一种锥形非叠层结构微反应器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种微反应器，具体地说，是涉及一种锥形非叠层结构微反应器。
【背景技术】
[0002]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。
[0003]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:
[0004]I)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。
[0005]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。
[0006]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。
[0007]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。
【实用新型内容】
[0008]针对上述现有技术存在的不足和缺陷，本实用新型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。
[0009]为实现上述目的，本实用新型所述非叠层结构微反应器，包括:紧固加压盖、圆锥体、外壳体，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；外壳体与圆锥体间密封；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。
[0010]作为一个优选方式，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。
[0011]作为一个优选方式，所述紧固加压盖与外壳体采用螺纹连接，紧固加压盖的端部设有内六角螺孔，以方便其拆装。
[0012]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。
[0013]作为一个优选方式，在所述圆锥体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形件两端分别与圆柱体上端面的定位孔、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。
[0014]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。
[0015]作为一个优选方式，在所述入口通道设置超声波发生器或震动器。所述超声波发生器，频率为16?50kHz ;所述震动器，频率为10?10Hz。
[0016]作为一个优选方式，所述微通道的数目为2-4条，接通方式为T型；所述入口通道数目为2-4个，位置呈对称性；出口数目为I个。
[0017]作为一个优选方式，所述圆锥体、外壳体，采用不锈钢、玻璃、陶瓷或聚合物材料制成；若圆锥体所用的材料为聚合物材料中弹性材料，则除微通道处外的圆柱体外表面设成波浪形，使圆锥体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。
[0018]与现有叠层微反应器相比，本实用新型微反应器利用了圆锥体的自密封作用，结构极其简单，加工容易，加工成本低。尤其重要的是，当反应产物颗粒沉积在微通道内壁上时，可拆卸下来进行清洗，以防止微反应器通道的堵塞，且拆装方便。
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型一实施例中锥形非叠层结构微反应器装配剖视图；
[0020]图2是本实用新型一实施例中锥形非叠层结构微反应器沿微通道a、b所在截面剖视图；
[0021]图3是本实用新型一实施例中锥形非叠层结构微反应器沿微通道c所在截面剖视图；
[0022]图4，图5是本实用新型一实施例中圆锥体外表面微通道分布不意图；
[0023]图6是本实用新型一实施例中安装时定位示意图。
[0024]图7为本发明一实施例中锥形非叠层结构微反应器的爆炸分解图；
[0025]图中:紧固加压盖1，外壳体2，圆锥体3，密封圈4，压球5，U形件6。
【具体实施方式】
[0026]以下对本实用新型的技术方案作进一步的说明，以下的说明仅为理解本实用新型技术方案之用，不用于限定本实用新型的范围，本实用新型的保护范围以权利要求书为准。
[0027]实施例1
[0028]如图1-7所示，为本实用新型一较优实施例的非叠层结构微反应器结构示意图，其包括紧固加压盖1，外壳体2，圆锥体3，密封圈4，压球5。外壳体2设在圆锥体3外，圆锥体3与外壳体2之间采用过盈配合；圆锥体3表面设有微通道a、b、c (见图4、图5)，外壳体2内表面设有与圆锥体3外表面的微通道接通的入口通道A、B、E和出口通道D (见图2、图3);外壳体2与圆锥体3间设有密封圈4，以保证微通道内的液体不会泄露；圆锥体3上端设有紧固加压盖I，通过紧固加压盖I对圆锥体3的加压促进圆锥体3的自密封作用，紧固加压盖I与外壳体2采用可拆卸的方式连接；圆锥体3与紧固加压盖I间设有压球5，以避免紧固加压盖I的转动带动圆锥体3的转动。
[0029]作为一个优选方式，为保证圆柱锥体3外表面的微通道a、b、c与外壳体2上的入口通道A、B、E和出口通道D对准，在圆锥体3的上端面设置一个定位孔(见图4、图5)，对应的，在外壳体2外表面设置一个定位槽(见图2、图3、图6)，另配一个U形件6，U形件6两端分别与圆锥体3上端面的定位孔、外壳体2外表面的定位槽相配合(见图6)。
[0030]作为一种优选方式，所述紧固加压盖I与外壳体2采用螺纹连接，且紧固加压盖I上端设有内六角螺孔，以方便其拆装。
[0031]作为一个优选，所述圆锥体3表面的微通道的数目为a、b、c三条，反应物溶液通道a、b长度分别为圆锥体2所在截面周长的四分之一，反应产物溶液通道c长度为圆锥体3所在截面周长的二分之一，接通方式为T型。
[0032]作为一个优选，所述外壳体2内的入口通道的数目为A、B、E三条，A、B分别位于a和b通道的两端，通常呈对称性，E位于c通道靠近T型交叉口处，作为超声波或振荡流的接入口。出口通道D数目为一条，位于c通道的端处。
[0033]作为一个优选，所述密封圈4设置在圆锥体两端处，嵌在外壳体2和圆锥体3之间，以实现密封和圆锥体3在外壳体2中的轴向定位作用。
[0034]作为一个优选，所述圆锥体3，其材料为聚四氟乙烯，将圆锥体3表面(微通道a、b、c处除外)加工成波浪形，使其在与外壳体2安装时通过自封作用达到进一步防液体泄漏的目的。
[0035]作为一个优选，所述外壳体2，其材料为不锈钢，圆柱形外壳体2在与紧固加压盖I连接处设有内螺纹，并与紧固加压盖I的外螺纹相配合，在与圆锥体3外表面结合处为光滑内表面。
[0036]作为一个优选方式，所述紧固加压盖1，其材料为不锈钢，紧固加压盖I外表面设有外螺纹，端部设有内六角螺孔(盲孔)。
[0037]使用时，反应物溶液分别自入口通道A、B进入到a、b通道中，并在T型交叉口处共同进入c通道中，反应物在c通道中混合反应生成反应产物后最终经出口通道D流出，为减轻反应产物颗粒的团聚或在微通道壁上的沉积，在E入口通道耦合入超声波或振荡流。
[0038]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，流动振荡的频率通常为10 ?10Hz ο
[0039]每隔一定时间将表面设有微通道的圆锥体3从外壳2中拆卸下来