一种用于改善气液混合的锥形膜孔微通道结构的制作方法

本发明涉及微化学工技术领域，尤其涉及一种用于改善气液混合的锥形膜孔微通道结构。

背景技术：

微化学工程与技术是当前化工行业科技创新的热点和重点之一，将开启高效精细的化工新时代，微通道，就是当量直径在10-1000μm的反应通道，微通道反应技术作为化工过程强化的重要手段之一，兼具过程强化和小型化的优势，并具有优异的传热传质性能和安全性，过程易于控制、直接放大等特点，可显著提高过程的安全性、生产效率，快速推进实验室成果的发明化进程，与常规反应器相比，微通道反应器在传质传热、流体流动、热稳定性等方面具有优异的性能，被认为是21世纪化工产业的革命性技术。

目前膜孔分散结构有两种型：一种是平面膜孔，一种是加圆柱面膜孔，用于气液混合和纳米材料固体颗粒的反应，一种流体(或气体)经平面膜孔，分成多股微喷射流注入到混合腔室，与另一种连续流进行混合，但是这两种结构都有一定的局限性：

1、混合腔室较长、腔室截面积从头到尾一样大小、膜孔分布数量均匀排列；2、在气液混合时，在标准情况下，1mol气体的体积是22.4升，而通常含1mol反应物质的溶液只有几十毫升到几百毫升，如此悬殊的体积比，在微通道内如果压力控制不住就会发生冲料现象，量大的气体会将量少液体吹跑了，根本混合不到一块；3、从膜孔内出来的物料在混合腔室流动方向会发生90度转弯，会造成物料流动不顺畅；4、在固体颗粒生成的反应中，前段位置生成的固体颗粒在向前流动的过程中，因为通道结构没有变化，在运动过程中容易附着在后段位置而将孔堵塞，甚至会反窜到孔内彻底将孔堵住，造成混合器不能长时间持续使用，因此提出一种用于改善气液混合的锥形膜孔微通道结构用以解决上述问题。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种用于改善气液混合的锥形膜孔微通道结构。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种用于改善气液混合的锥形膜孔微通道结构，包括锥膜外侧主体和锥膜内侧主体，所述锥膜外侧主体内部设置有锥膜内侧主体，所述锥膜外侧主体还包括第一原料进料通道、混合通道和出料通道，所述锥膜外侧主体内部左侧与锥膜内侧主体之间开设有第一原料进料通道，且第一原料进料通道右侧与混合通道相连接，同时混合通道开设在锥膜外侧主体与锥膜内侧主体右端之间，所述混合通道右侧与出料通道相连通，所述锥膜内侧主体内部开设有第二原料进料通道，所述锥膜内侧主体表面右侧开设有膜分散孔。

优选的，所述锥膜内侧主体表面右侧呈圆锥形结构，所述膜分散孔之间以圆周等间距分布在锥膜内侧主体表面右侧，同时膜分散孔的数量从左向右逐渐递减。

本发明的有益效果是：

1、本发明中将膜孔形状改成锥状，锥状设计使得通道截面积不断缩小，能在通道内自然产生压力，有利于控制气体流动形态和流速，避免产生冲料现象。

2、本发明中利用膜分散孔，确保两种原料的流动方向保持一致，由于两种流体流动方向都是向前的，则不会发生折弯现象，可确保流动顺畅。

3、本发明中流体前进方向面积越来越小，固体颗粒附着的地方减少，且流体前进方向速度越来越快，有利于固体颗粒的排出，流体前进方向孔数越来越少，使得反窜的机率减小；流体前进方向压力越来越大，推力也越大，对流体产生剪切和推动作用，减少固体颗粒发生附着。

附图说明

图1为本发明斜视结构示意图；

图2为本发明正视结构示意图；

图3为本发明锥膜内侧主体的右视图；

图4为本发明图2中a处放大结构示意图；

图5为现有技术中平面膜孔示意图；

图6为现有技术中加圆柱面膜孔示意图。

图中：1锥膜外侧主体、2第一原料进料通道、3混合通道、4出料通道、5锥膜内侧主体、6第二原料进料通道、7膜分散孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-6，一种用于改善气液混合的锥形膜孔微通道结构，包括锥膜外侧主体1和锥膜内侧主体5，所述锥膜外侧主体1内部设置有锥膜内侧主体5，锥膜外侧主体1还包括第一原料进料通道2、混合通道3和出料通道4，锥膜外侧主体1内部左侧与锥膜内侧主体5之间开设有第一原料进料通道2，且第一原料进料通道2右侧与混合通道3相连接，同时混合通道3开设在锥膜外侧主体1与锥膜内侧主体5右端之间，混合通道3右侧与出料通道4相连通，锥膜内侧主体5内部开设有第二原料进料通道6，锥膜内侧主体5表面右侧开设有膜分散孔7，锥膜内侧主体5表面右侧呈圆锥形结构，膜分散孔7之间以圆周等间距分布在锥膜内侧主体5表面右侧，同时膜分散孔7的数量从左向右逐渐递减，将膜孔形状改成锥状，锥状设计使得通道截面积不断缩小，能在通道内自然产生压力，有利于控制气体流动形态和流速，避免产生冲料现象，利用膜分散孔，确保两种原料的流动方向保持一致，由于两种流体流动方向都是向前的，则不会发生折弯现象，可确保流动顺畅，流体前进方向面积越来越小，固体颗粒附着的地方减少，且流体前进方向速度越来越快，有利于固体颗粒的排出，流体前进方向孔数越来越少，使得反窜的机率减小；流体前进方向压力越来越大，推力也越大，对流体产生剪切和推动作用，减少固体颗粒发生附着。

本实施例中，首先将第一原料进料通道2与第一种原料外部通道相连接，将第二原料进料通道6与第二种原料外部通道相连接，再将出料通道4与外部收集装置相连接，随后接通两种原料的外部通道，使两种原料分别进入到第一原料进料通道2和第二原料进料通道6内，两种原料在向右移动的过程中，第二种原料通过膜分散孔7以更高的流速和更加分散的状态进入到混合通道3内，随着流体前进方向上膜分散孔7数量逐渐减少，前进方向面积越来越小，固体颗粒附着的地方减少，且流体前进方向速度越来越快，有利于固体颗粒的排出，使得流体反窜的机率减小，流体前进方向压力越来越大，推力也越大，对流体产生剪切和推动作用，减少固体颗粒发生附着，与通过第一原料进料通道2流入混合通道3的第一种原料进行混合后，进入到出料通道4内，随后通过出料通道4流入外部储存装置即可，就这样完成该用于改善气液混合的锥形膜孔微通道结构的使用过程。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种用于改善气液混合的锥形膜孔微通道结构，包括锥膜外侧主体(1)和锥膜内侧主体(5)，其特征在于，所述锥膜外侧主体(1)内部设置有锥膜内侧主体(5)，所述锥膜外侧主体(1)还包括第一原料进料通道(2)、混合通道(3)和出料通道(4)，所述锥膜外侧主体(1)内部左侧与锥膜内侧主体(5)之间开设有第一原料进料通道(2)，且第一原料进料通道(2)右侧与混合通道(3)相连接，同时混合通道(3)开设在锥膜外侧主体(1)与锥膜内侧主体(5)右端之间，所述混合通道(3)右侧与出料通道(4)相连通，所述锥膜内侧主体(5)内部开设有第二原料进料通道(6)，所述锥膜内侧主体(5)表面右侧开设有膜分散孔(7)。

2.根据权利要求1所述的一种用于改善气液混合的锥形膜孔微通道结构，其特征在于，所述锥膜内侧主体(5)表面右侧呈圆锥形结构，所述膜分散孔(7)之间以圆周等间距分布在锥膜内侧主体(5)表面右侧，同时膜分散孔(7)的数量从左向右逐渐递减。

技术总结
本发明涉及微化工技术领域，尤其涉及一种用于改善气液混合的锥形膜孔微通道结构，解决现有技术中存在的缺点，包括锥膜外侧主体和锥膜内侧主体，所述锥膜外侧主体内部设置有锥膜内侧主体，所述锥膜外侧主体还包括第一原料进料通道、混合通道和出料通道，所述锥膜外侧主体内部左侧与锥膜内侧主体之间开设有第一原料进料通道，且第一原料进料通道右侧与混合通道相连接，本发明中将膜孔形状改成锥状，锥状设计使得通道截面积不断缩小，能在通道内自然产生压力，有利于控制气体流动形态和流速，避免产生冲料现象，利用膜分散孔，确保两种原料的流动方向保持一致，由于两种流体流动方向都是向前的，则不会发生折弯现象，可确保流动顺畅。

技术研发人员：向铁军;谢小翠;王建国
受保护的技术使用者：昆山复希工程技术有限公司
技术研发日：2019.10.14
技术公布日：2019.12.24