一种利用声流场驱动微纳颗粒的快速混合装置

本发明涉及混合装置，尤其涉及一种利用声流场驱动微纳颗粒的快速混合装置。

背景技术：

1、一般的快速混合装置为传统的机械结构，通常通过机械搅拌或旋转产生流动来实现混合。然而这些方法在处理黏度差异较大的物料或需要快速混合的工艺中存在局限性，可能导致混合不均匀，混合时间长，能耗高等问题。在许多工业过程中，快速混合对反应效率和产品质量至关重要。例如，在化学反应中，快速混合有助于提高反应速率，减少副反应发生，从而提高产率和选择性。在食品和制药领域，快速均匀混合可以确保产品的口感、质地和药效的一致性。在快速混合装置的设计中，除了混合性能，还需考虑能耗和环保问题。现代混合设备需要追求在降低能耗的同时，达到更高的混合效率，并减少对环境的影响。

2、综上，如何在更短的时间内实现均匀混合，提高生产效率，确保产品质量，且在能耗和环保方面具有优势是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种利用声流场驱动微纳颗粒的快速混合装置，压电片产生的超声波信号传递到超声波振幅杆上，超声波振幅杆输出端在快速混合槽的微纳颗粒溶液中产生声流场，在降低能耗的同时提升混合效率，以达到解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种利用声流场驱动微纳颗粒的快速混合装置，包括支架、超声波振幅杆、压电片、快速混合槽及电池；超声波振幅杆连接于支架上，且超声波振幅杆能够沿着支架上下往复移动，压电片连接于超声波振幅杆上；电池连接于支架上，且压电片能够电性连接于电池；快速混合槽连接于超声波振幅杆底部的支架上，当超声波振幅杆伸入到快速混合槽中时，压电片产生的超声波信号传递到超声波振幅杆上，超声波振幅杆输出端在快速混合槽的微纳颗粒溶液中产生声流场，从而进行微纳颗粒的快速混合，压电片的振动模态通过超声波振幅杆进行了改变，更利于微纳颗粒溶液中声流场的产生。

4、本发明的进一步方案是，支架的顶端设有平台，平台的四周连接有l字形的支腿，电池连接于支腿的底端，电池既为压电片供电，也作为整个装置的支点，且支腿上连接有框架。

5、本发明的进一步方案是，支架顶端设有插槽，超声波振幅杆的轮廓与插槽形状一致，且竖向滑动配合于插槽中，压电片通过环氧树脂连接于超声波振幅杆的顶端；压电片与超声波振幅杆为模块化结构，当压电片或超声波振幅杆损坏时可直接抽出进行更换。

6、本发明的进一步方案是，支架的顶端连接有u形架，u形架上设有通孔，拉杆滑动配合于通孔，且拉杆的外侧端连接有把手，拉杆的内侧端能够伸入插槽中；超声波振幅杆上设有滑槽，滑槽底部设有限位孔，拉杆滑动配合于滑槽，且拉杆能够伸入到限位孔中；u形架内的拉杆上连接有挡环，挡环与u形架之间的拉杆上套设有弹簧；通过支架上的拉杆可以实现超声波振幅杆在不同位置的固定，控制超声波振幅杆没入微纳颗粒溶液中的高度，进而控制混合强度。

7、本发明的进一步方案是，支架上连接有磁吸触点a，磁吸触点a通过电缆连接于电池；压电片上连接有材质为硬质铜线的导线，导线的一端连接有磁吸触点b，当向下按压压电片到一定的位置，磁吸触点a与磁吸触点b会自动相吸，为压电片进行供电；当向上提起压电片到一定的位置，磁吸触点a与磁吸触点b也会因为拉力的存在而分开断电。

8、本发明的进一步方案是，快速混合槽可拆卸的连接于框架上，且快速混合槽包括但不限于方形、圆柱形或多边形，优选为方形。

9、本发明的进一步方案是，超声波振幅杆呈包括但不限于十字形、圆柱形或锥形，优选为十字形。

10、本发明的进一步方案是，压电片的功率范围为2w-5w，频率范围20khz-200khz。

11、本发明的进一步方案是，快速混合槽的容量为0.324-0.567升。

12、本发明的进一步方案是，超声波振幅杆的数量根据混合效率和能耗来决定。

13、本发明的进一步方案是，压电片可更换为功率更大的超声换能器或其他超声设备，提升快速混合效率。

14、本发明的有益效果：

15、1.具有结构简单、成本低、能耗小，混合效率高，对环境影响小等优点；2.整个装置是模块化的，可以根据混合效率和混合要求对超声波振幅杆和快速混合槽进行更换，磁吸触点的设置方便供电和零部件的拆卸；3.没有传统的机械搅拌装置，因此整个装置可以做的很小的，可作为可移动式快速混合设备来使用。

技术特征：

1.一种利用声流场驱动微纳颗粒的快速混合装置，其特征在于：包括支架（1）、超声波振幅杆（2）、压电片（3）、快速混合槽（4）及电池（5）；所述超声波振幅杆（2）连接于支架（1）上，且超声波振幅杆（2）能够沿着支架（1）上下往复移动，压电片（3）连接于超声波振幅杆（2）上；所述电池（5）连接于支架（1）上，且压电片（3）能够电性连接于电池（5）；所述快速混合槽（4）连接于超声波振幅杆（2）底部的支架（1）上，当超声波振幅杆（2）伸入到快速混合槽（4）中时，压电片（3）产生的超声波信号传递到超声波振幅杆（2）上，超声波振幅杆（2）输出端在快速混合槽（4）的微纳颗粒溶液中产生声流场，从而进行微纳颗粒的快速混合。

2.如权利要求1所述的一种利用声流场驱动微纳颗粒的快速混合装置，其特征在于：所述支架（1）的顶端设有平台（101），平台（101）的四周连接有l字形的支腿（102），电池（5）连接于支腿（102）的底端，且支腿（102）上连接有框架（103）。

3.如权利要求1或2所述的一种利用声流场驱动微纳颗粒的快速混合装置，其特征在于：所述支架（1）顶端设有插槽，超声波振幅杆（2）的轮廓与插槽形状一致，且竖向滑动配合于插槽中，压电片（3）通过环氧树脂连接于超声波振幅杆（2）的顶端。

4.如权利要求3所述的一种利用声流场驱动微纳颗粒的快速混合装置，其特征在于：所述支架（1）的顶端连接有u形架（104），u形架（104）上设有通孔，拉杆（6）滑动配合于通孔，且拉杆（6）的外侧端连接有把手（601），拉杆（6）的内侧端能够伸入插槽中；所述超声波振幅杆（2）上设有滑槽（201），滑槽（201）底部设有限位孔（202），拉杆（6）滑动配合于滑槽（201），且拉杆（6）能够伸入到限位孔（202）中；所述u形架（104）内的拉杆（6）上连接有挡环（602），挡环（602）与u形架（104）之间的拉杆（6）上套设有弹簧（603）。

5.如权利要求1所述的一种利用声流场驱动微纳颗粒的快速混合装置，其特征在于：所述支架（1）上连接有磁吸触点a（7），磁吸触点a（7）通过电缆连接于电池（5）；所述压电片（3）上连接有材质为硬质铜线的导线（8），导线（8）的一端连接有磁吸触点b，当向下按压压电片（3）到一定的位置，磁吸触点a（7）与磁吸触点b会自动相吸，为压电片（3）进行供电；当向上提起压电片（3）到一定的位置，磁吸触点a（7）与磁吸触点b也会因为拉力的存在而分开断电。

6.如权利要求2所述的一种利用声流场驱动微纳颗粒的快速混合装置，其特征在于：所述快速混合槽（4）可拆卸的连接于框架（103）上，且快速混合槽（4）为方形、圆柱形或多边形。

7.如权利要求1所述的一种利用声流场驱动微纳颗粒的快速混合装置，其特征在于：所述超声波振幅杆（2）呈十字形、圆柱形或锥形。

8.如权利要求1所述的一种利用声流场驱动微纳颗粒的快速混合装置，其特征在于：所述压电片（3）的功率范围为2w-5w，频率范围20khz-200khz。

9.如权利要求1所述的一种利用声流场驱动微纳颗粒的快速混合装置，其特征在于：所述快速混合槽（4）的容量为0.324-0.567升。

10.如权利要求1所述的一种利用声流场驱动微纳颗粒的快速混合装置，其特征在于：所述超声波振幅杆（2）的数量根据混合效率和能耗来决定。

技术总结本发明公开了一种利用声流场驱动微纳颗粒的快速混合装置，包括支架、超声波振幅杆、压电片、快速混合槽及电池；超声波振幅杆连接于支架上，且超声波振幅杆能够沿着支架上下往复移动，压电片连接于超声波振幅杆上；电池连接于支架上，且压电片能够电性连接于电池；快速混合槽连接于超声波振幅杆底部的支架上，当超声波振幅杆伸入到快速混合槽中时，压电片产生的超声波信号传递到超声波振幅杆上，超声波振幅杆输出端在快速混合槽的微纳颗粒溶液中产生声流场，从而进行微纳颗粒的快速混合。本发明压电片产生的超声波信号传递到超声波振幅杆上，超声波振幅杆输出端在快速混合槽的微纳颗粒溶液中产生声流场，在降低能耗的同时提升混合效率。技术研发人员：汤强,李琛,黄慧宇,李博洋,张佳霖,杨其虎,王俊杰,王业辉,陈秋如,罗研,翁瑞婷受保护的技术使用者：淮阴工学院技术研发日：技术公布日：2024/12/2