物质处理装置制造方法及图纸

一种物质处理装置包括第一元件以及可相对旋转地至少部分收容于该第一元件内的第二元件，第一元件和第二元件之间形成一大致呈环状的物质处理通道。物质处理通道包括预处理段和处理段。预处理段的构造使得预处理段在第一元件与第二元件相对旋转时产生一由预处理段指向处理段的分力，以将被处理物质推至处理段。处理段的构造使得第一元件与第二元件相对旋转达到一定转速时，处理段内的被处理物质被带动旋转并形成库特流。

【技术实现步骤摘要】
物质处理装置
本专利技术涉及一种物质处理装置，可直接处理固态原料与液态原料。
技术介绍
现有的定子一转子型反应器包括设有圆柱状的定子和转子，转子可相对 旋转地安装在定子中。转子和定子的相对的两个圓柱面构成了一个狭窄的环 形物质处理通道，转子高速旋转所产生的巨大剪切力可使流体在该物质处理 通道中形成库特流，从而实现流体的充分混合。然而现有定子一转子型反应 器还存在以下缺陷。就固态原料的进料而言，由于固态原料的流动性不好，若无轴向推力，固态原料很难向产物收集口处移动；若借助具有一定压力的液态原料将固态 原料带至产物收集口，该液态原料可能进入固态原料进料口，并与固态原料 混合形成黏稠状物堵塞固态原料进料口 。就混合的均匀程度而言，若进入环形腔的固态原料不能均匀地分布，那 么其与液态原料混合所得的产物的均匀性可能不一致。基于以上原因，现有的圆柱状定子一转子高剪切力混合系统无法直接进 行固体混合或(和)反应，而是先把固态原料与液态原料进行初步混合形成 浆液或者溶液或者悬浮液等后再进一步注入定子一 转子高剪切力混合系统进 行充分混合或(和)反应。对于某些比较敏感的反应，还需要慎重选择溶解 固态原料的溶剂，以防止溶剂影响反应结果。以上不利因素限制了定子一转 子高剪切力混合系统在生命科学、材料科学、能源、化工、环保等诸多需要进行大量实验的领域的应用，因此，有必要设计一种物质处理装置以解决现 有技术所存在的缺陷。
技术实现思路
本专利技术一方面提供了一种物质处理装置，可直接处理固态原料与液态原料。本专利技术另一方面提供了一种物质处理装置，具有对原料进行预处理的功 能，其中，预处理可以是物料的均匀分配、初步混合、初步反应等的一种或多种。本专利技术另一方面提供了一种物质处理装置，运行时预处理段能产生一轴 向分力把原料送入处理段进行处理。本专利技术进一步提供了 一种物质处理装置，其包括第 一元件以及可相对旋 转地至少部分收容于第一元件的第二元件。第一元件和第二元件之间形成大 致呈环状的物质处理通道，该物质处理通道包括预处理段和处理段。第一元 件或/和第二元件面对预处理段的表面(预处理段周面)包括凸和/或凹的部 分，而第一元件和第二元件面对处理段的表面.(处理段周面)是相对光滑的，占其总面积的比例远小于预处理段周面上的凸和/或凹的部分所占其总面积 的比例。当第一元件与第二原件相对旋转达到一定转速时，处理段内的被处 理物质被带动旋转形成库特流。预处理段可用于初步混合物料，或使物料初步反应，或均匀分布物料， 或提供沿轴向的分力以把物料送入处理段，或以上功能的任意组合。在一个实施方案中，处理段周面是相对光滑的圓柱面。在一个实施方案中，第一元件为定子，第二元件为转子。第二元件面对 物质处理通道预处理段的表面包括凸出或/和凹入部分。第一元件面对物质处 理通道预处理段的表面为相对光滑的表面。处理段对经过预处理段的物料进行处理，处理可以是利用第 一元件和第 二元件相对旋转产生的高剪切力把物料均匀混合，也可以是通过物料的均匀 混合从而使物料之间的反应更快或更彻底。所述物质处理装置可以处理流态原料，流态原料包括液态原料、气态原 料、胶状原料以及粉末状固态原料。所述物质处理装置可以处理但不限于以 下原料组合液态原料与液态原料，液态原料和粉末状固态原料，液态原料 和气态原料，液态原料和气态原料以及粉末状固态原料，液态原料和胶状原 料等。附图说明图1A-1E是本专利技术物质处理装置第二元件的结构示意图。闺2A-2K是本专利技术物质处理装置第 一元件与第二元件组装后的局部剖视图。图3A-3B是本专利技术物质处理装置与固态原料输送装置的组装示意图。图4是本专利技术物质处理装置的注射装置的结构示意图。图5是本专利技术物质处理装置的注射装置的连接示意图。图6是本专利技术物质处理装置的温度控制装置的结构示意图。图7是本专利技术物质处理装置的第一温度控制装置的结构示意图。图8是本专利技术物质处理装置的第 一温度控制装置的温度控制体的主视图。图9是本专利技术物质处理装置的第一温度控制装置的温度控制体的俯视图。图10A-10C是本专利技术物质处理装置的剖视图。具体实施方式请参图3A,在一个实施方案中，本专利技术提供了一物质处理装置IO,其包 括第 一元件11以及可相对旋转地至少部分收容于第 一元件11的第二元件12。 该物质处理装置10还包括驱动装置14以及固态原料输送装置20。第一元件ll 和第二元件12之间形成环状物质处理通道110。物质处理通道110包括预处理 段111和处理段112。相应地，第二元件12包括第二元件预处理段121和第二元 件处理段122，第二元件预处理段121为第二元件12对应预处理段111的部分， 第二元件处理段122为第二元件12对应处理段112的部分。所述驱动装置14为第二元件提供动力，驱使第二元件高速旋转。当第一 元件与第二原件相对旋转达到一定转速时，被处理物质在处理段内形成库特流。驱动装置14可以是电机，也可以是其他动力装置，比如磁力驱动装置等。第 一元件1 l设有第 一进料端口 113,第 一进料端口 113与固态原料输送装 置20连接。进一步的，所述第一元件和第二元件相对旋转的速度可以是1000rpm(转 每分钟)至12000rpm,优选的，可以是3000rpm至8000rpm,可根据具体情况 进行选择。进一步的，预处理段的长度可以占预处理段长度与处理段长度之和的 10% 90%,更优选的范围是20 50%。进一步的，所述物质处理通道处理段的厚度可以达到微米量级，其可以 是几十微米到几千微米。例如，物质处理通道处理段的厚度可以设定为50 80 微米、80 120微米(例如100微米)、120 130微米、130 200微米(例如200 微米)、200 350微米、350微米左右、750微米、1000微米、2000微米、3000 微米、5000微米等。所述物质处理通道处理段的厚度足够小，使被处理物质 在处理腔处理段形成库特流(层流)。图2A展示了在一个实施方案中物质处理装置10的一部分。如图2A所示，第一元件或/和第二元件面对预处理段的表面(预处理段周面)Slll包括凸和 /或凹的部分116，而第一元件和第二元件面对处理段的表面(处理段周面)sl21是相对光滑的，也就是说该处理段周面sl21不包括凸或凹的部分(如图2A所示)或其所能包括的凸或凹的部分所占其总面积的比例远小于预处理段周面s 111上的凸和/或凹的部分所占其总面积的比例。进一步的，所述凸出部分和凹入部分可以通过机械力口工、电腐蚀、光刻 等方式形成，也可以通过电镀、强力粘贴等方式形成。进一步的，所述凸出部分和凹入部分可以随机地排布，或是规则排列。进一步的，所述凸出部分和凹入部分包括但不限于以下结构，比如点， 或条紋，以及所有规则的或不规则的形状。进一步的，形成所述凸出部分或/和凹入部分的可以是连续的条紋，或间 断的条紋，或连续条紋与间断条紋的组合，或沿连续条紋的轨迹分布的点的阵列等等。进一步的，所述条紋与第二元件中心轴之间的角度大于零度小于九十度。进一步的，所述条紋可以是等间距的，或是不等间距的。进一步的，条紋的截面形状包括但不限于三角形、梯形、矩形、任意多 边形、半圓形、半椭圓形，或条紋之间的截面形状为弧形，或上述形状的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种物质处理装置，包括：　　　　第一元件和可相对旋转地至少部分收容于所述第一元件内的第二元件，其中，第一元件和第二元件之间形成一大致呈环状的物质处理通道；　　　　其特征在于，所述物质处理通道包括预处理段和处理段，其中，所述预处理段的周面包括凸出或／和凹入部分；所述处理段的周面是相对光滑的表面，处理段的几何尺寸使得当第一元件与第二元件相对旋转达到某一速度时，被处理物质在处理段内形成库特流。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：肖剑鸣，王桂林，赵贤忠，黄福新，谢广平，沈文虎，王尤崎，许寅宝，
申请(专利权)人：亚申科技研发中心上海有限公司，美国亚申公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]