[实用新型]超细颗粒发生装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种适合生产超细颗粒物质的反应装置。

背景技术

目前生产细微颗粒物质的方法主要有三种，其一是液相沉淀法，即在液相状态下通过微观粒子的凝聚析出得到细颗粒物质，根据其中有无化学反应分为反应沉淀法和非反应沉淀法，反应沉淀法通过液相反应生成难溶物质而形成，非反应沉淀则通过物理过程，提高溶液过饱和度，使溶质快速析出而生成细颗粒的物质；其二是研磨法，即利用机械力的作用，将大粒径的颗粒研磨成小粒径的颗粒；其三是气相沉积法，即利用电弧、等离子体、激光等手段，将原料在惰性或反应性气氛中加热蒸发成分子或原子状态，再凝聚成细微的固体颗粒。上述方法中，研磨法耗费较大的机械能，受研磨机械的限制，颗粒尺寸一般为毫米级，最小只能达到微米级，气相沉积法得到的产品纯度较高，但生产能力较低，能耗也比较高，而液相沉淀法可精确控制产品的化学组成，可用于单一或复合化合物粒子，生产成本较低，应用较广。但是在液相沉淀过程中，若不施加外部的干扰，液相沉淀生成的固体颗粒则会逐渐生长，颗粒尺寸逐渐增至微米级，甚至达到更大的尺寸。为液相沉淀过程提供外部扰动的方法一般采用机械搅拌，即利用搅拌的方式产生扰动，实际上是利用水流紊动产生的剪切应力阻止颗粒生长，但无论多么强烈的搅拌，但形成的流场绝对不能实现均匀，不仅平行于搅拌轴的方向(轴向)上的水流速度与垂直于搅拌轴方向(径向)上的搅拌速度有较大的差别，而且垂直于搅拌轴方向上的水流速度也不均匀，即越接近搅拌轴的水流速度越是接近于零，越是远离搅拌轴的水流速度越大，所以搅拌越强烈，无论在轴向还是在径向上产生的速度差别也越大，其扰动条件的差别也越大，由于扰动条件不均匀，形成的颗粒物质粒径分布不均匀。

发明内容

为保证液相沉淀过程能够稳定地生成粒径达到纳米级且具有均一粒径分布的超细颗粒，本实用新型的目的是提供一种超细颗粒的发生装置，该装置能够在液相沉淀过程中提供均匀、稳定的扰动环境，阻止形成的固体颗粒继续长大，从而生成具有均一尺寸分布且粒径可达到纳米级的超细颗粒。

本实用新型解决技术问题所采用的方案是：在金属外壳中安装反应容器，超声波换能器均匀分布在反应器底部或四周，电热管安装在反应容器的内部，循环泵的一侧通过管路与三通相连另一侧通过管路与反应容器上部相通，三通的另一通连接反应容器的底部还有一通通过管路与放料阀相连，pH计固定在金属外壳，其探头深入反应容器中，电流控制器、时间控制器、温度控制器、循环泵启动开关、电源总开关均固定在金属外壳上；上述电源总开关分别与循环泵、pH计、电流控制器、时间控制器、温度控制器相连接，超声换能器与电流控制器相连接，电流控制器与时间控制器相互连接，电热管与温度控制器相连接。

上述电源总开关开启后接通超声换能器，超声换能器将电信号转化为超声波并传递到反应容器中；上述温度控制器与电热管相连，控制反应器中的温度，在反应过程中，放料阀关闭，在反应器中注入合适缓冲液，调节缓冲液pH值到最佳条件，温度控制器调到指定的反应温度，达到指定的温度后，缓慢注入反应溶液，循环泵开启，循环1～2min后关闭，开启时间控制器，由电流控制器控制超声换能器转换的超声波强度，pH计用于监控反应体系的pH值，达到设定的反应时间后，时间控制器切断超声换能器的电源，开启放料阀。

上述反应容器的底部和四周用具有弹性的金属材料制作。

本实用新型的有益效果是：利用超声波在反应器内形成各向均匀高频湍动流场，对液相沉淀反应生成的颗粒周围产生极高的剪切应力，阻止其聚集和长大，便于生产颗粒尺寸细微且粒径分布均一的超细颗粒。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1为本实用新型的基本原理图。

图2为本实用新型实施例的纵剖面构造图。

图中，1.电流控制器，2.时间控制器，3.温度控制器，4.pH计，5.循环泵启动开关，6.电源总开关，7.电热管，8.超声换能器，9.循环泵，10.金属外壳，11.反应容器，12.三通，13.放料阀。

具体实施方式

在图1中，超声换能器8与反应容器11底部或四周紧密相连，电源总开关6开启后，超声换能器8将电信号转化为超声波并传递到反应容器11中，形成各向均匀高频湍动流场，当反应容器11中发生液相沉淀反应时，高频湍动流场在液相沉淀生成的颗粒物质附近形成高剪切应力，当颗粒物质经过液相沉淀反应形成后，反应器中高剪切应力可阻止颗粒聚集张大，避免形成大粒径的颗粒。

在图2所示实施例中，温度控制器3与电热管7相连，控制反应器中的温度。三通12连接反应容器与放料阀13和循环泵9，在反应过程中，放料阀13关闭，在反应器中注入合适缓冲液，循环泵9开启，温度控制器3调到指定的反应温度，达到指定的温度后，循环泵关闭，开启时间控制器2，由电流控制器1控制超声换能器8转换的超声波强度，并往反应器中加入反应料液，pH计4用于监控反应体系的pH值，便于维持合适的沉淀反应条件。达到设定的反应时间后，时间控制器2切断超声换能器8的电源，开启放料阀13。