一种高精度微通道反应器的制备方法

1.本发明涉及微通道反应器制备技术领域，特别涉及一种高精度微通道反应器的制备方法。


背景技术：

2.微反应技术，即在化学反应过程中，采用微反应器代替传统的反应器进行化学反应的工艺技术；微反应器包括微换热器、微混合器以及微控制器，是一种利用微加工技术和精密加工技术制造的具有微结构的管道式微型反应器，微反应器的核心部分是微通道芯片。
3.目前市场上的微通道芯片主要以金属基和玻璃基材料为主，其先通过刻蚀技术、微细放电加工、高能束加工、liga工艺等加工出微结构和微部件，然后再通过键合、高能束焊接、扩散焊接和粘接等进行连接组装，在对两片微结构进行连接时，由于加工精度等问题，会导致对接的微通道发生错位变形，从而影响反应的精确进行，而对于sic陶瓷微通道芯片，微通道结构主要通过机械刻槽形式进行加工，通道表面粗糙度较高，无法保证反应时通道内流体以平流形式流动，对于较细通道将会产生较大不利影响，为此，本技术公开了一种高精度微通道反应器的制备方法来满足人们需求。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供一种高精度微通道反应器的制备方法，以解决上述背景技术中提出由于加工精度等问题，会导致芯片的微通道表面粗糙度较高，以及在对接时会使得微通道发生错位变形，从而影响反应的精确进行的问题。
5.为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种高精度微通道反应器的制备方法，该方法包括：
6.s1、基于浆体特性和微通道芯片结构，建立激光强度、打印扫描速率、打印层厚与打印精度之间的关系模型，优化打印路径；
7.s2、将打印路径规划和材料相结合，通过使用光固化成型一体化设备以无支撑方式一体打印制备出高精度微通道反应器芯片坯体；
8.s3、基于成型坯体微通道结构特点及浆料物化特性，对坯体进行脱脂烧结，制得高精度微通道反应器芯片成品。
9.所述光固化成型一体化设备包括设备本体和固化槽，所述设备本体的底部内壁上安装有储液箱，所述固化槽的底部与所述储液箱的顶部共同安装有回收管，所述储液箱的周侧内壁上共同安装有相适配的倾斜网板，所述储液箱的侧部安装有两个安装柱，两个所述安装柱的端部共同安装有空心加注筒，所述空心加注筒的底部和侧部分别安装有进料管和出料管，所述进料管的端部安装在所述储液箱的侧部上，所述出料管的端部安装在所述固化槽的侧部上，所述进料管和所述出料管上均固设有单向阀，所述储液箱的侧部安装有双轴伸电机，所述双轴伸电机的输出轴一端安装有偏心挤压轮，所述空心加注筒内滑动安
装有相匹配的加注活塞，所述加注活塞的顶部安装有加注滑杆，所述加注滑杆的顶端延伸至所述空心加注筒外并安装有与所述偏心挤压轮底部相贴合的抵触挡板，所述抵触挡板上安装有弹性抵触单元和竖直导向单元，所述双轴伸电机的输出轴另一端延伸至所述储液箱内并安装有用于对所述倾斜网板进行自动清理的防堵清理机构。
10.优选的，所述弹性抵触单元包括套设在所述加注滑杆上的抵触弹簧，所述抵触弹簧的两端分别与所述空心加注筒的顶部和所述抵触挡板的底部相贴合。
11.优选的，所述竖直导向单元包括安装在所述抵触挡板底部上的两个竖直导杆，所述空心加注筒的外周侧安装有两个固定凸块，两个所述竖直导杆的底端分别贯穿两个所述固定凸块。
12.优选的，所述防堵清理机构由相连接的刮除组件和敲击组件组成，所述刮除组件包括安装在所述双轴伸电机的输出轴端部上的水平螺杆，所述水平螺杆上螺纹套接有水平移块，所述水平移块相互远离的两侧均安装有安装凸块，两个所述安装凸块的顶部均开设有第一滑孔，两个所述第一滑孔内均滑动安装有挤压滑杆，两个所述挤压滑杆的底端共同安装有与所述倾斜网板顶部相贴合的清洁刮杆，所述清洁刮杆上安装有弹性挤压单元，所述水平移块上安装有水平导向单元，所述水平螺杆与所述敲击组件相连接。
13.优选的，所述弹性挤压单元包括套设在所述挤压滑杆上的挤压弹簧，所述挤压弹簧的两端分别与所述安装凸块的底部和所述清洁刮杆的顶部相贴合。
14.优选的，所述水平导向单元包括安装在所述储液箱侧部内壁上的两个水平导杆，两个所述水平导杆的端部均贯穿所述水平移块并安装在储液箱的另一侧内壁上。
15.优选的，所述敲击组件包括均匀安装在所述倾斜网板底部上的多个u形固定架，多个所述u形固定架的底部均开设有第二滑孔，多个所述第二滑孔内均滑动安装有竖直滑杆，多个所述竖直滑杆的顶端均安装有与所述倾斜网板底部相贴合的敲击块，多个所述竖直滑杆的底端均安装有第一磁铁，多个所述敲击块上均安装有弹性敲击单元，所述储液箱的侧部内壁上转动安装有控制转杆，所述控制转杆的侧部通过连接杆均匀安装有多个与所述第一磁铁相匹配的第二磁铁，所述水平螺杆和所述控制转杆的一端均延伸至所述储液箱外并共同安装有同步转动单元。
16.优选的，所述弹性敲击单元包括套设在所述竖直滑杆上的敲击弹簧，所述敲击弹簧的两端分别与所述u形固定架的底部内壁和所述敲击块的底部相贴合。
17.优选的，所述同步转动单元包括分别安装在所述水平螺杆和所述控制转杆端部上的两个传动带轮，两个所述传动带轮上共同张紧套接有传动皮带。
18.综上，本发明的技术效果和优点：
19.1、本发明中，通过采用3d光固化打印技术制造sic微反应器是一体成型两步完成，不是传统工艺所得到的二维结构的简单叠加，同时省去了通道密封的粘接环节，微通道的尺寸精度和表面质量得到大幅度提高，且通过一体成型烧结，还能提高耐温和耐压性能，具有工艺简单，制造周期短，成品率高、成本低等优点；
20.2、本发明中，通过回收管和储液箱的设置，可对固化槽内的浆体进行回收处理，通过倾斜网板的设置，可对回收的浆体进行过滤处理，能够将打印时产生的碎小颗粒或者因其它原因造成的颗粒过滤掉，避免后续继续使用会对成型制件质量造成影响；
21.3、本发明中，当启动双轴伸电机时，会带动偏心挤压轮偏心转动，在抵触弹簧、竖
直导杆和固定凸块的作用下，会使得抵触挡板随着偏心挤压轮的转动进行上下往复移动，进而可通过加注滑杆带动加注活塞在空心加注筒内上下往复移动，通过进料管、出料管和单向阀的共同配合下，可将储液箱内的回收浆体抽入至固化槽内进行循环再利用，节约了成本；
22.4、本发明中，当双轴伸电机运行时，也会带动水平螺杆转动，水平螺杆转动会通过水平移块、安装凸块、挤压滑杆带动清洁刮杆移动，同时，在挤压弹簧的弹力作用下，会挤压推动清洁刮杆一直紧贴着倾斜网板的上表面进行移动，进而可对倾斜网板的上表面进行自动清洁处理，可有效减少出现倾斜网板被堵塞的情况，确保了倾斜网板的过滤效果；
23.5、本发明中，当水平螺杆转动时，会通过传动带轮、传动皮带、控制转杆、连接杆带动第二磁铁圆周转动，在第一磁铁、竖直滑杆、敲击弹簧的共同作用下，会带动敲击块自动反复敲击在倾斜网板上，进而可使得倾斜网板发生振动，能够将堵塞在网孔中的颗粒杂质弹出，进一步减少出现倾斜网板被堵塞的情况，防堵效果更好。
附图说明
24.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本技术实施例中光固化成型一体化设备的立体结构示意图；
26.图2为本技术实施例中储液箱的局部剖切结构示意图；
27.图3为本技术实施例中另一视角下储液箱的局部剖切结构示意图；
28.图4为本技术实施例中空心加注筒处的局部剖切结构示意图；
29.图5为本技术实施例中水平移块与清洁刮杆连接处的部分放大结构示意图；
30.图6为本技术实施例中u形固定架处的部分放大结构示意图。
31.图中：1、设备本体；2、固化槽；3、储液箱；4、倾斜网板；5、空心加注筒；6、进料管；7、出料管；8、单向阀；9、加注活塞；10、双轴伸电机；11、偏心挤压轮；12、加注滑杆；13、抵触挡板；14、抵触弹簧；15、竖直导杆；16、固定凸块；17、水平螺杆；18、水平移块；19、安装凸块；20、挤压滑杆；21、清洁刮杆；22、挤压弹簧；23、水平导杆；24、u形固定架；25、竖直滑杆；26、敲击块；27、第一磁铁；28、控制转杆；29、第二磁铁；30、敲击弹簧；31、传动带轮；32、传动皮带。
具体实施方式
32.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
33.实施例：一种高精度微通道反应器的制备方法，该方法包括：
34.s1、基于浆体特性和微通道芯片结构，建立激光强度、打印扫描速率、打印层厚与打印精度之间的关系模型，优化打印路径；
35.s2、将打印路径规划和材料相结合，通过使用光固化成型一体化设备以无支撑方式一体打印制备出高精度微通道反应器芯片坯体；
36.s3、基于成型坯体微通道结构特点及浆料物化特性，对坯体进行脱脂烧结，制得高精度微通道反应器芯片成品。
37.基于上述方法，采用3d光固化打印技术制造sic微反应器是一体成型两步完成，不是传统工艺所得到的二维结构的简单叠加，同时省去了通道密封的粘接环节，微通道的尺寸精度和表面质量得到大幅度提高，且通过一体成型烧结，还能提高耐温和耐压性能，具有工艺简单，制造周期短，成品率高、成本低等优点。
38.参考图1-图6所示，光固化成型一体化设备包括设备本体1和固化槽2，设备本体1的底部内壁上安装有储液箱3，固化槽2的底部与储液箱3的顶部共同安装有回收管，需要说明的是，回收管上固设有电磁控制阀；储液箱3的周侧内壁上共同安装有相适配的倾斜网板4，储液箱3的前部安装有与倾斜网板4相匹配的收集盒，储液箱3的侧部安装有两个安装柱，两个安装柱的端部共同安装有空心加注筒5，空心加注筒5的底部和侧部分别安装有进料管6和出料管7，进料管6的端部安装在储液箱3的侧部上，出料管7的端部安装在固化槽2的侧部上，进料管6和出料管7上均固设有单向阀8，储液箱3的侧部安装有双轴伸电机10，双轴伸电机10的输出轴一端安装有偏心挤压轮11，空心加注筒5内滑动安装有相匹配的加注活塞9，加注活塞9的顶部安装有加注滑杆12，加注滑杆12的顶端延伸至空心加注筒5外并安装有与偏心挤压轮11底部相贴合的抵触挡板13，抵触挡板13上安装有弹性抵触单元和竖直导向单元，弹性抵触单元包括套设在加注滑杆12上的抵触弹簧14，抵触弹簧14的两端分别与空心加注筒5的顶部和抵触挡板13的底部相贴合，双轴伸电机10的输出轴另一端延伸至储液箱3内并安装有用于对倾斜网板4进行自动清理的防堵清理机构。
39.借由上述结构，通过回收管和储液箱3的设置，可对固化槽2内的浆体进行回收处理，当启动双轴伸电机10时，会带动偏心挤压轮11偏心转动，此时，在抵触弹簧14的弹力作用下，会挤压抵触挡板13一直紧贴着的偏心挤压轮11的底部进行上下往复移动，进而可通过加注滑杆12带动加注活塞9在空心加注筒5内上下往复移动，通过进料管6、出料管7和单向阀8的共同配合下，可将储液箱3内的回收浆体抽入至固化槽2内进行循环再利用，节约了成本，通过倾斜网板4的设置，可对回收的浆体进行过滤处理，将打印时产生的碎小颗粒或者因其它原因造成的颗粒过滤掉，避免对成型制件质量造成影响。
40.作为本实施例的一种优选的实施方式，竖直导向单元包括安装在抵触挡板13底部上的两个竖直导杆15，空心加注筒5的外周侧安装有两个固定凸块16，两个竖直导杆15的底端分别贯穿两个固定凸块16。这样设置的好处是，可使得抵触挡板13只能竖直上下移动，而不会发生转动偏移的情况，能够有效确保抵触挡板13可以一直随着偏心挤压轮11的转动进行上下往复移动。
41.作为本实施例的一种优选的实施方式，防堵清理机构由相连接的刮除组件和敲击组件组成，刮除组件包括安装在双轴伸电机10的输出轴端部上的水平螺杆17，水平螺杆17上螺纹套接有水平移块18，水平移块18相互远离的两侧均安装有安装凸块19，两个安装凸块19的顶部均开设有第一滑孔，两个第一滑孔内均滑动安装有挤压滑杆20，两个挤压滑杆20的底端共同安装有与倾斜网板4顶部相贴合的清洁刮杆21，清洁刮杆21上安装有弹性挤压单元，水平移块18上安装有水平导向单元，水平螺杆17与敲击组件相连接。这样设置的好
处是，当双轴伸电机10运行时，也会带动水平螺杆17转动，水平螺杆17转动会通过水平移块18、安装凸块19、挤压滑杆20带动清洁刮杆21移动，进而可对倾斜网板4的上表面进行自动清洁处理，有效减少出现倾斜网板4被堵塞的情况，确保了倾斜网板4的过滤效果。
42.在本实施例中，弹性挤压单元包括套设在挤压滑杆20上的挤压弹簧22，挤压弹簧22的两端分别与安装凸块19的底部和清洁刮杆21的顶部相贴合。这样设置的好处是，在挤压弹簧22的弹力作用下，会挤压推动清洁刮杆21一直紧贴着倾斜网板4的上表面进行移动清洁，清洁效果更好。
43.在本实施例中，水平导向单元包括安装在储液箱3侧部内壁上的两个水平导杆23，两个水平导杆23的端部均贯穿水平移块18并安装在储液箱3的另一侧内壁上。这样设置的好处是，可使得水平移块18只能水平来回移动，而不会随着水平螺杆17一起转动，起到了限定导向作用。
44.在本实施例中，敲击组件包括均匀安装在倾斜网板4底部上的多个u形固定架24，多个u形固定架24的底部均开设有第二滑孔，多个第二滑孔内均滑动安装有竖直滑杆25，多个竖直滑杆25的顶端均安装有与倾斜网板4底部相贴合的敲击块26，多个竖直滑杆25的底端均安装有第一磁铁27，多个敲击块26上均安装有弹性敲击单元弹性敲击单元包括套设在竖直滑杆25上的敲击弹簧30，敲击弹簧30的两端分别与u形固定架24的底部内壁和敲击块26的底部相贴合，储液箱3的侧部内壁上转动安装有控制转杆28，控制转杆28的侧部通过连接杆均匀安装有多个与第一磁铁27相匹配的第二磁铁29，水平螺杆17和控制转杆28的一端均延伸至储液箱3外并共同安装有同步转动单元。这样设置的好处是，当控制转杆28转动时，会通过连接杆带动第二磁铁29圆周转动，当第二磁铁29转动至第一磁铁27的正下方时，会吸引第一磁铁27向下移动，使得敲击块26远离倾斜网板4，当第二磁铁29转动至与第一磁铁27相脱离时，在敲击弹簧30的弹力作用下，会挤压推动敲击块26自动复位敲击在倾斜网板4上，进而可使得倾斜网板4发生振动，能够将堵塞在网孔中的颗粒杂质弹出，进一步减少出现倾斜网板4被堵塞的情况，防堵效果更好。
45.在本实施例中，同步转动单元包括分别安装在水平螺杆17和控制转杆28端部上的两个传动带轮31，两个传动带轮31上共同张紧套接有传动皮带32。这样设置的好处是，当水平螺杆17转动时，会带动其中一个传动带轮31转动，在传动皮带32的作用下，会带动另一个传动带轮31和控制转杆28同步转动，起到了传动作用。
46.本发明工作原理：
47.通过回收管和储液箱3的设置，可对固化槽2内的浆体进行回收处理，回收的浆体经过倾斜网板4，可将打印时产生的碎小颗粒或者因其它原因造成的颗粒过滤掉，避免后续继续使用会对成型制件质量造成影响，当需要使用回收浆体时，可启动双轴伸电机10，双轴伸电机10运行会带动偏心挤压轮11偏心转动，在抵触弹簧14、竖直导杆15和固定凸块16的作用下，会使得抵触挡板13一直紧贴着的偏心挤压轮11的底部进行上下往复移动，进而可通过加注滑杆12带动加注活塞9在空心加注筒5内上下往复移动，通过进料管6、出料管7和单向阀8的共同配合下，可将储液箱3内的回收浆体抽入至固化槽2内进行循环再利用，节约了成本。
48.双轴伸电机10运行时也会带动水平螺杆17转动，水平螺杆17转动会通过水平移块18、安装凸块19、挤压滑杆20带动清洁刮杆21移动，进而可对倾斜网板4的上表面进行自动
清洁处理，同时，在挤压弹簧22的弹力作用下，会挤压推动清洁刮杆21一直紧贴着倾斜网板4的上表面进行移动清洁，清洁效果更好，可有效减少出现倾斜网板4被堵塞的情况，确保了倾斜网板4的过滤效果。
49.当水平螺杆17转动时，会通过传动带轮31和传动皮带32带动控制转杆28同步转动，控制转杆28转动会通过连接杆带动第二磁铁29圆周转动，当第二磁铁29转动至第一磁铁27的正下方时，会吸引第一磁铁27向下移动，使得敲击块26远离倾斜网板4，当第二磁铁29转动至与第一磁铁27相脱离时，在敲击弹簧30的弹力作用下，会挤压推动敲击块26自动复位敲击在倾斜网板4上，进而可使得倾斜网板4发生振动，能够将堵塞在网孔中的颗粒杂质弹出，进一步减少出现倾斜网板4被堵塞的情况，防堵效果更好。
50.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。