專(zhuān)利名稱(chēng)：內(nèi)外混式超臨界流體納微材料制備噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于納微材料制備設(shè)備，特別是涉及一種內(nèi)外混式超臨界流體納微材料制備噴嘴。
背景技術(shù)：
超臨界流體納微材料制備有快速膨脹法、抗溶劑法、氣溶膠萃取法、溶液增強(qiáng)超臨界流體分散法等，在這些方法中均需要一個(gè)孔徑非常小的噴嘴。這類(lèi)噴嘴除了孔徑非常小外，在構(gòu)造上也有相當(dāng)?shù)膮^(qū)別，其中內(nèi)外混式噴嘴就是一種典型的結(jié)構(gòu)。它的特點(diǎn)在于要混合噴出一種以上的溶液時(shí)，先將溶液中的一種從噴嘴內(nèi)層噴孔噴入另一種溶液中，快速混合后的溶液再?gòu)南乱粚訃娍字袊姵觯缓笤倥c從另一噴嘴噴出的另一新的溶液在噴嘴外部空間相互混合，制得納微材料。這一過(guò)程也可以是多種溶液在數(shù)層噴嘴中依次混合，然后再與獨(dú)立從另外多個(gè)噴嘴中噴出的多種溶液在外部混合，制得納微材料。目前噴嘴的噴孔大多由激光打孔等方法制作，由此來(lái)保證非常小的孔徑。由這種方法制作的噴嘴，很容易阻塞，堵塞后不易疏通，且噴嘴所用材料和制作成本都非常高，因此一旦堵住就造成極大浪費(fèi)。另外，由于噴嘴孔徑的大小對(duì)納微材料制備有很大影響，是影響制備過(guò)程的一個(gè)重要因素，而此類(lèi)噴嘴孔徑不可調(diào)節(jié)，特別是材料制備研究中要經(jīng)常更換噴嘴。這樣，就需要做多個(gè)噴嘴，以供不同材料制備和研究需要，大大提高了材料制備和研究的成本。另外，現(xiàn)有噴嘴孔徑非常小、噴嘴數(shù)量有限，所制備的納微材料的量小，效率低，計(jì)量和檢測(cè)誤差大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種在同一個(gè)噴嘴體上，由錐端套與噴嘴芯及由錐端套和錐端套組合可調(diào)構(gòu)成的，環(huán)隙精度高，物料混合質(zhì)量好和處理量大的，內(nèi)混式噴嘴和外混式噴嘴組合的內(nèi)外混式超臨界流體納微材料制備噴嘴。
本發(fā)明的基本構(gòu)思是由噴嘴主體及在噴嘴主體上安裝的錐端套和收集器構(gòu)成，噴嘴主體的尾端為噴嘴芯；噴嘴主體上的噴嘴芯同錐端套之間構(gòu)成環(huán)狀的縫隙為噴料口，各噴料口從內(nèi)到外逐一嵌套，構(gòu)成內(nèi)混式噴料嘴；內(nèi)混式噴嘴的最外一個(gè)錐端套的外層逐一嵌套錐端套，錐端套與錐端套之間構(gòu)成的環(huán)狀縫隙為外混式噴料嘴；各噴料口通過(guò)噴嘴主體上的進(jìn)料通道與物料輸送管相連，收集器包容在噴嘴主體及錐端套組裝體的外部，并固定在噴嘴主體上，收集器上有閥，構(gòu)成內(nèi)外混式超臨界流體納微材料制備噴嘴。
噴嘴主體為階梯狀結(jié)構(gòu)，每一階梯段上有安裝錐端套和鎖緊部件用的螺紋、定位面和密封面，噴嘴主體與錐端套之間通過(guò)定位面定位、螺紋連接和調(diào)節(jié)、鎖緊部件鎖緊和密封圈密封；噴嘴主體上的進(jìn)料通道與每一階梯相通，在噴嘴主體安裝最外一層錐端套的外側(cè)的噴嘴主體階梯上有排料通道，階梯數(shù)量根據(jù)噴料口的設(shè)計(jì)需要確定。
噴嘴主體尾端的噴嘴芯為臺(tái)階結(jié)構(gòu)，每一臺(tái)階上設(shè)有與錐端套配合調(diào)整環(huán)隙噴料口大小的圓錐面，噴嘴芯的臺(tái)階數(shù)量與構(gòu)成內(nèi)混功能的錐端套數(shù)量相同。
錐端套上有與噴嘴主體相匹配的螺紋和嚴(yán)密配合的定位面及密封面。
噴嘴主體上安裝密封件時(shí)，噴嘴主體上的密封面為安裝密封圈的溝槽，錐端套上的密封面為圓柱面；鎖緊部件為鎖緊螺母；錐端套上安裝密封件時(shí)，錐端套上的密封面為安裝密封圈的溝槽，噴嘴主體上的密封面為圓柱面。
收集器為圓筒狀，與噴嘴主體通過(guò)快開(kāi)密封結(jié)構(gòu)連接；快開(kāi)密封結(jié)構(gòu)可以是法蘭平蓋或者螺旋平蓋或者卡箍式或者齒嚙式或者剖分環(huán)式等，密封件可以是平墊或者“O”型墊或者八角墊或者橢圓墊等。
本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理，具有將多種溶液逐一噴入下一溶液或混合溶液后再同時(shí)噴出并與外層的流體在噴嘴外混合以增強(qiáng)噴霧效果的功能，實(shí)現(xiàn)超臨界流體內(nèi)外混制備納微材料的功能，并且噴嘴所形成的環(huán)狀縫隙的大小可通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)錐端套很方便的予以調(diào)整，不易堵塞，即使一旦堵塞也可通過(guò)調(diào)大環(huán)隙來(lái)疏通，環(huán)狀縫隙調(diào)整好后用鎖緊部件緊鎖其環(huán)隙精確不易變化?？蓪?shí)現(xiàn)大流量材料制備，從而節(jié)約了成本，提高了效率。從理論上講錐端套與錐端套或噴嘴芯之間的環(huán)隙可調(diào)整為零，實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明，能制備較以往噴嘴更小的顆粒。
四

圖1為本發(fā)明的噴嘴整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的噴嘴主體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為具有4層錐端套三種流體內(nèi)混的噴嘴結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標(biāo)記1噴嘴主體，1-1密封結(jié)構(gòu)，1-2階梯結(jié)構(gòu)，1-3螺紋，1-4定位面，1-5密封件，1-6密封面，1-7噴嘴芯，2鎖緊部件，3錐端套，4收集器，4-1密封結(jié)構(gòu)，4-1-1緊固件，4-2密封件，4-3收集器筒體，4-4閥，4-5出料口，5噴料口，6進(jìn)料通道，7排料通道。
五、具體實(shí)施例實(shí)施例一如圖1、2所示，為有三層錐端套3的噴嘴。噴嘴主體1上共有三個(gè)階梯結(jié)構(gòu)1-2，在階梯結(jié)構(gòu)上都有螺紋1-3、定位面1-4和密封面1-6，密封面1-6為密封槽結(jié)構(gòu)以便安裝密封件1-5，密封件1-5采用“O”形橡膠圈，保證噴嘴主體1與錐端套3的密封；噴嘴芯1-7上有二段大小逐漸加大的錐面，與噴嘴主體1為一體；每個(gè)階梯結(jié)構(gòu)上安裝一個(gè)錐端套，內(nèi)層的兩個(gè)錐端套與噴嘴芯1-7之間構(gòu)成的環(huán)狀的縫隙為內(nèi)混式噴料嘴；內(nèi)混式噴料嘴的外層錐端套與最外一個(gè)錐端套之間構(gòu)成的環(huán)狀的縫隙為外混式噴料嘴；通過(guò)螺栓緊固件4-1-1將收集器4固定在噴嘴主體1上，構(gòu)成內(nèi)外混式超臨界流體納微材料制備噴嘴。密封件4-2采用“O”形橡膠圈，為保證良好的密封效果，在密封結(jié)構(gòu)1-1安置密封件4-2的位置開(kāi)設(shè)密封槽；收集器4出料口處的閥4-4采用球閥，既能很好的密封，又能很快的打開(kāi)取出物料。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該噴嘴能夠滿(mǎn)足納微材料制備的要求，制備出較其他類(lèi)型噴嘴更小的顆粒。
噴嘴進(jìn)行超臨界流體納微材料制備的運(yùn)行過(guò)程二氧化碳?xì)怏w通過(guò)通常的超臨界二氧化碳產(chǎn)生方法，即先將二氧化碳制冷液化，通過(guò)加壓泵加壓達(dá)到臨界壓力以上，再進(jìn)入加熱器將二氧化碳溫度提高的臨界溫度以上形成超臨界二氧化碳。將超臨界二氧化碳、加壓泵加壓的溶有欲制備納微米材料的溶液、輔助流體等按工藝要求依次通入噴嘴最里一層進(jìn)料通道、第二層通道和最外一層通道；在通過(guò)第一層噴嘴時(shí)，第一層通道進(jìn)入的溶液與第二層通道進(jìn)入的溶液充分混合，然后混合后的溶液通過(guò)第二層噴嘴噴出，與最外一層通道噴出的流體在噴嘴外部相互作用以增強(qiáng)噴霧，然后，溶劑快速膨脹和分散，從排料通道排出，欲制納微材料的溶質(zhì)急劇過(guò)飽和和迅速結(jié)晶，制得納微材料。
若需要調(diào)節(jié)噴嘴環(huán)隙來(lái)制備不同納微材料時(shí)，則在開(kāi)始制備前，先拆下中、外層錐端套，然后從里到外逐一安裝和旋轉(zhuǎn)錐端套3，對(duì)右旋螺紋2-3，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)為縮小環(huán)隙，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)為增大環(huán)隙。為便于調(diào)整環(huán)隙，可通過(guò)顯微鏡觀察標(biāo)定錐端套旋轉(zhuǎn)角度所對(duì)應(yīng)的環(huán)隙大小，環(huán)隙調(diào)整好后用鎖緊螺母鎖緊。
實(shí)施例二如圖3所示，為有四層錐端套3的噴嘴，噴嘴主體1上共有四個(gè)階梯結(jié)構(gòu)1-2，噴嘴芯1-7上有三段大小逐漸加大的錐面，與噴嘴主體1為一體，其它同實(shí)施例一。
權(quán)利要求
1.內(nèi)外混式超臨界流體納微材料制備噴嘴，其特征為由噴嘴主體及在噴嘴主體上安裝的錐端套和收集器構(gòu)成，噴嘴主體的尾端為噴嘴芯；噴嘴主體上的噴嘴芯同每一錐端套之間構(gòu)成環(huán)狀的縫隙為噴料口，各噴料口從內(nèi)到外逐一嵌套，構(gòu)成內(nèi)混式噴料嘴；內(nèi)混式噴嘴的最外一個(gè)錐端套的外層逐一嵌套錐端套，錐端套與錐端套之間構(gòu)成的環(huán)狀縫隙為外混式噴料嘴；各噴料口通過(guò)噴嘴主體上的進(jìn)料通道與物料輸送管相連，收集器包容在噴嘴主體及錐端套組裝體的外部，并固定在噴嘴主體上，收集器上有閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)外混式超臨界流體納微材料制備噴嘴，其特征為所述的噴嘴主體為階梯狀結(jié)構(gòu)，每一階梯段上有安裝錐端套和鎖緊部件用的螺紋、定位面和密封面，噴嘴主體上的進(jìn)料通道與每一階梯相通，在噴嘴主體安裝最外一層錐端套的外側(cè)的噴嘴主體階梯上有排料通道，階梯數(shù)量根據(jù)噴料口的設(shè)計(jì)需要確定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)外混式超臨界流體納微材料制備噴嘴，其特征為所述的噴嘴芯為臺(tái)階結(jié)構(gòu)，每一臺(tái)階上設(shè)有與錐端套配合調(diào)整環(huán)隙噴料口大小的圓錐面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)外混式超臨界流體納微材料制備噴嘴，其特征為所述的錐端套端部為圓錐面結(jié)構(gòu)，與其內(nèi)部緊挨著的錐端套或噴嘴芯錐面配合，形成可調(diào)整環(huán)隙大小的噴料口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)外混式超臨界流體納微材料制備噴嘴，其特征為所述的錐端套上有與噴嘴主體相匹配的螺紋和嚴(yán)密配合的定位面及密封面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)外混式超臨界流體納微材料制備噴嘴，其特征為所述的鎖緊部件為鎖緊螺母。
全文摘要
本發(fā)明屬于納微材料制備設(shè)備，特別涉及一種內(nèi)外混式超臨界流體納微材料制備，是由噴嘴主體及在噴嘴主體上安裝的錐端套和收集器構(gòu)成，噴嘴主體的尾端為噴嘴芯；噴嘴主體上的噴嘴芯同錐端套之間構(gòu)成環(huán)狀的縫隙為噴料口，各噴料口從內(nèi)到外逐一嵌套，構(gòu)成內(nèi)混式噴嘴；內(nèi)混式噴嘴的最外一個(gè)錐端套的外層逐一嵌套錐端套，錐端套與錐端套之間構(gòu)成的環(huán)狀縫隙為外混式噴嘴；各噴料口通過(guò)噴嘴主體上的進(jìn)料通道與物料輸送管相連，收集器包容在噴嘴主體及錐端套組裝體的外部，并固定在噴嘴主體上。其結(jié)構(gòu)合理，能將多種物料同時(shí)混合后噴出，實(shí)現(xiàn)內(nèi)外混制備納微顆粒的功能，噴嘴環(huán)隙精確、可調(diào)，不易堵塞，能制備較以往噴嘴更小的顆粒，成本低，效率高。
文檔編號(hào)B05B1/00GK1861267SQ20051004347
公開(kāi)日2006年11月15日 申請(qǐng)日期2005年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月13日
發(fā)明者王威強(qiáng), 劉燕, 李?lèi)?ài)菊, 肖克峰 申請(qǐng)人:山東大學(xué)