[發(fā)明專利]一種電子超聲納米微粒懸浮液分散裝置及方法

有效

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• 申請日: 2018-11-19
• 公開（公告）號: CN109569391B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張蓮芝;吳張永;郭翠霞;蔡曉明;王瑞;張曉龍;龍威
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號: B01F11/02
• 分類號: B01F11/02;B01F3/12;B01F13/00;B01J2/30
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1.一種電子超聲納米微粒懸浮液分散裝置，其特征在于，包括分散槽(1)、一個以上的超聲波換能器Ⅰ(2)、一個以上的超聲波換能器II(3)、電纜(4)、超聲波發(fā)生器(5)、控制器(6)、電機(jī)(7)、聯(lián)軸器(9)、電子發(fā)生器(10)、攪拌軸(11)、攪拌槳(12)；

所述一個以上的超聲波換能器Ⅰ(2)、一個以上的超聲波換能器II(3)分別安裝在分散槽(1)的底面或側(cè)面，且一個以上的超聲波換能器Ⅰ(2)、一個以上的超聲波換能器II(3)分別通過電纜(4)與超聲波發(fā)生器(5)連接，所述電機(jī)(7)通過支架固定在分散槽(1)的上方，所述電機(jī)(7)的電機(jī)軸(8)與聯(lián)軸器(9)通過螺紋連接，聯(lián)軸器(9)與攪拌軸(11)的頂部通過螺栓連接，攪拌軸(11)的底部伸入分散槽(1)內(nèi)，所述攪拌軸(11)內(nèi)部設(shè)有中空腔體，中空腔體的底部設(shè)有孔，所述電子發(fā)生器(10)位于攪拌軸(11)的中空腔體內(nèi)，且電子發(fā)生器(10)與聯(lián)軸器(9)的下端連接，攪拌軸(11)的底部與攪拌槳(12)連接，所述控制器(6)分別與一個以上的超聲波換能器Ⅰ(2)、一個以上的超聲波換能器II(3)、超聲波發(fā)生器(5)連接，所述電子發(fā)生器(10)通過電纜(4)與超聲波發(fā)生器(5)連接；

所述電子發(fā)生器(10)包括金屬絲(13)、金屬板(14)、聚焦極(15)和聚焦線圈(16)、絕緣殼、絕緣板；所述絕緣殼內(nèi)設(shè)有金屬絲(13)、金屬板(14)、聚焦極(15)、聚焦線圈(16)和絕緣板，所述金屬絲(13)、聚焦線圈(16)分別通過電纜(4)與超聲波發(fā)生器(5)連接，所述聚焦極(15)與金屬絲(13)并聯(lián)連接，所述金屬板(14)通過絕緣板固定于絕緣殼內(nèi)，且金屬板(14)上開有孔，所述聚焦線圈(16)為一組銅制線圈，聚焦極(15)的中間空隙、金屬板(14)上的孔、聚焦線圈(16)的中間空隙，三者對齊位于同一直線上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子超聲納米微粒懸浮液分散裝置，其特征在于：所述金屬絲(13)為鎢絲，直徑為0.5～1mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子超聲納米微粒懸浮液分散裝置，其特征在于：所述攪拌軸(11)內(nèi)部的中空腔體為倒圓錐形結(jié)構(gòu)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子超聲納米微粒懸浮液分散裝置，其特征在于：所述攪拌軸(11)的底部通過鍵和緊定螺釘與攪拌槳(12)連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子超聲納米微粒懸浮液分散裝置，其特征在于：所述控制器(6)包括CPU、超聲波換能器驅(qū)動電路，所述CPU與超聲波換能器驅(qū)動電路電連接，所述超聲波換能器驅(qū)動電路包括次級多抽頭匹配變壓器、數(shù)字電感串聯(lián)匹配網(wǎng)絡(luò)、超聲波換能器電壓有效值檢測原件和超聲波換能器電流電壓相位差的檢測原件，所述次級多抽頭匹配變壓器包括初級線圈和次級多抽頭線圈，次級多抽頭匹配變壓器的初級線圈與超聲波發(fā)生器(5)連接，次級多抽頭匹配變壓器的任意一個抽頭次級線圈與數(shù)字電感匹配網(wǎng)絡(luò)連接后再依次與一個以上的超聲波換能器Ⅰ(2)、一個以上的超聲波換能器II(3)串聯(lián)，所述超聲波換能器電壓有效值檢測原件和超聲波換能器電流電壓相位差的檢測原件，分別并接于一個以上的超聲波換能器Ⅰ(2)、一個以上的超聲波換能器II(3)與數(shù)字電感串聯(lián)匹配網(wǎng)絡(luò)之間，用于將一個以上的超聲波換能器Ⅰ(2)、一個以上的超聲波換能器II(3)的電壓有效值和電壓與電流的相位差實時反饋給數(shù)字電感匹配網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行匹配調(diào)節(jié)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子超聲納米微粒懸浮液分散裝置，其特征在于：所述電機(jī)軸(8)和聯(lián)軸器(9)上分別開有供導(dǎo)線穿過的孔。

7.權(quán)利要求1～6任一所述的電子超聲納米微粒懸浮液分散裝置進(jìn)行分散的方法，其特征在于，具體步驟如下：

將已加入去離子水的燒杯置入分散槽(1)中，啟動電子超聲波分散裝置，選擇工作方式，接著向燒杯加入表面活性劑，啟動電機(jī)(7)讓攪拌槳(12)攪拌活性劑混合液直至活性劑全部溶解，然后將待分散的納米顆粒加入到燒杯中，同時啟動電子發(fā)生器(10)，此時電子發(fā)生器(10)的金屬絲(13)的表面產(chǎn)生大量的熱電子，熱電子在聚焦極(15)和加速電場的作用下從金屬板(14)的孔中穿出，在聚焦線圈(16)聚束后，經(jīng)攪拌軸(11)的內(nèi)腔射入懸浮液并依附于懸浮液顆粒表面，使顆粒間具有相互排斥的作用力，此時在攪拌作用下表面活性劑能最大限度地包覆單個納米顆粒，使微粒懸浮液的分散效果達(dá)最佳狀態(tài)。