[go: up one dir, main page]

CN108889150B - 一种乳化装置 - Google Patents

一种乳化装置 Download PDF

Info

Publication number
CN108889150B
CN108889150B CN201810645360.5A CN201810645360A CN108889150B CN 108889150 B CN108889150 B CN 108889150B CN 201810645360 A CN201810645360 A CN 201810645360A CN 108889150 B CN108889150 B CN 108889150B
Authority
CN
China
Prior art keywords
fluid
channel
deflector
fluid channel
channels
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810645360.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108889150A (zh
Inventor
栗永利
杨春笋
张辉
张振明
张锴
杜小泽
杨勇平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
North China Electric Power University
Original Assignee
North China Electric Power University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by North China Electric Power University filed Critical North China Electric Power University
Publication of CN108889150A publication Critical patent/CN108889150A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108889150B publication Critical patent/CN108889150B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/40—Mixing liquids with liquids; Emulsifying
    • B01F23/41—Emulsifying
    • B01F23/4105—Methods of emulsifying
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/40—Mixing liquids with liquids; Emulsifying
    • B01F23/41—Emulsifying
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/40—Mixing liquids with liquids; Emulsifying
    • B01F23/41—Emulsifying
    • B01F23/414—Emulsifying characterised by the internal structure of the emulsion
    • B01F23/4145—Emulsions of oils, e.g. fuel, and water
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00—Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/30—Micromixers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00—Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/30—Micromixers
    • B01F33/301—Micromixers using specific means for arranging the streams to be mixed, e.g. channel geometries or dispositions
    • B01F33/3017—Mixing chamber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2101/00—Mixing characterised by the nature of the mixed materials or by the application field
    • B01F2101/48—Mixing water in water-taps with other ingredients, e.g. air, detergents or disinfectants

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)

Abstract

本发明涉及微混合器技术，提出一种乳化装置，包括：用于高粘度流体的第一流体通道(13)；用于低粘度流体的第二流体通道(23)；第一流体导流器(12)，第一流体通道(13)的流体入口端连接到第一流体导流器(12)；第二流体导流器(22)，第二流体通道(23)的流体入口端连接到第二流体导流器(22)；导流联箱(3)，第一流体通道(13)的第一流体出口(11)和第二流体通道(23)的第二流体出口(21)共同连接到导流联箱(3)。本发明的乳化装置降低了油相的压降，提高了混合效果。

Description

一种乳化装置
技术领域
本发明涉及化工领域的微结构乳化技术，更具体地，涉及一种适用于高粘度油相流体的乳化装置。
背景技术
微结构反应器由于具有极大比表面积而有良好的传热传质特性，一般具有当量直径小于500μm的微型结构。根据功能，可主要分为微型反应器、微型换热器、微型混合器等。乳化可通过微型混合器实现。油水两相通过微型混合器进行乳化。现有的微型混合器多数是基于两种流体粘度系数相差不大的情况设计的。使用微型混合器乳化时，如果油相粘度很高，则多数能量消耗在通道内，没有在混合腔内耗散。对于微型乳化器来说，压降为乳化的动力来源。因此乳化效果不理想。甚至油相粘度高到传统流体机械提供不了足够的能量用以克服流动阻力。
发明内容
目前使用高粘度油相通过微型混合器进行乳化时，油相通道存在很大的流动损失，本发明主要应用在通过微型混合器乳化的领域，目的是降低油相在通过反应器微通道过程中的能量损失。
本发明提出一种乳化装置，包括：
一种乳化装置，包括：用于高粘度流体的第一流体通道；用于低粘度流体的第二流体通道；第一流体导流器，第一流体通道的流体入口端连接到第一流体导流器；第二流体导流器，第二流体通道的流体入口端连接到第二流体导流器；导流联箱，第一流体通道的第一流体出口和第二流体通道的第二流体出口共同连接到导流联箱。
本发明的乳化装置的技术效果包括：
1.本发明适合于高粘度流体。并且适用于生产规模的放大。
2.本发明针对油相对于水有很大粘度的情况，对微通道结构方面提出改进。所以在微通道的加工制造上，对微通道改进，使得油的微通道比水的微通道短，本发明的优势在于，加工过程可以将油相微通道加工到只有1.3mm长，并且采用较大通道截面尺寸来降低压降。
3.本发明在混合过程中大大降低了油在微通道内的流动距离，使得普通流体机械足以提供油相的流动；并且对于水相，本发明的乳化装置设计了较小的通道截面尺寸，用以提供足够的动能。乳化效果提高了。
附图说明
图1为本发明的乳化装置的侧面剖视图。
图2为本发明的乳化装置的正面结构图。
附图标记
第一流体出口11；第一流体导流器12；第一流体通道13；第二流体出口21；第二流体导流器22；第二流体通道23；导流联箱3。
具体实施方式
下面参照附图描述本发明的实施方式，其中相同的部件用相同的附图标记表示。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合。
图1显示了本发明的乳化装置的结构图，确切的说，图1是侧面的截面图。本发明的乳化装置包括：用于高粘度流体的第一流体通道13，用于低粘度流体的第二流体通道23，第一流体通道13的流体入口端连接到第一流体导流器12，第二流体通道23的流体入口端连接到第二流体导流器22。第一流体通道13的第一流体出口11和第二流体通道23的第二流体出口21共同连接到导流联箱3。导流联箱3位于乳化装置的前端，第一流体导流器12和第二流体导流器22位于乳化装置的后端。
并排(沿着图1的纸面垂直方向)可以设置多个第一流体通道13，同样的，并排(沿着图1的纸面垂直方向)可以设置多个第二流体通道23。
优选地，第一流体导流器12为喇叭状，连接第一流体通道13的一端小。第二流体导流器22为喇叭状，连接第二流体通道23的一端小。因为第一第一流体通道13和第二流体通道23的尺寸很小(微米级)，第一流体导流器12，第二流体导流器22可以连接外部流体的粗供给管(厘米级)，使得流体能顺利导流。
优选地，第二流体通道23为弧形，在第二流体出口21处高，在第二流体导流器22处低。设计为弧形是为了给高粘度流体提供通常的流体入口，因此，乳化装置的后端的空间留给高粘度油相作为入口。目的是降低压降。因此，乳化装置的后端已经没有空间再放置水相的入口，因此把水相的入口设置在下方。弧形结构同时避免了增加水相的压降。
优选地，第一流体通道13比第二流体通道23短。例如，第一流体为油，第二流体为水。当所用油的粘度比水大很多时，设计的油通道比水通道短很多，缩短了油经过微通道的长度，油的压降在此过程中减少的很少，提高了能量的利用效率。在一个实施例中，第一流体通道13的长度为1.2-1.5mm范围内，可以为1.3毫米，如果太短，油相通道与水相通道的扩散链接技术无法在不损伤微结构的前提下有效实现链接。第一流体通道13的宽度为0.3毫米，高度为0.2毫米。使用该混合器进行乳化试验。使用水和某高粘度流体做原料，在95摄氏度，当水与油的流量分别为5kg/h时，油相的压降仅为0.5Bar,生成乳化液滴的索特平均直径约7微米。
优选地，在导流联箱3内设置混合腔31，第一流体出口11和第二流体出口21通向混合腔31内，两种流体流出微通道后在混合腔31内混合。
本发明的乳化装置最大程度的缩短油相通道的长度，使得压降到最低，但是另一方面不能短到无法使用扩散连接技术。并且，通道截面宽高的数值达到一个妥协：油相通道小到能体现微通道的高传质特性、同时要大到一定程度避免油相的高粘度损失。
以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种用于高粘度油相流体的微结构乳化装置，其特征在于，包括：
用于高粘度流体的第一流体通道（13）；
用于低粘度流体的第二流体通道（23）；
第一流体导流器（12），第一流体通道（13）的流体入口端连接到第一流体导流器（12）；
第二流体导流器（22），第二流体通道（23）的流体入口端连接到第二流体导流器（22），第二流体导流器（22）为喇叭状，连接第二流体通道（23）的一端小；
包括混合腔（31）的导流联箱（3），第一流体通道（13）的第一流体出口（11）和第二流体通道（23）的第二流体出口（21）共同连接到混合腔（31）内，两种流体流出通道后在混合腔（31）内混合；
其中，第一流体导流器（12）为喇叭状，连接第一流体通道（13）的一端小；
第二流体通道（23）为弧形的，以给高粘度流体提供通常的流体入口，第二流体通道（23）在第二流体出口（21）处高，在第二流体导流器（22）处低；
第一流体通道（13）比第二流体通道（23）短，第一流体通道（13）的截面比第二流体通道（23）大。
2.根据权利要求1所述的乳化装置，其特征在于，
第一流体通道（13）在第二流体通道（23）上方。
3.根据权利要求1所述的乳化装置，其特征在于，
第一流体通道（13）的长度为1.2-1.4毫米范围内。
4.根据权利要求1所述的乳化装置，其特征在于，
第一流体通道（13）的长度为1.3毫米，宽度为0.3毫米，高度为0.2毫米。
5.根据权利要求1所述的乳化装置，其特征在于，
第一流体通道（13）并排设置多个，第二流体通道（23）并排设置多个，出口均连接到所述导流联箱（3）。
6.根据权利要求1所述的乳化装置，其特征在于，
多个第一流体通道（13）的出口均连接到第一流体导流器（12），
多个第二流体通道（23）的出口均连接到第二流体导流器（22）。
CN201810645360.5A 2017-09-14 2018-06-21 一种乳化装置 Active CN108889150B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710825953.5A CN107519775A (zh) 2017-09-14 2017-09-14 一种乳化装置
CN2017108259535 2017-09-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108889150A CN108889150A (zh) 2018-11-27
CN108889150B true CN108889150B (zh) 2023-04-18

Family

ID=60735939

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710825953.5A Pending CN107519775A (zh) 2017-09-14 2017-09-14 一种乳化装置
CN201810645360.5A Active CN108889150B (zh) 2017-09-14 2018-06-21 一种乳化装置
CN201820960835.5U Active CN208678849U (zh) 2017-09-14 2018-06-21 一种针对高粘度油相的乳化器

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710825953.5A Pending CN107519775A (zh) 2017-09-14 2017-09-14 一种乳化装置

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201820960835.5U Active CN208678849U (zh) 2017-09-14 2018-06-21 一种针对高粘度油相的乳化器

Country Status (1)

Country Link
CN (3) CN107519775A (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11347392A (ja) * 1998-06-11 1999-12-21 Hitachi Ltd 攪拌装置
DE102005034642B3 (de) * 2005-07-25 2006-08-03 Siemens Ag Mikrofluidiksystem
CN201421455Y (zh) * 2008-12-30 2010-03-10 宁波大学 一种应用于梅毒诊断的专用微流控芯片
CN101711961A (zh) * 2006-10-20 2010-05-26 株式会社日立工业设备技术 微粒制造装置
CN102500256A (zh) * 2011-11-11 2012-06-20 南通申东冶金机械有限公司 旋转式喷射混合器
KR20120122209A (ko) * 2011-04-28 2012-11-07 가천대학교 산학협력단 Ｄｎａ 검출용 미세유체 반응기를 이용한 ｄｎａ 검출 방법
CN104797340A (zh) * 2012-09-21 2015-07-22 麻省理工学院 微流体装置及其用途

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7918244B2 (en) * 2005-05-02 2011-04-05 Massachusetts Institute Of Technology Microfluidic bubble logic devices

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11347392A (ja) * 1998-06-11 1999-12-21 Hitachi Ltd 攪拌装置
DE102005034642B3 (de) * 2005-07-25 2006-08-03 Siemens Ag Mikrofluidiksystem
CN101711961A (zh) * 2006-10-20 2010-05-26 株式会社日立工业设备技术 微粒制造装置
CN201421455Y (zh) * 2008-12-30 2010-03-10 宁波大学 一种应用于梅毒诊断的专用微流控芯片
KR20120122209A (ko) * 2011-04-28 2012-11-07 가천대학교 산학협력단 Ｄｎａ 검출용 미세유체 반응기를 이용한 ｄｎａ 검출 방법
CN102500256A (zh) * 2011-11-11 2012-06-20 南通申东冶金机械有限公司 旋转式喷射混合器
CN104797340A (zh) * 2012-09-21 2015-07-22 麻省理工学院 微流体装置及其用途

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Dong-Jin Shim.Damage and failure in silicon-glass-metal microfluidic joints for high-pressure MEMS devices.JOURNAL OF MICROELECTROMECHANICAL SYSTEMS.2006,第15卷(第1期),全文. *
Du Xiaoze.Experiments on hydrogen production from methanol steam reforming in the microchannel reactor.INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY.2012,第37卷(第17期),全文. *
王亚坤.微流控芯片模具化学蚀刻制造工艺研究.机械设计与制造.2015,(第12期),全文. *

Also Published As

Publication number Publication date
CN108889150A (zh) 2018-11-27
CN208678849U (zh) 2019-04-02
CN107519775A (zh) 2017-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109261036B (zh) 一种用于高粘流体混合的微结构混合器
CN106807463B (zh) 微流控芯片及应用其的微液滴产生装置
CN105056821B (zh) 一种对称椭圆弧挡板的十字微混合器
CN108993343B (zh) 一种微通道反应器
JP5791649B2 (ja) 塗布装置
CN105013547A (zh) 新型微气泡/液滴生成调控装置和方法
Lian et al. Microfluidic formation of highly monodispersed multiple cored droplets using needle‐based system in parallel mode
CN102706187A (zh) 一种集成式微通道换热器
CN109985543B (zh) 一种纺锤形被动式微混合器
CN108201847A (zh) 基于成涡结构强化混合的圆弧挡板平面被动式微混合器
CN108889150B (zh) 一种乳化装置
CN105771765B (zh) 一种内置周期性阻块和挡板的被动式微混合器
CN205102639U (zh) 一种管壳式换热器
CN104154798B (zh) 一种新型平面微通道换热器
JP2016019975A (ja) 塗布装置
CN106215789A (zh) 一种基于射流原理的回流被动式微混合器
CN119139977A (zh) 微流控芯片及含其的微流控设备
CN108201848A (zh) 一种3d不对称分合结构被动式微混合器
CN109351369A (zh) 微流控液滴生成芯片
CN105107401A (zh) 一种对称扇形圆环挡板的十字微混合器
CN111229069B (zh) 一种高效的液滴生成装置
CN212142171U (zh) 一种高效的液滴生成装置
CN209173906U (zh) 一种微通道反应器
CN106659997A (zh) 气蚀减少的互作用腔
CN207230936U (zh) 进水装置及电热水器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant