[實用新型]一種塑料微通道管道結構及制備裝置

有效

• 申請號: 201320458045.4
• 申請日: 2013-07-28
• 公開（公告）號: CN203413250U
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 許忠斌;徐浙云;曹佳培;崔赟;應臻
• 申請（專利權）人: 浙江大學;寧波鷹達鋰離子電池科技有限公司
• 主分類號: F16L11/22
• 分類號: F16L11/22;B29C47/00;B29C47/06;B29C47/88;B29C47/92
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 周烽

技術領域

本實用新型涉及新結構塑料管材與加工技術領域，尤其涉及一種塑料微通道管道結構及制備裝置。?

背景技術

近年來，隨著微納制造技術和產業的發展，微尺度結構的新型材料成為重要的基礎材料器件。其中，多數為含有微流道結構的新型材料。這些微尺度結構材料由于自身結構的特點，能夠帶來應用性能上的優勢，因此常被當作介質載體、基體或者傳輸管道等等在微電子、生物醫學、航空航天及各種運輸器材領域具有特殊的應用價值；另外，它還可用于食品包裝、建筑消聲、電器產品、信息工程及運動器材等方面。比較著名的有芯片實驗室相關的微流控器件，如微換熱器、微反應器等關鍵部件，通常也含有多條微流體通道，且對通道的尺寸和界面質量要求較高。但這些部件一般需要通過復雜的蝕刻工藝獲得，重復性較低，無法高效生產，不具備產業化潛力。

目前的塑料管材市場大多集中在大尺寸的塑料管件，少有多通道集成的管件材料。微通道結構材料的常見成型技術有通過擠出金屬粉末和粘土成型多通道蜂窩結構毛坯材料，再燒結成型。該方法只能間歇操作，且難以得到較長的微通道。也有通過將中空玻璃纖維組合排列，再熔融拉伸，得到多微通道結構的方法。這需要先將原料制成纖維，再二次加工獲得多通道材料。可見，其制作工藝復雜、成本高。因此，研究高效快捷的微通道結構材料成型方法具有重要的現實意義和巨大的應用價值。

發明內容

本實用新型目的是針對現有技術的不足，提供一種塑料微通道管道結構及制備裝置。

本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現的：一種塑料微通道管道結構，它為一中空管道，其管道壁面上環繞中央通孔沿圓周均勻排布多個微通道。

進一步地，所述多個微通道均勻排布在管道壁面內與中央通孔同心的兩個不同半徑的圓周上。

進一步地，所述多個微通道均勻排布在管道壁面內與中央通孔同心的三個不同半徑的圓周上。

進一步地，所述微通道結構管道結構外徑1~5mm，管子壁厚0.05~1mm，平均微通道直徑50~300μm。

一種上述微通道管道結構的制備裝置，包括驅動電機、料斗、擠出機機筒、數據采集控制系統、擠出機頭、冷卻水槽和牽引收卷裝置；其中，所述驅動電機的輸出軸與擠出機機筒內的螺桿的尾部通過帶輪相連，料斗固定在擠出機機筒尾部的上方，擠出機頭固定連接于擠出機機筒的前端，冷卻水槽和牽引收卷裝置依次布置在擠出機頭的前方；數據采集控制系統包括三個高溫熔體傳感器、一個熔體溫度壓力傳感器、一個接近開關和一具有數據采集卡的PC機，三個高溫熔體傳感器分別安裝在擠出機機筒內部的螺桿的三個加熱位置處；接近開關安裝在收卷裝置上的滾輪處，高溫熔體傳感器、熔體溫度壓力傳感器和接近開關均與PC機的數據采集卡相連。

進一步地，所述擠出機頭包括：注射針頭模塊、口模、口模壓蓋、調節螺釘、支架壓環、機頭體、熔體溫度壓力傳感器和加熱圈；其中，所述注射針頭模塊通過間隙配合安裝于機頭體中心的環形階梯內；支架壓蓋通過螺紋連接于機頭體端部，并壓緊固定注射針頭模塊；口模固定安裝于支架壓環前端的同心孔槽內，口模壓蓋通過螺紋連接固定于支架壓環前端的螺紋孔內，并壓緊固定口模；調節螺釘安裝在支架壓環上下兩側的螺紋孔內；溫度壓力傳感器通過螺紋連接固定于機頭體上；機頭體外部包裹有加熱圈，用于對擠出機頭進行加熱。

進一步地，所述注射針頭模塊包括芯模頂蓋、注射針頭、針頭支座、分流體支架和分流器。針頭支座通過螺紋連接固定于分流體支架的前端螺紋孔內，中空針頭牢固配合安插在模塊底座上的環型通孔內；芯模頂蓋通過螺紋連接固定于針頭支座前端的中心螺孔內，芯模頂蓋內部為通孔；分流體支架與分流器通過螺紋固定連接。

應用上述制備裝置制備微通道管道結構方法，具體為：電機驅動帶輪帶動擠出機內螺桿轉動，由料斗加入的塑料原料在螺桿旋轉和電加熱作用下，融化形成高黏度熔融的聚合物熔體，熔體進入擠出機頭，經由分流器與分流體支架形成的熔體流道流向注射針頭末端；聚合物熔體流過注射針頭端部時會產生壓降，導致氣體直接經由與大氣相通的注射針頭另一端吸入聚合物熔體內，初步成型微通道結構雛形，與此同時熔體被螺桿旋轉剪切作用擠出機頭外部，擠出件在牽引裝置的拉伸作用下，整體尺寸快速減小，聚合物內通道孔徑快速縮小，形成微通道結構；擠出件進入冷卻水槽快速冷卻定型后由收卷裝置收集，得到微通道管道結構。

本實用新型的有益效果是：

1、本實用新型提供了單層或多層結構的多微通道集成的新型塑料管道；

2、微尺度的微通道結構比表面積大，大大強化了結構本身傳質和傳熱等性能；