[实用新型]一种干粉微纳米颗粒的多级弥散装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种干粉微纳米颗粒的多级弥散方法装置，属于微纳米技术和气溶胶技术领域。

背景技术

亚微米及纳米颗粒两相流是自然界的普遍现象，并且在大气环境科学、现代纳米材料制备、工程热物理、化工合成、吸入毒理学及医疗制药等诸多领域得到广泛应用，是目前流体力学的研究热点。纳米颗粒的物理化学特性对两相流中颗粒的动力学特性、颗粒间的粘着力、云凝结核总浓度，及其毒性或疗效等生物学特性有至关重要的影响，所以在亚微米及纳米颗粒两相流实验研究与工程应用时，如何准确控制纳米颗粒的物理化学性质显得尤为重要。其中一个非常有效的处理方法就是发生颗粒相无物理化学改性的纳米气溶胶，即直接弥散干粉状的纳米颗粒获得纳米气溶胶。

现有的微纳米颗粒弥散方法有干、湿两种。通过将纳米颗粒干粉配成溶液或悬浮液，超声震荡分散后进行雾化，再干燥来获得气溶胶的方法称之为“湿式”方法。这种方法常常无法将溶剂完全去除，获得的离散相会发生物理化学改性。相关研究通过对比干湿两种发生方法，发现颗粒湿度改变可达100倍以上，越小的颗粒湿度的变化越大。颗粒湿度会大大影响颗粒的质量，改变其空气动力学直径，从影响微纳米颗粒的物理化学特性。颗粒弥散的“干式”法是指将颗粒干粉不经过水溶液在气体中直接进行弥散，能够最大限度保留离散相的物理化学性质，这种方法在工业上应用广泛主要有喷射弥散、喷嘴弥散、混合弥散、静板碰撞弥散、流化床弥散等方式，但以往的干式弥散方法具有弥散不充分的缺点，即弥散的颗粒分布与颗粒标称初始粒径的正偏差较大。

发明内容

针对现有微纳米颗粒干式弥散技术难以将颗粒弥散至接近颗粒初始粒径且为近似正态分布的不足，本实用新型的目的在于提供一种干粉微纳米颗粒的多级弥散装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

本实用新型包括工作流体发生系统、给料装置、二级弥散装置和用于完成初级弥散的喷射器；喷射器的进口端连接工作流体发生系统，喷射器的真空端连接给料装置，喷射器的出口端连接二级弥散装置。

所述的工作流体发生系统由顺次连接的压缩机、高效过滤器、截止阀、流量计及精密减压阀组成；气体在压缩机内增压后经过高效过滤器以消除气体中的颗粒物，达到与纳米颗粒浓度相比小三个数量级以上的纯净度要求，截止阀控制工作流体的供给和关闭，流量计检测喷射器的入口流量，精密减压阀精确控制、调节喷射器的入口压力。

所述的二级弥散装置由顺序连接的空气压缩机、密闭容器和释气阀门组成；空气压缩机将初级弥散得到的气溶胶增压内，并储存在密闭容器中，释气阀门打开形成二级弥散。

本实用新型与现有技术相比，具有的有益效是：

1、经过一级弥散和二级增压、压力瞬间释放弥散可以将干粉颗粒弥散得更加充分，所得颗粒的粒径分布呈单峰的正态分布，分布的平均粒径接近颗粒的初始粒径。

2、本实用新型结构简单，容易实现，给料方式可以为连续或单次非连续给料，一级弥散颗粒收集方式和二级弥散增压方式也有多种，适用性较强。

3、一级弥散只要求干粉颗粒达到悬浮态，对所弥散的程度没有要求，只要经过二级弥散，就可以得到接近于初始粒径尺度单峰正态粒径分布，弥散方法的重复性好。

附图说明

图1 为干粉颗粒多级连续喷射弥散系统示意图；

图2为干粉颗粒多级非连续喷射弥散系统示意图；

图3为喷射器剖面示意图。

图4为两级弥散效果图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型中的附图，对实用新型中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然所描述的仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于实用新型保护的范围。

实施例：如图1、图2和图3所示，在喷射器1进口端19通入一定压力P₀的工作流体。工作流体发生系统11由压缩机10、高效过滤器6、截止阀7、流量计9及精密减压阀组成。气体在压缩机10内增压后经过高效过滤器6以消除气体中的颗粒物，达到与纳米颗粒浓度相比小3个数量级以上的纯净度要求，截止阀7控制工作流体的供给和关闭，流量计9检测喷射器1的入口流量，精密减压阀8精确控制、调节喷射器1的入口压力。

旁路14用于适时根据需要打开，如在颗粒弥散为稳定的初始阶段。