[发明专利]一种锥形非叠层结构微反应器

说明书

技术领域

本发明涉及一种微反应器装置，具体地说，是涉及一种锥形非叠层结构微反应器装置。

背景技术

近几年，微反应器在制备微-纳颗粒材料的研究方面取得了很多成果，具有很大的潜力和应用前景。与常规合成微-纳颗粒材料的方法相比，微反应器合成微-纳颗粒材料易于控制和放大，通过方便、精确地调节反应参数可以得到不同形状、粒径和粒径分布的微-纳颗粒材料。又由于微反应器制备的微-纳颗粒材料的一些特性，使得微反应器在制备高振实密度和粒径均一的微-纳颗粒材料方面有着广泛的应用前景。但是微通道的堵塞使得微反应器的应用受到限制。

为解决微通道堵塞问题，国内外相关研究人员进行了如下研究：

1)中国发明专利：一种强化微反应器内气液过程的方法，申请号：201410109267.4，公开号：CN104162395A，介绍了利用超声与气相的空化作用破坏流体中的固体之间的团聚或在微通道壁面的粘附，预防和疏通堵塞。

2)中国发明专利：防止连续反应通道系统堵塞的方法及执行该方法的微反应器，申请号：201080021683.9，公开号：CN102427876A，介绍了采用在工艺流体流动方向进行超声耦合的方法防止微通道的堵塞。

3)中国发明专利：振荡流微反应器，申请号：201180064961.3，公开号：CN103328092A，介绍了连接振荡流设备的微反应器解决微通道堵塞的问题。

虽然上述研究一定程度上缓解了微通道堵塞的问题，但很难保证微-纳颗粒材料在微通道壁上完全没有沉积，长期使用仍会造成微通道的堵塞，而由于微通道大多是处于密闭空间，后续也无法对其进行清洗。同时，叠层结构的微反应器制造的复杂性及较高的成本进一步限制了微反应器在微-纳颗粒材料制备方面的应用。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足和缺陷，本发明提供一种锥形非叠层结构微反应器，可进行拆卸清洗，有效防止微反应器通道的堵塞，且结构简单，成本低。

为实现上述目的，本发明所述非叠层结构微反应器，包括：紧固加压盖、外壳体、圆锥体、密封部件，其中：外壳体设在圆锥体外，圆锥体与外壳体之间采用过盈配合；圆锥体外表面设有微通道，外壳体内表面设有与圆柱体外表面的微通道接通的入口和出口通道；外壳体与圆锥体间设有密封部件，以保证微通道内的液体不会泄露；圆锥体上端设有紧固加压盖，通过紧固加压盖对圆锥体的加压促进圆锥体的自密封作用，紧固加压盖与外壳体采用可拆卸的方式连接。

作为一个优选方式，在所述圆锥体与所述紧固加压盖之间设有压球，以避免紧固加压盖的转动带动圆锥体的转动。

作为一个优选方式，为保证安装时圆锥体外表面的微通道与外壳体上的入口通道和出口通道对准，在圆锥体的上端面设置一个定位孔，对应的，在外壳体外表面设置一个定位槽，另设有一个U形件，该U形件两端分别与圆锥体上端面的定位孔、外壳体外表面的定位槽相配合实现微通道与入口通道、出口通道的准确定位。

作为一种优选方式，所述紧固加压盖与外壳体采用螺纹连接，且紧固加压盖上端设有内六角螺孔，以方便其拆装。

作为一种优选方式，所述圆锥体外表面的微通道的数目、长度、位置及接通方式可根据具体实验方案而定，数目通常为2-4条，反应物溶液通道通常较短，反应产物溶液通道通常较长，接通方式通常为T型。

作为一种优选方式，在所述入口通道耦合入超声波或振荡流。如果采用超声波耦合，则在混合反应产物流处接入超声波发生器，频率为16～50kHz；如果采用振荡流耦合，则在混合反应产物流处接入震动器，流动振荡的频率为10～100Hz。

作为一种优选方式，所述外壳体内表面的入口通道的数目和位置可根据具体实验方案而定，数目通常为2-4个，位置通常呈对称性。若需在反应产物溶液中耦合入超声波或振荡流，则其入口在反应产物流微通道处接入。出口数目通常为1个，位置可根据所要反应产物流微通道的长短确定。

作为一个优选方式，所述圆锥体，其材料为不锈钢、玻璃、陶瓷、聚合物材料等中的一种，若所用的材料为弹性材料(比如某种具有弹性的聚合物材料)，将圆锥体表面(微通道处除外)加工成波浪形，使其在与外壳体安装时通过自封作用达到进一步防液体泄漏的目的。

作为一个优选方式，所述紧固加压盖为圆柱形，紧固加压盖外表面设有外螺纹，端部设有内六角螺孔；所述外壳体为圆柱形，在与紧固加压盖连接处设有内螺纹，并与紧固加压盖的外螺纹相配合，在与圆锥体外表面结合处为光滑内表面。

作为一个优选方式，所述外壳体，其材料为不锈钢、玻璃、陶瓷、聚合物材料等中的一种。