一种粒径可调式多孔微球制备装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种粒径可调式多孔微球制备装置和方法，包括供液装置、供气装置、液滴生成装置、环状电极板和颗粒固化成型装置；液滴生成装置包括喷头、气动聚焦腔、可调聚焦孔板和高压静电发生器；供液装置和供气装置分别与气动聚焦腔连接，环状电极板位于液滴生成装置的下方，颗粒固化成型装置位于环状电极板的下方；本发明专利技术通过合理组织气流、液流流场，耦合静电技术，使高粘易堵液体能持续、稳定地破碎生成粒径均一的液滴，避免粘弹性液滴滴落过程的融合，冷冻过程的黏连，避免形成大颗粒多孔微球颗粒和黏连多孔微球颗粒，降低多孔微球不良率，提高球形度，多孔微球粒径均一、可控。可控。可控。

【技术实现步骤摘要】
一种粒径可调式多孔微球制备装置和方法


[0001]本专利技术属于手机扬声器声学微球制备领域、纳米陶瓷材料领域，尤其涉及一种合理组织气液流场、耦合高压静电场的粒径可调式多孔微球制备装置和方法，实现高球形度、粒径均一且粒径可调的微球颗粒的高效制备。

技术介绍

[0002]随着通信技术的发展，小型移动通信设备成为市场主流需求产品，紧凑的内部结构也使得微型扬声器得到广泛关注，但微型扬声器因其体积过小易降低声音品质。为消除扬声器内部的低频共振和噪声干扰，在扬声器后腔内填充微米级吸音微球以提高声学性能。
[0003]目前，微米级微球制备技术主要有流化床造粒、高剪切造粒、热熔法造粒和喷雾干燥法等，所制备的微球存在粒径大且分布不均匀、球形度差、微球表面不光滑的问题，在工程应用中表现为流动性差、空间利用率低、吸音效果欠佳。传统方法形成的液滴粒径一般呈谱状分布，为实现造粒领域内液滴粒径均一，省略粒径筛分环节，现有技术基于静电作用下的液体滴状破碎模式可获得粒径均一的液滴群组，但是，对于高粘度、易凝并的基液，其喷嘴容易堵塞，导致造粒不能持续进行。若通过增大毛细管喷嘴直径来解决堵塞问题，获得的液滴粒径过大，远超手机扬声器谐振腔微粒粒径要求。

技术实现思路

[0004]针对上述技术问题，本专利技术提供一种粒径可调式多孔微球制备装置和方法，包括供气装置、供液装置、液滴生成装置以及颗粒固化成型装置，液滴生成装置中合理组织气流和液流，从毛细管流出的液体与气动聚焦腔中的气流均从小孔流出，由于气液两相相互作用，液体形成稳定的锥形后，在液锥顶端产生一股稳定的微射流，该微射流的直径远小于毛细管喷头。将毛细管喷头与高压静电发生器相连，使液体流经毛细管喷嘴时带上电荷，合理控制高压静电荷电电压，使微射流破碎始终处于滴状破碎模式。气流液流的高效组织形成了更细的射流，可以选用更大直径的毛细管喷头以防止喷嘴堵塞，保证造粒过程长时间持续进行。静电的加入，可以使液滴粒径进一步降低，同时，液滴滴落频率加快，提高液滴生成效率。本专利技术特别适用于高粘易堵液体能持续、稳定地破碎生成粒径均一的液滴，避免粘弹性液滴滴落过程的融合，冷冻过程的黏连，实现高球形度、粒径均一且粒径可调可控的微球颗粒的高效制备。
[0005]本专利技术的技术方案是：一种粒径可调式多孔微球制备装置，包括供液装置、供气装置、液滴生成装置、环状电极板和颗粒固化成型装置；所述液滴生成装置包括喷头、气动聚焦腔、可调聚焦孔板和高压静电发生器；所述喷头安装在气动聚焦腔的上方，可调聚焦孔板安装在气动聚焦腔底部通孔内，喷头与高压静电发生器相连；所述供液装置和供气装置分别与气动聚焦腔连接，环状电极板位于液滴生成装置的下方，所述颗粒固化成型装置位于环状电极板的下方；所述可调聚焦孔板的设有聚焦圆孔，环状电极板设有圆形通孔，喷头、
聚焦圆孔和圆形通孔同轴安装。
[0006]上述方案中，所述液滴生成装置还包括可调喷头固定件；所述可调喷头固定件的底部设有与喷头外形匹配的通槽，所述喷头安装在通槽内。
[0007]进一步的，所述可调喷头固定件下部与气动聚焦腔的上部螺纹连接。
[0008]上述方案中，所述液滴生成装置还设有固定底板；所述气动聚焦腔安装在固定底板上。
[0009]上述方案中，所述环状电极板的结构自上而下为绝缘板、导电铝板和绝缘板。
[0010]上述方案中，所述气动聚焦腔侧面设有进气管，进气管的入口与供气装置连接，进气管出口靠近喷头出口处。
[0011]上述方案中，所述供液装置包括磁力搅拌器、储液罐和压力泵；所述储液罐放置在磁力搅拌器上，所述储液罐与压力泵连接。
[0012]上述方案中，所述颗粒固化成型装置包括冷冻罐和过滤网；所述冷冻罐位于环状电极板下方，所述过滤网放置在冷冻罐中，冷冻罐内设有低温制冷剂，低温制冷剂浸没过滤网；所述低温制冷剂为液氮。
[0013]上述方案中，所述高压静电发生器使用10kV以上较高的荷电电压。
[0014]上述方案中，还包括支架；所述支架设有多个纵向布置的卡槽，所述固定底板、环状电极板通过多个纵向布置的卡槽固定在支架上。
[0015]上述方案中，所述喷头的内径为0.3mm
‑
0.7mm，外径为0.6mm
‑
1mm。
[0016]一种根据所述的粒径可调式多孔微球制备装置的方法，包括以下步骤：
[0017]打开供气装置让气体进入液滴生成装置的气动聚焦腔；
[0018]启动供液装置，将液体输送到液滴生成装置的喷头中；
[0019]设置所述高压静电发生器的外加电压值、供气装置的气流量、供液装置的供液压力、喷头与可调聚焦孔板之间的距离、喷头与环状电极板之间的距离、环状电极板与颗粒固化成型装置之间的距离，选择可调聚焦孔板的型号；
[0020]将盛有液氮的颗粒固化成型装置安装在环状电极板下方，从可调聚焦孔板下落的液滴进入液氮中发生冷冻成型，收集固体颗粒转移到收集盘中，并倒入液氮浸没，将收集盘放入真空冷冻干燥机中干燥获得微球产品。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术通过合理组织气流、液流流场，耦合静电技术，使高粘易堵液体能持续、稳定地破碎生成粒径均一的液滴。避免粘弹性液滴滴落过程的融合，冷冻过程的黏连，避免形成大颗粒多孔微球颗粒和黏连多孔微球颗粒，降低多孔微球不良率，提高球形度，多孔微球粒径均一、可控，操作方便，调节液体流量、气体流量或者荷电电压，均可改变液滴粒径，进而控制多孔微球粒径。
附图说明
[0022]图1是本专利技术一实施方式的一种基于粒径可调式多孔微球制备装置；
[0023]图2是本专利技术一实施方式的液滴生成装置；
[0024]图3是现有技术所得两液滴融合时所成微球经放大后的扫描电镜图片；
[0025]图4是现有技术所得两液滴在冷冻液中凝并时所成微球经放大后的扫描电镜图片；
[0026]图5是本专利技术一实施方式的所得液滴摆动滴落时所成微球经放大后的扫描电镜图片。
[0027]图中，1.储气罐；2.减压器；3.流量计；4.液滴生成装置；4
‑
1.可调喷头固定件；4
‑
2.喷头；4
‑
3.气动聚焦腔；4
‑
4.可调聚焦孔板；4
‑
5.固定底板；4
‑
6.进气管；4
‑
7.高压静电发生器；5.环状电极板；6.过滤网；7.过滤网；8.支架；9.磁力搅拌器；10.储液罐；11.压力泵。
具体实施方式
[0028]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0029]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种粒径可调式多孔微球制备装置，其特征在于，包括供液装置、供气装置、液滴生成装置、环状电极板(5)和颗粒固化成型装置；所述液滴生成装置包括喷头(4
‑
2)、气动聚焦腔(4
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3)、可调聚焦孔板(4
‑
4)和高压静电发生器(4
‑
7)；所述喷头(4
‑
2)安装在气动聚焦腔(4
‑
3)的上方，可调聚焦孔板(4
‑
4)安装在气动聚焦腔(4
‑
3)底部通孔内，喷头(4
‑
2)与高压静电发生器(4
‑
7)相连；所述供液装置和供气装置分别与气动聚焦腔(4
‑
3)连接，环状电极板(5)位于液滴生成装置的下方，所述颗粒固化成型装置位于环状电极板(5)的下方；所述可调聚焦孔板(4
‑
4)设有聚焦圆孔，环状电极板(5)设有圆形通孔，喷头(4
‑
2)、聚焦圆孔和圆形通孔同轴安装。2.根据权利要求1所述的粒径可调式多孔微球制备装置，其特征在于，所述液滴生成装置(4)还包括可调喷头固定件(4
‑
1)；所述可调喷头固定件(4
‑
1)的底部设有与喷头(4
‑
2)外形匹配的通槽，所述喷头(4
‑
2)安装在通槽内。3.根据权利要求2所述的粒径可调式多孔微球制备装置，其特征在于，所述可调喷头固定件(4
‑
1)下部与气动聚焦腔(4
‑
3)的上部螺纹连接。4.根据权利要求1所述的粒径可调式多孔微球制备装置，其特征在于，所述喷头(4
‑
2)的内径为0.3mm
‑
0.7mm，外径为0.6mm
‑
1mm。5.根据权利要求1所述的粒径可调式多孔微球制备装置，其特征在于，所述气动聚焦腔(4
‑
3)侧面设有进气管(4
‑
6)，进气管(4
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：左晓慧，王晓英，王军锋，许浩洁，赵天岳，张闫，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：