專利名稱：一種微/納米顆粒懸浮液的分散裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液體分散裝置，尤指一種微/納米顆粒懸浮液的分散裝置。
背景技術(shù)：
微/納米顆粒粒徑小，表面能高，在液體介質(zhì)中有自發(fā)團聚現(xiàn)象，而該團聚現(xiàn)象降低了微/納米顆粒的特性優(yōu)勢，使微/納米顆粒在液體介質(zhì)中的實際應(yīng)用效果差；一種簡單方法是在微/納米顆粒懸浮液中加入適量分散劑，并采用物理方法分散，雖然可以使團聚體解聚，但經(jīng)過一定時間或在生產(chǎn)使用過程中，又會發(fā)生團聚現(xiàn)象。目前解決上述問題的設(shè)備裝置主要有機械攪拌裝置、超聲波設(shè)備和壓縮空氣攪拌裝置，其中，機械攪拌主要是利用剪切力或撞擊力使微/納米顆粒分散，如高速攪拌機、振動球磨機等，相互粘結(jié)的微/納米顆粒團聚體雖然可以在機械分散器中打散，但顆粒間的作用力猶存，排出分散器后又會重新團聚，而且機械攪拌會造成溶液飛濺，使反應(yīng)物損失； 超聲波設(shè)備是一種強度很高的分散設(shè)備，將微/納米顆粒懸浮液直接置于超聲波槽中，用適當(dāng)頻率和功率的超聲波，在恰當(dāng)?shù)臅r間內(nèi)進(jìn)行分散，其主要是利用超聲波的空化作用，液體介質(zhì)中微泡的形成和破裂過程，伴隨能量的釋放，產(chǎn)生沖擊波，液體微粒之間發(fā)生猛烈撞擊，使團聚體分散，然而，超聲時間持續(xù)太久會導(dǎo)致過熱，加速團聚，在底部形成沉淀，而且一旦停止超聲波振蕩，顆粒會再度團聚，另外由于超聲波設(shè)備能耗大，成本高，噪音大，將微 /納米顆粒懸浮液直接置于超聲波槽中分散，不適用于大體積生產(chǎn)用懸浮液；壓縮空氣攪拌裝置利用排出的凈化壓縮空氣，能將微/納米懸浮液混合均勻，打散大的團聚體，但不能分散小的團聚體，分散強度低，分散效率低，而且壓縮空氣流量大時還會造成溶液飛濺，使反應(yīng)物損失。有鑒于此，本發(fā)明人對微/納米顆粒懸浮液的分散裝置進(jìn)行了深入研究，本案由此產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種分散效果好并適應(yīng)于生產(chǎn)用的微/納米顆粒懸浮液的分散裝置。為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案是—種微/納米顆粒懸浮液的分散裝置，其包括超聲波槽、進(jìn)液管、出液管及若干支分液管，上述超聲波槽內(nèi)裝有水體，并設(shè)有與超聲波發(fā)生器相電連接的換能器，上述若干支分液管設(shè)在超聲波槽內(nèi)，且各分液管的進(jìn)液端均與上述進(jìn)液管連通，出液端均與上述出液管連通。上述各分液管的進(jìn)液端與上述進(jìn)液管間設(shè)有與該二者相連通的第一集液室，上述各分液管的出液端與上述出液管間設(shè)有與該二者相連通的第二集液室。上述第一、第二集液室為由聚丙烯板焊接成的箱體結(jié)構(gòu)或由聚丙烯管和聚丙烯板焊接成的柱形結(jié)構(gòu)，該箱體結(jié)構(gòu)或柱形結(jié)構(gòu)的高度比超聲波槽的槽口低。
上述進(jìn)液管插入上述第一集液室內(nèi)，且此進(jìn)液管的出口延伸至上述第一集液室的底部。上述超聲波槽的換能器共設(shè)有兩組，分別設(shè)在無上述第一、第二集液室遮擋的上述超聲波槽的兩側(cè)壁內(nèi)。上述若干支分液管均勻地分布在上述超聲波槽內(nèi)。上述若干支分液管的橫截面形狀為圓形或方形。上述超聲波槽的側(cè)壁上設(shè)有進(jìn)水管、排水管及加熱板。上述超聲波槽的加熱板設(shè)有兩組，分別設(shè)在未安裝換能器的上述超聲波槽的兩側(cè)壁內(nèi)。采用上述方案后，本發(fā)明的超聲波經(jīng)由水體，透過循環(huán)管(包括進(jìn)液管、分液管及出液管)壁傳遞給流動的懸浮液，利用超聲波的空化作用，對循環(huán)管中流動的懸浮液進(jìn)行分散，具體有以下幾個優(yōu)點一、微/納米顆粒懸浮液在各分液管中流動時，會產(chǎn)生湍流流場，有利于顆粒的分散作用；而且，由于懸浮液在分液管中處于不斷更新狀態(tài)，由此不致因超聲時間過長而導(dǎo)致再團聚或沉淀，可長時間維持生產(chǎn)用懸浮液始終處于穩(wěn)定的分散狀態(tài)。二、生產(chǎn)槽中的微/納米顆粒懸浮液經(jīng)由進(jìn)液管輸入，并由超聲波槽內(nèi)的若干個分液管來分散，各分液管橫截面小，數(shù)量多，總表面積大，只要保持一定流速，較小的分散裝置即可分散大體積生產(chǎn)用懸浮液，且較小的分散裝置具有降低能耗、成本及噪音等優(yōu)點。三、本發(fā)明分散裝置是通過管道(進(jìn)液管及出液管)與生產(chǎn)槽連通，因此分散裝置可安裝于一獨立設(shè)備室內(nèi)，由此較好地避免了超聲波槽的噪音污染生產(chǎn)操作環(huán)境。四、由于各分液管橫截面小，數(shù)量多，總表面積大，因而換熱效率高，利用超聲波槽的加熱板和進(jìn)、排水管，可控制超聲波槽中水體溫度，對循環(huán)管內(nèi)流動的懸浮液進(jìn)行均勻的降溫或升溫，其代替了生產(chǎn)槽的降溫或升溫裝置，滿足了生產(chǎn)槽內(nèi)懸浮液溫度要求，此間接加熱方式比在生產(chǎn)槽中安裝電熱管直接加熱均勻，不會出現(xiàn)局部過熱現(xiàn)象。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖2是圖1沿A-A方向的剖視圖。
標(biāo)號說明
超聲波槽1前側(cè): _ 11
后側(cè)壁12左側(cè): _ 13
右側(cè)壁14進(jìn)液<賢2
出口 21出液<賢3
分液管4進(jìn)液端41
出液端42第一集液室5
第二集液室6排水<f7
進(jìn)水管8
具體實施方式
為了進(jìn)一步解釋本發(fā)明的技術(shù)方案，下面通過具體實施例來對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)闡述。本發(fā)明一種微/納米顆粒懸浮液的分散裝置，如圖1-圖2所示，其包括超聲波槽 1、進(jìn)液管2、出液管3及若干支分液管4，其中超聲波槽1，呈一上端開口的長方體結(jié)構(gòu)，其內(nèi)槽材質(zhì)采用3毫米厚的304號不銹鋼板制成，沿超聲波槽1長度方向的二側(cè)壁稱為前側(cè)壁11和后側(cè)壁12，另外兩側(cè)壁稱為左側(cè)壁13和右側(cè)壁14 ；超聲波槽1內(nèi)裝有自來水(圖中未示出)，并于前側(cè)壁11及后側(cè)壁 12內(nèi)各設(shè)有一組與超聲波發(fā)生器用電線連接的超聲波換能器(圖中未示出)，即工作方式采用雙面?zhèn)日穹绞剑唧w操作中，超聲波頻率可選^KHZ，超聲波換能器在前側(cè)壁11及后側(cè)壁12內(nèi)可呈上下錯開設(shè)置，且未被下述第一、第二集液室遮擋。為了實現(xiàn)對超聲波槽1內(nèi)自來水的溫度控制，本發(fā)明于超聲波槽1的后側(cè)壁12的下端和上端處分別設(shè)有用于自來水循環(huán)流動的進(jìn)水管8和排水管7，左側(cè)壁13和右側(cè)壁14 內(nèi)各設(shè)有一組加熱板(圖中未示出)，該加熱板與加熱板控制器相電連接，通過內(nèi)設(shè)溫控器的控制，并利用該加熱板的加熱功能、進(jìn)水管8的進(jìn)冷水功能及排水管7的排熱水功能，即可實現(xiàn)對超聲波槽1中的水體溫度進(jìn)行有效地調(diào)節(jié)控制；這里有必要特別指出，所述加熱板與超聲波換能器分開設(shè)置在超聲波槽1的不同側(cè)壁內(nèi)，其用意在于使加熱板、超聲波換能器能夠充分發(fā)揮它們各自的功效。所述進(jìn)液管2和出液管3均呈直角形狀，并各設(shè)于超聲波槽1左右側(cè)壁的槽口處， 其中，進(jìn)液管2上端的入口與生產(chǎn)槽連通，出液管3上端的出口與生產(chǎn)槽連通。上述若干支分液管4，均為直徑6毫米的聚丙烯管，設(shè)在超聲波槽1內(nèi)，其沿著超聲波槽1的長度方向橫向設(shè)置，且各分液管4間呈平行且均勻密集排列，各分液管4的橫截面形狀不受限制，方形或圓形均可；上述各分液管4的進(jìn)液端41均與進(jìn)液管2連通，出液端 42均與出液管3連通；所述各分液管4分別與進(jìn)液管2、出液管3相連通，其一較佳實施方案，如圖2所示，各分液管4的進(jìn)液端41與進(jìn)液管2間設(shè)有與該二者相連通的第一集液室 5，各分液管4的出液端42與出液管3間設(shè)有與該二者相連通的第二集液室6，由此所述進(jìn)液管2、第一集液室5、分液管4、第二集液室6及出液管3共同形成一套供微/納米顆粒懸浮液循環(huán)流動的循環(huán)管結(jié)構(gòu)。具體地，第一集液室5、第二集液室6為由厚度為5毫米的聚丙烯板焊接成的箱體結(jié)構(gòu)，或者由聚丙烯管和聚丙烯板焊接成的柱形結(jié)構(gòu)，該二箱體結(jié)構(gòu)或二柱形結(jié)構(gòu)分別與進(jìn)液管2、分液管4，出液管3、分液管4組裝后，二箱體結(jié)構(gòu)或二柱形結(jié)構(gòu)呈密封狀態(tài)；第一集液室5和第二集液室6的高度比超聲波槽的槽口低150毫米左右，排水管7的高度設(shè)為比超聲波槽的槽口低50毫米至100毫米，而上述超聲波槽1內(nèi)所裝設(shè)的自來水的水面與排水管7的高度平齊，由此，第一集液室5、第二集液室6即可完全浸置在水體中；當(dāng)然，各分液管4分別與進(jìn)液管2、出液管3相連通的方式不僅僅限于所述方式，例如可以不采用集液室而直接與進(jìn)液管2、出液管3對應(yīng)相焊接連通，即只要能實現(xiàn)各分液管4與進(jìn)液管2、出液管3對應(yīng)連通即可；對應(yīng)上述直接焊接連通方式，所述循環(huán)管結(jié)構(gòu)由進(jìn)液管2、分液管4及出液管3組成。為了適應(yīng)上述第一集液室5及第二集液室6的設(shè)置，所述進(jìn)液管2，可用直徑為25 毫米的聚丙烯管，其插入第一集液室5并與其相焊固密封，且使進(jìn)液管2的出口 21延伸至
5第一集液室5的底部，生產(chǎn)槽的微/納米顆粒懸浮液從進(jìn)液管2的入口流進(jìn)，從出口 21排入第一集液室5 ；所述出液管3可用直徑為25毫米的聚丙烯管，其與第二集液室6的上端相焊接固定，分液管4中的微/納米顆粒懸浮液經(jīng)由該第二集液室6和出液管3流回至生產(chǎn)槽。實施時，通過連通式液下泵將生產(chǎn)槽中的微/納米顆粒懸浮液抽入進(jìn)液管2，從進(jìn)液管2的出口 21流出后進(jìn)入第一集液室5，懸浮液從集液室5流入各分液管4，然后進(jìn)入第二集液室6，通過第二集液室6從出液管3流回生產(chǎn)槽，則本發(fā)明分散裝置的進(jìn)液管2、第一集液室5、分液管4、第二集液室6及出液管3構(gòu)成了懸浮液循環(huán)流動的循環(huán)管；懸浮液在循環(huán)管中流動時開啟超聲波發(fā)生器，超聲波從前側(cè)壁11及后側(cè)壁12兩側(cè)面進(jìn)入超聲波槽1 中的自來水，透過循環(huán)管壁傳遞給流動的懸浮液，利用超聲波的空化作用，對循環(huán)管中流動的懸浮液進(jìn)行分散，其達(dá)到的有益效果如下一、懸浮液在各分液管4中流動時，會產(chǎn)生湍流流場，其有利于顆粒的分散作用； 而且，由于懸浮液在分液管4中處于不斷更新狀態(tài)，由此不致因超聲時間過長而導(dǎo)致再團聚或沉淀，可長時間維持生產(chǎn)用懸浮液始終處于穩(wěn)定的分散狀態(tài)。二、生產(chǎn)槽中的懸浮液經(jīng)由進(jìn)液管2輸入，并由超聲波槽1內(nèi)的若干個分液管4來分散，分液管4橫截面小，數(shù)量多，總表面積大，只要保持一定流速，較小的分散裝置即可分散大體積生產(chǎn)用懸浮液，且較小的分散裝置具有降低能耗、成本及噪音等優(yōu)點。三、分散裝置是通過管道(進(jìn)液管2及出液管幻與生產(chǎn)槽連通，因此分散裝置可安裝于一獨立設(shè)備室內(nèi)，由此較好地避免了超聲波槽1的噪音污染生產(chǎn)操作環(huán)境。四、由于分液管4橫截面小，數(shù)量多，總表面積大，因而換熱效率高，利用超聲波槽的加熱板和進(jìn)、排水管，通過內(nèi)設(shè)溫控器，可控制超聲波槽1中水體溫度，對循環(huán)管內(nèi)流動的懸浮液進(jìn)行均勻的降溫或升溫，其代替了生產(chǎn)槽的降溫或升溫裝置，滿足了生產(chǎn)槽內(nèi)懸浮液工藝溫度要求，而且此間接加熱方式比在生產(chǎn)槽中安裝電熱管直接加熱要均勻，不會出現(xiàn)局部過熱現(xiàn)象。上述實施例和圖式并非限定本發(fā)明的產(chǎn)品形態(tài)和式樣，任何所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員對其所做的適當(dāng)變化或修飾，皆應(yīng)視為不脫離本發(fā)明的專利范疇。
權(quán)利要求
1.一種微/納米顆粒懸浮液的分散裝置，其特征在于包括超聲波槽、進(jìn)液管、出液管及若干支分液管，上述超聲波槽內(nèi)裝有水體，并設(shè)有與超聲波發(fā)生器相電連接的換能器，上述若干支分液管設(shè)在超聲波槽內(nèi)，且各分液管的進(jìn)液端均與上述進(jìn)液管連通，出液端均與上述出液管連通。
2.如權(quán)利要求1所述的一種微/納米顆粒懸浮液的分散裝置，其特征在于上述各分液管的進(jìn)液端與上述進(jìn)液管間設(shè)有與該二者相連通的第一集液室，上述各分液管的出液端與上述出液管間設(shè)有與該二者相連通的第二集液室。
3.如權(quán)利要求2所述的一種微/納米顆粒懸浮液的分散裝置，其特征在于上述第一、 第二集液室為由聚丙烯板焊接成的箱體結(jié)構(gòu)或由聚丙烯管和聚丙烯板焊接成的柱形結(jié)構(gòu)， 該箱體結(jié)構(gòu)或柱形結(jié)構(gòu)的高度比超聲波槽的槽口低。
4.如權(quán)利要求2所述的一種微/納米顆粒懸浮液的分散裝置，其特征在于上述進(jìn)液管插入上述第一集液室內(nèi)，且此進(jìn)液管的出口延伸至上述第一集液室的底部。
5.如權(quán)利要求2所述的一種微/納米顆粒懸浮液的分散裝置，其特征在于上述超聲波槽的換能器共設(shè)有兩組，分別設(shè)在無上述第一、第二集液室遮擋的上述超聲波槽的兩側(cè)壁內(nèi)。
6.如權(quán)利要求1或2所述的一種微/納米顆粒懸浮液的分散裝置，其特征在于上述若干支分液管均勻地分布在上述超聲波槽內(nèi)。
7.如權(quán)利要求1或2所述的一種微/納米顆粒懸浮液的分散裝置，其特征在于上述若干支分液管的橫截面形狀為圓形或方形。
8.如權(quán)利要求1所述的一種微/納米顆粒懸浮液的分散裝置，其特征在于上述超聲波槽的側(cè)壁上設(shè)有進(jìn)水管、排水管及加熱板。
9.如權(quán)利要求8所述的一種微/納米顆粒懸浮液的分散裝置，其特征在于上述超聲波槽的加熱板設(shè)有兩組，分別設(shè)在未安裝上述換能器的上述超聲波槽的兩側(cè)壁內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種微/納米顆粒懸浮液的分散裝置，其包括超聲波槽、進(jìn)液管、出液管及若干支分液管，上述超聲波槽內(nèi)裝有水體，并設(shè)有與超聲波發(fā)生器相電連接的換能器，上述若干支分液管設(shè)在超聲波槽內(nèi)，且各分液管的進(jìn)液端均與上述進(jìn)液管連通，出液端均與上述出液管連通；本發(fā)明利用超聲波的空化作用，對循環(huán)管中流動的懸浮液進(jìn)行分散，懸浮液在分液管中處于不斷更新狀態(tài)，可長時間維持生產(chǎn)用懸浮液始終處于穩(wěn)定的分散狀態(tài)，各分液管橫截面小，數(shù)量多，總表面積大，只要保持一定流速，較小的分散裝置即可分散大體積生產(chǎn)用懸浮液，本發(fā)明可安裝于一獨立設(shè)備室內(nèi)，具有降低能耗、成本及噪音等優(yōu)點；同時，本發(fā)明對生產(chǎn)用懸浮液還具有換熱功能。
文檔編號B01F15/06GK102225320SQ20111007505
公開日2011年10月26日 申請日期2011年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月25日
發(fā)明者尹國光 申請人:泉州師范學(xué)院