CN117282378A - 一种可控宏量超声微流体纳米合成设备 - Google Patents

一种可控宏量超声微流体纳米合成设备 Download PDF

Info

Publication number
CN117282378A
CN117282378A CN202311558570.8A CN202311558570A CN117282378A CN 117282378 A CN117282378 A CN 117282378A CN 202311558570 A CN202311558570 A CN 202311558570A CN 117282378 A CN117282378 A CN 117282378A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ultrasonic
reactor
materials
mixing
linear amplification
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202311558570.8A
Other languages
English (en)
Inventor
郑卓韬
杨春林
许伟彬
董正亚
朱晓晶
康文江
贾竞夫
张�杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Moge Microflow Technology Shantou Co ltd
Original Assignee
Moge Microflow Technology Shantou Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Moge Microflow Technology Shantou Co ltd filed Critical Moge Microflow Technology Shantou Co ltd
Priority to CN202311558570.8A priority Critical patent/CN117282378A/zh
Publication of CN117282378A publication Critical patent/CN117282378A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0093Microreactors, e.g. miniaturised or microfabricated reactors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00781Aspects relating to microreactors
    • B01J2219/00925Irradiation
    • B01J2219/00932Sonic or ultrasonic vibrations
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00781Aspects relating to microreactors
    • B01J2219/0095Control aspects

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

本发明公开一种可控宏量超声微流体纳米合成设备,包括控制主机、超声混合反应器和线性放大超声模块,控制主机能够加热和控制物料输出,超声混合反应器包括用于接收控制主机输出物料进行混合的液体混合系统、用于物料进行超声反应的第一超声反应器和对第一超声反应器产生超声作用的第一超声发生组件,线性放大超声模块串连接在所述超声混合反应器的出料口,并能够对所述超声混合反应器混合和超声反应后物料再进行超声反应。本发明可以解决传统反应器通道结构复杂、压降高、操作弹性差、易被固体堵塞、放大困难的问题,且能够解决超声反应器反应过程局部散热的问题,设备使用方便、灵活,制作简单,不仅保证了纳米材料的品质,而且提高了生产效率。

Description

一种可控宏量超声微流体纳米合成设备
技术领域
本发明涉及超声反应设备领域,特别涉及一种可控宏量超声微流体纳米合成设备。
背景技术
工程应用上,对各类纳米颗粒尺寸、形状和晶体结构进行控制的最终目标是为获得具有稳定晶体结构和各种物化性能的纳米颗粒。
但在纳米材料的工业生产和产业应用中缺乏高效、稳定、可控的宏量制造技术是一个制约其发展的技术痛点,常规微反应器在纳米颗粒混合过程中存在易被颗粒堵塞、操作弹性差(产品质量不稳定)、放大困难(产量低)的问题,限制了其在纳米材料制备中的应用。
因此,开发出一种可精确调控纳米粒子形貌、粒径,以及可实现大规模生产的纳米粒子合成设备,极具社会与经济价值。
发明内容
为了解决现有技术中存在的技术问题,本发明的目的在于提供一种可控宏量超声微流体纳米合成设备以解决上述的技术问题。
本发明为达到其目的,采用的技术方案如下:
一种可控宏量超声微流体纳米合成设备,包括
控制主机,能够加热和控制物料输出;
超声混合反应器,包括用于接收所述控制主机输出物料进行混合的液体混合系统、用于物料进行超声反应的第一超声反应器和对第一超声反应器产生超声作用的第一超声发生组件;以及
线性放大超声模块,串连接在所述超声混合反应器的出料口,并能够对所述超声混合反应器混合和超声反应后物料再进行超声反应。
优选地,所述线性放大超声模块设置至少一个,且至少一个所述线性放大超声模块串联在所述超声混合反应器的出料口。
优选地,所述控制主机、所述超声混合反应器和所述线性放大超声模块三者串联连接。
优选地,所述控制主机和所述超声混合反应器之间、所述超声混合反应器和所述线性放大超声模块之间以及各个所述线性放大超声模块之间均设有管道接头散热组件。
优选地,所述管道接头散热组件连接有散热烟囱。
优选地,所述控制主机和所述超声混合反应器之间、所述超声混合反应器和所述线性放大超声模块之间以及各个所述线性放大超声模块之间均通过电气快速接头和液体快速接头连接。
优选地,所述第一超声反应器包括用于物料进行反应的反应管道,所述液体混合系统设有至少两条用于进料的进料管道、混合管道以及连接进料管道和混合管道的Y型或T型接头,且超声发生组件能够对所述反应管道产生超声作用。
优选地,所述反应管道为直通管道。
优选地,所述控制主机包括用于加热物料和控制物料输出的加温保温精密柱塞泵,所述加温保温精密柱塞泵包括用于精准控制物料输出的泵体和用于加热所述泵体内物料的加热组件。
优选地,所述泵体包括用于存储物料的泵体阀芯、驱动泵体阀芯的阀芯移动量使其输出物料的步进驱动电机和感应步进驱动电机位移量并对其进行实时校准的位置感应传感器。
优选地,所述加温保温精密柱塞泵还包括用于清洗所述泵体的泵体清洗泵。
优选地,所述控制主机包括用于控制所述超声混合反应器和所述线性放大超声模块的控制系统和与所述控制系统电连接的人机交互界面。
优选地,所述线性放大超声模块包括用于物料进行超声反应的第二超声反应器和对第二超声反应器产生超声作用的第二超声发生组件。
优选地,所述第一超声反应器和所述第二超声反应器均设有超声反应器散热组件。
本发明设置线性放大模组串联超声混合反应器,可以解决传统被动式混合微反应器通道结构复杂、压降高、操作弹性差、易被固体堵塞、放大困难的问题,设备可根据工艺和产量要求,任意拼配所需要的线性放大超声模块,达到生产要求,且设置管道接头散热组件连接在超声混合反应器和控制主机之间、连接超声混合反应器和线性放大超声模块之间以及连接各个线性放大超声模块之间,能够解决超声反应器反应过程局散热的问题,控制主机能够对物料加热、保温及精准供给,能够根据不同的物料所需反应调节的最佳温度,设备使用方便、灵活,制作简单,不仅保证了纳米材料的品质,而且提高了生产效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例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性的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明一种可控宏量超声微流体纳米合成设备的立体图;
图2为本发明中控制主机的立体图;
图3为本发明中加温保温精密柱塞泵的立体图;
图4为本发明中超声混合反应器的立体图;
图5为本发明中超声混合反应器的剖视图;
图6为本发明中线性放大超声模块的立体图。
图中:1、控制主机;11、控制系统;12、人机交互界面;13、供料保温系统;131、加温保温精密柱塞泵;1311、入料口;1312、泵体电阻加热棒;1313、泵体加热铝块;1314、排压口;1315、压力阀;1316、出料口;1317、泵体清洗泵;1318、步进驱动电机;1319、位置感应传感器;14、第一电气快速接头;15、第一液体快速接头;16、控制主机箱体;2、超声混合反应器;21、第一超声发生组件;22、第一超声反应器;23、液体混合系统;24、第一红外测温模块;25、第一超声反应器散热组件;26、第一管道接头散热组件;27、第一散热烟囱;28、第二电气快速接头;29、第二液体快速接头;210、超声混合反应箱体;3、线性放大超声模块;31、第二超声发生组件;32、第二超声反应器;33、液体快速对接接头;34、第二红外测温模块;35、第二超声反应器散热组件;36、第二管道接头散热组件;37、第二散热烟囱;38、第三电气快速接头;39、第三液体快速接头;310、线性放大超声箱体。
具体实施方式
为了更好的理解本发明的技术方案,下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
应当明确,所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1至图6所示,一种可控宏量超声微流体纳米合成设备,包括控制主机1、超声混合反应器2和线性放大超声模块3。
其中,参考图2至图3,控制主机1包括控制系统11、人机交互界面12和供料保温系统13。控制系统11与人机交互界面12、供料保温系统13、超声混合反应器2和线性放大超声模块3电连接,对人机交互界面12、供料保温系统13、超声混合反应器2和线性放大超声模块3进行精确控制;人机交互界面12为触摸屏操控方式,人机交互界面12通过与控制系统11的电连接可实现对系统的快速调配;供料保温系统13设置有加温保温精密柱塞泵131和管道加温保温系统,供料保温系统13通过加温保温精密柱塞泵131实现精准供料,提供定量供料和定速供料两种模式,通过管道加温保温系统将物料加热。
具体地,在本实施方式中,控制系统11包括微处理机芯片,控制系统11通过微处理机芯片对人机交互界面12、供料保温系统13、超声混合反应器2和线性放大超声模块3等设备的超声电源、温控模块、供料泵驱动系统、线性放大超声模块3通讯系统等进行精确控制。人机交互界面12包括触摸屏,人机交互界面12通过触摸屏使人机交互界面12能够实现触摸屏操控方式,触摸屏与微处理机芯片电连接时,通过触摸屏将控制芯片输入微处理机芯片,通过微处理机芯片对供料保温系统13、超声混合反应器2和线性放大超声模块3等设备进行控制,使供料保温系统13、超声混合反应器2和线性放大超声模块3等设备的相关调整均为电子数据化调整,可触摸屏上完成。
加温保温精密柱塞泵131设置有控制物料输出的泵体、加热物料的加热组件和用于清洗泵体的泵体清洗泵1317。参考图3,泵体包括泵体阀芯、步进驱动电机1318、位置感应传感器1319、入料口1311、排压口1314、压力阀1315和出料口1316,物料原料通过入料口1311进入泵体阀芯,由步进驱动电机1318进行驱动,步进驱动电机1318与泵体阀芯连接,通过脉冲控制步进驱动电机1318,将物料的输液量细分成步进驱动电机1318的进给量,通过步进驱动电机1318的转动,推动泵体阀芯的阀芯移动,即通过控制步进驱动电机1318的进给量保证泵体阀芯的阀芯移动量,设置的位置感应传感器1319在使用过程种可对步进驱动电机1318实时校准,确保供料精度,最终确保正常的输送精度,在此过程中可以通过排压口1314和压力阀1315释放压力,可以实时监控系统压力,也可以通过排压阀对系统进行手动校准;加热组件包括泵体电阻加热棒1312和泵体加热铝块1313,泵体加热铝块1313包裹在泵体阀芯的外侧,泵体电阻加热棒1312直接插到泵体加热铝块1313内部,在两者之间涂导热胶,通过泵体电阻加热棒1312对泵体加热铝块1313直接加热,利用泵体加热铝块1313的高热导率间接加热泵体阀芯,使泵体阀芯由泵体加热铝块1313和泵体电阻加热棒1312进行加热保温,最终能将加热后物料原料从出料口1316排出;另外,加温保温精密柱塞泵131设置的泵体清洗泵1317连接泵体阀芯,泵体清洗泵1317通过机箱清洗液入口吸入清洗液,再将清洗液通入泵体阀芯进行清洗后通过泵体阀芯出口排出,泵体清洗泵1317可以对泵体阀芯实施在线清洗,确保泵体清洁。
管道加温保温系统(未画出)设置有PTC加热带、热电偶感应器和保温棉管,管道加温保温系统设置在出料口1316外连接的出料管上,通过PTC加热带包裹在出料口1316外连接的出料管上对出料管进行加温,热电偶感应器连接控制系统11,热电偶感应器能够检测出料管的温度,控制系统11根据热电偶感应器反馈的控制PTC加热带加热进行控温,保温棉管出料管进行保温,进而使控制主机1输出的物料能够保持稳定的温度。
进一步地,控制主机1还设有第一电气快速接头14、第一液体快速接头15和控制主机箱体16,控制系统11、人机交互界面12、供料保温系统13、第一电气快速接头14和第一液体快速接头15均设置控制主机箱体16上,第一电气快速接头14采用公母对接接头的方式实现控制主机1与超声混合反应器2间的快速对接并确保电气通讯的顺畅;第一液体快速接头15采用公母对接接头的方式实现控制主机1与超声混合反应器2模块间的快速对接并确保模块间的液体流动的密封性。具体地,在本实施方式中,控制主机箱体为大致长方体形结构,人机交互界面12设置在控制主机箱体侧面靠上位置,控制系统11和供料保温系统13均设置在控制主机箱体16内,且分别通过第一电气快速接头14和第一液体快速接头15在控制主机箱体16的一侧接出,用于外接其他设备,通过控制主机箱体16将控制系统11、人机交互界面12、供料保温系统13、第一电气快速接头14和第一液体快速接头15集成一个模块结构,能够节省空间。
参考图4、图5,超声混合反应器2设置有第一超声发生组件21、第一超声反应器22和液体混合系统23,其中第一超声发生组件21与第一超声反应器22连接固定,为第一超声反应器22提供反应所需能力,使第一超声反应器22内能够发生超声反应,第一超声反应器22和液体混合系统23连通,控制主机1输出的加热保温后的物料通过进入液体混合系统23混合后,再进入第一超声反应器22,反应液体通液体混合系统23后进入第一超声反应器22的内部,在第一超声反应器内通过第一超声发生组件21的作用发生超声反应,进行超声微流体纳米合成反应。
具体地,在本实施方式中,第一超声发生组件21由超声电源和超声振子组成,通过超声电源使超声振子产生超声波振动,从而超声波对第一超声反应器22产生超声作用。液体混合系统23包括至少两路进料管道、混合接头和混合管道,进料管道接入物料,再通过混合接头进行连接混合管道进行混合,优选地,进料管道为A/B两路进料管道,控制主机1内设有两个加温保温精密柱塞泵131,两个加温保温精密柱塞泵131连接两路进料管道,能够分别接入两种不同或者相同的物料原液,混合接头为Y型或T型接头,两种液体通过液体混合系统23中的Y型或T型接头进行混合,使物料在进入第一超声反应器22前将A/B两种物料进行混合;第一超声反应器22如图4所示,其内部有直通管道(反应管道),直通管道连接液体混合系统23的混合管道,混合管道内反应液体能够流到此直通管道中进行反应,且第一超声反应器22和第一超声发生组件21通过螺栓直接连接,超声振子产生的超声波振动会传递到第一超声反应器22中,其中第一超声反应器的直通管道(反应管道)位置为振动最剧烈的地方,反应液在超声波振动的作用下会产生微纳米级别的微小气泡,这些气泡在反应过程破裂产生了剪切力作用到反应物上,产生纳米级别的反应,最终得到纳米材料。
进一步地,超声混合反应器2还包括第一红外测温模块24、第一超声反应器散热组件25、第一管道接头散热组件26、第一散热烟囱27、第二电气快速接头28和第二液体快速接头29,第一超声反应器散热组件25能够对第一超声反应器22进行散热,因为是不同材料之间的连接,在超声振动过程存在摩擦生热情况,需独立快速散热,所以在第一超声反应器22两端接头处设置有第一管道接头散热组件26对第一超声反应器22的接头进行独立降温处理,并通过第一散热烟囱27连接第一管道接头散热组件26,利用烟囱效应将热量快速送出超声混合反应器2设备外部,达到快速降温效果。
具体地,在本实施方式中,第一超声反应器散热组件25包括设置在第一超声反应器22底部的高速可调风扇和底部冷却净化风腔,第一管道接头散热组件26包括高速散热风扇和导流风罩,通过导流风罩和高速散热风扇对管道接头进行局部散热,第二电气快速接头28采用公母对接接头的方式,超声混合反应器2左右对称分布公母头各一个,实现超声混合反应器2与控制主机1和线性放大超声模块3间的快速对接并确保超声混合反应器2与控制主机1以及线性放大超声模块3电气通讯的顺畅,第二液体快速接头29采用公母对接接头的方式实现超声混合反应器2与控制主机1和线性放大超声模块3间的快速对接并确保模块间的液体流动的密封性。
更进一步地,超声混合反应器2还包括超声混合反应箱体210,第一超声发生组件21、第一超声反应器22和液体混合系统23均设置在超声混合反应箱体210内,使超声混合反应器2为模块化设置。
参考图6,线性放大超声模块3设置有第二超声发生组件31、第二超声反应器32、液体快速对接接头33、第二红外测温模块34、第二超声反应器散热组件35、第二管道接头散热组件36、第二散热烟囱37、第三电气快速接头38和第三液体快速接头39,第二超声发生组件31与第一超声发生组件21作用和结构大致相同,第二超声反应器32和第一超声反应器22作用和结构大致相同,其中第二超声发生组件31与第二超声反应器32连接固定,第二超声发生组件31为第二超声反应器32提供反应所需能力(即第二超声发生组件31能够对第二超声反应器32的直通管道(反应管道)产生超声作用),超声混合反应器2输出的反应液体通液体快速对接接头33与线性放大超声模块3连接,将反应液体输送进第二超声反应器32的直通管道(反应管道)内部进行再次进行超声微流体纳米合成反应。第二超声反应器散热组件35优选为包括高速可调风扇和底部冷却净化风腔,其与第二超声反应器32底部连接,能够对第二超声反应器32进行散热,在第二超声反应器32侧方设置有第二红外测温模块34,其与第二超声反应器32连接,可以用于实时检测第二超声反应器32温度,如第二超声反应器32内的温度超高设定值,第二超声反应器散热组件35会根据相应的温度反馈进行自动降温处理。
进一步地,因为是不同材料之间的连接,在超声振动过程存在摩擦生热情况,需独立快速散热,所以在第二超声反应器32两端接头处设置有第二管道接头散热组件36对第二超声反应器32接头进行独立降温处理,并通过第二散热烟囱37利用烟囱效应将热量快速送出设备外部,达到快速降温效果;第三电气快速接头38采用公母对接接头的方式,左右对称分布公母头各一个,实现超声混合反应器2和线性放大超声模块3间的快速对接,并确保与超声混合反应器2以及线性放大超声模块3的连接,线性放大超声模块3可通过第三电气快速接头38连接到超声混合反应器2,再通过超声混合反应器2与控制主机1连接,确保电气通讯的顺畅;第三液体快速接头39采用公母对接接头的方式实现多个线性放大超声模块3间的快速对接并确保模块间的液体流动的密封性,在末端的线性放大超声模块3,第三液体快速接头39也可以作为设备的反应物出口,将反应完成物送出设备。
更进一步地,线性放大超声模块3还包括线性放大超声箱体310,第二超声发生组件31、第二超声反应器32、液体快速对接接头33、第二红外测温模块34、第二超声反应器散热组件35、第二管道接头散热组件36、第二散热烟囱37、第三电气快速接头38和第三液体快速接头39等均设置在线性放大超声箱体310上,使线性放大超声模块3为模块化设置,使线性放大超声模块3的功能模块化拼装,可控宏量超声微流体纳米合成设备可根据工艺和产量要求,任意拼配所需要的线性放大超声模块3数量,且不影响一致性,拼装简单。
其中,在一些实施方式中,可控宏量超声微流体纳米合成设备的线性放大超声模块3设置至少一个,而当超声混合反应器2与至少一个线性放大超声模块3连接时,至少一个线性放大超声模块3串联在超声混合反应器2的出料口,超声混合反应器2的第一超声反应器22内部通道为直通管道,线性放大超声模块3内第二超声反应器32的通道也为直通管道,通过控制主机1控制每个超声反应器结构对处理物料的功效一样,使超声混合反应器2和线性放大超声模块3的连接,以及各个线性放大超声模块3之间(线性放大超声模块3设有两个或两个以上时)的连接均为串联连接时,每个超声反应器结构对处理物料的功效是一样的,通过串联连接后可通过提高供料泵的流速来实现提高设备的产能,而整个可控宏量超声微流体纳米合成设备里的超声反应器的反应管道均为直通管道,结构简单,且第一超声反应器22与第一超声发生组件21直接连接,利用超声振动使反应物的混合方式为主动混合,可以解决传统被动式混合微反应器通道结构复杂、压降高、操作弹性差(混合和停留时间都依赖流速)、易被固体堵塞、放大困难(依赖通道并行放大,存在原料在多个通道中分布不均匀)的问题。
而且,超声混合反应器2和线性放大超声模块3均设有超声反应器散热组件、管道接头散热组件和散热烟囱,超声反应器散热组件主要是解决超声反应器反应过程的散热问题,超声反应器散热组件由高速可调风扇和底部冷却净化风腔组成,高速可调风扇可根据实时温度反馈调整风扇速度,底部冷却净化风腔可为冷却风扇提供冷却干净空气,超声反应器散热组件在超声反应器侧方设置有红外测温模块,可以实时监测超声反应器温度,如温度超高设定值,超声反应器散热组件会根据相应的温度反馈进行智能降温处理,超声反应器散热组件由高速可调风扇和底部冷却净化风腔组成,高速可调风扇可根据实时温度反馈调整风扇速度,使得超声混合反应器2和线性放大超声模块3的温度能够轻松控制一致;且超声混合反应器2和线性放大超声模块3均在与其他设备连接处设置管道接头散热组件和散热烟囱是为了针对接头处反应过程局部温度过高做的散热处理,通过隔绝周围空间,利用高速散热风扇,结合散热烟囱利用烟囱效应将接头处热量快速送出设备外部,达到快速降温效果;还可在散热烟囱做了两处45度插板单向隔绝导向处理,防止热气回流。
在一些实施方式中,控制主机1、超声混合反应器2和至少一个线性放大超声模块3依次串联,控制主机1为超声混合反应器2提供加热后的物料,物料在超声混合反应器2内进行混合和超声反应,实现不同反应液体的初步合成,再通过线性放大超声模块3进行超声反应,超声反应的过程保持一致性,实现高速高效的纳米级合成,且物料进行超声反应的空间更大,使物料超声反应过程线性放大(线性放大指的是同一台设备可以通过串联多个模块,基于模块效果的一致性,可保证生产量的倍数增长,如现在市场上大多纳米材料的生产技术比如高压均质,其产量大约是1升每小时,超声微反应器的产量单模块的产量是10升每小时,多个串联可以成倍放大,也就是说超声微反应器的产能可以几倍到几百倍的放大,管道长了,单模块的物料停留时间就可以缩短,供料流量可以增大,也可以理解为同一时间内,反应器的腔体体积变大),可增大供料流速,最终可以实现设备效率的倍数增长,使得可根据生产需要增加模块数量以满足增加产量的要求。具体地,在本实施方式中,线性放大超声模块3设有两个,控制主机1、超声混合反应器2和两个线性放大超声模块3由左至右依次串联,控制主机1为设备的控制及供料部件,其设置在设备最左端,提供整台设备的系统控制及原料的加温保温,超声混合反应器2设置在控制主机1右侧,反应物通过超声混合反应器2实现混合并经过超声混合反应器2里面的超声反应进行超声微流体纳米合成,两个线性放大超声模块3设置在超声混合反应器2右边,超声混合反应器2和线性放大超声模块3中超声反应器结构对处理物料的功效均是一样的,通过串联连接后可通过提高供料泵的流速来实现提供设备的产能,最终实现超声微流体纳米合成反应的线性放大,超声混合反应器2和线性放大超声模块3,线性放大超声模块3可根据生产需要增加模块数量以满足增加产量的要求,线性放大超声模块3各个模块之间为串联关系。
工作原理:
使用时,在控制主机1的两个加温保温精密柱塞泵131内加入所需的物料液体,物料液体在加温保温精密柱塞泵131内后,启动装置,通过加温保温精密柱塞泵131加热物料液体,并通过加温保温精密柱塞泵131精准控制输入到超声混合反应器2的液体混合系统23进行混合,再在第一超声反应器22中超声反应,超声混合反应器2的第一超声反应器22内的物料再流到两个线性放大超声模块3的第二超声反应器32上进行超声反应,产生纳米级别的反应,最终得到纳米材料。
本发明设置线性放大超声模块串联超声混合反应器,可以解决传统被动式混合微反应器通道结构复杂、压降高、操作弹性差、易被固体堵塞、放大困难的问题,设备可根据工艺和产量要求,任意拼配所需要的线性放大超声模块,达到生产要求,且设置管道接头散热组件连接在超声混合反应器和控制主机之间、连接超声混合反应器和线性放大超声模块之间,以及连接各个线性放大超声模块之间,能够解决超声反应器反应过程局散热的问题,控制主机能够对物料加热、保温及精准供给,能够根据不同的物料所需反应调节的最佳温度,设备使用方便、灵活,制作简单,不仅保证了纳米材料的品质,而且提高了生产效率。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种可控宏量超声微流体纳米合成设备,其特征在于,包括
控制主机,能够加热和控制物料输出;
超声混合反应器,包括用于接收所述控制主机输出物料进行混合的液体混合系统、用于物料进行超声反应的第一超声反应器和对第一超声反应器产生超声作用的第一超声发生组件;以及
线性放大超声模块,串连接在所述超声混合反应器的出料口,并能够对所述超声混合反应器混合和超声反应后物料再进行超声反应。
2.根据权利要求1所述的一种可控宏量超声微流体纳米合成设备,其特征在于,所述线性放大超声模块设置至少一个,且至少一个所述线性放大超声模块串联在所述超声混合反应器的出料口。
3.根据权利要求2所述的一种可控宏量超声微流体纳米合成设备,其特征在于,所述控制主机、所述超声混合反应器和所述线性放大超声模块三者串联连接。
4.根据权利要求3所述的一种可控宏量超声微流体纳米合成设备,其特征在于,所述控制主机和所述超声混合反应器之间、所述超声混合反应器和所述线性放大超声模块之间以及各个所述线性放大超声模块之间均设有管道接头散热组件。
5.根据权利要求4所述的一种可控宏量超声微流体纳米合成设备,其特征在于,所述管道接头散热组件连接有散热烟囱。
6.根据权利要求3所述的一种可控宏量超声微流体纳米合成设备,其特征在于,所述控制主机和所述超声混合反应器之间、所述超声混合反应器和所述线性放大超声模块之间以及各个所述线性放大超声模块之间均通过电气快速接头和液体快速接头连接。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种可控宏量超声微流体纳米合成设备,其特征在于,所述第一超声反应器包括用于物料进行反应的反应管道,所述液体混合系统设有至少两条用于进料的进料管道、混合管道以及连接进料管道和混合管道的Y型或T型接头,且超声发生组件能够对所述反应管道产生超声作用。
8.根据权利要求7所述的一种可控宏量超声微流体纳米合成设备,其特征在于,所述反应管道为直通管道。
9.根据权利要求1-6任意一项所述的一种可控宏量超声微流体纳米合成设备,其特征在于,所述控制主机包括用于加热物料和控制物料输出的加温保温精密柱塞泵,所述加温保温精密柱塞泵包括用于精准控制物料输出的泵体和用于加热所述泵体内物料的加热组件。
10.根据权利要求9所述的一种可控宏量超声微流体纳米合成设备,其特征在于,所述泵体包括用于存储物料的泵体阀芯、驱动泵体阀芯的阀芯移动量使其输出物料的步进驱动电机和感应步进驱动电机位移量并对其进行实时校准的位置感应传感器。
11.根据权利要求9所述的一种可控宏量超声微流体纳米合成设备,其特征在于,所述加温保温精密柱塞泵还包括用于清洗所述泵体的泵体清洗泵。
12.根据权利要求9所述的一种可控宏量超声微流体纳米合成设备,其特征在于,所述控制主机包括用于控制所述超声混合反应器和所述线性放大超声模块的控制系统和与所述控制系统电连接的人机交互界面。
13.根据权利要求1-6任意一项所述的一种可控宏量超声微流体纳米合成设备,其特征在于,所述线性放大超声模块包括用于物料进行超声反应的第二超声反应器和对第二超声反应器产生超声作用的第二超声发生组件。
14.根据权利要求13所述的一种可控宏量超声微流体纳米合成设备,其特征在于,所述第一超声反应器和所述第二超声反应器均设有超声反应器散热组件。
CN202311558570.8A 2023-11-22 2023-11-22 一种可控宏量超声微流体纳米合成设备 Pending CN117282378A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311558570.8A CN117282378A (zh) 2023-11-22 2023-11-22 一种可控宏量超声微流体纳米合成设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311558570.8A CN117282378A (zh) 2023-11-22 2023-11-22 一种可控宏量超声微流体纳米合成设备

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117282378A true CN117282378A (zh) 2023-12-26

Family

ID=89244648

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311558570.8A Pending CN117282378A (zh) 2023-11-22 2023-11-22 一种可控宏量超声微流体纳米合成设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117282378A (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN214921250U (zh) * 2021-08-04 2021-11-30 浙江汇溪新材料有限责任公司 一种助焊剂定量给料装置
CN113813898A (zh) * 2021-10-22 2021-12-21 西安交通大学 一种组合式超临界水热合成微通道反应器
CN218971356U (zh) * 2022-12-22 2023-05-05 无锡赛那尔仪器设备制造有限公司 高精度超高压输液泵
CN116285977A (zh) * 2021-12-14 2023-06-23 中国科学院大连化学物理研究所 一种超声微反应器连续化制备CsPbX3钙钛矿量子点材料的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN214921250U (zh) * 2021-08-04 2021-11-30 浙江汇溪新材料有限责任公司 一种助焊剂定量给料装置
CN113813898A (zh) * 2021-10-22 2021-12-21 西安交通大学 一种组合式超临界水热合成微通道反应器
CN116285977A (zh) * 2021-12-14 2023-06-23 中国科学院大连化学物理研究所 一种超声微反应器连续化制备CsPbX3钙钛矿量子点材料的方法
CN218971356U (zh) * 2022-12-22 2023-05-05 无锡赛那尔仪器设备制造有限公司 高精度超高压输液泵

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20100017806A (ko) 미세유체 자발적 진동 혼합기 및 장치 및 이를 이용하는 방법
JP2009262106A (ja) マイクロリアクタ
CN117282378A (zh) 一种可控宏量超声微流体纳米合成设备
JP2010005582A (ja) マイクロ流路の閉塞防止装置及び閉塞防止方法
CN114100530B (zh) 一种超声振荡气液固多相流管式反应器
CN215655100U (zh) 一种多路微流控制装置
CN206526761U (zh) 一种基于压电驱动集成式微混合器
CN206935163U (zh) Aes稀释集成系统
CN221310622U (zh) 一种使用微流控技术进行氨肟化的装置
CN115646746A (zh) 基于igbt制造的自动灌胶装置、方法及螺杆计量泵
CN211677343U (zh) 一种改进型隔热板材生产装置
CN209828952U (zh) 一种实验室用简易微通道反应装置
JP2006275023A (ja) 流量制御機構
CN117282381B (zh) 一种超声微流体纳米分散机
CN217910346U (zh) 一种光敏型聚酰亚胺酯型前驱体树脂连续生产装置
CN113713750A (zh) 反应装置
CN206778333U (zh) 一种高效超声波分散机
CN220861459U (zh) 一种油包水型阳离子聚丙烯酰胺乳液制备装置
CN117018957A (zh) 一种低温乳化超声制备plga包埋乳糖阴道凝胶的设备
CN213528606U (zh) 一种高长径比硅灰石用超分散湿法改性装置
CN219377027U (zh) 一种高粘物料加热装置
CN212999398U (zh) 一种基于电控的混胶机
CN220176850U (zh) 一种高效微流控纳米颗粒合成设备
CN204973905U (zh) 一种反应设备
CN114030096B (zh) 一种超高分子量聚乙烯超细料的制备设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20231226