微球清洗装置的制作方法

本实用新型涉及塑料微球制备技术领域，具体涉及一种微球清洗装置。

背景技术：

以C、H等低原子序数元素为基础制备的三层聚合物空心微球(即聚苯乙烯-聚乙烯醇-碳氢聚合物三层空心微球)是我国激光惯性约束聚变ICF物理实验中应用的主要燃料容器之一。最内层为PS层，具有高机械强度和高抗辐射能力；中间层为PVA保气层；最外层是CH烧蚀层，为靶丸提供激光烧蚀表面，并且可以有效防止PVA吸潮和充气过程中的辐射损伤。其中，采用水包油包水(W1/O/W2)工艺来制备PS单层球，外相水W2为添加一定浓度氯化钙的PVA溶液。燃料容器中若含有高原子序数元素，在内爆压缩过程中会产生超热电子，从而产生许多负面效应，同时残留在PS单层球上的PVA会在存放过程中产生须状缺陷，这些都会大大降低PS单层球的品质。因此，PS单层球的清洁工艺非常重要。

现有清洁工艺是采用蒸馏水冲洗金属筛中的微球一定时间。该种工艺采用从上往下的俯冲方式，存在易对微球表面产生刮花，或产生银纹、裂纹降低了微球强度，且其100颗微球的裂纹微球产生几率大于10％，同时，微球易裸露在外造成含水微球失水而影响PS-PVA双层球的制备等问题，从而大大限制了高品质PS单层球的制备。

技术实现要素：

本实用新型的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种微球清洗装置，包括：

搅拌组件，其包括电子搅拌器、连接在电子搅拌器上的搅拌杆和连接在搅拌杆上的搅拌叶片；

清洗组件，其为壁面具有夹层结构的清洗腔；所述清洗腔的底部一侧设置有伸入清洗腔内的入水口；所述清洗腔的底部的另一侧设置有伸入夹层结构的出水口；所述夹层结构的内壁的上方周向设置有多个内壁孔；所述清洗腔的底部设置有排水口；所述排水口上连接排水阀门；

用于放置微球的筛板，其设置在清洗腔的底部，且位于搅拌叶片的下方；

压盖，其设置在清洗腔的顶部，所述搅拌杆穿过压盖后伸入清洗腔内。

优选的是，所述筛板包括：

卡扣连接的上筛板和下筛板，其上分别设置有多个半圆形微球容纳腔；所述上筛板和下筛板上的相对的半圆形微球容纳腔形成完整的微球容纳腔；多个所述半圆形微球容纳腔的壁面上设置有清洗孔；

网状通气管，其连接在清洗腔的底部且其位于下筛板的下方，且所述网状通气管上设置有朝向下筛板的半圆形微球容纳腔的通气孔；所述网状通气管的气体入口与外部储气罐连通。

优选的是，所述筛板为圆形且可在清洗腔内可转动，且所述筛板的可转动的方式为：在所述下筛板的边缘设置有锯齿，所述下筛板的中部设置有可转动的支撑轴；所述支撑轴可转动连接在清洗腔的底部；所述夹层结构的一侧设置有第一密封腔，所述第一密封腔内设置有与下筛板的锯齿相啮合连接的主齿轮；所述主齿轮通过主齿轮轴与夹层结构顶部的电机连接；所述电机位于第一密封腔的外部；所述夹层结构的另一侧设置有第二密封腔，所述第二密封腔内设置有与下筛板的锯齿相啮合连接的副齿轮；所述副齿轮通过副齿轮轴可转动连接在第二密封腔内。

优选的是，所述支撑轴通过第一轴承可转动连接在清洗腔的底部；所述副齿轮轴的两端通过第二轴承可转动连接在第二密封腔内；所述主齿轮轴与第一密封腔的连接处设置有第三轴承。

优选的是，所述入水口上设有入水阀，所述出水口上设有出水阀。

优选的是，所述筛板的位置高于入水口，所述筛板的筛孔直径范围在300μm以内。

优选的是，所述搅拌叶片的位置高度低于壁孔。

优选的是，所述筛板设置有至少两层。

本实用新型至少包括以下有益效果：本实用新型的微球清洗装置操作简单方便，条件平和，易于控制，避免了由于水流方向自上向下俯冲对微球表面产生刮花，或产生银纹、裂纹，同时，也避免了微球裸露在外造成含水微球失水而影响PS-PVA双层球的制备等问题，从而大大提高了PS单层球的品质。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明：

图1为本实用新型微球清洗装置的结构示意图；

图2为本实用新型另一种结构的微球清洗装置的结构示意图；

图3为本实用新型筛板和网状通气管的结构示意图；

图4为本实用新型下筛板的结构示意图；

图5为本实用新型网状通气管的结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

图1示出了本实用新型的一种微球清洗装置，包括：

搅拌组件，其包括电子搅拌器1、连接在电子搅拌器1上的搅拌杆2和连接在搅拌杆1上的搅拌叶片6；

清洗组件，其为壁面具有夹层结构7的清洗腔5；所述清洗腔5的底部一侧设置有伸入清洗腔5内的入水口9；所述清洗腔5的底部的另一侧设置有伸入夹层结构7的出水口10；所述夹层结构7的内壁的上方周向设置有多个内壁孔4；所述清洗腔5的底部设置有排水口13；所述排水口13上连接排水阀门14；

用于放置微球的筛板8，其设置在清洗腔5的底部，且位于搅拌叶片6的下方；

压盖3，其设置在清洗腔5的顶部，所述搅拌杆2穿过压盖3后伸入清洗腔5内。

在这种技术方案中，在清洗腔内的筛板上加入待清洁微球，安装搅拌组件，从入水口将清洗液通入清洗腔的底部，调节电子搅拌器的搅拌速率，致使清洗腔内的微球缓慢旋转运动，清洗液从筛板的底部向上升至夹层结构的内壁的多个内壁孔，从多个内壁孔流向夹层结构，并从与夹层机构连通的出水排出，实现在清洗过程中清洗液的不停止更换；清洗完成后，打开排水阀门，将清洗液从排水口排出，取出微球，烘干；采用这种技术方案，避免了由于水流方向自上向下俯冲对微球表面产生刮花，或产生银纹、裂纹，同时，也避免了微球裸露在外造成含水微球失水而影响PS-PVA双层球的制备等问题，从而大大提高了PS单层球的品质。

在上述技术方案中，如图2～5所示，所述筛板8包括：

卡扣连接的上筛板81和下筛板82，其上分别设置有多个半圆形微球容纳腔83；所述上筛板81和下筛板82上的相对的半圆形微球容纳腔83形成完整的微球容纳腔；多个所述半圆形微球容纳腔83的壁面上设置有清洗孔831；

网状通气管15，其连接在清洗腔5的底部且其位于下筛板82的下方，且所述网状通气管15上设置有朝向下筛板82的半圆形微球容纳腔83的通气孔151；所述网状通气管15的气体入口152与外部储气罐连通。

采用这种技术方案，通过将微球放置在下筛板的半圆形微球容纳腔83内，然后将所述上筛板卡扣连接在下筛板上，使微球放置在上筛板和下筛板相对的半圆形微球容纳腔形成完整的微球容纳腔内，通过清洗孔将清洗液导入对微球进行清洗，使微球清洗更加温和，避免微球相互间的摩擦损伤；并且微球容纳腔的容积略大于微球的体积，同时通过网状通气管向微球表面通气，可以进一步提高微球的清洗效果。

在上述技术方案中，如图2～5所示，所述筛板8为圆形，且可在清洗腔内可转动，且所述筛板8的可转动的方式为：在所述下筛板82的边缘设置有锯齿821，所述下筛板82的中部设置有可转动的支撑轴822；所述支撑轴822可转动连接在清洗腔5的底部；所述夹层结构7的一侧设置有第一密封腔71，所述第一密封腔71内设置有与下筛板82的锯齿821相啮合连接的主齿轮16；所述主齿轮16通过主齿轮轴161与夹层结构7顶部的电机162连接；所述电机162位于第一密封腔71的外部；所述夹层结构7的另一侧设置有第二密封腔72，所述第二密封腔72内设置有与下筛板82的锯齿相啮合连接的副齿轮17；所述副齿轮17通过副齿轮轴171可转动连接在第二密封腔72内。

在这种技术方案中，将待清洗的微球逐个放置在下筛板的半圆形微球容纳腔内，然后将上筛板卡扣连接在下筛板上，使上筛板的半圆形微球容纳腔与下筛板的半圆形微球容纳腔相对设置；然后将支撑轴可转动连接在清洗腔的底部，并且使下筛板的锯齿与主齿轮和副齿轮啮合连接；然后将搅拌杆穿过压盖后连接搅拌叶片，将压盖盖合在清洗腔上；通过入水口向清洗腔内通入清洗液，然后通过电子搅拌器的搅拌叶顺时针搅拌清洗液，同时通过电机带动主齿轮转动，进而带动筛板逆时针旋转；同时通过外部储气罐向网状通气管内通入氮气；清洗完成后，关闭入水口，打开排水阀门，将清洗腔内的清洗液排空，然后打开压盖，取出筛板，将微球烘干；采用这种技术方案，通过主齿轮和副齿轮控制筛板旋转，使清洗效果更优。

在上述技术方案中，如图2所示，所述支撑轴822通过第一轴承8221可转动连接在清洗腔的底部，具体为第一轴承的外圈与清洗腔的底部固定连接，内圈与支撑轴固定连接；所述副齿轮轴171的两端通过第二轴承(未示出)可转动连接在第二密封腔内，具体为第二轴承的外圈与第二密封腔壁面固定连接，内圈与副齿轮轴固定连接；所述主齿轮轴与第一密封腔的连接处设置有第三轴承(未示出)，具体为第三轴承的外圈与第一密封腔固定连接，内圈与主齿轮轴固定连接，采用这种方式，可以方便有效的实现筛板的转动。

在上述技术方案中，如图1～2所示，所述入水口9上设有入水阀11，所述出水口10上设有出水阀12，采用这种方式可以有效的控制清洗液的通入和导出。

在上述技术方案中，所述筛板的位置高于入水口，采用该方式，可以使清洗液从底部向上对微球进行清洗，所述筛板的筛孔直径范围在300μm以内。

在上述技术方案中，所述搅拌叶片的位置高度低于壁孔，采用这种方式，可以使清洗效果更优。

在上述技术方案中，所述筛板设置有至少两层，采用这种方式，可以提高清洗的效率。

实施例1：

一种采用上述的微球清洗装置进行微球清洗的方法，包括以下步骤：

步骤一、将待清洗的PS单层球逐个放置在下筛板的半圆形微球容纳腔内，然后将上筛板卡扣连接在下筛板上，使上筛板的半圆形微球容纳腔与下筛板的半圆形微球容纳腔相对设置；然后将支撑轴可转动连接在清洗腔的底部，并且使下筛板的锯齿与主齿轮和副齿轮啮合连接；然后将搅拌杆穿过压盖后连接搅拌叶片，将压盖盖合在清洗腔上；

步骤二、通过入水口向清洗腔内通入高纯水，然后通过电子搅拌器的搅拌叶顺时针搅拌清洗液，搅拌速度为150r/min，同时通过电机带动主齿轮转动，进而带动筛板逆时针旋转，旋转速度60r/min；同时通过外部储气罐向网状通气管内通入氮气，通气速率为120mL/min；高纯水清洗微球的时间为30min；

步骤三、清洗完成后，关闭入水口，打开排水阀门，将清洗腔内的清洗液排空，然后打开压盖，取出筛板，将微球烘干。

实施例2：

一种采用上述的微球清洗装置进行微球清洗的方法，包括以下步骤：

步骤一、将待清洗的PS单层球逐个放置在下筛板的半圆形微球容纳腔内，然后将上筛板卡扣连接在下筛板上，使上筛板的半圆形微球容纳腔与下筛板的半圆形微球容纳腔相对设置；然后将支撑轴可转动连接在清洗腔的底部，并且使下筛板的锯齿与主齿轮和副齿轮啮合连接；然后将搅拌杆穿过压盖后连接搅拌叶片，将压盖盖合在清洗腔上；

步骤二、通过入水口向清洗腔内通入高纯水，然后通过电子搅拌器的搅拌叶顺时针搅拌清洗液，搅拌速度为120r/min，同时通过电机带动主齿轮转动，进而带动筛板逆时针旋转，旋转速度30r/min；同时通过外部储气罐向网状通气管内通入氮气，通气速率为100mL/min；高纯水清洗微球的时间为45min；

步骤三、清洗完成后，关闭入水口，打开排水阀门，将清洗腔内的清洗液排空，然后打开压盖，取出筛板，将微球烘干。

实施例3：

采用图1所示的微球清洗装置，在清洗腔内的筛板上加入PS单层球，安装搅拌组件，从入水口将高纯水通入清洗腔的底部，调节电子搅拌器的搅拌速率150r/min，致使清洗腔内的微球旋转运动，高纯水从筛板的底部向上升至夹层结构的内壁的多个内壁孔，从多个内壁孔流向夹层结构，并从与夹层机构连通的出水排出，实现在清洗过程中高纯水的不停止更换；清洗完成后，打开排水阀门，将清洗后的高纯水从排水口排出，取出微球，烘干。

在本实用新型中，分别随机取同一制备方法得到的PS单层球300颗，分成3组，分别将其置于实施例1～3中进行清洗，清洗后的PS单层球的裂纹微球产生几率，如表1所示；

表1

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。