制备四氧化三铁纳米磁珠的反应装置的制作方法

本实用新型属于纳米磁珠生产技术领域，具体涉及一种制备四氧化三铁纳米磁珠的反应装置。

背景技术：

纳米磁珠是指大小适合用纳米来衡量的小磁性微粒，一般是指尺寸在1～100nm的粒子，这类磁珠为超顺磁粒子，在外加磁场中有较强的磁响应性，而撤去磁场后，磁性微粒的磁性马上消失，重新分散在溶液中，可以利用这一特性来吸附液体中的某种成分，然后通过磁性分离磁珠来达到分离成分的目的，因而在医疗检测等技术领域有广泛的应用。

常见的磁珠材料是四氧化三铁纳米磁珠，在四氧化三铁磁核外面包被有机材料，这种在磁核外包被有机材料的过程一般在反应釜中进行，通过对物料进行搅拌，使四氧化三铁纳米磁核与有机浆液混合均匀，但实际制备过程中，通常存在反应物之间搅拌不均匀而导致材料混合不均匀的现象，四氧化三铁纳米磁核不能充分有效地均匀分散在有机浆液中，磁珠分散性不好，继而影响磁珠的使用效果，使用时易发生团聚现象。

技术实现要素：

本实用新型实施例涉及一种制备四氧化三铁纳米磁珠的反应装置，至少可解决现有技术的部分缺陷。

本实用新型实施例涉及一种制备四氧化三铁纳米磁珠的反应装置，包括机架，所述机架上设有反应釜，所述反应釜上设有进料口且釜体内设有搅拌桨，所述搅拌桨的搅拌轴上自上而下依次设有多层桨叶，至少设置最上层的所述桨叶连接有用于驱动其沿所述搅拌轴升降的升降驱动机构；所述机架上还布置有磁场发生器，所述磁场发生器位于所述反应釜旁且连接有用于调节其位置的位置调节机构，所述磁场发生器上罩设有用于选择性屏蔽部分磁场的磁场屏蔽罩。

优选地，每层所述桨叶包括套设于所述搅拌轴上的轴环套以及固定于所述轴环套上且相对于所述搅拌轴轴线对称设置的两个叶片，至少设置最上层的所述轴环套滑设于所述搅拌轴上。

优选地，所述升降驱动机构包括升降驱动电机、一端与所述升降驱动电机连接的驱动丝杆以及螺接于所述驱动丝杆上的丝母座，所述升降驱动电机固定于所述搅拌轴上且位于所述反应釜釜体外，所述丝母座与对应的所述轴环套固连。

优选地，每层所述桨叶包括相对于所述搅拌轴轴线对称设置的两个叶片，至少其中一个所述叶片与所述搅拌轴的轴线呈45°～60°角向下倾斜。

优选地，最下层的所述桨叶为锚式桨叶且安设于所述搅拌轴底部。

优选地，所述位置调节机构为三维驱动平台，所述磁场发生器设于所述三维驱动平台上。

优选地，所述磁场发生器布置于所述反应釜正下方。

优选地，所述反应釜釜体上或釜体外设有用于对所述反应釜加热的加热机构。

优选地，该制备四氧化三铁纳米磁珠的反应装置还包括用于对所述反应釜加热的加热机构。

优选地，所述加热机构包括设于所述反应釜底部的电加热元件。

优选地，所述加热机构包括烘干箱，所述反应釜容置于该烘干箱内。

本实用新型实施例至少具有如下有益效果：

本实用新型提供的制备四氧化三铁纳米磁珠的反应装置，通过设置部分桨叶可升降，一方面可适应不同液位高度的搅拌操作，以保证达到各种生产条件下的搅拌强度，另一方面，可以避免液位表层和上层物料搅拌不均匀，或需要较长的搅拌时间实现表层与上层物料的搅拌混合的现象，有效地提高四氧化三铁磁核与有机浆液的混合均匀性；通过设置磁场发生器产生磁场作用于反应釜，也即作用于其中的反应物料，一方面可以改变四氧化三铁纳米磁核之间的表面活性，提高四氧化三铁纳米磁核的分散性，避免发生团聚，另一方面，可以通过磁场的作用驱使四氧化三铁纳米磁核发生定向运动，并结合桨叶可升降搅拌的功能，达到控制四氧化三铁纳米磁核分散度的目的，进一步地提高四氧化三铁磁核与有机浆液的混合均匀性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例提供的制备四氧化三铁纳米磁珠的反应装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的反应釜的侧剖结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1，本实用新型实施例提供一种制备四氧化三铁纳米磁珠的反应装置，包括机架1，所述机架1上设有反应釜2，所述反应釜2上设有进料口21且釜体内设有搅拌桨，所述搅拌桨的搅拌轴22上自上而下依次设有多层桨叶231，至少设置最上层的所述桨叶231连接有用于驱动其沿所述搅拌轴22升降的升降驱动机构；所述机架1上还布置有磁场发生器3，所述磁场发生器3位于所述反应釜2旁且连接有用于调节其位置的位置调节机构5，所述磁场发生器3上罩设有用于选择性屏蔽部分磁场的磁场屏蔽罩4。一般地，上述进料口21设于反应釜2顶部，在反应釜2顶部还设有搅拌桨驱动电机24，搅拌桨的搅拌轴22顶端伸出至反应釜2外且与该搅拌桨驱动电机24输出轴连接，由该搅拌桨驱动电机24驱动搅拌轴22转动。上述的磁场发生器3用于产生一磁场，磁场发生器3为现有技术，其可由市面购得，具体结构此处不作赘述；上述磁场屏蔽罩4能够屏蔽部分磁场，也即其开设有磁场通道，容许部分磁场沿设定方向延伸，而禁止其它的磁场通过；通过上述位置调节机构5可以调节磁场发生器3的空间位置，从而可以调节所产生的磁场作用于反应釜2的位置、方向和强度(磁场强度可通过磁场发生器3的调节按钮进行调节)等，且通过磁场屏蔽罩4可以选择性地屏蔽部分磁场，使得作用于反应釜2内的磁场方向更明确可控，结合上述位置调节机构5以及该磁场屏蔽罩4的综合作用，可以获得较佳的磁场调控效果。

本实施例提供的制备四氧化三铁纳米磁珠的反应装置，通过设置部分桨叶231可升降，一方面可适应不同液位高度的搅拌操作，以保证达到各种生产条件下的搅拌强度，另一方面，可以避免液位表层和上层物料搅拌不均匀，或需要较长的搅拌时间实现表层与上层物料的搅拌混合的现象，有效地提高四氧化三铁磁核与有机浆液的混合均匀性；通过设置磁场发生器3产生磁场作用于反应釜2，也即作用于其中的反应物料，一方面可以改变四氧化三铁纳米磁核之间的表面活性，提高四氧化三铁纳米磁核的分散性，避免发生团聚，另一方面，可以通过磁场的作用驱使四氧化三铁纳米磁核发生定向运动，并结合桨叶231可升降搅拌的功能，达到控制四氧化三铁纳米磁核分散度的目的，进一步地提高四氧化三铁磁核与有机浆液的混合均匀性。

一般地，每层桨叶231包括相对于搅拌轴22轴线对称设置的两个叶片：该两个叶片可以连接为一体结构，如二者均固定于一轴环套232上，该轴环套232可滑动地套设于搅拌轴22上，则对于上述的桨叶231升降驱动方式，通过升降驱动机构驱动该轴环套232升降即可；该两个叶片也可分别安设在搅拌轴22上，作为可选的实施例，在搅拌轴22的外壁上开设两条滑槽，两滑槽均沿搅拌轴22轴向延伸且相对于搅拌轴22轴线对称，至少最上层的两个叶片分别滑设于两滑槽中，则对于上述的桨叶231升降驱动方式，通过升降驱动机构同步驱动对应的两个叶片升降即可。上述升降驱动机构可采用升降驱动电机25配合常规的链轮链条传动、绳轮卷曲传动或丝杆传动升降等升降传动机构；如图2，以两个叶片连接为一体结构为例，上述升降驱动机构包括升降驱动电机25、一端与升降驱动电机25连接的驱动丝杆261以及螺接于驱动丝杆261上的丝母座262，升降驱动电机25固定于搅拌轴22上且位于反应釜2釜体外，丝母座262与对应的轴环套232固连；在另外的实施例中，可采用电动推杆等直驱上述轴环套232，在搅拌轴22上对应设置导向槽与轴环套232上的导向块配合对轴环套232的升降运动进行稳定导向即可；进一步可设置导向轴271对轴环套232的升降运动进行导向，如图2，该导向轴271的两端分别固定在反应釜2釜体和搅拌轴22上，在对应的轴环套232上安装导向滑套272，该导向滑套272滑设于导向轴271上即可对轴环套232的升降运动进行导向，保证桨叶231升降滑移运动的稳定性，优选地，导向滑套272与上述的丝母座262优选为相对地安装在轴环套232的两个侧壁上。

进一步优选地，每层所述桨叶231包括相对于所述搅拌轴22轴线对称设置的两个叶片，至少其中一个所述叶片与所述搅拌轴22的轴线呈45°～60°角向下倾斜，倾斜设置的桨叶231叶片可同时具有横向搅拌和纵向搅拌的混合搅拌功能，可进一步地提高搅拌效率。为保证搅拌均匀性，对于倾斜设置的叶片，与其相对的另一叶片也倾斜设置，即每组桨叶231的两个叶片都相对于搅拌轴22轴线对称设置。

进一步优选地，如图1，最下层的所述桨叶231为锚式桨叶231且安设于所述搅拌轴22底部。该锚式桨叶231可以实现反应釜2底部物料的充分搅拌，避免四氧化三铁磁核沉积在反应釜2底；该锚式桨叶231包括弧形段和两竖直段，弧形段中点位置处于搅拌轴22固定，两竖直段分别固定于弧形段的两端且相对于搅拌轴22轴线对称，可进一步实现纵向的搅拌。则，基于该最下层桨叶231为锚式桨叶231的结构，其他的桨叶231均包括相对于搅拌轴22轴线对称设置的两个叶片，从而该搅拌桨可同时实现横向搅拌与纵向搅拌的综合搅拌功能，减少搅拌盲区，有效地提高搅拌效率，保证四氧化三铁磁核与有机浆液的混合均匀性。

进一步优选地，如图1，所述位置调节机构5为三维驱动平台，所述磁场发生器3设于所述三维驱动平台上。三维驱动平台为现有技术，现有常规的三维驱动方式均适用于本实施例中，如龙门式驱动设备、三维滑台设备等，如该三维驱动平台包括滑设于机架1上的X向滑台、滑设于X向滑台上的Y向滑台以及滑设于Y向滑台上的Z向滑台，上述磁场发生器3安设在该Z向滑台上，其中，X向滑台与Y向滑台构成一常规的十字滑台结构，上述的Z向滑台可采用丝杆机构式结构以带动磁场发生器3升降，X向滑台在机架1上的滑移运动、Y向滑台在X向滑台上的滑移运动以及Z向滑台在Y向滑台上的滑移运动均优选为采用伺服电机驱动，可以保证定位精度，伺服电机及与对应的滑台之间的连接结构均为常规技术手段，这是本领域技术人员易于获悉和实现的，此处不作详述。一般地，对于同一种四氧化三铁纳米磁珠的制备，在磁场发生器3位置调节完成后，可保持其位置固定而持续工作，在制备不同的四氧化三铁纳米磁珠时，则可根据需要进行相应的微调即可，这可根据操作人员的经验或者产品检测结构进行相应地调整。

作为优选，如图1，所述磁场发生器3布置于所述反应釜2正下方，可获得较佳的磁场控制效果。

进一步优选地，本实施例提供的制备四氧化三铁纳米磁珠的反应装置可作为共沉淀法的反应装置，也可作为水热法的反应装置，对于采用水热法制备四氧化三铁纳米磁珠，则上述的反应装置还包括用于对所述反应釜2加热的加热机构。该加热机构可以是设于所述反应釜2底部的电加热元件(如电热丝)，也可以采用烘干箱，所述反应釜2容置于该烘干箱内。上述加热机构所涉及的加热方式是本领域常用技术手段，具体结构此处不作详述。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。