CN108405169B - 一种液体筛分微球装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液体筛分微球装置。装置包括搅拌组件、动密封转接件、密封盖、筛分腔体、筛分挡板、定位网板、漏斗、回收液杯、固定台和固定支架。搅拌杆顶端与搅拌手柄嵌入固定连接，搅拌杆下端与搅拌叶片固定连接，搅拌杆下端和搅拌叶片穿过密封盖位于筛分腔体内；动密封转接件固定在密封盖上；搅拌杆与密封盖通过动密封转接件密封连接；筛分挡板左端穿过限位柱与挡板手柄螺纹连接，漏斗与筛分腔体外壁螺纹连接，漏斗下端深入回收液杯，通过夹具将筛分腔体固定在固定支架上，固定支架固定连接在固定台右端。本发明的装置能够有效的降低各类空心聚合物微球和玻璃微球的挑选难度，提高各类空心聚合物微球和玻璃微球挑选效率。

Description

一种液体筛分微球装置

技术领域

本发明属于聚合物微球筛分挑选技术领域，具体涉及一种液体筛分微球装置，本发明适用于对各类空心聚合物微球和玻璃微球进行初步筛分挑选。

背景技术

作为核能释放的一种形式，激光惯性约束聚变（ICF）是目前可控热核聚变领域研究的热点。其核心思想是利用球形内爆技术对聚变燃料进行增压，使热核燃料达到高温、高密度的等离子体状态，进而实现聚变点火。基于对称压缩、流体界面不稳定性和实验诊断的考虑，ICF实验对作为热核燃料容器的空心微球的品质在球形度、壁厚均匀性、表面粗糙度以及掺杂水平等方面提出了严格的要求。目前在ICF实验中应用的燃料容器主要包括玻璃空心微球和聚合物空心微球。

干凝胶法制备空心玻璃微球的炉内成球过程是在复合高温干凝胶微球制备炉中进行的。首先，根据目标空心玻璃微球 的直径和壁厚选择适当发泡剂含量和粒度范围的干凝胶粒子。然后，选择合适的载气组分、温度和压力。干凝胶粒子从进料区进入高温区后自由下落，依次经过吸热、封装、发泡、精炼、冷却过程，最后沉降在收集区的培养皿之类，得到适于ICF 靶用空心玻璃微球。

干凝胶法制备空心玻璃微球的炉内成球过程是一干凝胶粒子的运动和物理化学性质变化及其与载气之间的传热传质过程相互影响并耦合在一起的复杂过程，任何参数控制不当均会影响最终ＨＧＭ 的质量，甚至无法形成空心玻璃微球。同时溶液中溶质的质量分数, 发泡剂加入量, 封装区和烘干区温度变化, 抽气速度等因素的严重影响玻璃微球的壁厚。因此，在同一批次制得的玻璃微球壁厚分布较大，甚至会出现大量实心玻璃微球，这增加了特定壁厚空心玻璃微球的挑选难度。

目前，在聚合物微球制备工艺中，采用乳液微封装法制备直径小于500µm的聚合物微球。然而由于该种方法中人为因素影响较大，制得聚合物微球的几何参数分布较宽，这无疑增加了聚合物微球挑选工作量。

发明内容

为了解决现有技术中特定壁厚空心玻璃微球的挑选困难和聚合物微球挑选工作量大的问题，本发明提供一种液体筛分微球装置，能够有效的降低各类空心聚合物微球和玻璃微球的挑选难度。

本发明的技术方案如下：

本发明的液体筛分微球装置，其特点是：所述的装置包括搅拌组件、动密封转接件、密封盖、筛分腔体、筛分挡板、定位网板、漏斗、回收液杯、固定台和固定支架；所述搅拌组件含有搅拌手柄、搅拌杆和搅拌叶片，上述装置的连接关系是，所述密封盖上设置有筛分液注入口，所述筛分腔体含有内外两层壁体，筛分腔体内壁底部设置有多个正方形的壁孔；搅拌杆顶端与搅拌手柄嵌入固定连接，搅拌杆下端与搅拌叶片固定连接，搅拌杆下端和搅拌叶片穿过密封盖位于筛分腔体内；所述动密封转接件固定在密封盖上；搅拌杆与密封盖通过动密封转接件密封连接；所述密封盖与筛分腔体外壁密封连接；所述筛分腔体外壁一侧固定设置有限位柱；筛分腔体内壁底部下方设置有定位网板，筛分挡板置于筛分腔体内壁底部与定位网板之间，筛分挡板左端穿过限位柱与挡板手柄螺纹连接，漏斗与筛分腔体外壁螺纹连接，定位网板通过漏斗固定在筛分腔体内壁底部，所述筛分挡板上设置有与壁孔对应的通孔；漏斗上设置有活塞；固定支架固定连接在固定台右端，筛分腔体通过夹具固定在固定支架上，回收液杯置于固定台上，漏斗下端伸入回收液杯。

所述壁孔为虚实相间正方形结构。

所述的搅拌杆、动密封转接件、密封盖、筛分腔体和漏斗为同轴心设置。

所述的定位网板为正方形网格结构，定位网板网格的尺寸是壁孔的2倍；定位网板与筛分腔体的直径相同。

所述搅拌叶片为半月牙形状。

所述筛分液注入口设置有防止液体挥发的密封盖帽。

所述壁孔的数量范围为40-150，壁孔的宽度大于待筛分微球直径的1.5倍。

所述的通孔的形状、尺寸与壁孔相同。

所述的密封盖内表面设置有用于密封的橡胶垫层。

所述筛分腔体、漏斗和回收液杯均采用PE、PP、PC、玻璃中的一种透明材料制成。

本发明的液体筛分微球装置有益效果是：能够有效的降低各类空心聚合物微球和玻璃微球的挑选难度，实现对各类空心聚合物微球和玻璃微球进行初步筛分挑选，提高各类空心聚合物微球和玻璃微球挑选效率。本发明的装置操作简单方便，易于控制。

附图说明

图1为本发明液体筛分微球装置的结构示意图；

图2为本发明液体筛分微球装置中的筛分挡板的结构示意图；

图3为本发明液体筛分微球装置中的筛分腔体内壁底部的结构示意图；

图4为本发明液体筛分微球装置中的定位网板的结构示意图；

图中 1.搅拌手柄 2.搅拌杆 3.动密封转接件 4.搅拌叶片 5.密封盖 6.筛分液注入口 7.筛分腔体 8.壁孔 9.筛分挡板 10.限位柱 11.挡板手柄 12.定位网板 13.漏斗 14.活塞 15.回收液杯 16.固定台 17.固定支架 18.通孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的液体筛分微球装置作进一步说明。

实施例1

图1为本发明液体筛分微球装置的结构示意图，图2为本发明液体筛分微球装置中筛分挡板的结构示意图，图3为本发明液体筛分微球装置中筛分腔体内壁底部的结构示意图，图4为本发明液体筛分微球装置中定位网板的结构示意图。

在图1~图4中，本发明的液体筛分微球装置包括搅拌组件、动密封转接件3、密封盖5、筛分腔体7、筛分挡板9、定位网板12、漏斗12、回收液杯15、固定台16和固定支架17；所述搅拌组件含有搅拌手柄1、搅拌杆2和搅拌叶片4，上述装置的连接关系是，所述密封盖5上设置有筛分液注入口6，所述筛分腔体7含有内外两层壁体，筛分腔体7内壁底部设置有多个正方形的壁孔8；搅拌杆2顶端与搅拌手柄1嵌入固定连接，搅拌杆2下端与搅拌叶片4固定连接，搅拌杆2下端和搅拌叶片4穿过密封盖5位于筛分腔体7内；所述动密封转接件3固定在密封盖5上；搅拌杆2与密封盖5通过动密封转接件3密封连接；所述密封盖5与筛分腔体7外壁密封连接；所述筛分腔体7外壁一侧固定设置有限位柱10；筛分腔体7内壁底部下方设置有定位网板12，筛分挡板9置于筛分腔体7内壁底部与定位网板12之间，筛分挡板9左端穿过限位柱10与挡板手柄11螺纹连接，漏斗12与筛分腔体7外壁螺纹连接，定位网板12通过漏斗12拧紧固定在筛分腔体7内壁底部，所述筛分挡板9上设置有与壁孔8对应的通孔18；漏斗12上设置有活塞14；固定支架17固定连接在固定台16右端，筛分腔体7通过夹具固定在固定支架17上，回收液杯15置于固定台16上，漏斗12下端伸入回收液杯15。

所述壁孔8为虚实相间正方形结构。

所述的搅拌杆2、动密封转接件3、密封盖5、筛分腔体7和漏斗12为同轴心设置。

所述的定位网板12为正方形网格结构，定位网板12网格的尺寸是壁孔8的2倍；定位网板12与筛分腔体7的直径相同。

所述搅拌叶片4为半月牙形状。

所述筛分液注入口6设置有防止液体挥发的密封盖帽。

所述壁孔8的数量范围为40-150，壁孔8的宽度大于待筛分微球直径的1.5倍。

所述的通孔18的形状、尺寸与壁孔8相同。

所述的密封盖5内表面设置有用于密封的橡胶垫层。

为了便于观察微球运动轨迹，所述筛分腔体7、漏斗12和回收液杯15均采用PE、PP、PC、玻璃中的一种透明材料制成。

本实施例中，所述筛分腔体7、漏斗12和回收液杯15均采用透明的PE材料制成。

本发明中通过手动搅拌确保筛分溶液流场中小于溶液密度的微球均浮于溶液。同时，其搅拌速率不易过高，以避免由于转速过高而导致的微球破裂。为了防止筛分溶液挥发和污染，本发明的装置中设有动密封转接件3、密封盖5和带有密封小盖帽筛分液注入口6。

本发明液体筛分微球装置具体操作过程为：首先安装好筛分腔体7、筛分挡板9、定位网板12、漏斗13、回收液杯15、固定台16和固定支架17，确保筛分挡板9上的通孔18与筛分腔体7内壁底部的壁孔8完全错开，并关闭漏斗13上的活塞14。将待筛分的微球放入筛分腔体7中，关闭盖子。从筛分液注入口6处向筛分腔体7内加入一定密度的筛分液。开始搅拌，使微球缓慢转动，致使小于溶液密度的微球均浮于溶液上，拉动筛分挡板9，使筛分挡板9上的通孔18与筛分腔体7内壁底部壁孔8对齐。继续搅拌，使筛分腔体7底部的微球流入漏斗13中，同时，漂浮在溶液上微球仍浮于筛分腔体7内筛分液上。拉动筛分挡板9，使筛分挡板9上的通孔18与筛分腔体7内壁底部的壁孔8部分错开使其尺寸小于微球直径的2/3。打开活塞14，回收筛分液和溶液中的微球。清洗筛分腔体7底部微球后待用。

实施例2

本实施例与实施例1的结构相同，不同之处是，所述筛分腔体7、漏斗12和回收液杯15均采用透明的PP材料制成。

Claims (8)

1.一种液体筛分微球装置，其特征在于：所述的装置包括搅拌组件、动密封转接件（3）、密封盖（5）、筛分腔体（7）、筛分挡板（9）、定位网板（12）、漏斗（13）、回收液杯（15）、固定台（16）和固定支架（17）；所述搅拌组件含有搅拌手柄（1）、搅拌杆（2）和搅拌叶片（4），上述装置的连接关系是，所述密封盖（5）上设置有筛分液注入口（6），所述筛分腔体（7）含有内外两层壁体，筛分腔体（7）内壁底部设置有多个正方形的壁孔（8）；搅拌杆（2）顶端与搅拌手柄（1）嵌入固定连接，搅拌杆（2）下端与搅拌叶片（4）固定连接，搅拌杆（2）下端和搅拌叶片（4）穿过密封盖（5）位于筛分腔体（7）内；所述动密封转接件（3）固定在密封盖（5）上；搅拌杆（2）与密封盖（5）通过动密封转接件（3）密封连接；所述密封盖（5）与筛分腔体（7）外壁密封连接；所述筛分腔体（7）外壁一侧固定设置有限位柱（10）；筛分腔体（7）内壁底部下方设置有定位网板（12），筛分挡板（9）置于筛分腔体（7）内壁底部与定位网板（12）之间，筛分挡板（9）左端穿过限位柱（10）与挡板手柄（11）螺纹连接，漏斗（13）与筛分腔体（7）外壁螺纹连接，所述筛分挡板（9）上设置有与壁孔（8）对应的通孔（18）；漏斗（13）上设置有活塞（14）；固定支架（17）固定连接在固定台（16）右端，筛分腔体（7）通过夹具固定在固定支架（17）上，回收液杯（15）置于固定台（16）上，漏斗（13）下端伸入回收液杯（15）；

其中，所述壁孔（8）为虚实相间正方形结构；所述的通孔（18）的形状、尺寸与壁孔（8）相同；所述的筛分挡板（9）运动过程具体为：首先，确保筛分挡板（9）上的通孔（18）与筛分腔体（7）内壁底部的壁孔（8）完全错开，开始搅拌，使微球缓慢转动，致使小于溶液密度的微球均浮于溶液上，拉动筛分挡板（9），使筛分挡板（9）上的通孔（18）与筛分腔体（7）内壁底部壁孔（8）对齐；

继续搅拌，使筛分腔体（7）底部的微球流入漏斗（13）中，同时，漂浮在溶液上微球仍浮于筛分腔体（7）内筛分液上；

拉动筛分挡板（9），使筛分挡板（9）上的通孔（18）与筛分腔体（7）内壁底部的壁孔（8）部分错开使其尺寸小于微球直径的2/3；

打开活塞（14），回收筛分液和溶液中的微球；

清洗筛分腔体（7）底部微球后待用。

2.根据权利要求1所述的液体筛分微球装置，其特征在于：所述的搅拌杆（2）、动密封转接件（3）、密封盖（5）、筛分腔体（7）和漏斗（13）为同轴心设置。

3.根据权利要求1所述的液体筛分微球装置，其特征在于：所述的定位网板（12）为正方形网格结构，定位网板（12）网格的尺寸是壁孔（8）的2倍；定位网板（12）与筛分腔体（7）的直径相同。

4.根据权利要求1所述的液体筛分微球装置，其特征在于：所述搅拌叶片（4）为半月牙形状。

5.根据权利要求1所述的液体筛分微球装置，其特征在于：所述筛分液注入口（6）设置有防止液体挥发的密封盖帽。

6.根据权利要求1所述的液体筛分微球装置，其特征在于：所述壁孔（8）的数量范围为40-150，壁孔（8）的宽度大于待筛分微球直径的1.5倍。

7.根据权利要求1所述的液体筛分微球装置，其特征在于：所述的密封盖（5）内表面设置有用于密封的橡胶垫层。

8.根据权利要求1所述的液体筛分微球装置，其特征在于：所述筛分腔体（7）、漏斗（13）和回收液杯（15）均采用PE、PP、PC、玻璃中的一种透明材料制成。

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