一种微胶囊液滴发生器及其制备方法
【专利摘要】一种微胶囊液滴发生器，主要由三支毛细玻璃管(1)、(2)、(3)和两个不锈钢高压T形三通(4)、(5)连接构成，所述连接是指由两个不锈钢高压T形三通(4)和(5)同轴固定三根毛细玻璃管(1)，(2)和(3)，用硅胶管(11)，(12)密封。本发明基于毛细玻璃管和T形高压接头构建的生产微胶囊的微流体结构，由三根直径不同的毛细玻璃管构建聚焦流生成微胶囊，T形接头不仅起到固定和密封作用，还形成微流体入口通道。由于T形接头的固定作用，直径较细的毛细管同轴固定在直径较粗的毛细管内，呈单臂固定状态。本发明利用现有的商业化产品毛细玻璃管和T形三通接头构建微流体液滴发生器，生产微胶囊。
【专利说明】一种微胶囊液滴发生器及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于微流体【技术领域】，特别涉及一种微胶囊液滴发生器及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002]石蜡具有良好的热物性，在相变储能领域得到广泛的应用。为了解决相变过程中，液态石蜡的泄漏问题，通常采用微胶囊技术将相变材料包裹在熔点较高的材料里。传统的微胶囊制作技术生产的胶囊成品率低，且包裹量无法控制。
【发明内容】
[0003]为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于利用微流体液滴生成技术制备相变微胶囊。本发明使用的材料商业化，便于规模生产，用玻璃构建微流体通道，降低对流体介质粘性和表面性能的要求，用硅胶管密封，柔韧性和密封性较好，能承压，不易泄露。
[0004]下面的技术方案是用于解决上述的发明目的的:
[0005]一种微胶囊液滴发生器，该微胶囊液滴发生器由三支毛细玻璃管(1)、(2)、(3)和两个不锈钢高压T形三通(4)、(5)连接构成，用硅胶管(11)，(12)密封。
[0006]如所述的一种微胶囊液滴发生器，其中所述连接是指由两个不锈钢高压T形三通
(4)和(5)同轴固定三根毛细玻璃管(1)，(2)和(3)。
[0007]如所述的一种微胶囊液滴发生器，该微胶囊液滴发生器由下述方法制备而得:将直径0.7-1.5_较粗的毛细玻璃管(1)两端套上一定长度的硅胶管(8)，然后在毛细玻璃管两端装上高压T形三通(4)和(5)，紧固密封，高压T形三通主通道与毛细玻璃管同轴；分别将两根直径0.3-1.2mm较细的毛细玻璃管(2)和(3)的一端加工成收缩口(9)和(10)，再将两个毛细玻璃管收缩口端(9)和(10)分别从两个高压T形三通(4)和(5)的另两侧分别插入毛细玻璃管⑴中，用硅胶管(11)，(12)密封；毛细玻璃管收缩口端(9)和(10)两端口距离小于1mm，且可调；两个T形三通的侧支(6)和(7)分别接上软管或金属管作为输入连续流体入口(15)，壳体材料入口(14);这样形成的三个进口为芯体材料入口(13)，壳体材料入口(14)，输入连续流体入口(15)，出口为(16);将组装好的液滴发生器用导热性能良好的金属支架安装固定，支架上安装辅助加热器，支架底座安装主加热器，用于加热石蜡储存罐，将整个支架放入保温箱内。
[0008]本发明同时还提供了所述的一种微胶囊液滴发生器的制备方法:将直径
0.7-1.5mm的毛细玻璃管(1)两端套上一定长度的硅胶管(8)，然后在毛细玻璃管两端装上高压T形三通(4)和(5)，紧固密封，高压T形三通主通道与毛细玻璃管同轴；分别将两根直径0.3-1.2_的毛细玻璃管(2)和(3)的一端加工成收缩口(9)和(10)，再将两个毛细玻璃管收缩口端(9)和(10)分别从两个高压T形三通(4)和(5)的另两侧分别插入毛细玻璃管⑴中，用硅胶管(11)，(12)密封；毛细玻璃管收缩口端(9)和(10)两端口距离小于1mm,且可调。
[0009]如所述的一种微胶囊液滴发生器的制备方法，其中所述方法形成的三个进口为芯体材料入口(13)，壳体材料入口(14)，输入连续流体入口(15)，出口为(16)。
[0010]如所述的一种微胶囊液滴发生器的制备方法，其中所述方法进一步将组装好的微胶囊液滴发生器用导热性能良好的金属支架安装固定，支架上安装辅助加热器，支架底座安装主加热器，用于加热石蜡储存罐，将整个支架放入保温箱内。
[0011]如所述的一种微胶囊液滴发生器的制备方法，其中所述的微胶囊液滴发生器中的毛细玻璃管同轴结构，高压T型三通构建同轴流生成芯材液滴和聚焦流生成胶囊液滴，连续流体在动力系统的推动作用下，从高压T型三通(4)的侧支入口(15)进入主通道，沿毛细玻璃管(3)的外侧向高压T型三通(5)方向流动；壳体流体在动力系统的作用下，从高压T型三通(5)的侧支入口(14)进入主通道，沿毛细玻璃管(3)的外侧向高压T型三通(1)方向流动；芯体流体在动力系统的作用下在毛细玻璃管(3)内向高压T型三通(4)的方向流动；芯体材料在毛细玻璃管(2)的入口(13)处流入，在出口(9)处，在壳体流体的剪切力的作用下，形成微滴进入壳体材料中；两个高压T型三通的侧支(6)和(7)分别接上软管或金属管作为输入连续流体入口(15)，壳体材料入口(14);壳体材料夹带芯体材料在毛细玻璃管(3)内与连续流体相遇，在几何结构(10)处进入毛细玻璃管(3)内，在流体的挤压下形成液滴胶囊，随连续流体流出。
[0012]本发明还提供了所述的一种微胶囊液滴发生器在生产微胶囊中的应用。
[0013]如所述的一种微胶囊液滴发生器在生产微胶囊中的应用，其中微胶囊液滴发生器中的毛细玻璃管同轴结构，高压T型三通构建同轴流生成芯材液滴和聚焦流生成胶囊液滴，连续流体在动力系统的推动作用下，从高压T型三通(4)的侧支入口(15)进入主通道，沿毛细玻璃管(3)的外侧向高压T型三通(5)方向流动；壳体流体在动力系统的作用下，从高压T型三通(5)的侧支入口(14)进入主通道，沿毛细玻璃管(3)的外侧向高压T型三通(1)方向流动；芯体流体在动力系统的作用下在毛细玻璃管(3)内向高压T型三通(4)的方向流动；芯体材料在毛细玻璃管⑵的入口(13)处流入，在出口(9)处，在壳体流体的剪切力的作用下，形成微滴进入壳体材料中；两个高压T型三通的侧支(6)和(7)分别接上软管或金属管作为输入连续流体入口(15)，壳体材料入口(14);壳体材料夹带芯体材料在毛细玻璃管(3)内与连续流体相遇，在几何结构(10)处进入毛细玻璃管(3)内，在流体的挤压下形成液滴胶囊，随连续流体流出，得微胶囊。
[0014]本发明的上述技术方案是基于下述的原理所提出的:石蜡在常温下多呈固态，微流体技术要求所用的介质呈液态，所以，本发明所涉及的设备均在恒温环境下运行。为了使设备具有通用性，本发明采用现有的商业化的工业元件构建液滴发生器。液滴发生器由毛细玻璃管和不锈钢高压T形三通构成。玻璃毛细管与不锈钢三通相连接，用硅胶管密封。玻璃管易折易碎，用支架固定液滴发生器。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本发明微胶囊液滴发生器结构示意图；
[0016]图2为本发明微胶囊液滴发生器装置；
[0017]图3为本发明微胶囊液滴发生器生产微胶囊装置。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图，用本发明的实施例来进一步说明本发明的实质性内容，但并不以此来限定本发明。
[0019]实施例1
[0020]本发明微胶囊液滴发生器，如图1所示，主要由三支毛细玻璃管⑴、(2)、(3)和两个不锈钢高压T形三通(4)、(5)连接构成，所述连接是指由两个不锈钢高压T形三通(4)和(5)同轴固定三根毛细玻璃管(1)，(2)和(3)，用硅胶管(11)，(12)密封。
[0021]该微胶囊液滴发生器由下述方法制备而得:将直径0.7-1.5mm较粗的毛细玻璃管
(1)两端套上一定长度的硅胶管(8)，然后在毛细玻璃管两端装上高压T形三通(4)和(5)，紧固密封，高压T形三通主通道与毛细玻璃管同轴；分别将两根直径0.3-1.2mm较细的毛细玻璃管(2)和(3)的一端加工成收缩口(9)和(10)，再将两个毛细玻璃管收缩口端(9)和(10)分别从两个高压T形三通(4)和(5)的另两侧分别插入毛细玻璃管(1)中，用硅胶管(11)，(12)密封；毛细玻璃管收缩口端(9)和(10)两端口距离小于1mm，且可调；两个T形三通的侧支(6)和(7)分别接上软管或金属管作为输入连续流体入口(15)，壳体材料入口(14);这样形成的三个进口为芯体材料入口(13)，壳体材料入口(14)，输入连续流体入口(15)，出口为(16);将组装好的液滴发生器用导热性能良好的金属支架安装固定，支架上安装辅助加热器，支架底座安装主加热器，用于加热石蜡储存罐，将整个支架放入保温箱内。
[0022]由于玻璃毛细管易折断，将组装好的液滴发生器用支架安装固定。支架用导热性能良好的金属制备。支架上安装辅助加热器。支架底座安装主加热器，用于加热石蜡储存罐。将整个支架放入保温箱内。
[0023]本发明特征三支玻璃毛细管同轴结构，高压T型三通构建同轴流生成芯材液滴和聚焦流生成胶囊液滴。连续流体在动力系统的推动作用下，从高压T型三通(4)的侧支入口(15)进入主通道，沿毛细玻璃管(3)的外侧向高压T型三通(5)方向流动；壳体流体在动力系统的作用下，从高压T型三通(5)的侧支入口(14)进入主通道，沿毛细玻璃管(3)的外侧向高压T型三通(1)方向流动；芯体流体在动力系统的作用下在毛细玻璃管(3)内向高压T型三通(4)的方向流动；芯体材料在毛细玻璃管(2)的入口(13)处流入，在出口
(9)处，在壳体流体的剪切力的作用下，形成微滴进入壳体材料中；两个高压T型三通的侧支(6)和(7)分别接上软管或金属管作为输入连续流体入口(15)，壳体材料入口(14);壳体材料夹带芯体材料在毛细玻璃管(3)内与连续流体相遇，在几何结构(10)处进入毛细玻璃管(3)内，在流体的挤压下形成液滴胶囊，随连续流体流出，得微胶囊。
[0024]本发明利用现有的商业化产品毛细玻璃管和高压T形三通接头构建微流体液滴发生器，生产微胶囊。本发明的优点:材料商业化，便于规模生产；用玻璃构建微流体通道，降低对流体介质粘性和表面性能的要求；用硅胶管密封，柔韧性和密封性较好，能承压，不易泄露。
【权利要求】
1.一种微胶囊液滴发生器，其特征在于:该微胶囊液滴发生器主要由三支毛细玻璃管(I)、(2)、(3)和两个不锈钢高压T形三通(4)、(5)连接构成，用硅胶管(11)、(12)密封。
2.如权利要求1所述的一种微胶囊液滴发生器，其特征在于:所述连接是指由两个不锈钢高压T形三通(4)和(5)同轴固定三支毛细玻璃管(1)，(2)和(3)。
3.如权利要求1或2所述的一种微胶囊液滴发生器，其特征在于:该微胶囊液滴发生器由下述方法制备而得:将直径0.7-1.5_较粗的毛细玻璃管(I)两端套上一定长度的硅胶管(8)，然后在毛细玻璃管两端装上高压T形三通(4)和(5)，紧固密封，高压T形三通主通道与毛细玻璃管同轴；分别将两根直径0.3-1.2mm较细的毛细玻璃管(2)和(3)的一端加工成收缩口(9)和(10)，再将两个毛细玻璃管收缩口端(9)和(10)分别从两个高压T形三通(4)和(5)的另两侧分别插入毛细玻璃管(I)中，用硅胶管(11)，(12)密封；毛细玻璃管收缩口端(9)和(10)两端口距离小于1mm，且可调；两个T形三通的侧支(6)和(7)分别接上软管或金属管作为输入连续流体入口(15)，壳体材料入口(14);这样形成的三个进口为芯体材料入口(13)，壳体材料入口(14)，输入连续流体入口(15)，出口为(16);将组装好的液滴发生器用导热性能良好的金属支架安装固定，支架上安装辅助加热器，支架底座安装主加热器，用于加热石蜡储存罐，将整个支架放入保温箱内。
4.权利要求1所述的一种微胶囊液滴发生器的制备方法，其特征在于:将直径0.7-1.5mm的毛细玻璃管(I)两端套上一定长度的硅胶管(8)，然后在毛细玻璃管两端装上高压T形三通(4)和(5)，紧固密封，高压T形三通主通道与毛细玻璃管同轴；分别将两根直径0.3-1.2_的毛细玻璃管(2)和(3)的一端加工成收缩口(9)和(10)，再将两个毛细玻璃管收缩口端(9)和(10)分别从两个高压T形三通(4)和(5)的另两侧分别插入毛细玻璃管⑴中，用硅胶管(11)，(12)密封；毛细玻璃管收缩口端(9)和(10)两端口距离小于Imm,且可调。
5.如权利要求4所述的一种微胶囊液滴发生器的制备方法，其特征在于:所述方法形成的三个进口为芯体材料入口(13)，壳体材料入口(14)，输入连续流体入口(15)，出口为(16)。
6.如权利要求4所述的一种微胶囊液滴发生器的制备方法，其特征在于:所述方法进一步将组装好的微胶囊液滴发生器用导热性能良好的金属支架安装固定，支架上安装辅助加热器，支架底座安装主加热器，用于加热石蜡储存罐，将整个支架放入保温箱内。
7.如权利要求4所述的一种微胶囊液滴发生器的制备方法，其特征在于:所述的微胶囊液滴发生器中的毛细玻璃管同轴结构，高压T型三通构建同轴流生成芯材液滴和聚焦流生成胶囊液滴，连续流体在动力系统的推动作用下，从高压T型三通(4)的侧支入口(15)进入主通道，沿毛细玻璃管(3)的外侧向高压T型三通(5)方向流动；壳体流体在动力系统的作用下，从高压T型三通(5)的侧支入口(14)进入主通道，沿毛细玻璃管(3)的外侧向高压T型三通(I)方向流动；芯体流体在动力系统的作用下在毛细玻璃管(3)内向高压T型三通(4)的方向流动；芯体材料在毛细玻璃管(2)的入口(13)处流入，在出口(9)处，在壳体流体的剪切力的作用下，形成微滴进入壳体材料中；两个高压T型三通的侧支(6)和(7)分别接上软管或金属管作为输入连续流体入口(15)，壳体材料入口(14);壳体材料夹带芯体材料在毛细玻璃管(3)内与连续流体相遇，在几何结构(10)处进入毛细玻璃管(3)内，在流体的挤压下形成液滴胶囊，随连续流体流出。
8.权利要求1所述的一种微胶囊液滴发生器在生产微胶囊中的应用。
9.如权利要求8所述的一种微胶囊液滴发生器在生产微胶囊中的应用，其特征在于:微胶囊液滴发生器中的毛细玻璃管同轴结构，高压T型三通构建同轴流生成芯材液滴和聚焦流生成胶囊液滴，连续流体在动力系统的推动作用下，从高压T型三通(4)的侧支入口(15)进入主通道，沿毛细玻璃管(3)的外侧向高压T型三通(5)方向流动；壳体流体在动力系统的作用下，从高压T型三通(5)的侧支入口(14)进入主通道，沿毛细玻璃管(3)的外侧向高压T型三通(I)方向流动；芯体流体在动力系统的作用下在毛细玻璃管(3)内向高压T型三通(4)的方向流动；芯体材料在毛细玻璃管(2)的入口(13)处流入，在出口(9)处，在壳体流体的剪切力的作用下，形成微滴进入壳体材料中；两个高压T型三通的侧支(6)和(7)分别接上软管或金属管作为输入连续流体入口(15)，壳体材料入口(14);壳体材料夹带芯体材料在毛细玻璃管(3)内与连续流体相遇，在几何结构(10)处进入毛细玻璃管(3)内，在流体的挤压下形成液滴胶囊，随连续流体流出，得微胶囊。
【文档编号】B01J13/02GK104383860SQ201410668112
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月20日 优先权日:2014年11月20日
【发明者】焦冬生, 何立群, 罗昭峰 申请人:中国科学技术大学