CN107875961A - 纳米粉体分散系统 - Google Patents

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王春梅
刘国亮
吴丹
范书琼
米诗阳
王秀
朱威
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
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    • B01F33/80—Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/82—Combinations of dissimilar mixers
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Abstract

本发明涉及一种纳米粉体分散系统，包括粗混桶以及溶剂罐，粗混桶设有投料口以及内部设有搅拌器，溶剂罐的出口连接主管道，主管道分为两路，第一路通过第一管道连接在粗混桶的上部，第二路通过第二管道连接有第一缓冲桶；粗混桶的出口通过第三管道连接在第一缓冲桶上部；第一缓冲桶的出口通过第四管道连接于高速乳化机的进口处；高速乳化机的出口通过第六管道连接于第二缓冲桶的上部；第二缓冲桶通过第七管道连接于抽滤单元上。采用了上述系统之后，在保证纳米粉体均匀分散的前提下，能够实现连续式生产提高了纳米粉体分散生产的自动化程度，减少了纳米粉体分散的时间以及人工成本，整套系统操作简单，方便快捷，提高了生产效率。

Description

纳米粉体分散系统
技术领域
本发明涉及纳米膜的生产与制造领域，尤其是涉及一种纳米粉体分散系统。
背景技术
纳米粉体也叫纳米颗粒，一般指尺寸在1～100nm之间的超细粒子，有人称它是超微粒子，它的尺度大于原子簇而又小于一般的微粒。纳米粉体材料由于其个头较小具有比较大的比表面积，它们之间互相吸附容易发生团聚现象，而目前在使用纳米粉体材料时，均需要对其进行分散处理。目前，在生产纳米材料时需要使用到纳米分散设备，而现有的设备有诸多缺陷，在使用过程中操作过于复杂以及分散的时间也较长，从而导致生产效率较低，故而成本相应较高；其是非连续式生产，从而再次增加了时间成本，这极大的限制了纳米材料在生产领域的广泛应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种连续式生产且操作简单的纳米粉体分散系统，它能够节省大量的时间，降低时间成本。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种纳米粉体分散系统，包括粗混桶以及溶剂罐，所述的粗混桶设有投料口以及内部设有搅拌器，所述的溶剂罐的出口连接主管道，所述的主管道分为两路，第一路通过第一管道连接在粗混桶的上部，第二路通过第二管道连接有第一缓冲桶；所述的粗混桶的出口通过第三管道连接在第一缓冲桶上部；所述的第一缓冲桶的出口通过第四管道连接于高速乳化机的进口处；所述的高速乳化机的出口通过第六管道连接于第二缓冲桶的上部；所述的第二缓冲桶通过第七管道连接于抽滤单元上。
进一步具体的，所述的主管道上设有第一阀门以及第一计量泵，所述的第一管道上设有第二阀门，所述的第二管道上设有第三阀门，所述的第三管道上设有第四阀门以及第二计量泵，所述的第四管道上设有第五阀门，所述的第六管道上设有第七阀门，所述的第七管道上设有第八阀门以及第九阀门，在所述的第八阀门与第九阀门之间设有计量罐。
进一步具体的，所述的第一阀门、第四阀门、第五阀门以及第八阀门为手动阀门，所述的第二阀门、第三阀门、第七阀门以及第九阀门为自动阀门。
进一步具体的，所述的高速乳化机的出口通过第五管道连接于第一缓冲桶的上部，在所述的第五管道上设有单向阀，所述的单向阀从高速乳化机到第一缓冲桶的流向通路。
进一步具体的，在所述的第五管道上设有第六阀门，所述的第六阀门为自动阀门。
进一步具体的，所述系统包括用于控制自动阀门开启与关闭以及计量泵动作的控制单元。
进一步具体的，所述的自动阀门采用气动控制阀门。
进一步具体的，在所述的粗混桶的底部设有与控制单元连接的低液位传感器。
进一步具体的，在所述的第二缓冲桶内设有与控制单元连接的高液位传感器。
进一步具体的，在所述的粗混桶底部设有排液口。
本发明的有益效果是：采用了上述系统之后，在保证纳米粉体均匀分散的前提下，能够实现连续式生产提高了纳米粉体分散生产的自动化程度，减少了纳米粉体分散的时间以及人工成本，整套系统操作简单，方便快捷，提高了生产效率。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中：1、溶剂罐；2、粗混桶；3、投料口；4、搅拌器；5、主管道；6、第一管道；7、第二管道；8、第一缓冲桶；9、第三管道；10、第四管道；11、高速乳化机；12、第六管道；13、第二缓冲桶；14、第七管道；15、第一阀门；16、第一计量泵；17、第二阀门；18、第三阀门；19、第四阀门；20、第二计量泵；21、第五阀门；22、第七阀门；23、第八阀门；24、第九阀门；25、计量罐；26、第五管道；27、单向阀；28、第六阀门；29、低液位传感器；30、高液位传感器；31、排液口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1所示一种纳米粉体分散系统，包括粗混桶2以及溶剂罐1，所述的粗混桶2设有投料口3以及内部设有搅拌器4，所述的溶剂罐1的出口连接主管道5，所述的主管道5分为两路，第一路通过第一管道6连接在粗混桶2的上部，第二路通过第二管道7连接有第一缓冲桶8；所述的粗混桶2的出口通过第三管道9连接在第一缓冲桶8上部；所述的第一缓冲桶8的出口通过第四管道10连接于高速乳化机11的进口处；所述的高速乳化机11的出口通过第六管道12连接于第二缓冲桶13的上部；所述的第二缓冲桶13通过第七管道14连接于抽滤单元上。
溶剂罐1内的溶剂通过主管道5以及第一管道6进入到粗混桶2的内，纳米粉体通过投料口3被投入粗混桶2内，通过粗混桶2内部的搅拌器4将溶剂与纳米粉体初次混合，配制成为高浓度的溶液；高浓度的溶液通过第三管道9进入第一缓冲桶8内，溶剂继续通过第二管道7进入第一缓冲桶8内与高浓度的溶液继续混合后暂存；混合后的溶液通过第四管道10进入到高速乳化机11，溶液在高速乳化机11内进行最终的均匀分散，分散后的溶液通过第六管道12进入到第二缓冲桶13内暂存，之后通过第七管道14进入抽滤单元内加压抽滤成膜。
以上述系统为基础，为了更加方便的进行溶液浓度的控制，在其对应的管道上增加各种阀门以及计量泵。所述的主管道5上设有第一阀门15以及第一计量泵16，所述的第一管道6上设有第二阀门17，所述的第二管道7上设有第三阀门18，所述的第三管道9上设有第四阀门19以及第二计量泵20，所述的第四管道10上设有第五阀门21，所述的第六管道12上设有第七阀门22，所述的第七管道14上设有第八阀门23以及第九阀门24，在所述的第八阀门23与第九阀门24之间设有计量罐25。在使用过程中，通过阀门和计量泵控制混合后溶液的浓度。
进一步，所述的第一阀门15、第四阀门19、第五阀门21以及第八阀门23为手动阀门，所述的第二阀门17、第三阀门18、第七阀门22以及第九阀门24为自动阀门并且自动阀门采用气动式。所述系统包括用于控制自动阀门开启与关闭以及计量泵动作的控制单元。同时，可以在粗混桶2内设置低液位传感器29，在第二缓冲桶13内设置高液位传感器30，低液位传感器29与高液位传感器30将液位信号传递给控制单元，控制单元控制自动阀门以及计量泵。通过手动打开第一阀门15开通主管道5，通过控制单元打开第二阀门17与第三阀门18，溶剂通过第二阀门17进入粗混桶2同时从第二管道7上的第三阀门18进入第一缓冲桶8；粗混桶2内混合后的溶液通过第四阀门19(手动打开)与第二计量泵20进入到第一缓冲桶8内混合，第一缓冲桶8内的溶液通过第五阀门21(手动打开)进入到高速乳化机11，之后从高速乳化机11出口通过第七阀门22进入第二缓冲桶13，第二缓冲桶13的溶液依次通过第八阀门23(手动打开)、计量罐25以及第九阀门24进入抽滤单元内。在运转的同时，粗混桶2的低液位传感器29感应到液位较低时，通过控制第二阀门17以及第一计量泵16加大溶剂的投入；在第二缓冲桶13内的溶液高于高液位传感器30时，控制单元控制第七阀门22关闭，停止输送溶液。也可以给第一缓冲桶8、第二缓冲桶13以及粗混桶2内同时加上高液位与低液位的传感器，能够更好的进行控制。
在上述停止给第二缓冲桶13输送溶液后，管道内的溶液将不再流动，容易使得分散后的纳米粉体再次团聚，故高速乳化机11的出口通过第五管道26连接于第一缓冲桶8的上部，在所述的第五管道26上设有单向阀27，所述的单向阀27从高速乳化机11到第一缓冲桶的流向通路；在所述的第五管道26上设有第六阀门28，所述的第六阀门28为自动阀门。当控制单元控制第七阀门22关闭时，同时开启第六阀门28，使得高速乳化机11的出口通过单向阀27与第六阀门28进入到第一缓冲桶8内，第一缓冲桶8内的溶液再次进入高速乳化机11内形成回路，使得溶液始终在进行分散储存的过程，保证分散后的溶液不会发生团聚，并且可以随时取用。
在使用较长时间后需要对粗混桶2进行清理，通过其底部设置的排液口31将残余液体排出后，可方便停机清理。
上述的手动阀门均可以采用自动阀门代替，同时也可以同过控制单元进行精密控制，能够完全实现自动化生产，节省大量人力和物力。控制单元采用PLC控制程序就可以实现。
采用该套分散系统不仅能保证纳米粉体的均匀分散，而且能提高自动化的程度，提高生产效率。
需要强调的是：以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种纳米粉体分散系统，包括粗混桶(2)以及溶剂罐(1)，所述的粗混桶(2)设有投料口(3)以及内部设有搅拌器(4)，其特征在于，所述的溶剂罐(1)的出口连接主管道(5)，所述的主管道(5)分为两路，第一路通过第一管道(6)连接在粗混桶(2)的上部，第二路通过第二管道(7)连接有第一缓冲桶(8)；所述的粗混桶(2)的出口通过第三管道(9)连接在第一缓冲桶(8)上部；所述的第一缓冲桶(8)的出口通过第四管道(10)连接于高速乳化机(11)的进口处；所述的高速乳化机(11)的出口通过第六管道(12)连接于第二缓冲桶(13)的上部；所述的第二缓冲桶(13)通过第七管道(14)连接于抽滤单元上。
2.根据权利要求1所述的纳米粉体分散系统，其特征在于，所述的主管道(5)上设有第一阀门(15)以及第一计量泵(16)，所述的第一管道(6)上设有第二阀门(17)，所述的第二管道(7)上设有第三阀门(18)，所述的第三管道(9)上设有第四阀门(19)以及第二计量泵(20)，所述的第四管道(10)上设有第五阀门(21)，所述的第六管道(12)上设有第七阀门(22)，所述的第七管道(14)上设有第八阀门(23)以及第九阀门(24)，在所述的第八阀门(23)与第九阀门(24)之间设有计量罐(25)。
3.根据权利要求2所述的纳米粉体分散系统，其特征在于，所述的第一阀门(15)、第四阀门(19)、第五阀门(21)以及第八阀门(23)为手动阀门，所述的第二阀门(17)、第三阀门(18)、第七阀门(22)以及第九阀门(24)为自动阀门。
4.根据权利要求1所述的纳米粉体分散系统，其特征在于，所述的高速乳化机(11)的出口通过第五管道(26)连接于第一缓冲桶(8)的上部，在所述的第五管道(26)上设有单向阀(27)，所述的单向阀(27)从高速乳化机(11)到第一缓冲桶(8)的流向通路。
5.根据权利要求4所述的纳米粉体分散系统，其特征在于，在所述的第五管道(26)上设有第六阀门(28)，所述的第六阀门(28)为自动阀门。
6.根据权利要求3或5所述的纳米粉体分散系统，其特征在于，所述系统包括用于控制自动阀门开启与关闭以及计量泵动作的控制单元。
7.根据权利要求3或5所述的纳米粉体分散系统，其特征在于，所述的自动阀门采用气动控制阀门。
8.根据权利要求6所述的纳米粉体分散系统，其特征在于，在所述的粗混桶(2)的底部设有与控制单元连接的低液位传感器(29)。
9.根据权利要求6所述的纳米粉体分散系统，其特征在于，在所述的第二缓冲桶(13)内设有与控制单元连接的高液位传感器(30)。
10.根据权利要求1所述的纳米粉体分散系统，其特征在于，在所述的粗混桶(2)底部设有排液口(31)。
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