或分散槳5安裝在所述料筒1的頂蓋12上并伸入所述料筒1的內(nèi)腔11。所述機械攪拌裝置可以包括所述攪拌槳4和所述分散槳5中的一者或兩者。所述攪拌槳4和所述分散槳5可以分別為一個或多個。所述攪拌槳4和所述分散槳5的槳葉可以采用各種結(jié)構(gòu)，例如爪式、錨式、框式、鋸齒圓環(huán)式、布魯馬金式、葉輪式、葉片組合式、渦輪式、螺帶式、翼流式、推進式和軸流式等。例如在圖2所示實施方式中只有攪拌漿4，該攪拌漿4的槳葉為錨式槳葉；在圖3所示實施方式中，攪拌漿4為兩個，并且攪拌漿4的槳葉為爪式槳葉，分散槳5的槳葉為單軸雙鋸齒圓環(huán)式槳葉。 優(yōu)選地，所述攪拌槳4和/或分散槳5能夠圍繞自身的軸線自轉(zhuǎn)，從而提高攪拌效果。在具有多個攪拌槳4和/或分散槳5時，攪拌槳4和/或分散槳5的自轉(zhuǎn)方向可以根據(jù)具體需要而設置為相同或不同。例如在如圖3所示的實施方式中，兩個攪拌漿4的自轉(zhuǎn)反向相反。更優(yōu)選地，如圖3所示，所述料筒1的頂蓋12上設置有能夠圍繞所述頂蓋12的中心軸線轉(zhuǎn)動的公轉(zhuǎn)盤13，所述攪拌槳4和/或分散槳5安裝在所述公轉(zhuǎn)盤13上。從而，所述攪拌槳4和/或所述分散槳5在自轉(zhuǎn)的同時還隨著所述公轉(zhuǎn)盤13進行公轉(zhuǎn)，從而進一步提高了攪拌效果。更優(yōu)選地，如圖3所示，所述機械攪拌裝置還包括刮板6，所述刮板6安裝在所述公轉(zhuǎn)盤13上并伸入所述料筒1的內(nèi)腔11，并且所述刮板6的邊緣能夠與所述料筒1的內(nèi)周壁接觸。從而，隨著所述公轉(zhuǎn)盤13的轉(zhuǎn)動，所述刮板6的邊緣沿著所述料筒1的內(nèi)周壁移動， 在該移動過程中將粘連在料筒1的內(nèi)周壁上的物料刮下，以防止在料筒1的內(nèi)周壁上形成粘連層，從而進一步提高了攪拌效果。優(yōu)選地，所述料筒1和/或所述泵2具有冷卻水套。從而防止因漿料溫度過高而影響產(chǎn)品性能指標。所述泵2可以采用各種適當類型的泵來實現(xiàn)，例如轉(zhuǎn)子泵、齒輪泵、螺桿泵等。需要說明的是，在上述具體實施方式
中所描述的各個具體技術特征，可以通過任何合適的方式進行任意組合，其同樣落入本發(fā)明所公開的范圍之內(nèi)。另外，本發(fā)明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應當視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。 以上結(jié)合附圖詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式中的具體細節(jié)，在本發(fā)明的技術構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。例如，上述實施方式及相關附圖中均顯示了只有一個超聲波發(fā)生器3，但是本發(fā)明的超聲波混合裝置顯然還可以配備多個超聲波發(fā)生器，即配備多個循環(huán)回路，從而進一步提高物料的分散混合效果，或者/并且擴大超聲波混合裝置的處理規(guī)模。
權(quán)利要求
1.一種超聲波混合裝置，該超聲波混合裝置包括料筒(1)、泵( 和超聲波發(fā)聲器(3)， 所述泵O)的入口與所述料筒(1)連接，所述泵O)的出口與所述超聲波發(fā)聲器(3)的入口連接，所述超聲波發(fā)聲器(3)的出口與所述料筒(1)連接，其特征在于，所述超聲波發(fā)聲器C3)為流體動力超聲波發(fā)聲器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波混合裝置，其特征在于，所述泵( 的入口和/或所述超聲波發(fā)聲器(3)的出口通過管道連接在所述料筒(1)上，并與所述料筒(1)的內(nèi)腔(11) 連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波混合裝置，其特征在于，所述泵( 的入口和/或所述超聲波發(fā)聲器(3)的出口通過管道伸入所述料筒(1)的內(nèi)腔(11)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波混合裝置，其特征在于，該超聲波混合裝置還包括連接在所述料筒(1)與所述泵O)的入口之間的過濾裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波混合裝置，其特征在于，該超聲波混合裝置還包括連接在所述料筒(1)與所述泵O)的入口之間的液流噴射裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波混合裝置，其特征在于，該超聲波混合裝置還包括設置在所述料筒(1)上的機械攪拌裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超聲波混合裝置，其特征在于，所述機械攪拌裝置包括攪拌槳(4)和/或分散槳(5)，該攪拌槳(4)和/或分散槳( 安裝在所述料筒(1)的頂蓋(12) 上并伸入所述料筒(1)的內(nèi)腔(11)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超聲波混合裝置，其特征在于，所述攪拌槳(4)和/或所述分散槳(5)能夠圍繞自身的軸線自轉(zhuǎn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的超聲波混合裝置，其特征在于，所述料筒(1)的頂蓋(12) 上設置有能夠圍繞所述頂蓋(1 的中心軸線轉(zhuǎn)動的公轉(zhuǎn)盤(13)，所述攪拌槳(4)和/或所述分散槳(5)安裝在所述公轉(zhuǎn)盤(13)上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的超聲波混合裝置，其特征在于，所述機械攪拌裝置還包括刮板(6)，所述刮板(6)安裝在所述公轉(zhuǎn)盤(13)上并伸入所述料筒⑴的內(nèi)腔(11)，并且所述刮板(6)的邊緣能夠與所述料筒(1)的內(nèi)周壁接觸。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種超聲波混合裝置，包括料筒(1)、泵(2)和超聲波發(fā)聲器(3)，所述泵(2)的入口與所述料筒(1)連接，所述泵(2)的出口與所述超聲波發(fā)聲器(3)的入口連接，所述超聲波發(fā)聲器(3)的出口與所述料筒(1)連接，其中，所述超聲波發(fā)聲器(3)為流體動力超聲波發(fā)聲器。該超聲波混合裝置采用流體動力超聲波發(fā)聲器產(chǎn)生的超聲波來對固-液、液-液物料進行分散混合。由于流體動力超聲波發(fā)聲器是利用流體作為動力源來激發(fā)流體動力超聲波發(fā)聲器中的發(fā)聲件(例如簧片)振動，因此利用要分散混合的流體(固-液、液-液)本身作為動力源，而無需電動超聲裝置那樣配置額外的電器設備，因此能耗較低，適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號B01F11/02GK102294192SQ20101022065
公開日2011年12月28日 申請日期2010年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月28日
發(fā)明者史楊, 索琦, 邱新平 申請人:北京翔奧天竺科技有限公司