专利名称：高新水剂的超声波振动磁化器具技术
技术领域：
本高新技术涉及一种用于水剂的超声波振动磁化处理的器具，尤其是容水器皿配置活动连接基座的、基座内设置超声波振动磁化装置的、带加热组件、具有声光效果的处理器具。
本高新技术属于超声波和磁保健应用领域。
磁化水保健养生已有相当长的历史，超声波的空化作用有着神奇的振动力学效应，和磁体磁场结合能够更好地产生磁化效果，除此之外还能利用超声波的空化作用杀灭如水、茶、奶、酒、药、果汁等水剂中的细菌和实现大分子团簇的粉碎解离，变成容易被人体消化吸收的饮品。
以前的超声波磁化水处理装置，如中国专利89203692号公开的一种“速效磁化矿化水制备装置”中，磁体磁场位置和超声波振动处理位置在空间上分离，是一种磁场和超声波振动场交替作用方式循环处理装置，没有利用超声波振动场和磁场的共同作用场处理。再如，中国专利94117678.9号公开的“生命水制取设备”中提及的超声波磁化水制备装置，磁铁放在超声波振子两侧，引入了共超声波和磁场的同作用场，但其设备简单采用两级相连的水槽处理，适用于大批量工厂化生产的集中处理场合。再如，中国专利01242694号公开的“超声波振动磁化磁疗装置”，其应用实施例之一是一种投潜式应用，将带有一根导线的超声波换能器和磁体一起投入到容器中使用，适用于小剂量水处理需求，不足之处在于超声波换能器和磁体不易清洗，实施例之二是一种嵌入管道式处理装置，同样适用于大批量集中处理工厂化生产的场合。
另外振动磁化后的水，长时间储存就会失效，所以，使用方式应该即处理即饮用，这就决定了其小型化和家用化的特征。
本高新技术的目的在于构思一种即处理即饮用的器具，一种可用于茶馆、酒巴台、家庭茶水台、宾馆等场所的饮具，实现一种小剂量水性液体(如水、茶、奶、酒、药等)的超声波振动磁化、杀灭细菌和实现大分子团簇粉碎解离，把超声波振动场和磁场的共同作用场引入到工艺品级的饮具器皿中，完成振动磁化的同时，高频超声波连续作用或间歇作用，能形成连续喷吐的水柱或间歇泉样水柱，再引入彩色灯珠，就可以营造一种水雾飘渺和灯红酒绿的饮啜意境，并散发出奶香、茶香、或酒香。
本高新技术的目的是这样实现的，直接利用工艺品级的容水器皿改造，如紫砂壶、咖啡壶、玻璃盅等，配置一个带磁体及超声波驱动及控制电路的基座，在器皿中形成超声波振动场和磁场的共同作用场。
对袖珍式振动磁化器具，基座和器皿可以连为一体，一般无需配置加热组件；而对通常的振动磁化器具，最好的方案为基座和器皿分体组合连接，并带加热组件。基座上可以设置大型强场磁体，在器皿上镶嵌或粘贴超声波换能器压电陶瓷磁晶片，器皿内部也可放置附加的小型的磁体。基座上可扩充加热组件等。基座和器皿的电气连接为弹性电极触片组。施加高功率高频超声波就可形成喷吐的水雾和水柱。
超声波振动场和磁场同时引入到器皿内的方式有多种，可以使振动场和磁场均直接作用于被处理的水剂介质，也可透过容器壁介质传导引入器皿内，或者振动场直接作用于水剂而磁场透过器皿壁作用于水剂；而且引入共同作用场时，尚且有二者矢量合成的方向性问题，最佳方式是纵向超声波振动场方向和磁场方向垂直，这在发明专利00810673.8中已有公告，本文对其原理不作讨论。当然，作用于被处理的介质的磁场越强、超声波振动场越强其处理效果自然越佳。
为了简易起见和减小电磁干扰，一般磁场适宜采用永恒磁场。为了产生水柱和雾化效果以及减小器具体积，超声波换能器最好采用压电陶瓷晶片，而且压电陶瓷晶片最好镶嵌在器皿的底部，直接和水体接触。要获得美观、实用的效果，容水器皿自然是采用工艺品级器皿，在其底部通过改装即可实现各种功能。并可以引入声光效果。
以下结合附图实施例对本高新技术作进一步详细描述
图1是本高新技术实施例一示意图；图2是本高新技术实施例二示意图；图3是本高新技术实施例一的组装关系图和局部放大示意图；图4是本高新技术实施例三示意图；图5是本高新技术实施例四示意图；
图1中，1-器皿、2-基座、3-超声波换能器、4-磁体、5-驱动及控制电路、6-感温涂料。
图2中，1-器皿、2-基座、3-超声波换能器、4-磁体、5-驱动及控制电路、6-感温涂料、7-电热体。
图3中，1-器皿、2-基座、3-超声波换能器、4-磁体、5-驱动及控制电路、8-铁氧体、9-高频感应线圈、10-发热体、11-弹性电极触片组、12-水控电极、13-橡胶套、14-内侧电极、15-器皿把、16-器皿盖、17-器皿嘴、18-透滤杯、19-凹凸配合的定心对接结构、20-集水槽、21-基座底盖。
图4中，1-器皿、2-基座、3-超声波换能器、4-磁体、5-驱动及控制电路、7-电热体、22-内置容器、23-水介质。
图5中，1-器皿、2-基座、3-超声波换能器、8-铁氧体、9-高频感应线圈、11-弹性电极触片组、12-水控电极、13-橡胶套、14-内侧电极、24-发光体，25-导光体。
图1所示实施例一，是一种配置加热组件的、器皿和基座活动连接的、组合式超声波振动磁化器具。参看其组装关系图3，它有一个器皿1和一个基座2，器皿1和基座2靠凹凸配合的定心对接结构19活动配合。内有超声波振动磁化场的器皿1和内置驱动及控制电路5的基座2靠重力叠置在一起，通过弹性电极触片组11实现活动式电气连接，基座2顶部电极和器皿1底部电极呈环形，在对接平面360°范围内自由连接。当然，也可以设计成定向对接的连接方式。由于弹性电极触片组11为低压电或高频电，所以没有电气安全方面的问题。
由于超声波换能器3的压电陶瓷晶片小巧，所以容易在器皿1的底部或者侧壁镶嵌或粘贴，可使用单个或多个压电陶瓷晶片，通常一个足够。而且最佳位置在器皿底部中央。这种换能器直接作用于水体的方式，压电陶瓷晶片产生的超声波振动全部作用于水体，没有超声波能量损失。
超声波换能器3的侧面放置“U”形磁体4，磁体4可以是磁铁和导磁材料制成的复合体，磁铁可以是永久磁铁或电磁铁；超声波换能器3的压电陶瓷晶片放置在“U”形磁体4的开口部位的空气磁路磁场中。当器皿和基座活动连接时，“U”形磁体4最好设置在基座内，因为其开口处磁场非常容易穿过器皿1的底进入器皿1的水体内。
器皿1的内部有盛装饮品的透滤杯18，透滤杯18内放置附设的磁体4，透滤杯18位于超声波换能器3超声波辐射面的正前方。超声波的辐射压力推动器皿1内的液体对流，并在液体表面形成水柱和水雾。对流的水和超声波的振动空化作用加速了透滤杯18中的茶叶、咖啡粉末、或草药粉末中的有效成份加速溶解。磁体4可以用片状磁体串接，形成众多具有超强磁场强度的间隙，流过间隙的水剂会受到超声波振动场和磁场的共同作用。透滤杯18是一个独立的活动部件，当然透滤杯18可以没有或暂时取出不用。透滤杯18内放置的附设磁体4是辅助的磁体(注意，基座2内始终存在“U”形磁体4)。
超声波的辐射压力推动水体对流循环，使得器皿内全部水体振动磁化。
当然，没有加热组件同样能完成水剂的超声波振动磁化，这种振动磁化器具也有不少场合适用。通常配置一套加热或恒温组件自然更为理想，在实施例一中采用了高频感应加热的方式。在基座2内顶部设置高频感应线圈9和铁氧体磁路8，在器皿1的内壁底部有涡流发热体10。发热体10直接和水剂接触，热效率很高。
整个一体化设计的驱动及控制电路5，包括超声波激励电路、加热控温电路、保护电路等，都放置在基座2内。
由于超声波换能器3的压电陶瓷晶片及发热体10都不能干烧，只要有水存在就不会出现干烧，所以本高新技术设置了水控保护电路。在器皿1内部的底部有水位探测电极对，水位探测电极对可以是由超声波换能器3的面向器皿内的内侧电极14和一个独立的水控电极12构成，水控电极12可以是导电橡胶、电碳材料、塑料电镀件或惰性金属电极。
图2所示的实施例二中，区别于实施例一，差异只是配置了电阻发热式加热组件。在基座2的外部顶面配置有电热体7，电热体7可以是环形电阻加热器和高温电绝缘导热体的复合结构，也可以是电阻正温度系数的PTC加热器，电热体7直接接触器皿1底部部位。这是一种传统的传导加热的方式，热效率取决于器皿1底部的导热性，及结合部位的保温性。
图4所示的实施例三中，考虑到有些市售饮料是带包装的，或者需要有另外的盛装容器，这样我们设计构思了实施例三。如图4所示，器皿1呈浅碟状，在器皿1的底部镶嵌或粘贴超声波换能器3的压电陶瓷晶片，器皿1中另有内置容器22，内置容器22一般为饮料包装盒、塑料盒、杯、碗、瓶、壶等，器皿1和内置容器22之间盛装水介质23，被处理的水剂置于内置容器22内；内置容器22周围或内部可放置磁体4，内置容器22位于超声波换能器3超声波辐射面的正前方。
实施例三具有实施例一或实施例二的加热方式。
实施例三也可以没有加热组件，还可以是器皿1和基座2固定连接的结构。
图5所示的实施例四中，在实施例一或实施例二结构基础上增加声光效果的组件，图5示出了器皿1和基座2对接在一起时的、有发光组件结构的局部放大图。简单的结构是在器皿1内部底部安置高亮度彩色发光体24，最理想的结构为图5所示的发光体24置于基座2中，通过器皿1底部中央和基座2顶部中央的导光体25入射到器皿1内部。发光体24为发光灯珠或发光二极管，发光方式为连续发光、闪烁发光或声控发光等，导光体25位于器皿1的一端为球面散射体，可以配置散射或聚焦透镜等，位于基座2顶部的一段为玻璃、透光塑料或光导纤维，当配置红绿兰三基色光时，可进行光的合成，而使水体呈现出不同的颜色。这样超声波形成的喷吐的水柱和水雾便赋有美丽的色彩，尤其配置透明的玻璃器皿时更为亮丽。
以上四个实施例中，最佳方式为器皿1和基座2自由组合，其好处是一个基座2能够适配多种形体的或不同用途的器皿1。本高新技术所述的器皿1指呈壶、罐、杯、碟、盒、碗等形状和结构的容器。器皿1和基座2的壳体材料可以是金属、搪瓷、陶瓷、玻璃、塑料、玻璃钢复合材料或由它们构成的复合体。器皿1含有器皿把15、器皿盖16、器皿嘴17中的全部或部分，器皿1的外表涂覆指示器皿体温度的感温涂料6；基座2底边有收集溢流水剂的翻折边集水槽20。
本高新技术通过振动磁化把液体饮料(如水、茶、奶、酒、果汁、药剂)的大分子团粉碎、磁化和杀灭细菌体，变成容易被人体消化吸收的饮品；另外，超声波的辐射压力推动器皿内的液体对流，加以超声波的空化作用，可加速固体饮品(如茶、咖啡等)的溶解，提高溶出度，还能喷吐出流光闪烁的彩色水柱以及飘绕的水雾，并散发出奶香、茶香、或酒香。具备实用性、保健性、观赏性。
权利要求1.一种用于水剂的超声波振动磁化处理的器具，由器皿(1)、基座(2)、超声波换能器(3)、磁体(4)、驱动及控制电路(5)等组成，其特征在于在器皿(1)内部有超声振动场和磁场的共同作用场；器皿(1)带有基座(2)，器皿(1)上布置超声波换能器(3)，基座(2)内部有驱动及控制电路(5)。
2.根据权利要求1所述的水剂的超声波振动磁化器具，其特征在于器皿(1)和基座(2)的壳体材料为金属、搪瓷、陶瓷、玻璃、塑料、玻璃钢复合材料、或由它们构成的复合体；器皿(1)含有器皿把(15)、器皿盖(16)、器皿嘴(17)中的全部或部分，呈壶、罐、杯、碟、盒、碗等形状，器皿(1)的外表涂覆指示器皿体温度的感温涂料(6)；基座(2)底边有收集溢流出来的水剂的翻折边集水槽(20)。
3.根据权利要求1所述的水剂的超声波振动磁化器具，其特征在于超声波换能器(3)为单个或多个压电陶瓷晶片，镶嵌或粘贴在在器皿(1)的底部或者侧壁；超声波换能器(3)的侧面放置“U”形磁体(4)，磁体(4)可以是磁铁和导磁材料制成的复合体，磁铁可以是永久磁铁或电磁铁，“U”形磁体(4)理想位置在基座(2)内；超声波换能器(3)的压电陶瓷晶片放置在“U”形磁体(4)的开口部位的空气磁路磁场中；器皿(1)的内部有盛装饮品的透滤杯(18)，透滤杯(18)内放置磁体(4)，透滤杯(18)位于超声波换能器(3)产生的纵向超声波辐射面的正前方。
4.根据权利要求1所述的水剂的超声波振动磁化器具，其特征在于内部有超声波振动场和磁化场的器皿(1)和内置驱动及控制电路(5)的基座(2)为分体组合结构，靠重力叠置在一起，通过弹性电极触片组(11)实现活动式电气连接，基座(2)顶部和器皿(1)底部有凹凸配合的定心对接结构(19)；一个基座(2)适配多种形体的器皿(1)。
5.根据权利要求1或4所述的水剂的超声波振动磁化器具，其特征在于在器皿(1)的底部镶嵌或粘贴超声波换能器(3)的压电陶瓷晶片；器皿(1)呈浅碟状，器皿(1)的内部另有内置容器(22)，内置容器(22)一般为饮料包装盒、塑料盒、杯、碗、瓶、壶等，器皿(1)和内置容器(22)之间盛装水介质(23)，被处理的水剂置于内置容器(22)内；内置容器(22)周围或内部可放置磁体(4)，内置容器(22)位于超声波换能器(3)超声波辐射面的正前方。
6.根据权利要求1所述的水剂的超声波振动磁化器具，其特征在于器皿(1)内部或外部有对水剂加热的加热组件。
7.根据权利要求6所述的水剂的超声波振动磁化器具，其特征在于基座(2)的外部顶面配置有电热体(7)，电热体(7)可以是环形电阻加热器和高温电绝缘导热体的复合结构，也可以是PTC加热器，电热体(7)直接接触器皿(1)底部部位。
8.根据权利要求6所述的水剂的超声波振动磁化器具，其特征在于器皿(1)内底部安置或镶嵌有感应加热的铁磁介质或复合金属镀层制成的发热体(10)；基座(2)的内部顶面部位设置电磁感应加热的铁氧体(8)和高频感应线圈(9)。
9.根据权利要求1所述的水剂的超声波振动磁化器具，其特征在于器皿(1)上或基座(2)内有发光体(24)，发光体(24)为高亮度彩色发光灯珠或发光二极管，发光方式为连续发光、闪烁发光或声控发光等；最理想的结构为发光体(24)置于基座(2)中，通过器皿(1)底部中央和基座(2)顶部中央的导光体(25)入射到器皿(1)内部。
10.根据权利要求1所述的水剂的超声波振动磁化器具，其特征在于器皿(1)底部有防止超声波换能器(3)和发热体(10)或电热体(7)因缺水引起过热的水位探测电极对，水位探测电极对可以是由超声波换能器(3)的面向器皿内的内侧电极(14)和水控电极(12)构成，水控电极(12)可以是导电橡胶、电碳材料、塑料电镀件或惰性金属电极。
专利摘要一种用于水剂的超声波振动磁化处理的器具，属于超声波和磁保健应用领域。其特征在于由一个工艺品级的器皿和一个基座组成，器皿和基座分体组合，通过弹性电极触片组电气连接，基座内有磁体以及加热、发光、超声波驱动的控制电路；器皿中有超声波振动场和磁场的共同作用场。该器具的主要用途是把水溶性的液体饮料(如水、茶、奶、酒、果汁、药剂等)的大分子团粉碎、磁化和杀灭细菌体，利于人体吸收；另外，超声波的辐射压力推动器皿内的液体对流，加以超声波的空化作用，可加速固体饮品(如茶、咖啡等)的溶解，提高溶出度，并在液体表面形成流光异彩的水柱以及飘绕的水雾。具备实用性、保健性、观赏性。
文档编号C02F1/34GK2597461SQ0322273
公开日2004年1月7日 申请日期2003年1月6日 优先权日2003年1月6日
发明者张向增 申请人:张向增
