[實用新型]一種制備納米流體的微分添加霧化分散裝置

有效

• 申請號: 201320838444.3
• 申請日: 2013-12-19
• 公開（公告）號: CN203710930U
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 徐國英;李凌志;周曉鋒;張小松;孫岳明
• 申請（專利權）人: 常熟市東南應用技術研究院
• 主分類號: B01F3/12
• 分類號: B01F3/12;B01F13/10
• 代理公司: 江蘇永衡昭輝律師事務所 32250
• 代理人: 王斌

技術領域

本實用新型涉及一種納米流體制備過程中將納米顆粒均勻分散到基液中裝置。?

背景技術

納米流體具有顯著的強化流體傳熱傳質效果和獨特的輻射吸收特性等，使其在能源、化工、汽車、建筑、微電子等領域具有巨大的潛在應用前景。?

納米流體的制備方法根據納米粒子加入基液的方式不同，可分為“一步法”和“兩步法”。“一步法”將納米顆粒的化學制備與納米流體的制備有機結合在一起，避免粉體的干燥、煅燒及儲運等過程，既可以減少硬團聚的形成，又能降低納米流體的制備成本，得到的納米流體穩定性好。但是，“一步法”方法復雜，對儀器要求高。兩步法是先制備出的納米粉體(干粉)，然后再通過適當的手段分散到液體介質中。兩步法制備工藝相對簡單、易操作，易制備高固相量的納米流體，且成本低。通常“二步法”制備過程中采用加入分散劑、改變流體體系PH值、納米粉體表面改性處理、超聲振動，以及在一定溫度下攪拌等措施實現納米顆粒在水、水溶液、醇或油中的分散，但由于納米粉體其巨大的比表面積及表面活性，在納米粉體的制備、存儲、運輸等過程，顆粒易形成團聚體，發生團聚、沉淀，從而降低了納米流體的穩定性，使其向普通流體退化，大大削弱了納米流體強化傳熱傳質和輻射吸收等效果。由此可見，對于“二步法”配制納米流體而言，解決納米顆粒在基液中的均勻分散問題，包括金屬、金屬氧化物、石墨、碳納米管等納米顆粒在潤滑油、導熱油等非極性分子的液體介質中的分散，對制備出穩定性好的納米流體至關重要。?

實用新型內容

技術問題：目前配制納米流體采用的兩步法，通常首先將納米粉體表面改性，一次性添加或分若干次添加將其分散于基液中。添加過程中一般控制流體在一定溫度下，采用攪拌器長時間不斷攪拌以完成分散。這種方法效率低，分散效果差，且容易再次團聚。本實用新型提出了一種將表面改性后納米粉體分散到基液中的裝置，采用霧化措施，將要配比的一定質量的納米粉體以每次添加微少質量的方式，每次添加都可以把含有高濃度納米顆粒的混合物與基液一起霧化成微米或亞微米尺度的小顆粒，通過裝置的不斷循環，使得基液連續不斷地與添加的納米顆粒均勻混合，形成一定質量或體積配比的納米流體，達到很好的分散效果和穩定性。?

技術方案：?

一種制備納米流體的微分添加霧化分散裝置，所述裝置由霧化部分和液體循環部分組成；所述霧化部分包括霧化容器以及霧化部件，所述的用于霧化納米添加液的霧化部件位于霧化容器內部，霧化容器上方和下方分別設有霧滴出口和液體進口；所述液體循環部分包括儲液器、液體循環管道、噴淋頭、篩孔板，所述儲液器在靠近上端和下端位置通過連通管道分別與霧化容器上的霧滴出口和液體進口連通，儲液器上設置有將儲液器中的母液泵到儲液器頂端的液體循環管道，在該管道末端、儲液器內部上方安裝有噴淋頭，在該噴淋頭下方設置有篩孔板。霧化部件將納米粉體與基液混合而成的添加液霧化成微米或亞微米級霧滴，霧滴通過上端連通管路進入儲液器，液體循環泵將儲液器中的母液泵到儲液器頂端，經噴淋頭噴在篩孔板上，霧滴與噴淋下來的母液液膜充分混合，一并回流至儲液器母液中，霧化容器中的添加液通過下端連通管道由儲液器中的母液補充，該連通管道中間設有連通閥門。?

具體地，所述的霧化部件采用噴嘴加壓霧化裝置或者超聲霧化裝置。?

所述噴嘴加壓霧化裝置由霧化噴嘴、霧化擋板、導氣管、活塞泵、噴嘴外側夾套層、隔離板組成，所述霧化噴嘴內側呈梯形圓柱面，內部形成截面積逐漸縮小的導氣通道，該導氣通道與外部導氣管一端連接，導氣管另一端與活塞泵連接，導氣通道外側設有雙層夾套，噴嘴導氣通道、內層夾套、外層夾套三者之間依次形成兩個液體引流通道，所述霧化擋板位于霧化噴嘴上方，所述隔離板兩端分別與霧化容器內壁和噴嘴內層夾套緊密連接，將噴嘴外側的霧化容器空間分隔成上下兩部分，空氣通過活塞泵被壓縮，經導氣管進入噴嘴內側通道并在噴嘴出口處高速噴出，遇到霧化噴嘴上方的擋板形成負壓，霧化容器隔離板上方一定量的納米添加液與隔離板下方的一定量的母液被分別吸入噴嘴的兩個引流通道中，避免了被引入噴嘴的流體中添加液比例難以控制，而影響納米流體制備效率的問題，被吸入噴嘴頂端的液體在負壓和高速氣流的撞擊下一起被霧化成微米或亞微米級顆粒。?