一种可组装的共轴式微反应器

本发明涉及化工设备领域，具体为一种可组装的共轴式微反应器。

背景技术：

1、微反应器的特征尺寸在微米及亚毫米之间，是一种新型的反应器。在这样的尺寸下，使得微反应器具有较传统反应器而言，更安全、易于放大、便于组装集成等优势。

2、在许多工业操作中(如药物和材料制备等)，常见的是将一种液体注入另一种不相溶的液体中，以形成两相共轴流动。对于低流速，液滴形成并以一定的间隔从喷嘴中断裂。当流速足够高时，就会形成稳定的喷流，然后在拉长到一定长度后断裂成液滴。然而，目前对于共轴设备的制备，为了实现内、外管的共轴大多采用固定的方式，但是不易拆卸

3、本发明提出一种简易、可组装的共轴式微反应器，便于满足不同工况的需求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种简易、可组装的共轴式微反应器，便于满足不同工况的需求，可在较大两相流量比下生成乳化液滴。

2、为实现上述目的，作为本发明提供了一种可组装的共轴式微反应器，包括：内管、外管和用于固定内、外管的模板，内、外管的中心轴重叠，所述内管、外管和用于固定内、外管的模板之间可拆卸连接；

3、所述模板沿流体流动方向分为前后两部分，所述模板的前部与内管连接，所述模板的后部与外管连接。

4、进一步地，所述模板的材质为玻璃或金属，长度为200-400mm，宽度为80-100mm；所述用于固定内外管的模板沿中心轴对称，沿中心轴对称的两部分采用螺纹密封，并设有垫片和/或密封圈；所述用于固定内外管的模板的内部设有主通道和侧边通道，所述主通道位于中心轴上，所述侧边通道位于主通道的两侧，所述主通道与侧边通道连通；所述主通道沿流体流动方向分为前部主通道和后部主通道通道，前后两部分主通道同轴；所述侧边通道沿中心轴左右对称。

5、进一步地，所述主通道和侧边通道的截面均为方形，即主通道和侧边通道均为方形通道。

6、进一步地，所述模板的方形主通道采用机械加工的方式，前部方形通道截面的边长为1-3mm，长度为40-60mm，后部方形通道截面的边长为3-6mm，长度为150-340mm。

7、进一步地，所述侧边通道采用机械加工的方式进行加工，通道截面的边长为3-6mm，长度为20-50mm。

8、进一步地，所述内管伸入外管的内部，使内管的一端位于外管的外部，另一端位于外管的内部，内管伸入到外管的距离为10-15mm。

9、进一步地，所述内管为圆形内管，圆形内管与模板中的前部主通道相切，内管内径为0.3-1mm，长度为60-80mm。

10、进一步地，所述外管为圆形外管，圆形外管与模板中的后部主通道相切，外管内径为1-3mm，长度为100-120mm。

11、进一步地，所述内管的材质采用石英玻璃或不锈钢，所述外管的材质采用石英玻璃或不锈钢。

12、进一步地，所述模板分为关于水平面对称的上下两部分，采用螺纹密封，并设有垫片和/或密封圈，所述垫片为聚四氟乙烯垫片，所述密封圈为橡胶圈。

13、进一步地，所述内、外管与模板之间设有密封结构。

14、进一步地，内、外圆管与模板方形通道形成的缝隙用树脂密封。

15、使用本发明所述的共轴式微反应器可在较大两相流量比下生成乳化液滴，所述两相流量比(外管内流体与内管内流体)为4-8:1，以满足不同的乳化液滴需求。

16、进一步地，两相流体分别从模板进入内、外管中，在内管的出口(喷嘴口)相遇，再经过外管的出口流出。

17、进一步地，内管中流体的从模板的前部主通道进入内管中，外管中的流体通过模板的侧边通道进入外管中，内管中流体与外管中的流体在内管的出口(喷嘴口)相遇，再经过外管的出口流出。

18、本发明的有益效果为：

19、(1)本发明的可组装的共轴式微反应器便于制备。

20、(2)可以通过替换内、外管的尺寸和材料，以满足不同通道尺寸和材质的需求。

21、(3)采用了机械加工的方式，保障了内、外中心轴处于同一轴的精度。

22、(4)便于模块化生成，组装方便。

23、(5)本发明的可组装的共轴式微反应器可在较大两相流量比下生成乳化液滴，以满足不同的乳化液滴需求。

技术特征：

1.一种可组装的共轴式微反应器，其特征在于，包括：内管、外管和用于固定内、外管的模板，内、外管的中心轴重叠；所述模板沿流体流动方向分为前后两部分，所述模板的前部与内管连接，所述模板的后部与外管连接。

2.根据权利要求1所述的共轴式微反应器，其特征在于：所述模板的材质为玻璃或金属，长度为200-400mm，宽度为80-100mm；所述用于固定内外管的模板沿中心轴对称，沿中心轴对称的两部分采用螺纹密封，并设有垫片和/或密封圈；所述用于固定内外管的模板的内部设有主通道和侧边通道，所述主通道位于中心轴上，所述侧边通道位于主通道的两侧，所述主通道与侧边通道连通；所述主通道沿流体流动方向分为前部主通道和后部主通道通道，前后两部分主通道同轴；所述侧边通道沿中心轴对称。

3.根据权利要求2所述的共轴式微反应器，其特征在于：所述主通道和侧边通道的截面均为方形。

4.根据权利要求3所述的共轴式微反应器，其特征在于：所述模板前部通道采用机械加工的方式进行加工，前部通道截面的边长为1-3mm，长度为40-60mm，后部通道截面的边长为3-6mm，长度为150-340mm。

5.根据权利要求3所述的共轴式微反应器，其特征在于：所述模板的侧边通道采用机械加工的方式进行加工，侧边通道截面的边长为3-6mm，长度为20-50mm。

6.根据权利要求1所述的共轴式微反应器，其特征在于：所述内管伸入外管的内部，使内管的一端位于外管的外部，另一端位于外管的内部，内管伸入到外管的距离为10-15mm。

7.根据权利要求1所述的共轴式微反应器，其特征在于：内管为圆形内管，内管的材质采用石英玻璃或不锈钢，内管与模板中的前部主通道相切，内管内径为0.3-1mm，长度为60-80mm；外管为圆形外管，外管的材质采用石英玻璃或不锈钢，外管与模板中的后部主通道相切，外管内径为1-3mm，长度为100-120mm。

8.根据权利要求1所述的共轴式微反应器，其特征在于：内、外管与模板之间的设置有密封结构。

9.根据权利要求8所述的共轴式微反应器，其特征在于：内、外管与模板通道之间形成的缝隙用树脂密封。

技术总结
本发明涉及一种可组装的共轴式微反应器。该共轴式微反应器由内管、外管和用于固定内外管的模板组成，其中内外管的中心轴重叠。该装置中的内、外管便于满足对不同通道尺寸和材质的需求。两相流体分别从内、外管流入，在内管喷嘴口相遇。该共轴式微反应器可在较高的两相流量比下运行，以满足不同的乳化液滴需求。

技术研发人员：许超,初建胜
受保护的技术使用者：中国科学院大连化学物理研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13