一種非疊層結構微反應器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種微反應器裝置，具體地說，是涉及一種非疊層結構微反應器裝置。
【背景技術】
[0002]近幾年，微反應器在制備微-納顆粒材料的研宄方面取得了很多成果，具有很大的潛力和應用前景。與常規(guī)合成微-納顆粒材料的方法相比，微反應器合成微-納顆粒材料易于控制和放大，通過方便、精確地調(diào)節(jié)反應參數(shù)可以得到不同形狀、粒徑和粒徑分布的微-納顆粒材料。又由于微反應器制備的微-納顆粒材料的一些特性，使得微反應器在制備高振實密度和粒徑均一的微-納顆粒材料方面有著廣泛的應用前景。但是微通道的堵塞使得微反應器的應用受到限制。
[0003]為解決微通道堵塞問題，國內(nèi)外相關研宄人員進行了如下研宄:
[0004]I)中國發(fā)明專利:一種強化微反應器內(nèi)氣液過程的方法，申請?zhí)?201410109267.4，公開號:CN104162395A，介紹了利用超聲與氣相的空化作用破壞流體中的固體之間的團聚或在微通道壁面的粘附，預防和疏通堵塞。
[0005]2)中國發(fā)明專利:防止連續(xù)反應通道系統(tǒng)堵塞的方法及執(zhí)行該方法的微反應器，申請?zhí)?201080021683.9，公開號:CN102427876A，介紹了采用在工藝流體流動方向進行超聲耦合的方法防止微通道的堵塞。
[0006]3)中國發(fā)明專利:振蕩流微反應器，申請?zhí)?201180064961.3，公開號:CN103328092A，介紹了連接振蕩流設備的微反應器解決微通道堵塞的問題。
[0007]雖然上述研宄一定程度上緩解了微通道堵塞的問題，但很難保證微-納顆粒材料在微通道壁上完全沒有沉積，長期使用仍會造成微通道的堵塞，而由于微通道大多是處于密閉空間，后續(xù)也無法對其進行清洗。同時，疊層結構的微反應器制造的復雜性及較高的成本進一步限制了微反應器在微-納顆粒材料制備方面的應用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對上述現(xiàn)有技術存在的不足和缺陷，本發(fā)明提供一種非疊層結構微反應器，可進行拆卸清洗，有效防止微反應器通道的堵塞，且結構簡單，成本低。
[0009]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述非疊層結構微反應器，包括:上蓋、外殼體、圓柱體和下蓋，其中:外殼體設在圓柱體外，圓柱體與外殼體之間采用過盈配合；圓柱體外表面設有微通道，外殼體內(nèi)表面設有與圓柱體外表面的微通道接通的入口和出口通道；上蓋、下蓋連接在外殼體的上下端面，共同將設有微通道的圓柱體密封起來，以保證微通道內(nèi)的液體不會泄露，且上蓋、下蓋與外殼體采用可拆卸的連接方式連接。
[0010]作為一種優(yōu)選方式，所述上蓋、下蓋與外殼體采用螺紋連接，上蓋的上端和下蓋的下端設有內(nèi)六角螺孔，以方便上蓋和下蓋的拆裝。
[0011]作為一個優(yōu)選方式，為保證安裝時圓柱體外表面的微通道與外殼體上的入口通道和出口通道對準，在圓柱體的上端面設置一個定位孔，對應的，在外殼體外表面設置一個定位槽，另設有一個U形件，該U形件的兩端分別與圓柱體上端面的定位孔、外殼體外表面的定位槽相配合，實現(xiàn)微通道與入口通道、出口通道的準確定位。
[0012]作為一種優(yōu)選方式，所述圓柱體外表面的微通道的數(shù)目、長度、位置及接通方式可根據(jù)具體實驗方案而定，數(shù)目通常為2-4條，反應物溶液通道通常較短，反應產(chǎn)物溶液通道通常較長，接通方式通常為T型。
[0013]作為一種優(yōu)選方式，在所述入口通道耦合入超聲波或振蕩流。如果采用超聲波耦合，則在混合反應產(chǎn)物流處接入超聲波發(fā)生器，頻率為16?50kHz ;如果采用振蕩流耦合，則在混合反應產(chǎn)物流處接入震動器，流動振蕩的頻率為10?100Hz。
[0014]作為一種優(yōu)選方式，所述外殼體內(nèi)表面的入口通道的數(shù)目和位置可根據(jù)具體實驗方案而定，數(shù)目通常為2-4個，位置通常呈對稱性。若需在反應產(chǎn)物溶液中耦合入超聲波或振蕩流，則其入口在反應產(chǎn)物流微通道處接入。出口數(shù)目通常為I個，位置可根據(jù)所要反應產(chǎn)物流微通道的長短確定。
[0015]作為一個優(yōu)選方式，所述圓柱體，其材料為不銹鋼、玻璃、陶瓷、聚合物材料等中的一種，若所用的材料為彈性材料(比如某種具有彈性的聚合物材料)，將圓柱體表面(微通道處除外)加工成波浪形，使其在與外殼體安裝時通過自封作用達到進一步防液體泄漏的目的。
[0016]作為一個優(yōu)選方式，所述外殼體，其材料為不銹鋼、玻璃、陶瓷、聚合物材料等中的一種，圓柱形外殼體在與上、下蓋連接處設有內(nèi)螺紋，并與上、下蓋的外螺紋相配合，在與圓柱體外表面結合處為光滑內(nèi)表面。
[0017]作為一個優(yōu)選方式，所述上蓋和下蓋為圓柱形，其材料為不銹鋼、玻璃、陶瓷、聚合物材料等中的一種，上蓋和下蓋外表面設有外螺紋，端部設有內(nèi)六角螺孔(盲孔)。
[0018]與現(xiàn)有疊層微反應器相比，本發(fā)明微反應器裝置結構簡單，加工容易，加工成本低。尤其重要的是，當反應產(chǎn)物顆粒沉積在微通道內(nèi)壁上時，可拆卸下來進行清洗，以防止微反應器通道的堵塞，且拆裝方便。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明一較優(yōu)實施例中非疊層結構微反應器爆炸分解圖；
[0020]圖2是本發(fā)明一實施例中安裝時定位示意圖；
[0021]圖3、圖4是本發(fā)明一實施例中的圓柱體外表面微通道分布不意圖；
[0022]圖5是本發(fā)明一實施例中非疊層結構微反應器裝配剖視圖；
[0023]圖6是本發(fā)明一實施例中非疊層結構微反應器沿微通道a、b所在截面剖視圖；
[0024]圖7是本發(fā)明一實施例中非疊層結構微反應器沿微通道c所在截面剖視圖；
[0025]圖中:上蓋1，外殼體2，圓柱體3，下蓋4，U形件5。
【具體實施方式】
[0026]以下對本發(fā)明的技術方案作進一步的說明，以下的說明僅為理解本發(fā)明技術方案之用，不用于限定本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的保護范圍以權利要求書為準。
[0027]實施例1
[0028]如圖1、圖5所示，為本發(fā)明一較優(yōu)實施例的非疊層結構微反應器裝置結構示意圖，其包括上蓋1、外殼體2、圓柱體3、下蓋4。外殼體2設在圓柱體3外，圓柱體3與外殼體2之間采用過盈配合；圓柱體3表面設有微通道a、b、c (見圖3、圖4)，外殼體2內(nèi)表面設有與圓柱體外表面的微通道接通的入口通道A、B、E和出口通道D (見圖6、圖7);上蓋1、下蓋4連接在外殼體2的上下端面，共同將表面刻有微通道a、b、c的圓柱體3密封起來，以保證微通道內(nèi)a、b、c的液體不會泄露，且上蓋1、下蓋4與外殼體2采用可拆卸的連接方式連接。
[0029]為保證安裝時圓柱體3表面的微通道a、b、c與外殼體2中入口通道A、B、E，出口通道D對準，在圓柱體3上端面設置一個長方形定位孔(見圖3、圖4)，對應的，在外殼體2外表面設置一個定位槽(見圖2，圖6，圖7)，另設有一個U形件5，U形件5的兩端分別與圓柱體3上端面的長方形定位孔、外殼體2外表面的定位槽相配合(見圖2)。
[0030]作為一個優(yōu)選，所述上蓋1、下蓋4與外殼體2采用螺紋連接，上蓋I上端和下蓋4下端開有內(nèi)六角螺孔，以方便上蓋I和下蓋4的拆裝。
[0031]作為一個優(yōu)選，所述圓柱體3表面的微通道的數(shù)目為a、b、c三條，反應物溶液通道a、b長度分別為圓柱體3周長的四分之一，反應產(chǎn)物溶液通道c長度為圓柱體3周長的二分之一，接通方式為T型。
[0032]作為一個優(yōu)選，所述外殼體2內(nèi)的入口通道的數(shù)目為A、B、E三條，A、B分別位于a和b通道的兩端，通常呈對稱性，E位于c通道靠近T型交叉口處，作為超聲波或振蕩流的接入口。出口通道D數(shù)目為一條，位于c通道的端處。
[0033]作為一個優(yōu)選，所述圓柱體3，其材料為聚四氟乙烯，將圓柱體3表面(微通道a、b、c處除外)加工成波浪形，使其在與外殼體2安裝時通過自封作用達到進一步防液體泄漏的目的。
[0034]作為一個優(yōu)選，所述外殼體2，其材料為不銹鋼，圓柱形外殼體2在與上蓋1、下蓋4連接處加工有內(nèi)螺紋，并與上蓋1、下蓋4的外螺紋相配合，在與圓柱體3外表面結合處為光滑內(nèi)表面。
[0035]作為一個優(yōu)選，所述上蓋I和下蓋4，其材料為不銹鋼，圓柱形上蓋I和下蓋4外表面設有外螺紋，端部設有內(nèi)六角螺孔(盲孔)。
[0036]使用時，反應物溶液分別自入口通道A、B進入到a、b通道中，并在T型交叉口處共同進入c通道中，反應物在c通道中混合反應生成反應產(chǎn)物后最終經(jīng)出口通道D流出，為減輕反應產(chǎn)物顆粒的團聚或在微通道壁上的沉積，在E入口通道耦合入超聲波或振蕩流。
[0037]如果采用超聲波耦合，則在混合反應產(chǎn)物流處接入超聲波發(fā)生器，頻率為16?50kHz ;如果采用振蕩流耦合，則在混合反應產(chǎn)物流處