超声波振动棒的产品特点及应用

 

 

超声波振动棒也叫超声波震动棒，相较于传统的超声波振板，具有应用范围更广泛，使用寿命更长的特点。工业应用方面利用超声波振动棒进行清洗、萃取、化学反应、防垢、水处理等等，是一种非常成熟且有广泛应用的技术。

 

 

超声波振动棒是利用超声波在传递过程中存在着的正负压强交变周期，在正相位时，对介质分子产生挤压，增加介质原来的密度；负相位时，介质分子稀疏、离散，介质密度减小。超声波振动棒可以在周围360°均匀的产生超声波，并且能量的输出不受液位，温差等负载变化的影响，超声波振动棒一般包括大功率超声波换能器、变幅杆、工具头（发射头），用于产生超声波振动，并将此振动能量向液体中发射。换能器将输入的电能转换成机械能，即超声波。其表现形式是换能器在纵向作来回伸缩运动，振幅一般在几个微米。这样的振幅功率密度不够，是不能直接使用的。变幅杆按设计需要放大振幅，隔离反应溶液和换能器，同时也起到固定整个超声波振动系统的作用。工具头与变幅杆相连，变幅杆将超声波能量振动传递给工具头，再由工具头将超声波能量发射到化学反应液体中[1] 。

 

 

超声波振动棒的特点

 

 

 

1、超声波空化在振动棒的周围产生，超声波能量非常均匀的分布在棒的周围；

2、超声波振动棒的功率输出不受液位，槽体容量及温差等负载变化的影响，功率输出稳定均匀；

3、超声波振动棒是传统超声振板使用寿命的1.5倍以上；

4、超声波振动棒圆管型设计可使振动棒安装使用方便；

5、超声波振动棒密封防水，使用安全。

 

 

 

 

超声波振动棒的特点应用领域

 

 

 

超声波振动棒在清洗方面的应用

 

 

由于*的圆管型设计特点，超声波振动棒特别适用于各类管道的清洗，原理是将电能转换成超声能量，并按其自身规律传递给水垢、水、管道内壁，使之获取很大的能量。超声波在传递过程中产生的震荡波使水垢、水、管道内壁产生共振，由于水垢、水、管道内壁的震荡频率不同，管道中的水分子发生激烈碰撞，生强大的冲击力，冲击换热面上的垢层，使之松脆、剥离、脱落、粉碎,并随设备的排污一起排出，从而实现了超声波振动棒对管道内壁的*清洗。此外，超声波振动棒也可以用于槽体的清洗，可以自由放置在清洗槽的任何位置，使用非常灵活方便，而占用的体积空间很小，清洗不留死角。

 

 

 

超声波振动棒在中药萃取中的应用

 

 

 

利用超声波振动棒可以进行中药的有效成分萃取。首先在容器中加入萃取溶媒，将中药材根据需要粉碎或切成颗粒状，放入萃取溶媒中；开启超声波发生器，将超声波振动棒安装于提取罐顶部，向提取溶媒中发出超声波，超声波在提取溶媒中产生的‘空化效应’和机械作用一方面可有效地破碎药材的细胞壁，使有效成分呈游离状态并溶入萃取溶媒中，另一方面可加速提取溶媒的分子运动，使得提取溶媒和药材中的有效成分快速接触，相互溶合、混合。

超声波振动棒萃取药材的*温度在40—60摄氏度，因此不需要配备锅炉来提供蒸气加热，有利于节约能源和改善环境污染。更重要的是对遇热不稳定、易水解或氧化的药材中的有效成份具有保护作用。超声波振动棒一般运行在30分钟左右即可获得*效果，萃取效率相比传统工艺大大提高，并且不受中药材成份性质、分子量大小的限制，适用于绝大多数种类中药材和各类成份的萃取（包括液-液萃取和固-液萃取）。因此利用超声波振动棒进行中药萃取已经越来越多的被广大药厂所采用。

 

 

 

超声波振动棒在加速化学反应中的应用

 

 

 

超声波振动棒工具头发射头的前端紧贴在釜体外壁上或伸入釜体的釜腔内，超声波换能器可以对釜腔内的化学反应物发送超声波，被处理的液体由于超声波的“空化”作用可造成反应体系活性的变化，破坏釜腔内化学反应物的溶剂结构，产生足以引发化学反应的瞬时高温高压，形成了局部高能中心，促进化学反应的顺利进行，这是利用超声波振动棒进行催化化学反应的主要因素。

超声波的次级效应如机械震荡、乳化、扩散、击碎等都有利于反应物的充分混合，超声波振动棒采用大功率聚能式换能器，可以使物质作剧烈的强迫运动，加速物质的传递扩散，可替代传统的机械搅拌。当然在实际应用中配合电动搅拌器使用，加速反应效果更佳。

超声波振动棒在防垢中的应用

 

我们以换热器为例，超声波振动棒一般安装于换热器的进液口，采用法兰连接、控制阀控制，可以做到在检修、维护保养超声设备不停工停产。主要原理是超声波在传递过程中因共振传递和产生能量，水垢、水、金属换热面等物质分子在振动过程中获得能量，换热管中的水在获取能量的同时产生振动和激烈的碰撞，使本身不稳定的含有各种无机盐的水分子产生无数的空化气泡（空化作用），形成水分子空化腔。这些气泡在迅速膨胀和突然闭合时，产生上千个大气压的局部冲击和时速高达400km/h的高速射流以及5000k以上的高能量，这些能量破坏了正负离子与酸根的结合，破坏了形成垢的条件，从而实现了防垢。

 

 

超声波振动棒在水处理中的应用

 

 

超声波振动棒聚能式的超声探头使能量集中,在超声波辐射端面上可以获得强大的声强，由于变幅杆的聚能作用,声能密度大大提高；可以根据声能密度的大小设计反应器;探头的发射端面一般设计为可拆卸式,这样就可以根据所需声强随时选用端面大小合适的探头,同时,当探头被空化严重腐蚀后,只需更换端部,而不必更换价格昂贵的整个振棒。超声波振动棒可用于处理各种难降解的有机废水,目前已用于含单环芳香族化合物、多环芳烃、酚类、氯化烃、氯代烃、有机酸、染料、醇类、酮类等废水处理的研究,并取得良好的效果。在实际的工业废水中,该设备已用于处理造纸废水、印染废水、制革废水、焦化废水、制药废水、垃圾渗滤液等,并取得较好的效果。

 

另外，在一些景观湖、河道超声波振动棒还可以用于灭藻，抑藻。超声波的机械效应、空化效应、热效应和声流作用等特性,使藻类细胞破裂、物质分子中的化学键断裂作用于水藻的外壁并使之破裂、死亡，达到藻类液泡提升破碎、细胞灭亡或生长抑制等作用,引起一系列生物效应，空化作用使存在于液体中的微气泡迅速膨胀后突然闭合，产生冲击波和射流以达到消灭水藻平衡水环境生态的目的。低强度的超声破坏了藻胆体的结构功能,干扰了叶绿素的合成途径,从而达到抑制藻类生长的目的。