水劑的超聲波振動磁化器具的製作方法
2023-05-11 01:56:56 4
專利名稱：水劑的超聲波振動磁化器具的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於水劑的超聲波振動磁化處理的器具，尤其是容水器皿配置活動連接基座的、基座內設置超聲波振動磁化裝置的、帶加熱組件、具有聲光效果的處理器具。
本實用新型屬於超聲波和磁保健應用領域。
磁化水保健養生已有相當長的歷史，超聲波的空化作用有著神奇的振動力學效應，和磁體磁場結合能夠更好地產生磁化效果，除此之外還能利用超聲波的空化作用殺滅如水、茶、奶、酒、藥、果汁等水劑中的細菌和實現大分子團簇的粉碎解離，變成容易被人體消化吸收的飲品。
以前的超聲波磁化水處理裝置，如中國專利89203692號公開的一種「速效磁化礦化水製備裝置」中，磁體磁場位置和超聲波振動處理位置在空間上分離，是一種磁場和超聲波振動場交替作用方式循環處理裝置，沒有利用超聲波振動場和磁場的共同作用場處理。再如，中國專利94117678.9號公開的「生命水製取設備」中提及的超聲波磁化水製備裝置，磁鐵放在超聲波振子兩側，引入了共超聲波和磁場的同作用場，但其設備簡單採用兩級相連的水槽處理，適用於大批量工廠化生產的集中處理場合。再如，中國專利01242694號公開的「超聲波振動磁化磁療裝置」，其應用實施例之一是一種投潛式應用，將帶有一根導線的超聲波換能器和磁體一起投入到容器中使用，適用於小劑量水處理需求，不足之處在於超聲波換能器和磁體不易清洗，實施例之二是一種嵌入管道式處理裝置，同樣適用於大批量集中處理工廠化生產的場合。
另外振動磁化後的水，長時間儲存就會失效，所以，使用方式應該即處理即飲用，這就決定了其小型化和家用化的特徵。
本實用新型的目的在於構思一種即處理即飲用的器具，一種可用於茶館、酒巴臺、家庭茶水臺、賓館等場所的飲具，實現一種小劑量水性液體(如水、茶、奶、酒、藥等)的超聲波振動磁化、殺滅細菌和實現大分子團簇粉碎解離，把超聲波振動場和磁場的共同作用場引入到工藝品級的飲具器皿中，完成振動磁化的同時，高頻超聲波連續作用或間歇作用，能形成連續噴吐的水柱或間歇泉樣水柱，再引入彩色燈珠，就可以營造一種水霧飄渺和燈紅酒綠的飲啜意境，並散發出奶香、茶香、或酒香。
本實用新型的目的是這樣實現的，直接利用工藝品級的容水器皿改造，如紫砂壺、咖啡壺、玻璃盅等，配置一個帶磁體及超聲波驅動及控制電路的基座，在器皿中形成超聲波振動場和磁場的共同作用場。
對袖珍式振動磁化器具，基座和器皿可以連為一體，一般無需配置加熱組件；而對通常的振動磁化器具，最好的方案為基座和器皿分體組合連接，並帶加熱組件。基座上可以設置大型強場磁體，在器皿上鑲嵌或粘貼超聲波換能器壓電陶瓷磁晶片，器皿內部也可放置附加的小型的磁體。基座上可擴充加熱組件等。基座和器皿的電氣連接為彈性電極觸片組。施加高功率高頻超聲波就可形成噴吐的水霧和水柱。
超聲波振動場和磁場同時引入到器皿內的方式有多種，可以使振動場和磁場均直接作用於被處理的水劑介質，也可透過容器壁介質傳導引入器皿內，或者振動場直接作用於水劑而磁場透過器皿壁作用於水劑；而且引入共同作用場時，尚且有二者矢量合成的方向性問題，最佳方式是縱向超聲波振動場方向和磁場方向垂直，這在發明專利00810673.8中已有公告，本文對其原理不作討論。當然，作用於被處理的介質的磁場越強、超聲波振動場越強其處理效果自然越佳。
為了簡易起見和減小電磁幹擾，一般磁場適宜採用永恆磁場。為了產生水柱和霧化效果以及減小器具體積，超聲波換能器最好採用壓電陶瓷晶片，而且壓電陶瓷晶片最好鑲嵌在器皿的底部，直接和水體接觸。要獲得美觀、實用的效果，容水器皿自然是採用工藝品級器皿，在其底部通過改裝即可實現各種功能。並可以引入聲光效果。
以下結合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述
圖1是本實用新型實施例一示意圖；圖2是本實用新型實施例二示意圖；圖3是本實用新型實施例一的組裝關係圖和局部放大示意圖；圖4是本實用新型實施例三示意圖；圖5是本實用新型實施例四示意圖；
圖1中，1-器皿、2-基座、3-超聲波換能器、4-磁體、5-驅動及控制電路、6-感溫塗料。
圖2中，1-器皿、2-基座、3-超聲波換能器、4-磁體、5-驅動及控制電路、6-感溫塗料、7-電熱體。
圖3中，1-器皿、2-基座、3-超聲波換能器、4-磁體、5-驅動及控制電路、8-鐵氧體、9-高頻感應線圈、10-發熱體、11-彈性電極觸片組、12-水控電極、13-橡膠套、14-內側電極、15-器皿把、16-器皿蓋、17-器皿嘴、18-透濾杯、19-凹凸配合的定心對接結構、20-集水槽、21-基座底蓋。
圖4中，1-器皿、2-基座、3-超聲波換能器、4-磁體、5-驅動及控制電路、7-電熱體、22-內置容器、23-水介質。
圖5中，1-器皿、2-基座、3-超聲波換能器、8-鐵氧體、9-高頻感應線圈、11-彈性電極觸片組、12-水控電極、13-橡膠套、14-內側電極、24-發光體，25-導光體。
圖1所示實施例一，是一種配置加熱組件的、器皿和基座活動連接的、組合式超聲波振動磁化器具。參看其組裝關係圖3，它有一個器皿1和一個基座2，器皿1和基座2靠凹凸配合的定心對接結構19活動配合。內有超聲波振動磁化場的器皿1和內置驅動及控制電路5的基座2靠重力疊置在一起，通過彈性電極觸片組11實現活動式電氣連接，基座2頂部電極和器皿1底部電極呈環形，在對接平面360°範圍內自由連接。當然，也可以設計成定向對接的連接方式。由於彈性電極觸片組11為低壓電或高頻電，所以沒有電氣安全方面的問題。
由於超聲波換能器3的壓電陶瓷晶片小巧，所以容易在器皿1的底部或者側壁鑲嵌或粘貼，可使用單個或多個壓電陶瓷晶片，通常一個足夠。而且最佳位置在器皿底部中央。這種換能器直接作用於水體的方式，壓電陶瓷晶片產生的超聲波振動全部作用於水體，沒有超聲波能量損失。
超聲波換能器3的側面放置「U」形磁體4，磁體4可以是磁鐵和導磁材料製成的複合體，磁鐵可以是永久磁鐵或電磁鐵；超聲波換能器3的壓電陶瓷晶片放置在「U」形磁體4的開口部位的空氣磁路磁場中。當器皿和基座活動連接時，「U」形磁體4最好設置在基座內，因為其開口處磁場非常容易穿過器皿1的底進入器皿1的水體內。
器皿1的內部有盛裝飲品的透濾杯18，透濾杯18內放置附設的磁體4，透濾杯18位於超聲波換能器3超聲波輻射面的正前方。超聲波的輻射壓力推動器皿1內的液體對流，並在液體表面形成水柱和水霧。對流的水和超聲波的振動空化作用加速了透濾杯18中的茶葉、咖啡粉末、或草藥粉末中的有效成份加速溶解。磁體4可以用片狀磁體串接，形成眾多具有超強磁場強度的間隙，流過間隙的水劑會受到超聲波振動場和磁場的共同作用。透濾杯18是一個獨立的活動部件，當然透濾杯18可以沒有或暫時取出不用。透濾杯18內放置的附設磁體4是輔助的磁體(注意，基座2內始終存在「U」形磁體4)。
超聲波的輻射壓力推動水體對流循環，使得器皿內全部水體振動磁化。
當然，沒有加熱組件同樣能完成水劑的超聲波振動磁化，這種振動磁化器具也有不少場合適用。通常配置一套加熱或恆溫組件自然更為理想，在實施例一中採用了高頻感應加熱的方式。在基座2內頂部設置高頻感應線圈9和鐵氧體磁路8，在器皿1的內壁底部有渦流發熱體10。發熱體10直接和水劑接觸，熱效率很高。
整個一體化設計的驅動及控制電路5，包括超聲波激勵電路、加熱控溫電路、保護電路等，都放置在基座2內。
由於超聲波換能器3的壓電陶瓷晶片及發熱體10都不能幹燒，只要有水存在就不會出現幹燒，所以本實用新型設置了水控保護電路。在器皿1內部的底部有水位探測電極對，水位探測電極對可以是由超聲波換能器3的面向器皿內的內側電極14和一個獨立的水控電極12構成，水控電極12可以是導電橡膠、電碳材料、塑料電鍍件或惰性金屬電極。
圖2所示的實施例二中，區別於實施例一，差異只是配置了電阻發熱式加熱組件。在基座2的外部頂面配置有電熱體7，電熱體7可以是環形電阻加熱器和高溫電絕緣導熱體的複合結構，也可以是電阻正溫度係數的PTC加熱器，電熱體7直接接觸器皿1底部部位。這是一種傳統的傳導加熱的方式，熱效率取決於器皿1底部的導熱性，及結合部位的保溫性。
圖4所示的實施例三中，考慮到有些市售飲料是帶包裝的，或者需要有另外的盛裝容器，這樣我們設計構思了實施例三。如圖4所示，器皿1呈淺碟狀，在器皿1的底部鑲嵌或粘貼超聲波換能器3的壓電陶瓷晶片，器皿1中另有內置容器22，內置容器22一般為飲料包裝盒、塑料盒、杯、碗、瓶、壺等，器皿1和內置容器22之間盛裝水介質23，被處理的水劑置於內置容器22內；內置容器22周圍或內部可放置磁體4，內置容器22位於超聲波換能器3超聲波輻射面的正前方。
實施例三具有實施例一或實施例二的加熱方式。
實施例三也可以沒有加熱組件，還可以是器皿1和基座2固定連接的結構。
圖5所示的實施例四中，在實施例一或實施例二結構基礎上增加聲光效果的組件，圖5示出了器皿1和基座2對接在一起時的、有發光組件結構的局部放大圖。簡單的結構是在器皿1內部底部安置高亮度彩色發光體24，最理想的結構為圖5所示的發光體24置於基座2中，通過器皿1底部中央和基座2頂部中央的導光體25入射到器皿1內部。發光體24為發光燈珠或發光二極體，發光方式為連續發光、閃爍發光或聲控發光等，導光體25位於器皿1的一端為球面散射體，可以配置散射或聚焦透鏡等，位於基座2頂部的一段為玻璃、透光塑料或光導纖維，當配置紅綠蘭三基色光時，可進行光的合成，而使水體呈現出不同的顏色。這樣超聲波形成的噴吐的水柱和水霧便賦有美麗的色彩，尤其配置透明的玻璃器皿時更為亮麗。
以上四個實施例中，最佳方式為器皿1和基座2自由組合，其好處是一個基座2能夠適配多種形體的或不同用途的器皿1。本實用新型所述的器皿1指呈壺、罐、杯、碟、盒、碗等形狀和結構的容器。器皿1和基座2的殼體材料可以是金屬、搪瓷、陶瓷、玻璃、塑料、玻璃鋼複合材料或由它們構成的複合體。器皿1含有器皿把15、器皿蓋16、器皿嘴17中的全部或部分，器皿1的外表塗覆指示器皿體溫度的感溫塗料6；基座2底邊有收集溢流水劑的翻折邊集水槽20。
本實用新型通過振動磁化把液體飲料(如水、茶、奶、酒、果汁、藥劑)的大分子團粉碎、磁化和殺滅細菌體，變成容易被人體消化吸收的飲品；另外，超聲波的輻射壓力推動器皿內的液體對流，加以超聲波的空化作用，可加速固體飲品(如茶、咖啡等)的溶解，提高溶出度，還能噴吐出流光閃爍的彩色水柱以及飄繞的水霧，並散發出奶香、茶香、或酒香。具備實用性、保健性、觀賞性。
權利要求1.一種用於水劑的超聲波振動磁化處理的器具，由器皿(1)、基座(2)、超聲波換能器(3)、磁體(4)、驅動及控制電路(5)等組成，其特徵在於在器皿(1)內部有超聲振動場和磁場的共同作用場；器皿(1)帶有基座(2)，器皿(1)上布置超聲波換能器(3)，基座(2)內部有驅動及控制電路(5)。
2.根據權利要求1所述的水劑的超聲波振動磁化器具，其特徵在於器皿(1)和基座(2)的殼體材料為金屬、搪瓷、陶瓷、玻璃、塑料、玻璃鋼複合材料、或由它們構成的複合體；器皿(1)含有器皿把(15)、器皿蓋(16)、器皿嘴(17)中的全部或部分，呈壺、罐、杯、碟、盒、碗等形狀，器皿(1)的外表塗覆指示器皿體溫度的感溫塗料(6)；基座(2)底邊有收集溢流出來的水劑的翻折邊集水槽(20)。
3.根據權利要求1所述的水劑的超聲波振動磁化器具，其特徵在於超聲波換能器(3)為單個或多個壓電陶瓷晶片，鑲嵌或粘貼在在器皿(1)的底部或者側壁；超聲波換能器(3)的側面放置「U」形磁體(4)，磁體(4)可以是磁鐵和導磁材料製成的複合體，磁鐵可以是永久磁鐵或電磁鐵，「U」形磁體(4)理想位置在基座(2)內；超聲波換能器(3)的壓電陶瓷晶片放置在「U」形磁體(4)的開口部位的空氣磁路磁場中；器皿(1)的內部有盛裝飲品的透濾杯(18)，透濾杯(18)內放置磁體(4)，透濾杯(18)位於超聲波換能器(3)產生的縱向超聲波輻射面的正前方。
4.根據權利要求1所述的水劑的超聲波振動磁化器具，其特徵在於內部有超聲波振動場和磁化場的器皿(1)和內置驅動及控制電路(5)的基座(2)為分體組合結構，靠重力疊置在一起，通過彈性電極觸片組(11)實現活動式電氣連接，基座(2)頂部和器皿(1)底部有凹凸配合的定心對接結構(19)；一個基座(2)適配多種形體的器皿(1)。
5.根據權利要求1或4所述的水劑的超聲波振動磁化器具，其特徵在於在器皿(1)的底部鑲嵌或粘貼超聲波換能器(3)的壓電陶瓷晶片；器皿(1)呈淺碟狀，器皿(1)的內部另有內置容器(22)，內置容器(22)一般為飲料包裝盒、塑料盒、杯、碗、瓶、壺等，器皿(1)和內置容器(22)之間盛裝水介質(23)，被處理的水劑置於內置容器(22)內；內置容器(22)周圍或內部可放置磁體(4)，內置容器(22)位於超聲波換能器(3)超聲波輻射面的正前方。
6.根據權利要求1所述的水劑的超聲波振動磁化器具，其特徵在於器皿(1)內部或外部有對水劑加熱的加熱組件。
7.根據權利要求6所述的水劑的超聲波振動磁化器具，其特徵在於基座(2)的外部頂面配置有電熱體(7)，電熱體(7)可以是環形電阻加熱器和高溫電絕緣導熱體的複合結構，也可以是PTC加熱器，電熱體(7)直接接觸器皿(1)底部部位。
8.根據權利要求6所述的水劑的超聲波振動磁化器具，其特徵在於器皿(1)內底部安置或鑲嵌有感應加熱的鐵磁介質或複合金屬鍍層製成的發熱體(10)；基座(2)的內部頂面部位設置電磁感應加熱的鐵氧體(8)和高頻感應線圈(9)。
9.根據權利要求1所述的水劑的超聲波振動磁化器具，其特徵在於器皿(1)上或基座(2)內有發光體(24)，發光體(24)為高亮度彩色發光燈珠或發光二極體，發光方式為連續發光、閃爍發光或聲控發光等；最理想的結構為發光體(24)置於基座(2)中，通過器皿(1)底部中央和基座(2)頂部中央的導光體(25)入射到器皿(1)內部。
10.根據權利要求1所述的水劑的超聲波振動磁化器具，其特徵在於器皿(1)底部有防止超聲波換能器(3)和發熱體(10)或電熱體(7)因缺水引起過熱的水位探測電極對，水位探測電極對可以是由超聲波換能器(3)的面向器皿內的內側電極(14)和水控電極(12)構成，水控電極(12)可以是導電橡膠、電碳材料、塑料電鍍件或惰性金屬電極。
專利摘要一種用於水劑的超聲波振動磁化處理的器具，屬於超聲波和磁保健應用領域。其特徵在於由一個工藝品級的器皿和一個基座組成，器皿和基座分體組合，通過彈性電極觸片組電氣連接，基座內有磁體以及加熱、發光、超聲波驅動的控制電路；器皿中有超聲波振動場和磁場的共同作用場。該器具的主要用途是把水溶性的液體飲料(如水、茶、奶、酒、果汁、藥劑等)的大分子團粉碎、磁化和殺滅細菌體，利於人體吸收；另外，超聲波的輻射壓力推動器皿內的液體對流，加以超聲波的空化作用，可加速固體飲品(如茶、咖啡等)的溶解，提高溶出度，並在液體表面形成流光異彩的水柱以及飄繞的水霧。具備實用性、保健性、觀賞性。
文檔編號C02F1/34GK2597461SQ0322273
公開日2004年1月7日 申請日期2003年1月6日 優先權日2003年1月6日
發明者張向增 申請人:張向增