[发明专利]离心分离装置及离心分离固体粒子的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种离心分离装置及离心分离固体粒子的制备方法，特别 是涉及一种藉由控制液体与器壁的相对流速以达到分离固体粒子的装置及 其方法。

背景技术

典型白光发光二极管(LED)是以蓝光晶粒与黄色荧光粉以适当比例混 合而得到白光，其中亦可依不同比例配出如图1所示的色坐标图中蓝到黄 的各种色彩。目前，LED所掺混的荧光粉的粒径分布均相当不一，例如一真 实LED截面图如图2所示，其中荧光粉粒径大小不一，且较大尺度荧光粉 有沉淀至晶粒表面的现象，过去曾有报导比较荧光粉粒径对其发光效益有 明显影响，粒径的不统一可能影响在LED中的荧光效果导致色彩及亮度的 分散。此外，在LED工艺中，点胶用针筒内的荧光粉在硅胶内的沉淀速率 也受其粒径的影响，导致前后点出的荧光胶中的荧光粉比例不一致，造成 色彩及亮度的严重分散，如图3所示。

离心分离用于分离液体中的固体粒子是一个非常高效率的技术，其原 理如下：

颗粒与流体在离心力场中作相对运动时，受到三个力的作用：离心力 F_c、浮力F_b、曳引力F_d。对于一定的颗粒和流体，离心力F_c、浮力F_b一定， 但曳引力F_d却随着颗粒运动速度而变化，最后颗粒与液体间的相对速度将 平衡于一终端速度u_t，此时颗粒所受的诸力的和为零

Fc→+Fb→+Fd→=0]]>

离心力F_c与浮力F_b方向始终相反，对球状微粒而言若其直径及密度分 别为φ及ρ_p，而液体的密度为ρ_L则

其中r为旋转半径，ω为角速度，并且

Cd=24Re]]>

Re为雷诺系数，最后可得终端速度u_t为

根据上式离心机中粒子沉淀的终端速度正比于粒径的平方，大体上来 说粒径较大的粒子会先行沉淀至器壁。但是沉淀所需的时间除了与终端速 度有关外亦与粒子至器壁的距离有关，即使是很小的粒子只要离器壁不远 亦可能在极短时间内沉淀，更何况离心机内液体旋转达到平衡状态所需的 时间亦难以掌控。因此，仅以沉淀时间的先后来清楚分离不同粒径的颗粒 是几乎不可能的。

由此可见，上述现有的离心分离装置及离心分离固体粒子的制备方法 在产品结构、制造方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以 进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解 决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品及方法 又没有适切的结构及方法能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决 的问题。因此如何能创设一种新的离心分离装置及离心分离固体粒子的制 备方法，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的离心分离装置存在的缺陷，而提供一 种新的离心分离装置，其是巧妙的应用曳引力将较小粒径的固体粒子曳引 至空间中不同位置与较大粒径的固体粒子分离开。其原理如下：

粒子与器壁或粒子与粒子间的最大静磨擦力F_r正比于离心力F_c和浮力 F_b的差