CN114313354A - 一种基于红外加热的液体微胶囊固化装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于红外加热的液体微胶囊固化装置及方法，所述装置包括同轴流滴管(1)、固化腔体(2)及铁架台(8)；铁架台(8)上连接用于夹持同轴流滴管(1)的滴管夹(83)和用于夹持固化腔体(2)的固化腔体支撑夹(82)；同轴流滴管(1)由固化腔体(2)顶部伸入至固化腔体(2)内；固化腔体(2)的底部设置有出料管道(3)；出料管道(3)上设置有卸料阀门(6)，末端设有出料口(7)；固化腔体(2)的上部为截面呈双曲线的倒锥形腔体，顶部设置有排气口(23)；固化腔体(2)的下部为球形腔体并沿腔体内表面均匀设置多个红外加热模组(21)，每个红外加热模组由红外金属发热带、PET绝缘层和温控元件构成。

Description

一种基于红外加热的液体微胶囊固化装置及方法

技术领域

本发明涉及一种基于红外加热的液体微胶囊固化装置及方法，属于微颗粒制备技术领域。

背景技术

微胶囊技术是将微量物质包裹在聚合物薄膜中的一种技术，是用于储存固体、液体、气体的微型包装技术。具体来说，微胶囊技术是指将某一目标物(芯材或内相)用各种天然的或合成的高分子化合物连续薄膜(壁材或外相)完全包覆起来，并且对目标物的原有化学性质丝毫无损，然后通过某些外部刺激或缓释作用使目标物的功能再次呈现出来，或者利用微胶囊外壳壁材的屏蔽作用来保护芯材。

液体微胶囊的外壳进行固化能够保护被包裹的物料，使之与外界的不宜环境相隔绝，达到最大限度地保持被包裹物料原有地色香味、性能和生物活性等，能够防止营养物质的破坏和损失，并且能够改善被包裹物质的物理性质，提高被包裹物质的稳定性。

然而，现有的液体微胶囊的固化方法存在如下三个问题：首先，微胶囊的内容物大多为固体颗粒，缺少内容物为液体的微胶囊制备及固化装置；其次，液体微胶囊外壳的材料采用明胶，采用冷固化方式，固化效率低；第三，液体微胶囊的形貌无法控制，在制备过程中易受到外部扰动影响呈现不规则形状，严重影响固化过程及微胶囊的性能。

专利CN113117615A公开一种基于连续相流体的滴丸微胶囊固化装置，其利用滴制法将明胶溶液与油状药物通过滴丸机的喷头将两种溶液按不同速度喷出，以提高微胶囊的制备效率。然而，该专利的方法选择明胶作为微胶囊的外壳材料，利用明胶在冷却环境中逐渐固化制备微胶囊，但明胶外壳需在冷却环境中固化，固化速度慢；并且，相比热固化而言，冷固化的较效率低。

专利CN105533731A公开了一种采用超声波雾化技术制备角鲨烯微胶囊的方法，其中以角鲨烯为芯材，银杏糊化淀粉、β-环糊精、瓜尔豆胶等为壁材，将芯材与壁材按照一定比例均匀混合后，利用超声波将混合后的乳液分散成为细小液滴，再借助干燥介质(壁面)将其水分蒸发形成微胶囊。然而，该专利的方法中，需要先将芯材与壁材均匀混合，过程繁琐；微胶囊成型后，将会附着在干燥介质上，后续收集过程困难；此外，形成的微胶囊颗粒形貌不统一，微胶囊的质量难以得到保障。

发明内容

本申请针对上述技术问题，设计了一种基于红外加热的液体微胶囊固化装置，并基于该装置提出了一种液体微胶囊的快速制备及固化方法。根据本发明的液体微胶囊固化装置及方法可以检测微胶囊下落的速度，并通过改变固化腔的进气流量来改变液体微胶囊的下落速度，从而调控液体微胶囊在固化腔体内的停留时间，通过红外加热液体微胶囊外壳以达到微胶囊外壳固化的目的。

进一步，根据本发明的固化装置及方法能控制微胶囊在装置内部的固化时间，可以均匀地固化液体微胶囊的外壳，并且保证液体微胶囊的芯材状态不变；此外，本发明的固化装置采用同轴流聚焦法生成液体微胶囊，即空道中心轴(外管)内插入尖嘴的毛细管(内管)，外管为连续相液体，内管为分散相液体，分散相和连续相处在管道内平行流动，分散相在流入连续相管道时，在连续相流体的剪切力作用下，被挤压断裂形成液滴(液体微胶囊)；液滴在表面张力的作用下呈现规则的球形，形貌均一。

本发明首先提供一种基于红外加热的液体微胶囊固化装置，所述装置包括：同轴流滴管(1)、固化腔体(2)及铁架台(8)；所述铁架台(8)通过立杆连接有滴管夹(83)、固化腔体支撑夹(82)；所述滴管夹(83)用于夹持所述同轴流滴管(1)，所述固化腔体支撑夹(82)用于夹持所述固化腔体(2)；所述同轴流滴管(1)和所述固化腔体(2)的中轴线重合；所述同轴流滴管(1)由所述固化腔体(2)顶部中心位置的开口伸入至所述固化腔体(2)内；所述固化腔体(2)的底部中心位置处设置有出料管道(3)；所述出料管道(3)上设置有卸料阀门(6)；所述出料管道(3)的末端设有出料口(7)。

根据本发明的液体微胶囊固化装置，所述固化腔体(2)的上部为截面呈双曲线的倒锥形，所述固化腔体(2)的倒锥形腔体的顶部设置有排气口(23)；所述固化腔体(2)的下部为球形腔体；所述固化腔体(2)下部的球形腔体中沿内表面均匀设置有多个红外加热模组(21)，其中，每个红外加热模组(21)主要由红外金属发热带、PET绝缘层和温控元件等构成。

根据本发明的液体微胶囊固化装置，所述同轴流滴管(1)包括内管(11)和外管(12)；所述内管(11)设置于所述外管(12)的内部，并且与所述外管(12)的轴线重合；所述内管(11)和外管(12)能够采用例如3D打印的方法进行一体成型；所述同轴流滴管(1)连接至流量泵，用于滴出液体微胶囊(13)。

根据本发明的液体微胶囊固化装置，所述固化腔体(2)上部的倒锥形腔体内壁的最小直径是所述同轴流滴管(1)的外管(12)的外径的3倍，所述固化腔体(2)上部的倒锥形腔体内壁的最大直径是所述同轴流滴管(1)的外管(12)的外径的6倍。

根据本发明的液体微胶囊固化装置，所述装置包括第一位置传感器(221)和第二位置传感器(222)；所述第一位置传感器(221)设置在所述固化腔体(2)上部的倒锥形腔体内壁的最小直径处，所述第二位置传感器(222)设置在所述出料管道(3)上。

根据本发明的液体微胶囊固化装置，所述出料管道(3)沿管壁设置有多个主进气管道(32)和多个次进气管道(31)；其中，所述多个次进气管道(31)在液体微胶囊固化过程中为常开状态；所述多个主进气管道(32)在微胶囊经过第一位置传感器(221)时打开，并在微胶囊经过第二位置传感器(222)时关闭，所述主进气管道(32)能够改变进气流量，以调节微胶囊在所述固化腔体(2)内的下落速度。

根据本发明的液体微胶囊固化装置，在一种实施方式中，所述卸料阀门(6)包括左阀门(62)和右阀门(63)，并且由左拉杆(61)连接左阀门(62)，右拉杆(64)连接右阀门(63)，并通过所述左拉杆(61)和所述右拉杆(64)调整所述卸料阀门(6)的阀门开度来调整所述出料管道(3)的卸料速率。

根据本发明的液体微胶囊固化装置，在一种实施方式中，所述装置还包括二级固化腔体(4)，所述二级固化腔体(4)的结构与所述固化腔体(2)的结构相同，并采用二级固化腔体支撑夹(81)固定至铁架台(8)；所述出料管道(3)从所述二级固化腔体(4)顶部中心位置的开口伸入至所述二级固化腔体(4)内；所述二级固化腔体(4)的底部中心位置处设置有第二出料管道(5)；所述第二出料管道(5)上设置有卸料阀门(6)；所述第二出料管道(5)的末端设有出料口(7)；并且，所述二级固化腔体(4)的倒锥形腔体的顶部同样设置有排气口。

根据本发明的液体微胶囊固化装置，在一种实施方式中，所述装置由多个结构相同的固化腔体相互连接构成，对液体微胶囊进行多级固化。

根据本发明的液体微胶囊固化装置，在一种实施方式中，所述装置中多级固化腔体均采用相同结构的固化腔体支撑夹进行夹持固定，并且各个固化腔体支撑夹通过立杆固定至铁架台。

根据本发明的液体微胶囊固化装置，在一种实施方式中，所述滴管夹(83)、所述固化腔体支撑夹(82)和所述二级固化腔体支撑夹(81)及其他各级固化腔体支撑夹都能够沿着所述铁架台(8)的立杆调整高度和角度。

根据本发明的液体微胶囊固化装置，在一种实施方式中，当液体微胶囊在固化腔体(2)内的下落速度过快时，能够通过增大多个主进气管道(32)的进气流量，以减小液体微胶囊的下落速度；反之，则减小多个主进气管道(32)的进气流量以增大液体微胶囊的下落速度。

根据本发明的液体微胶囊固化装置，在一种实施方式中，可选地，所述内管(11)的内径为0.1mm～0.3mm；所述外管的内径为0.3mm～0.5mm；所述同轴流滴管(1)能够滴出液体微胶囊(13)的直径为0.5mm，呈规则的球形；并且所述同轴流滴管(1)能够增加内管的数量以制备具有一种芯材或者多种芯材的液体微胶囊，并采用本发明的液体微胶囊固化装置进行固化。

根据本发明的液体微胶囊固化装置，在一种实施方式中，可选地，所述第一位置传感器(221)和所述第二位置传感器(222)均为激光位置传感器；进一步可选地，所述第一位置传感器(221)和所述第二位置传感器(222)还可采用其他类型的位置传感器。

根据本发明的液体微胶囊固化装置，在一种实施方式中，可选地，所述多个红外加热模组(21)能够设置为十组，并且各个红外加热模组在固化腔体(2)内部设置为在球形腔体内呈环带排布，并且每两个相邻的红外加热模组(21)之间的夹角为36°。

根据本发明的液体微胶囊固化装置，在一种实施方式中，可选地，所述出料管道(3)多个主进气管道(32)和多个次进气管道(31)中，两个相邻的主进气管道(32)之间夹角为90°，两个相邻的次进气管道之间的夹角也为90°；相邻的主进气管道(32)和次进气管道(31)之间的夹角为45°；所述主进气管道(32)的内径为5mm；所述次进气管道(31)的内径为2mm。所述主进气管道(32)和所述次进气管道(31)的进气口处均设置有过滤筛网(33)。

根据本发明的液体微胶囊固化装置，在一种实施方式中，所述固化腔体(2)的所述排气口(23)下方还设置有过滤筛网(24)。

根据本发明的液体微胶囊固化装置，在一种实施方式中，所述固化腔体(2)和所述出料管道(3)能够设置为一体结构，所述二级固化腔体(4)和所述出料管道(5)同样能够设置为一体结构。

本发明提供一种基于红外加热的液体微胶囊固化方法，所述方法应用于本法所述的液体微胶囊固化装置，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤一：利用铁架台(8)上的滴管支撑夹(83)、固化腔体支撑夹(82)分别固定好同轴流滴管(1)和固化腔体(2)后，关闭卸料阀门(6)，开启出料管道(3)上的多个次进气管道(31)向装置内通入干燥空气；

步骤二：所述同轴流滴管(1)产生液体微胶囊(13)，当微胶囊由所述同轴流滴管(1)下落进入固化腔体(2)中经过第一位置传感器(221)时，开启多个主进气管道(32)以及多个红外加热模组(21)，多个主进气管道(32)产生的上升气流使微胶囊的在所述固化腔体(2)内停留的时间延长，所述多个红外加热模组(21)在所述固化腔体(2)内产生红外光对下落的微胶囊进行加热，微胶囊外壳在红外光的作用下迅速固化；

步骤三：当所述固化腔体(2)中的微胶囊经过第二位置传感器(222)后，关闭出料管道(3)中的多个主进气管道(32)，固化后的微胶囊落入出料管道(3)并在卸料阀门(6)处堆积；

步骤四：关闭流量泵、多个次进气管道(31)以及多个红外加热模组(21)后，打开卸料阀门(6)，从出料口(7)收集固化后的微胶囊。

本发明还提供一种基于红外加热的液体微胶囊多级固化方法，所述方法应用于具有多级固化腔体的液体微胶囊固化装置，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤一：利用铁架台(8)上的滴管支撑夹(83)、固化腔体支撑夹分别固定好同轴流滴管(1)和各个固化腔体后，关闭卸料阀门(6)，开启所述出料管道(3)上的多个次进气管道(31)向装置内通入干燥空气；

步骤二：所述同轴流滴管(1)产生液体微胶囊(13)，当微胶囊由所述同轴流滴管(1)下落进入固化腔体(2)中经过第一位置传感器(221)时，开启多个主进气管道(32)以及多个红外加热模组(21)，多个主进气管道(32)产生的上升气流使微胶囊的在所述固化腔体(2)内停留的时间延长，所述多个红外加热模组(21)在所述固化腔体(2)内产生红外光对下落的微胶囊进行加热，微胶囊外壳在红外光的作用下迅速固化；

步骤三：当所述固化腔体(2)中的微胶囊经过第二位置传感器(22)后，关闭出料管道(3)中的主进气管道(32)，微胶囊由所述出料管道(3)进入二级固化腔体进一步固化，固化后的微胶囊落入第二出料管道；

步骤四：当所述液体微胶囊固化装置具有两个及以上的固化腔体时，微胶囊进入下一级固化腔体进行多级固化直至固化完成，由最后一级固化腔体的出料管道末端的出料口收集固化后的微胶囊。

本发明的有益效果如下：

本发明的液体微胶囊固化装置通过在固化腔体内均布设置多个红外加热模组，利用固化腔体内产生的均匀红外场对下落的微胶囊进行加热，通过位置传感器对微胶囊的下落速度进行监测，并结合主、次进气管道的进气流量对微胶囊的下落速度进行调节，以提高微胶囊的固化质量；此外，本发明的装置可增设两级及以上红外固化腔体，使得液体微胶囊的外壳固化更充分。本发明还具有如下优点：

(1)本发明液体微胶囊固化装置采用同轴流滴管，能产生尺寸均一、形貌相同的液体微胶囊；并通过流量注射泵以恒定的流速将两相液体分别泵入到同轴流结构的滴管中，在滴管出口位置形成“水包油”结构的液体微胶囊；由于滴管的同轴流结构，外管为连续相液体，内管为分散相液体，分散相和连续相分别在内管和外管内平行流动，分散相在流入连续相管道时，在连续相流体的剪切力作用下，被挤压断裂形成液体微胶囊；液体微胶囊在表面张力的作用下呈现规则的球形，形貌均一；此外，还可通过控制两相液的流速，以产生不同尺寸的液体微胶囊；并增加内管的管道数量以制备具有多种芯材的液体微胶囊，并且在液体微胶囊的形成过程中，能够控制微胶囊的产生频率。

(2)本发明液体微胶囊固化装置在出料管道上设计多个主进气管道和多个次进气管道，能有效调控液体微胶囊的下落速度；并且液体微胶囊下落过程中，由于次进气管道在液体微胶囊固化过程中处于常开状态，上升气流能够减缓液体微胶囊的下落速度；在液体微胶囊即将进入固化腔体中的红外固化区域时开启多个主进气管道，多个主进气管道产生的上升气流能够使微胶囊在所述固化腔体内停留的时间延长，进而对所述液体微胶囊进行红外加热干燥固化。

(3)本发明液体微胶囊固化装置在固化腔体内均匀布置多个红外加热模组，从而固化腔内的红外光能够全面覆盖液体微胶囊的外表面；并且均匀分布于腔体内的红外加热模组在腔体中产生均匀的红外加热场能够迅速且均匀地固化液体微胶囊的外壳，并且在液体微胶囊下落经过红外加热区域时，微胶囊外壳迅速固化而芯材不受影响。

(4)本发明液体微胶囊固化装置能够设计两级及以上的红外加热固化腔体，通过多级强化干燥固化液体微胶囊的外壳，能够解决液体微胶囊外壳干燥不透彻的问题；并且，对于干燥难度较大的液体微胶囊外壳材料，微胶囊下落过程中多次经过红外加热区域，通过分级干燥、多次固化操作，能够使微胶囊表面外壳材料均匀固化，满足成品需求。

(5)本发明液体微胶囊固化装置的固化腔体在球形腔体的上部设置有双曲线截面的倒锥形腔体，并在倒锥形腔体的顶部设置排气口，可将红外加热固化过程中蒸发的水蒸气及时排出；并且多级固化装置中，每一级固化腔体上均设置有排气口，从而液体微胶囊在干燥固化的过程中产生的水蒸气能及时地跟随气流从排气口排出，极大提高了固化效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的液体微胶囊固化装置的总体结构示意图；

图2为本发明的液体微胶囊固化装置中，固化腔体的结构示意图；

图3为本发明的液体微胶囊固化装置中，同轴流滴管的结构示意图；

图4为本发明的液体微胶囊固化装置中，出料管道上设置的次进气管道的示意图；

图5为本发明的液体微胶囊固化装置中，出料管道上设置的主进气管道的示意图；

图6为本发明的液体微胶囊固化装置中，固化腔体的中的红外加热模组的分布示意图；

图7为本发明的液体微胶囊固化装置中，出料管道上的卸料阀门的结构示意图；

图中：1.同轴流滴管；11.内管；12.外管；13.液体微胶囊；2.固化腔体；21.红外加热模组；221.第一位置传感器；222.第二位置传感器；23.排气口；24.过滤筛网；3.出料管道；31.次进气管道；32.主进气管道；33.过滤筛网；4.二级固化腔体；5.第二出料管道；6.卸料阀门；61.左拉杆；62.左阀门；63.右阀门；64.右拉杆；7.出料口；8.铁架台；81.二级固化腔体支撑夹；82.固化腔体支撑夹；83.滴管支撑夹。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例一：

一种基于红外加热的液体微胶囊固化装置，如图1所示，所述装置包括：同轴流滴管1、固化腔体2及铁架台8；所述铁架台8通过立杆连接有滴管夹83、固化腔体支撑夹82；所述滴管夹83用于夹持所述同轴流滴管1，所述固化腔体支撑夹82用于夹持所述固化腔体2；所述同轴流滴管1和所述固化腔体2的中轴线重合；所述同轴流滴管1由所述固化腔体2顶部中心位置的开口伸入至所述固化腔体2内；所述固化腔体2的底部中心位置处设置有出料管道3；所述出料管道3上设置有卸料阀门6；所述出料管道3的末端设有出料口7；所述固化腔体2的上部为截面呈双曲线的倒锥形腔体，所述固化腔体2的倒锥形腔体的顶部设置有排气口23；所述固化腔体2的下部为球形腔体；所述固化腔体2下部的球形腔体中沿内表面均匀设置有多个红外加热模组21，其中，每个红外加热模组主要由红外金属发热带、PET绝缘层和温控元件等构成。

所述同轴流滴管1包括内管11和外管12；所述内管11设置于所述外管12的内部，并且与所述外管12的轴线重合；所述内管11和外管12能够一体成型；所述同轴流滴管1连接至流量泵，用于滴出微胶囊13。

所述固化腔体2上部的倒锥形腔体内壁的最小直径是所述同轴流滴管1的外管12外径的3倍，所述固化腔体2上部的倒锥形腔体内壁的最大直径是所述同轴流滴管1的外管12的外径的6倍。

结合图1和图2所示，所述装置包括第一位置传感器221和第二位置传感器222；所述第一位置传感器221设置在所述固化腔体2上部的倒锥形腔体内壁的最小直径处，所述第二位置传感器222设置在所述出料管道3上。

所述出料管道3沿管壁设置有多个主进气管道32和多个次进气管道31；其中，所述多个次进气管道31在液体微胶囊固化过程中为常开状态；所述多个主进气管道32在微胶囊经过第一位置传感器221时打开，并在微胶囊经过第二位置传感器222时关闭。

在一种实施方式中，所述卸料阀门6包括左阀门62和右阀门63，并且由左拉杆61连接左阀门62，右拉杆64连接右阀门63，并通过所述左拉杆61和所述右拉杆64调整所述卸料阀门6的阀门开度来调整所述出料管道3的卸料速率。

在一种实施方式中，如图1所示，所述装置还包括二级固化腔体4，所述二级固化腔体4的结构与所述固化腔体2的结构相同，并采用二级固化腔体支撑夹81固定至铁架台8；所述出料管道3从所述二级固化腔体4顶部中心位置的开口伸入至所述二级固化腔体4内；所述二级固化腔体4的底部中心位置处设置有第二出料管道5；所述第二出料管道5上设置有卸料阀门6；所述第二出料管道5的末端设有出料口7；所述二级固化腔体4的倒锥形腔体的顶部同样设置有排气口。

在一种实施方式中，所述装置能够设置多个固化腔体，所述多个固化腔体结构相同并相互连接，对微胶囊进行多级固化。

在一种实施方式中，所述装置中的多级固化腔体均采用相同结构的固化腔体支撑夹进行夹持固定，并且各个固化腔体支撑夹均通过立杆固定至铁架台。

在一种实施方式中，所述滴管夹83、所述固化腔体支撑夹82和所述二级固化腔体支撑夹81及其他各级固化腔体支撑夹都能够沿着所述铁架台8的立杆调整高度和角度。

在一种实施方式中，当微胶囊的下落速度过快时，能够增大多个主进气管道32的进气流量，以减小微胶囊的下落速度，反之则减小主进气管道32的进气流量增大微胶囊的下落速度。

如图2和图6所示，固化腔体2内部设置的所有红外加热模组整体为球形环带排布，并且两个相邻的红外加热模组21之间的夹角为36°。

如图3所示，所述同轴流滴管1由内管11和外管12组成，内管11套于外管12内部，且内管11与外管12的轴线重合；所述内管11内径为0.1mm～0.3mm；所述外管内径为0.3mm～0.5mm；所述同轴流滴管1能够滴出微胶囊13的尺寸为0.5mm，呈规则的球形。

如图4和图5所示，所述出料管道3周围均匀开设有主进气管道32和次进气管道31；所述两个相邻的主进气管道32之间夹角为90°，所述两个相邻的次进气管道之间的夹角也为90°；所述两个相邻的主进气管道32和次进气管道31之间的夹角为45°；所述主进气管道内径为5mm；所述次进气管道31的内径为2mm。所述主进气管道32和次进气管道31进气口处均设置有过滤筛网33。

如图6所示，所述卸料阀门6由左拉杆61连接左阀门62和右拉杆64连接右阀门63，通过调整阀门开合程度来调整卸料速率。

在一种实施方式中，所述固化腔体2的所述排气口23下方设置有过滤筛网24。

在一种实施方式中，所述固化腔体2和所述出料管道3能够设置为一体结构，同样的，二级固化腔体4和出料管道5能够设置为一体式结构。

实施例二

本实施例提供一种基于红外加热的液体微胶囊固化方法，所述方法应用于本法所述的液体微胶囊固化装置，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤一：利用铁架台8上的滴管支撑夹83、固化腔体支撑夹82分别固定好同轴流滴管1和固化腔体2后，关闭卸料阀门6，开启出料管道3上的多个次进气管道31向装置内通入干燥空气；

步骤二：所述同轴流滴管1产生微胶囊13，当微胶囊由所述同轴流滴管1下落进入固化腔体2中经过第一位置传感器221时，开启多个主进气管道32以及多个红外加热模组21，多个主进气管道32产生的上升气流使微胶囊的在所述固化腔体2内停留的时间延长，所述多个红外加热模组21在所述固化腔体2内产生红外光对下落的微胶囊进行加热，微胶囊外壳在红外光的作用下迅速固化；

步骤三：当所述固化腔体2中的液体微胶囊经过出料管道3中设置的第二位置传感器222后，关闭出料管道3中的多个主进气管道32，固化后的微胶囊落入出料管道3并在卸料阀门6处堆积；

步骤四：关闭流量泵、多个次进气管道31以及多个红外加热模组21后，打开卸料阀门6，从出料口7收集固化后的微胶囊。

本实施例还提供一种基于红外加热的液体微胶囊多级固化方法，所述方法应用于具有多级固化腔体的液体微胶囊固化装置，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤一：利用铁架台8上的滴管支撑夹、固化腔体支撑夹分别固定好同轴流滴管1和各个固化腔体后，关闭卸料阀门6，开启所述出料管道3上的多个次进气管道31向装置内通入干燥空气；

步骤二：所述同轴流滴管1产生液体微胶囊13，当微胶囊由所述同轴流滴管1下落进入固化腔体2中，并经过第一位置传感器221时，开启多个主进气管道32以及多个红外加热模组21，多个主进气管道32产生的上升气流使液体微胶囊的在所述固化腔体2内停留的时间延长，所述多个红外加热模组21在所述固化腔体2内产生红外光对下落的液体微胶囊进行加热，液体微胶囊外壳在红外光的作用下迅速固化；

步骤三：当由所述固化腔体2固化后的液体微胶囊经过出料管道3中的第二位置传感器222后，关闭出料管道3中的主进气管道32，微胶囊由所述出料管道3进入二级固化腔体4进一步固化，二次固化后的微胶囊落入第二出料管道5；

步骤四：当所述液体微胶囊固化装置具有两个以上的固化腔体时，微胶囊进入下一级固化腔体进行多级固化直至固化完成，由最后一级固化腔体的出料管道末端的出料口收集固化后的微胶囊。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于红外加热的液体微胶囊固化装置，其特征在于，所述装置包括：同轴流滴管(1)、固化腔体(2)及铁架台(8)；所述铁架台(8)通过立杆连接滴管夹(83)、固化腔体支撑夹(82)；所述滴管夹(83)用于夹持所述同轴流滴管(1)，所述固化腔体支撑夹(82)用于夹持所述固化腔体(2)；

所述同轴流滴管(1)和所述固化腔体(2)的中轴线重合；所述同轴流滴管(1)由所述固化腔体(2)顶部中心位置的开口伸入至所述固化腔体(2)内；所述固化腔体(2)的底部中心位置处设置有出料管道(3)；所述出料管道(3)上设置有卸料阀门(6)；所述出料管道(3)的末端设有出料口(7)；

所述固化腔体(2)的上部为截面呈双曲线的倒锥形腔体，所述固化腔体(2)的倒锥形腔体的顶部设置有排气口(23)；所述固化腔体(2)的下部为球形腔体；所述固化腔体(2)下部的球形腔体中沿腔体内表面均匀设置多个红外加热模组(21)；其中，每个红外加热模组(21)由红外金属发热带、PET绝缘层和温控元件构成。

2.如权利要求1所述的一种基于红外加热的液体微胶囊固化装置，其特征在于，所述同轴流滴管(1)包括内管(11)和外管(12)；所述内管(11)设置于所述外管(12)的内部，并且所述内管(11)与所述外管(12)的轴线重合；所述内管(11)和所述外管(12)能够一体成型；所述同轴流滴管(1)连接至流量泵，用于滴出液体微胶囊(13)。

3.如权利要求1所述的一种基于红外加热的液体微胶囊固化装置，其特征在于，所述固化腔体(2)上部的倒锥形腔体内壁的最小直径是所述同轴流滴管(1)的外管(12)的外径的3倍，所述固化腔体(2)上部的倒锥形腔体内壁的最大直径是所述同轴流滴管(1)的外管(12)的外径的6倍。

4.如权利要求1所述的一种基于红外加热的液体微胶囊固化装置，其特征在于，所述装置包括第一位置传感器(221)和第二位置传感器(222)；所述第一位置传感器(221)设置在所述固化腔体(2)上部的倒锥形腔体内壁的最小直径处，所述第二位置传感器(222)设置在所述出料管道(3)上。

5.如权利要求1所述的一种基于红外加热的液体微胶囊固化装置，其特征在于，所述出料管道(3)沿管壁设置有多个主进气管道(32)和多个次进气管道(31)；其中，所述多个次进气管道(31)在液体微胶囊固化过程中为常开状态；所述多个主进气管道(32)在微胶囊经过第一位置传感器时打开，并在微胶囊经过第二位置传感器时关闭；

所述装置通过改变多个主进气管道(32)进气流量，对液体微胶囊在所述固化腔体(2)内的下落速度进行调节。

6.如权利要求1所述的一种基于红外加热的液体微胶囊固化装置，其特征在于，所述卸料阀门(6)包括左阀门(62)和右阀门(63)，并且由左拉杆(61)连接左阀门(62)，右拉杆(64)连接右阀门(63)，所述左拉杆(61)和所述右拉杆(64)用于调整所述卸料阀门(6)的阀门开度，以调整所述出料管道(3)的卸料速率。

7.如权利要求1所述的一种基于红外加热的液体微胶囊固化装置，其特征在于，所述装置还包括二级固化腔体(4)，所述二级固化腔体(4)的结构与所述固化腔体(2)的结构相同并采用二级固化腔体支撑夹(81)固定至铁架台(8)；所述出料管道(3)从所述二级固化腔体(4)顶部中心位置的开口伸入至所述二级固化腔体(4)内；所述二级固化腔体(4)的底部中心位置处设置有第二出料管道(5)；所述第二出料管道(5)上设置有卸料阀门(6)；所述第二出料管道(5)的末端设有出料口(7)，所述第二出料管道(5)的结构与所述出料管道(3)的结构相同。

8.如权利要求1所述的一种基于红外加热的液体微胶囊固化装置，其特征在于，所述液体微胶囊固化装置能够设置多个构造相同的固化腔体，对液体微胶囊进行多级固化。

9.一种基于红外加热的液体微胶囊固化方法，所述方法应用于权利要求1-6的任一项所述的液体微胶囊固化装置，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤一：利用铁架台(8)上的滴管支撑夹(83)、固化腔体支撑夹(82)分别固定好同轴流滴管(1)和固化腔体(2)后，关闭卸料阀门(6)，开启出料管道(3)上的多个次进气管道(31)向装置内通入干燥空气；

步骤二：所述同轴流滴管(1)产生液体微胶囊(13)，当微胶囊由所述同轴流滴管(1)下落进入固化腔体(2)中经过第一位置传感器(221)时，开启多个主进气管道(32)以及多个红外加热模组(21)，多个主进气管道(32)产生的上升气流使微胶囊的在所述固化腔体(2)内停留的时间延长，所述多个红外加热模组(21)在所述固化腔体(2)内产生红外光对下落的微胶囊进行加热，微胶囊外壳在红外光的作用下迅速固化；

步骤三：当所述固化腔体(2)中的微胶囊经过出料管道(3)中的第二位置传感器(222)后，关闭出料管道(3)中的多个主进气管道(32)，固化后的微胶囊落入出料管道(3)并在卸料阀门(6)处堆积；

步骤四：关闭流量泵、多个次进气管道(31)以及多个红外加热模组(21)后，打开卸料阀门(6)，从出料口(7)收集固化后的微胶囊。

10.一种基于红外加热的液体微胶囊固化方法，所述方法应用于权利要求7或8的任一项所述的液体微胶囊固化装置，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤一：利用铁架台(8)上的滴管支撑夹(83)、固化腔体支撑夹分别固定好同轴流滴管(1)和各个固化腔体后，关闭卸料阀门(6)，开启所述出料管道(3)上的多个次进气管道(31)向装置内通入干燥空气；

步骤二：所述同轴流滴管(1)产生液体微胶囊(13)，当微胶囊由所述同轴流滴管(1)下落进入固化腔体(2)中经过第一位置传感器(221)时，开启多个主进气管道(32)以及多个红外加热模组(21)，多个主进气管道(32)产生的上升气流使微胶囊的在所述固化腔体(2)内停留的时间延长，所述多个红外加热模组(21)在所述固化腔体(2)内产生红外光对下落的微胶囊进行加热，微胶囊外壳在红外光的作用下迅速固化；

步骤三：当所述固化腔体(2)中的微胶囊经过第二位置传感器(222)后，关闭出料管道(3)中的多个主进气管道(32)，微胶囊由所述出料管道(3)进入二级固化腔体进一步固化，固化后的微胶囊落入第二出料管道；

步骤四：当所述液体微胶囊固化装置具有两个以上的固化腔体时，微胶囊进入下一级固化腔体进行多级固化直至固化完成，并由最后一级固化腔体的出料管道末端的出料口收集固化后的微胶囊。

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