用于制备纳米乳液的多转子处理装置及其用途的制作方法

本发明涉及纳米乳液的制备，具体地说，本发明涉及用于制备纳米乳液的多转子处理装置及其用途。

背景技术：

纳米乳液(乳状液)具有广泛的用途，例如，将润滑油制成纳米乳液(纳米润滑油)，可以有效地提高润滑油的性能和使用寿命。

传统的纳米乳液的制备方法是将两种互不相溶的液体在表面活性剂的作用下形成乳液，在微泡中经成核、聚结、团聚、热处理后得纳米粒子。上述这些方法是低效、高成本的，从而限制了纳米乳液的广泛应用。

本发明利用多转子搅拌器产生高速涡旋环境，通过物理和化学反应将两种或两种以上互不混溶的液体制成纳米乳液，从而实现了大批量的纳米乳液的制备。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种用于制备纳米乳液的多转子处理装置。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明的装置为：在主鸽笼式套筒内设置多个转子系统，每个转子系统包括副齿轮、副鸽笼式套筒、旋转刀头、刀头套筒；每个副齿轮与主齿轮啮合，并驱动旋转刀头转动；主齿轮由马达驱动；主鸽笼式套筒和副鸽笼式套筒分别有顶盖和底盖。

上述装置构成三种类型的隔室，第一种由主鸽笼式套筒、其顶盖和底盖围成，其容纳多个转子系统，在其顶盖和底盖上有与每个转子系统对应的孔；第二种由副鸽笼式套筒、其顶盖和底盖围成，其容纳刀头套筒，在其顶盖和底盖上分别有与刀头套筒直径匹配的开孔；第三种由刀头套筒围成，其容纳用于搅拌的旋转刀头，没有顶盖和底盖。

所述套筒均为绕轴转动的圆柱形旋转体，筒壁上存在镂空的孔或条纹。马达转速为5,000至11,000rpm，高速旋转时会产生非常强的涡旋。马达驱动主齿轮，主齿轮带动副齿轮以主齿轮大约1.5～3倍的速率旋转。当副齿轮旋转时，旋转刀头会以与副齿轮同样的速率转动。

旋转刀头被刀头套筒环绕，所述刀头套筒的壁上有不同类型和大小的镂空的孔或条纹，如图3所示。孔或条纹的类型和大小与乳液颗粒的大小有关。本发明的装置可以用于制备5微米至50微米的乳液。

旋转刀头的刀口边缘与刀头径向有一定的偏斜度，其角度为图4所示的α角，优选为95～105度，特别优选100度。所述装置可以用不锈钢、铝合金、铜和/或钛制造，优选用不锈钢制造。

本发明提供的多转子搅拌处理装置的使用方法为：使待处理乳液进入刀口套筒，例如通过刀口套筒下方的开口进入刀口套筒；开动马达，主齿轮旋转，带动副齿轮旋转，副齿轮驱动旋转刀头转动；处理后的乳液流出刀头套筒，收集后检测是否达到质量标准。

本发明的装置可用于制备纳米润滑油。当制备纳米润滑油时，先向润滑基础油(base oil)中加入纳米添加剂，例如NIS公司生产的NanoLub RC-X添加剂，然后用本发明的多转子搅拌处理装置进行处理。

本发明所达到的有益效果是：

(1)多个转子同时搅拌不仅增加了有效搅拌体积，还能对乳液施加强剪切、高紊流搅拌；

(2)装置结构简单紧凑，制造成本低，使用方便灵活；

(3)可进行乳液的批量或连续供给，便于进行大量乳液的制备。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为所述装置的构造示意图；图中标号为：101－马达；102－主齿轮；103－副齿轮；104－旋转刀头；105－副鸽笼式套筒；106－主鸽笼式套筒；107－副鸽笼式套筒底盖；108－主鸽笼式套筒顶盖；109－刀头套筒。

图2为主齿轮与三个副齿轮的关系示意图，其中标记2和3指的分别是主齿轮和副齿轮的齿。

图3为刀头套筒的示意图，其中标记9指的是套筒侧壁的镂空的孔或条纹。

图4为旋转刀头与刀头套筒示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

下面以用三转子搅拌处理装置制备纳米润滑油为例对本发明作进一步说明。

如图1所示，在主鸽笼式套筒106内设置三个转子系统，每个转子系统包括副齿轮103、副鸽笼式套筒105、旋转刀头104、刀头套筒109。每个副齿轮103与主齿轮102啮合，并驱动旋转刀头104转动；主齿轮102由马达101驱动。主鸽笼式套筒有顶盖和底盖，顶盖和底盖上分别有与三个转子系统对应的开孔。

上文所述的三种隔室的体积比为：

1刀头套筒隔室与副鸽笼式套筒隔室之比为15％；

2刀头套筒隔室与主鸽笼式套筒隔室之比为0.45％；

3副鸽笼式套筒隔室与主鸽笼式套筒隔室之比为3％。

副鸽笼式套筒105为绕轴转动的圆柱形旋转体，侧壁也有镂空的通孔。

如图2所示，三个转子系统中的副齿轮103按等边三角形方式环绕主齿轮102。马达驱动主齿轮带动副齿轮以主齿轮两倍的速率旋转。

旋转刀头的刀口边缘与刀头径向的偏斜度的角度α为100度。刀头的高度为18mm，刀头套筒的高度为25.5mm。

使用时，根据产品说明书，向润滑基底油中添加NanoLub RC-X纳米添加剂。令加入纳米添加剂的润滑基础油从刀头套筒109隔室的底部开口中流入，从副鸽笼式套筒隔室中流出，再经过主鸽笼式套筒隔室，最后流入储液罐。在此期间，开动马达101，转速为10,000rpm。

马达驱动主齿轮102旋转，由主齿轮102带动副齿轮103旋转，与副齿轮103连接的旋转刀头104以相同的速率旋转，连续旋转搅拌制造大量乳液。

检测收集到的经过处理的乳液，证实本发明装置产生了合格的纳米润滑油。

图2为主齿轮与三个副齿轮的关系示意图，其中标记2和3指的分别是主齿轮和副齿轮的齿。

图3为刀头套筒的示意图，其中标记9指的是套筒侧壁的镂空的孔或条纹。

图4为旋转刀头与刀头套筒示意图。

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。