CN114103114A - 一种制备含固体颗粒核壳复合液滴用同轴针头 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制备含固体颗粒核壳复合液滴用同轴针头，包括外针管，外针管的底部设置有喷嘴，外针管的顶部套装有内针管，内针管与外针管之间通过调节环活动连接，通过调节环实现对内针管的长度调节，外针管的一侧设置有输液管和机械臂，通过机械臂将内针管内的固体颗粒送入外针管内。本发明可生产含有单个固体颗粒的核壳复合液滴，解决现有技术中存在无法生产此类核壳复合液滴的问题。
Description
技术领域
本发明属于仪器制造技术领域，具体涉及一种制备含固体颗粒核壳复合液滴用同轴针头。
背景技术
在3D打印，生物打印以及喷墨打印等制造业领域中，含有固体颗粒的液滴碰撞是一个非常重要的现象。因为颗粒的存在可以有效堆积材料，并且颗粒能增加液体的有效粘度从而在液滴撞击目标物后降低液体飞溅的程度。这样一来，打印精度提升的同时也可以避免打印材料的浪费。但是，在液滴下落前，如何稳定且有效的生产含有固体颗粒的核壳复合液滴是一个急需解决的技术问题。
一般来说，生产复合液滴需要用到同轴针头，即内外两个轴心相同并嵌套在一起的针头。有的同轴针头已针对控制内外针管材料的温度进行了改进，有的同轴针头已经可以较为均匀的将内外两针头的材料均匀挤出，避免喷嘴挤出材料时切应力过大导致材料受损。现有的生产核壳复合液滴的同轴针头主要针对于液-液型核壳复合液滴(如：油包水液滴)的生产，或是液-气型核壳复合液滴(如：水包空气)的生产。但还鲜有专门的针头可以制作含有固体颗粒的核壳复合液滴。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种制备含固体颗粒核壳复合液滴用同轴针头，可生产含有单个固体颗粒的核壳复合液滴，解决了现有技术中存在无法生产此类核壳复合液滴的问题。
本发明采用以下技术方案：
一种制备含固体颗粒核壳复合液滴用同轴针头，包括外针管，外针管的底部设置有喷嘴，外针管的顶部套装有内针管，内针管与外针管之间通过调节环活动连接，通过调节环实现对内针管的长度调节，外针管的一侧设置有输液管和机械臂，通过机械臂将内针管内的固体颗粒送入外针管内。
具体的，调节环的两侧设置有空腔，空腔内靠近内针管的一侧设置有定位杆，空腔的另一侧设置有压杆，压杆的一端伸出至调节环的外部，另一端经空腔内设置的矩形块与定位杆连接，内针管上对应定位杆设置有定位槽。
进一步的，定位槽包括多个，等间距间隔设置在内针管上。
进一步的，定位杆采用铁材料制成，空腔靠近内针管一侧的内壁上设置有磁铁，通过磁铁与定位杆吸合接触。
进一步的，空腔远离内针管一侧的内壁上开设有矩形孔，压杆的一端依次贯穿矩形孔和矩形块后与定位杆连接，矩形块的侧面开有斜孔，压杆上对应斜孔设置有限位柱，限位柱的一端贯穿斜孔并延伸至矩形块外，矩形孔和矩形块之间的压杆上设置有限位块。
更进一步的，压杆的端部设置有滑块，滑块设置在定位杆的滑槽内。
再进一步的，滑块的下侧与滑槽之间设置有金属弹簧。
具体的，内针管内安装有长导杆，长导杆的中心处开有凹槽，凹槽的上部设置有挡块，挡块的顶部固定安装有顶块，顶块的顶部设置有转板，转板的底部对应颗粒通道安装有弧形挡，凹槽的下部开有颗粒通道，颗粒通道的一端伸入至外针管的内部，挡块的底部与顶杆的一端连接，顶杆通过拉绳与机械臂连接。
进一步的，颗粒通道一侧的长导杆内开有卧立槽，卧立槽位于靠近转槽的一侧，顶杆设置在卧立槽内，顶杆与卧立槽的顶部之间设置有复位弹簧，卧立槽的顶部开有第一线孔，转槽的侧壁上开设有第二线孔，机械臂处的拉绳依次贯穿第二线孔和第一线孔后与顶杆连接。
进一步的，外针管一侧的内壁上开设有延伸孔，内针管的外侧对应机械臂的连接处开有转槽，机械臂的一端设置在转槽内。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明一种制备含固体颗粒核壳复合液滴用同轴针头，若要对内针管的长度进行调节，首先下压压杆使其在定位杆上移动，然后细柱便会在斜孔的挤压下带着压杆上的限位块从矩形孔内移出，然后限位块与调节环卡合时，定位杆将从定位槽内移出，进而转动调节环使其带着内针管实现长度的调节；转动机械臂使其将拉绳进行缠绕，然后拉绳将会把挡块从凹槽内顶出，此时固体颗粒便会从内针管内掉落，直至在与外针管内的滴液相包裹，最后复合液滴从喷嘴内挤出；本发明解决了现有技术中的缺点，使得单个颗粒能够稳定包裹在液滴当中，形成稳定的含颗粒的核壳复合液滴，满足了人们的需求。
进一步的，内针管的两侧均等间隔开设有若干个定位槽，且定位槽与定位杆相适配，若干个定位槽能够控制内针管不同的高度位置，压杆的一侧固定安装有细柱的一端，且细柱的另一端贯穿斜孔，并延伸至矩形块外，便于手动操作。
进一步的，内针管的两侧均等间隔开设有若干个定位槽，且定位槽与定位杆相适配，若干个定位槽能够控制内针管不同的高度位置。
进一步的，定位杆为铁制品，且两个空腔相互靠近一侧的内壁上均固定安装有磁铁，若磁铁与定位杆相接触，会有效相吸，故磁铁用于固定定位杆的位置。
进一步的，矩形孔、斜孔、限位柱和限位块用于定位杆的固定限位。
进一步的，定位杆的一侧沿竖直方向开设有滑槽，且滑槽内滑动安装有滑块，滑块固定安装在压杆上，滑槽和滑块相互配合是为了使压杆稳固地移动。
进一步的，滑槽底侧的内壁上固定连接有金属弹簧，且金属弹簧的顶端固定连接在滑块上，金属弹簧是为了使压杆自动复位。
进一步的，长导杆的顶侧开设有凹槽，凹槽底侧的内壁上开设有颗粒通道，所述外针管一侧的内壁上开设有延伸孔，所述内针管的一侧开设有转槽，且转槽内转动安装有机械臂，所述凹槽内设有挡块。这种设置可有效控制颗粒进入内针管，防止多个颗粒进入液滴中。
进一步的，卧立槽顶侧的内壁上固定连接有复位弹簧，且复位弹簧的底端固定连接在顶杆上，便于顶杆的向下复位，顶杆的顶侧固定连接有拉绳，且拉绳的顶端依次贯穿线孔和细孔，并固定连接在机械臂上，通过机械臂缠绕拉绳带动顶杆的向上移动。
进一步的，转槽内安装有机械臂，该转槽可方便安装在其内部的机械臂的转动。
综上所述，本发明解决了现有技术中的缺点，使得单个颗粒能够稳定包裹在液滴当中，继续向外针管注入液体，直到形成稳定的含颗粒的核壳复合液滴与喷嘴分离。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明正视图；
图2为本发明剖视图；
图3为图2中A部分结构示意图；
图4为图3中A1部分结构示意图；
图5为图2中B部分结构示意图。
其中：1.外针管；2.内针管；3.喷嘴；4.输液管；5.调节环；6.空腔；7.定位杆；8.定位槽；9.磁铁；10.矩形孔；11.压杆；12.滑槽；13.滑块；14.金属弹簧；15.矩形块；16.斜孔；17.限位柱；18.限位块；19.长导杆；20.凹槽；21.颗粒通道；22.延伸孔；23.转槽；24.机械臂；25.挡块；26.卧立槽；27.顶杆；28.复位弹簧；29.第一线孔；30.第二线孔；31.拉绳；32.转板；33.顶块；34.弧形挡。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“一侧”、“一端”、“一边”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
还应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
在附图中示出了根据本发明公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
请参阅图1，本发明一种制备含固体颗粒核壳复合液滴用同轴针头，包括外针管1、内针管2、喷嘴3、输液管4、调节环5和机械臂24；喷嘴3设置在外针管1的底部，调节环5设置在外针管1的顶部，与外针管1转动连接，内针管2套装在调节环5内，通过调节环5实现对内针管2的长度调节，输液管4和机械臂24设置在外针管1的一侧，输液管4用于向外针管1内输入滴液，通过转动机械臂24使其将拉绳31进行缠绕，然后拉绳31将挡块25从凹槽20内顶出，同时，挡块25通过顶块33带动转板32转动，使得转板32的一端打开，单个固体颗粒落入到弧形挡34中，继续转动机械臂24，使得弧形挡34上移，从而单个固体颗粒便会从内针管2内掉落，使得单个固体颗粒能够得到稳固控制，直至与外针管1内的滴液相包裹，最后复合液滴从喷嘴3内挤出。
请参阅图2和图3，调节环5的两侧均开设有空腔6，空腔6底部的内壁上滑动安装有倒L型结构的定位杆7，定位杆7的水平段与内针管2两侧等间距间隔开设的若干个定位槽8对应连接，通过定位槽8与定位杆7实现对内针管2已调长度的固定，定位杆7采用铁材料制成，空腔6靠近内针管2一侧的内壁上均固定安装有磁铁9，通过磁铁9与定位杆7的竖直段吸合接触。
请参阅图3，空腔6远离内针管2一侧的内壁上开设有矩形孔10，压杆11的一端贯穿矩形孔10后经空腔6内设置的矩形块15与定位杆7连接，压杆11的上侧固定安装有限位块18，限位块18设置在空腔6内，且限位块18与矩形孔10相适配，矩形块15的一侧开设有斜孔16，压杆11的一侧固定安装有限位柱17，限位柱17的一端贯穿斜孔16，并延伸至矩形块15外。
请参阅图4，定位杆7的一侧沿竖直方向开设有滑槽12，滑槽12内安装有能沿滑槽12移动的滑块13，滑块13与压杆11的一端连接，通过滑槽12和滑块13相互配合使压杆11稳固地移动，滑槽12的底部设置有金属弹簧14，金属弹簧14的一端与滑块13固定连接，通过金属弹簧14实现压杆11自动复位。
请参阅图2和图5，内针管2内安装有长导杆19，长导杆19的顶部中心处开设有凹槽20，凹槽20的上部设置有挡块25，凹槽20的下部开有颗粒通道21，颗粒通道21的一端伸入外针管1的内部。
外针管1一侧的内壁上开设有延伸孔22，机械臂24的一端经延伸孔22与内针管2固定连接，通过拉绳31与挡块25连接，通过控制挡块25使固体颗粒从内针管2进入外针管1，与外针管1内的滴液相包裹形成复合液滴。
请参阅图5，内针管2的外侧对应机械臂24的连接处开有转槽23，机械臂24的一端设置在转槽23内，能够沿转槽23转动；颗粒通道21一侧的长导杆19内开有卧立槽26，卧立槽26位于靠近转槽23的一侧，卧立槽26的内壁上滑动安装有顶杆27，顶杆27的一端固定安装在挡块25上，卧立槽26的顶部开有第一线孔29，转槽23的侧壁上开设有第二线孔30，且第二线孔30与第一线孔29相对应设置，机械臂24与拉绳31的一端连接，拉绳31的另一端依次贯穿第二线孔30和第一线孔29后与顶杆27固定连接。
顶杆27与卧立槽26的顶部之间设置有复位弹簧28，能够实现挡块25的复位。
本发明一种制备含固体颗粒核壳复合液滴用同轴针头的工作过程如下：
首先向下按压压杆11，使压杆11一端的滑块13沿滑槽12向下移动，带动压杆11上的限位柱17在斜孔16的挤压下移动，将限位块18从矩形孔10内移出；
当限位块18与调节环5卡合时，定位杆7从定位槽8内移出，进而转动调节环5带动内针管2实现长度的调节；
转动机械臂24，使拉绳31的一端缠绕在机械臂24上，拉绳31的另一端拉动顶杆27，顶杆27将挡块25从凹槽20内顶出，同时，挡块25通过顶块33带动转板32转动，使得转板32的一端打开，单个固体颗粒落入到弧形挡中，继续转动机械臂24，使得弧形挡34上移，使内针管2内的固体颗粒从内针管2落入外针管1内，直至与外针管1内的滴液相包裹形成复合液滴，最终形成的复合液滴从喷嘴3内挤出。
综上所述，本发明一种制备含固体颗粒核壳复合液滴用同轴针头，使得单个颗粒能够稳定包裹在液滴当中，形成稳定的含颗粒的核壳复合液滴。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种制备含固体颗粒核壳复合液滴用同轴针头，其特征在于，包括外针管(1)，外针管(1)的底部设置有喷嘴(3)，外针管(1)的顶部套装有内针管(2)，内针管(2)与外针管(1)之间通过调节环(5)活动连接，通过调节环(5)实现对内针管(2)的长度调节，外针管(1)的一侧设置有输液管(4)和机械臂(24)，通过机械臂(24)将内针管(2)内的固体颗粒送入外针管(1)内。
2.根据权利要求1所述的制备含固体颗粒核壳复合液滴用同轴针头，其特征在于，调节环(5)的两侧设置有空腔(6)，空腔(6)内靠近内针管(2)的一侧设置有定位杆(7)，空腔(6)的另一侧设置有压杆(11)，压杆(11)的一端伸出至调节环(5)的外部，另一端经空腔(6)内设置的矩形块(15)与定位杆(7)连接，内针管(2)上对应定位杆(7)设置有定位槽(8)。
3.根据权利要求2所述的制备含固体颗粒核壳复合液滴用同轴针头，其特征在于，定位槽(8)包括多个，等间距间隔设置在内针管(2)上。
4.根据权利要求2所述的制备含固体颗粒核壳复合液滴用同轴针头，其特征在于，定位杆(7)采用铁材料制成，空腔(6)靠近内针管(2)一侧的内壁上设置有磁铁(9)，通过磁铁(9)与定位杆(7)吸合接触。
5.根据权利要求2所述的制备含固体颗粒核壳复合液滴用同轴针头，其特征在于，空腔(6)远离内针管(2)一侧的内壁上开设有矩形孔(10)，压杆(11)的一端依次贯穿矩形孔(10)和矩形块(15)后与定位杆(7)连接，矩形块(15)的侧面开有斜孔(16)，压杆(11)上对应斜孔(16)设置有限位柱(17)，限位柱(17)的一端贯穿斜孔(16)并延伸至矩形块(15)外，矩形孔(10)和矩形块(15)之间的压杆(11)上设置有限位块(18)。
6.根据权利要求5所述的制备含固体颗粒核壳复合液滴用同轴针头，其特征在于，压杆(11)的端部设置有滑块(13)，滑块(13)设置在定位杆(7)的滑槽(12)内。
7.根据权利要求6所述的制备含固体颗粒核壳复合液滴用同轴针头，其特征在于，滑块(13)的下侧与滑槽(12)之间设置有金属弹簧(14)。
8.根据权利要求1所述的制备含固体颗粒核壳复合液滴用同轴针头，其特征在于，内针管(2)内安装有长导杆(19)，长导杆(19)的中心处开有凹槽(20)，凹槽(20)的上部设置有挡块(25)，挡块(25)的顶部固定安装有顶块(33)，顶块(33)的顶部设置有转板(32)，转板(32)的底部对应颗粒通道(21)安装有弧形挡(34)，凹槽(20)的下部开有颗粒通道(21)，颗粒通道(21)的一端伸入至外针管(1)的内部，挡块(25)的底部与顶杆(27)的一端连接，顶杆(27)通过拉绳(31)与机械臂(24)连接。
9.根据权利要求8所述的制备含固体颗粒核壳复合液滴用同轴针头，其特征在于，颗粒通道(21)一侧的长导杆(19)内开有卧立槽(26)，卧立槽(26)位于靠近转槽(23)的一侧，顶杆(27)设置在卧立槽(26)内，顶杆(27)与卧立槽(26)的顶部之间设置有复位弹簧(28)，卧立槽(26)的顶部开有第一线孔(29)，转槽(23)的侧壁上开设有第二线孔(30)，机械臂(24)处的拉绳(31)依次贯穿第二线孔(30)和第一线孔(29)后与顶杆(27)连接。
10.根据权利要求8所述的制备含固体颗粒核壳复合液滴用同轴针头，其特征在于，外针管(1)一侧的内壁上开设有延伸孔(22)，内针管(2)的外侧对应机械臂(24)的连接处开有转槽(23)，机械臂(24)的一端设置在转槽(23)内。
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- 2021-11-23 CN CN202111396241.9A patent/CN114103114A/zh active Pending
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