纯净颗粒发生器制造技术

颗粒发生器能够产生熔点超过几百摄氏度的固体或液体原料的纯净的颗粒。原料在小型腔室中加热以产生蒸汽。加热的氮气或某种惰性气体用来做携带气体，将混合物带入稀释系统。当原料的过饱和度足够高并且超过临界值时，在稀释系统中通过均匀的核化来形成颗粒，颗粒在同样的稀释系统中得到生长。颗粒的不同的尺寸分布和集结能够通过改变稀释参数例如停留时间和稀释率来获得。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种颗粒发生器。
技术介绍
为了产生颗粒，传统的气溶胶喷雾器首先需要将原料混合在某种液体中。然后，使用压縮气流通过喷嘴，系统就会产生包括挑选的原料的液滴。这些液滴随着空气流入某种设备，例如，扩散干燥器中。干燥器除去了液体。最后，颗粒留在了气流中。然而，如果没有可用的合适的液体，或者液体中包括某些残留物，或者设备不能完全的除去液体，就不能产生原料的纯净的颗粒。使用传统的喷雾器来产生颗粒在现有技术条件下最常见的是使用水作为溶剂，但是纯净水中含有许多残留颗粒，甚至对于HPLC等级的水或超高纯度的水也是如此。因此，产生纯净颗粒的传统的喷雾器的能力受到了很多限制。可以在美国专利号为4,264， 641; 4,410,139; 4， 746， 466; 4,795,330; 6， 331, 290和6， 764， 720的文件中找到背景信息。鉴于上述的理由，就有必要提出改进的纯净颗粒发生器。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种改进的纯净颗粒发生器。这种颗粒发生器能够产生熔点超过几百摄氏度的固体或液体原料的纯净的颗粒。原料在小型腔室中加热以产生蒸汽。加热的氮气或某种惰性气体用来做携带气体，将混合物带入稀释系统。当原料的过饱和度足够高并且超过临界值时，在稀释系统中通过均匀的核化来形成颗粒，颗粒在同样的稀释系统中得到生长。颗粒的不同的尺寸分布和集结可以通过改变稀释参数，例如停留时间和稀释率等来获得。更详细的，纯净颗粒发生器产生挑选的原料的纯净颗粒，并且能够产生固体和液体纯净颗粒。当包含选择原料的蒸汽的混合物冷却并在稀释系统中稀释时，如果获得了选择原料的过饱和度并且它们高于临界值时，就会通过均匀的核化来形成纯净颗粒。均匀的核化被定义为，在实质上只包括蒸汽分子的晶胚上蒸汽的核化，而不包括外来的材料。可以通过调整腔室温度和稀释系统的稀释参数来得到颗粒的尺寸分布和集结，在这里 稀释参数被定义为稀释率，稀释空气温度，停留时间等。在优选实施例中，使用了两阶段 的稀释系统。附图说明图1是根据本专利技术的优选实施例制造的纯净颗粒发生器；以及 图2是说明纯净颗粒发生器工作原理的流程图。具体实施例方式参考图1，纯净颗粒发生器用IO标示。纯净颗粒发生器包括孔12， 14，高效颗粒空 气(HEPA)过滤器16,加热筒18，携带气体20，温度控制器22， 24，不锈钢块(block) 26以及盖子28，热电偶40， 42，喷射器50， 52，不锈钢管道54，等等。氮气或某种惰性气体被作为携带气体20。携带气体20应当加以选择以避免高温下原 料与携带气体之间发生化学反应。携带气体20的流速通过孔12来限制，并且携带气体20 的流速通过双态稀释管道70中的第一喷射器50产生的真空来控制。在一定的携带气体的 压力下，当喷射器50产生的真空超出临界值时，在孔12中得到了临界流量。从而，更高 的真空将不会改变携带气体的流量。高效颗粒空气(HEPA)过滤器16安装在孔12的上游处，用来排除携带气体20中的 颗粒。这样，产生的颗粒中就不会有污染。携带气体20在进入加热的不锈钢块26之前通过加热管72进行加热。在加热管72上 覆盖了加热带，并且加热管72利用高温绝缘原料进行绝缘。加热管72的原料可以是金属， 也可以是非金属。应当对加热管材料进行选择以避免携带气体20和加热管材料之间产生 化学反应。携带气体20的温度通过热电偶40来测量，热电偶40安装在加热管72上并且 可以直接对气体温度进行测量。携带气体20的温度根据原料的物理性质进行设定，并且 通过温度控制器22进行调节。对携带气体进行加热的目的是避免当选择原料的蒸汽冷却 时，在不锈钢腔室中生成颗粒。在大多数的情况下，温度被设定为略低于不锈钢腔室的温 度。加热管72的出口与不锈钢块26连接以允许携带气体20流入不锈钢块26的腔室中。 在块26中沉入一个或多个加热筒18。热电偶42伸入腔室中并且测量腔室中气体的温度。5腔室中气体的温度通过温度控制器24来进行调节，温度控制器24控制打开/关闭块26中 的加热筒18。因此就可以在腔室中得到预期的温度。容器76中挑选的原料74位于不锈钢块26中。容器76使用耐高温材料制造，并且不 会在高温下与挑选的材料(用于产生颗粒)发生反应。加热的块26中的原料74可以通过 打开不锈钢盖子28来加入和移去。不锈钢盖28通过螺栓固定在块26上。为了避免在盖 子28和块26之间的接触表面的泄漏，在盖子28和块26之间安装了金属垫片。出口管80 焊接在盖子28上。携带气体20和原料蒸汽的混合物可以通过出口管80流出腔室。为了 将自加热块26向周围环境中的温度转移最小化，加热块26利用耐高温的绝缘层84进行 隔离。同样的，出口管80也使用绝缘层82隔离。携带气体20和蒸汽的混合物的温度被设定高于原料74的熔点，并且能够为均匀的核 化提供足够高的过饱和度。饱和度定义为，在温度T下原料的局部压力和相同温度下与它 的液相平衡的同样原料的饱和蒸汽压力的比率。当饱和度大于1.0时，称之为过饱和。携带气体20通过加热块26的腔室流出，将混合物带入了稀释系统。在稀释系统中， 可以调节停留时间和稀释率。在典型的说明性的装置中，采用了喷射器类型两阶段稀释系 统。两阶段稀释管道70的第一喷射器50的进口连接到不锈钢盖子28上的腔室的出口。 连接管80的长度要尽可能的短。管80上覆盖绝缘层82来使与周围空气的热量转移最小 化。两阶段稀释管道70有第一和第二喷射器50， 52。喷射器通过无颗粒压縮空气来操作。 当压縮气体流过喷射器中的环形孔或喷嘴时，在喷射器的进口处就产生了真空。真空会将 携带气体20和蒸汽的混合体吸入喷射器内。在喷射器的内部，压縮气体与上述的混合物 混合。结果，混合物(或样本)被冷却并且稀释。两个喷射器50和52都在相同的工作原 理下工作，并且这种喷射器从商业角度来说也是可以得到的。第一喷射器50的出口连接到不锈钢管道54的锥管90上。管道54上有两个锥管。连 接喷射器50的管道54的第一锥管90分散来自喷射器50的气流，从而减小在管道的横截 面上眘道54中的气流速度的差异。第二锥管92用来排出来自喷射管50的额外的气流。 两个锥管90， 92都焊接在管道54上。在管道54上由几个采样口94。在来自喷射口50的 气流速率相同的情况下，通过使用不同的采样口 94可以得到不同的停留时间。通过改变 不锈钢管道54的采样位置，就改变了稀释管道的停留时间。当采样口的位置远离管道的 采样进口时，停留时间就增加了。当选择了一个采样口时，其它的采样口就被关闭。第二喷射器52连接到采样口 94的其中一个上，这个采样口在一定的气流速率下被选 择用以产生期望的停留时间。第二喷射器52的功能是通过稀释停止在采样气流中产生的 颗粒集结和尺寸分布的改变。在第二喷射器52的前部有一个小孔14。孔14限制来自管道54的采样气流。因此， 可以通过调整第二阶段喷射器52上的压縮气流压力来得到第二阶段期望的稀释率。喷射 器52的出口连接到三通管98上，它的一个口连接到仪器上，另一个口用于排出来自喷射 器52的额外的气流。包含纯净颗粒的气流就流入仪器中。如上所述，喷射器的稀释率通过调整压縮气体压力来控制。 一般本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于产生纯净颗粒的设备，其特征在于，包括：　具有用来接收携带气体的进口以及具有出口的管子；　腔室，该腔室用于保留产生颗粒的被挑选的材料，所述腔室与所述管子的出口相连接用来接收携带气体；　稀释系统，该稀释系统具有与所述腔 室相连的进口，所述进口用来接收所述携带气体和所述被挑选的材料的混合物，以及用来连接仪器的出口，所述稀释系统稀释接收到的混合物；以及　其中，所述腔室和所述稀释系统被设置使所述被挑选的材料的过饱和度超过临界值，从而通过均匀的核化导致在所述 稀释系统中颗粒的形成和生长。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏强，
申请(专利权)人：株式会社堀场制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]