CN111013458B - 一种蓝底相金红石型钛白粉的生产设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及化工领域，具体公开了蓝底相金红石型钛白粉的生产设备，其包括搅拌筒体、设置于搅拌筒体外周的烘干筒体；在烘干筒体外周的下部设有气流腔；搅拌筒体转动连接在座体上，烘干筒体固定在座体上；搅拌筒体内设有搅拌桨，且搅拌桨与座体固定，搅拌筒体的内壁上固定有螺旋导料片；搅拌筒体的上部的外壁上固定有扇叶，扇叶的下方设有将搅拌筒体内部和烘干筒体连通的出料孔，扇叶的上方设有固定在烘干筒体侧壁上的电热丝；烘干筒体的下方设有网板，烘干腔和气流腔通过网板连通，气流腔内设有使气流从烘干筒体内向气流腔流动的导气机构。该设备可同时对原料进行搅拌和干燥，从而提高搅拌和干燥效率。

Description

一种蓝底相金红石型钛白粉的生产设备

技术领域

本发明涉及化工领域，具体涉及蓝底相金红石型钛白粉的生产设备。

背景技术

钛白粉被认为是目前世界上性能最好的一种白色颜料，钛白粉的主要成分是TiO2,化学性质稳定，在一般情况下与大部分物质不发生反应。在自然界中二氧化钛有三种结晶：板钛型、锐钛和金红石型，板钛型是不稳定的晶型，无工业利用价值，锐钛型(Anatase)简称A 型，和金红石型(Rutile)简称R型，都具有稳定的晶格，是重要的白色颜料和瓷器釉料，与其他白色颜料比较有优越的白度、着色力、遮盖力、耐候性、耐热性和化学稳定性，特别是钛白粉没有毒性。

钛白粉的主要应用领域：涂料、塑料、油墨、造纸；钛白粉在橡胶行业中既作为着色剂，又具有补强、防老化、填充作用；在白色和彩色橡胶制品中加入钛白粉，在日光照射下，耐日晒，不开裂、不变色，伸展率大及耐酸碱。橡胶用钛白粉，主要用于汽车轮胎以及胶鞋、橡胶地板、手套、运动器材等，一般以锐钛型为主，但用于汽车轮胎生产，常加入一定量的金红石型产品，以增强抗臭氧和抗紫外线能力；钛白粉在化妆品中应用也日趋广泛，由于钛白粉无毒，远比铅白优越，各种香粉几乎都用钛白粉来代替铅白和锌白，香粉中只须加入5％-8％的钛白粉就可以得到永久白色，使香料更滑腻，有附着力、吸收力和遮盖力，在水粉和冷霜中钛白粉可减弱油腻及透明的感觉。

目前在生产一些复合钛白粉时，其工序中包括将原料进行混合、干燥，然后在进行粉碎，目前所采用的原料主要有硫酸钡和钛白粉等。目前的生产设备中，并没有针对复合钛白粉生产原料混合、干燥的专用设备，从而导致生产线较长，混合、烘干效率低下。

发明内容

本发明的目的在于提供蓝底相金红石型钛白粉的生产设备，以提高钛白粉生产过程中原料混合、干燥的效率。

蓝底相金红石型钛白粉的生产设备包括搅拌筒体、设置于搅拌筒体外周的烘干筒体；在烘干筒体外周的下部设有气流腔；所述搅拌筒体转动连接在座体上，所述烘干筒体固定在座体上，座体上设有驱动搅拌筒体正转和反转的驱动机构；所述搅拌筒体内设有搅拌桨，且搅拌桨与座体固定，搅拌筒体的内壁上固定有螺旋导料片；所述搅拌筒体和烘干筒体之间为烘干腔，搅拌筒体的上部的外壁上固定有扇叶，扇叶的下方设有将搅拌筒体内部和烘干腔连通的出料孔，扇叶的上方设有固定在烘干筒体侧壁上的电热丝；烘干筒体的下方设有网板，烘干腔和气流腔通过网板连通，气流腔内设有使气流从烘干腔向气流腔流动的导气机构。

本方案的技术原理在于：

在钛白粉生产过程中，需要对原料进行混合、干燥，然后粉碎。在本技术方案中，通过将各类原料投入到搅拌筒体内，然后通过驱动机构带动搅拌筒体正转；由于在搅拌筒体的内壁上固定有螺旋导料片，当搅拌筒体正转时，螺旋导料片具有向上送料的作用；而当搅拌筒体反转时，螺旋导料片具有向下送料的作用；但由于原料只能聚集在搅拌筒体的底部，因此在搅拌筒体反转的情况下，螺旋导料片对搅拌筒体内的原料具有搅拌作用。

将原料投入搅拌筒体内并驱动搅拌筒体反转，由于搅拌筒体和原料之间存在一定的摩擦，搅拌筒体将带动原料转动；且由于搅拌筒体与原料之间又存在一定的相对运动，因此螺旋导料片对原料起到搅拌作用；而原料跟随搅拌筒体转动将导致原料与搅拌桨形成相对运动，因此搅拌桨叶对原料产生搅拌作用；从而在螺旋导料片和搅拌桨的配合作用下可实现原料的混合。

完成原料的混合后，通过驱动机构驱动搅拌筒体正转；由于原料会跟随搅拌筒体转动，因此原料将受到离心力的作用并向搅拌筒体的侧壁靠近，从而螺旋导料片将推动原料向上运动。另外，搅拌筒体转动将带动扇叶转动，使得烘干腔内形成向上流动的气流；在原料向上运动至出料孔处时，在离心力和烘干腔内的气流作用下，原料将被吸入烘干腔内。

在搅拌筒体反转对其内的原料进行搅拌的过程中，扇叶转动将使烘干腔内形成向下流动的气流，且将电热丝连通电源，则烘干桶内形成高温气流。另外，导气机构将使气流从烘干腔向气流腔流动，从而有利于热气流经过原料，以加速原料的烘干。

本方案的有益效果在于：

(1)通过控制搅拌筒体的正转和反转，可以实现搅拌筒体内部原料的搅拌以及将原料送入烘干腔内；且搅拌桶转动带动扇叶转动，在烘干腔内形成气流，该气流配合搅拌筒体转动使原料具有的离心力，可以加速将原料吸入烘干腔内。

(2)在搅拌筒体反转对原料进行搅拌的过程中，扇叶转动使得烘干腔内形成向下流动的气流，使得热气流经过原料，有利于加速原料内水分的蒸发。

优选方案一：作为对基础方案的进一步优化，所述导气机构包括与搅拌筒体固定的缸体，缸体沿搅拌筒体的径向设置；缸体内设有第一活塞，第一活塞上固定有伸出缸体的活塞杆，烘干筒体的侧壁上固定有多个凸轮，凸轮沿烘干筒体的周向均匀分布，且活塞杆的端部与凸轮相抵；第一活塞上设有进气单向阀和排气单向阀，第一活塞在缸体内往复运动，气流腔内的气流将通过缸体排出。

在优选方案一中，在搅拌筒体转动的过程中，搅拌筒体将带动缸体的转动；由于活塞杆与凸轮相抵，因此在搅拌筒体转动过程中，第一活塞将在缸体内往复运动；从而气流腔内的空气将经过进气单向阀进入缸体内，然后在经过排气单向阀排出缸体，使得气流腔内的空气不断排出；则烘干腔的空气将经过原料进入气流腔内。

优选方案二：作为对优选方案一的进一步优化，所述搅拌筒体的外壁的下部固定有搅拌叶。

在优选方案二中，搅拌筒体转动将带动搅拌叶转动，从而使得搅拌叶对烘干腔内的原料也具有搅拌作用；一方面可以进一步混合原料，而另一方面对原料进行翻动，可以提升原料的烘干效率。

优选方案三：作为对优选方案二的进一步优化，所述搅拌筒体的底部设有与搅拌筒体同轴设置的储气腔，储气腔内设有第二活塞和与第二活塞连接的弹簧；储气腔的侧壁内设有盲孔，盲孔内设有楔块和与楔块相抵的弹簧，楔块的楔面朝向上方，第二活塞的侧壁与楔块相抵，第二活塞向上运动使第二活塞的下沿与楔面相抵时，楔块从盲孔中伸出；楔块内设有导气孔，搅拌筒体的下部设有排气孔，楔块从盲孔中伸出使储气腔和搅拌筒体的下部空间通过导气孔和排气孔连通；储气腔的侧壁上设有对第二活塞限位的限位棱，所述排气单向阀的出气端与储气腔连通。

在优选方案三中，从缸体内排出的气体将聚集在储气腔中，从而储气腔内的压力将不断增大，储气腔内的压力增大将推动第二活塞向上运动；在储气腔内的压力较小时，楔块与第二活塞的侧壁相抵并隐藏在盲孔内，而当储气腔内的压力达到一定值时，第二活塞越过楔块使得楔块从盲孔内伸出，因此储气腔和搅拌筒体连通并迅速将储气腔内的气体释放到搅拌筒体内，高速流动的气流对原料产生推力，从而对原料具有松散作用。

另外，楔块的楔面与第二活塞配合，楔块对第一活塞的下行具有一定阻挡作用，从而有利于储气腔内完全泄压后，第二活塞再克服楔块的阻挡向下运动。限位棱对第二活塞进行限位，可保证楔块与第二活塞的侧壁相抵。

优选方案四：作为对优选方案三的进一步优化，所述排气孔内设有铁丝网；通过设置铁丝网可以避免原料进入排气孔内，导致排气孔堵塞。

优选方案五：作为对优选方案四的进一步优化，所述排气孔至搅拌筒体侧壁的距离小于排气孔至搅拌叶的距离。由于螺旋导料片在搅拌原料的同时，螺旋叶片还对原料具有挤压的作用；而螺旋导料片设置固定在搅拌筒体的内壁上，因此靠近搅拌筒体的侧壁的原料容易变得紧实，排气孔设置得靠近搅拌筒体的侧壁有利于松散搅拌筒体边缘的原料。

优选方案六：作为对优选方案五的进一步优化，所述储气腔内设有干燥剂；由于进入储气腔内的空气含有水气，通过设置干燥剂可以吸收水气，从而避免水气进入搅拌筒体内。

附图说明

图1为本发明实施例的示意图；

图2为图1中A部分的放大图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：座体10、搅拌筒体20、螺旋导料片21、出料孔22、传动齿轮23、排气孔24、烘干筒体30、烘干腔31、电热丝32、扇叶33、搅拌叶34、网板35、气流腔40、凸轮41、搅拌桨50、储气腔60、第二活塞61、限位棱62、楔块63、导气孔64、缸体70、第一活塞71、进气单向阀72、排气单向阀73、活塞杆74。

实施例基本如附图1所示：

蓝底相金红石型钛白粉的生产设备主要包括座体10、搅拌筒体20和烘干筒体30，座体 10通过地脚螺栓固定在地面上，搅拌筒体20与座体10转动连接，烘干筒体30套设于搅拌筒体20外，且搅拌筒体20与烘干筒体30同轴设置。烘干筒体30内设有搅拌桨50，搅拌桨50包括支撑轴和桨叶，桨叶分布在支撑轴的上部；支撑轴的下端贯穿搅拌筒体20的底部和座体10，支撑轴与搅拌筒体20同轴设置，且搅拌筒体20的下端与座体10固定。搅拌筒体 20的底部焊接有套管，套管套设在支撑轴外周，且套管与支撑轴同轴设置；套管的下端焊接有传动齿轮23，座体10上通过螺栓固定安装有伺服电机，伺服电机的输出轴上键连接有驱动齿轮；驱动齿轮与传动齿轮23啮合，从而启动伺服电机，伺服电机可以驱动搅拌筒体20 转动。

搅拌筒体20的内壁上焊接有螺旋导料片21，当向搅拌筒体20内投入物料并使搅拌筒体 20转动，由于物料与搅拌筒体20之间的摩擦力，物料将跟随搅拌筒体20转动，从而使得物料受到离心力作用并靠近搅拌筒体20的侧壁。且物料与搅拌筒体20之间又存在相对运动，因此在搅拌筒体20正转时，螺旋导料片21将推动物料向上移动，而搅拌筒体20反向转动，则螺旋导料片21将向下挤压物料。

烘干筒体30固定在座体10上，且烘干筒体30与搅拌筒体20之间构成烘干腔31，烘干腔31的顶部设有网罩，网罩固定在烘干筒体30的顶部以将烘干腔31的顶部罩住。在烘干筒体30上部的内壁上固定有电热丝32，电热丝32的下方设有扇叶33，扇叶33固定在搅拌筒体20的外壁上；在扇叶33的下方在搅拌筒体20的侧壁上设有出料孔22，出料孔22将搅拌筒体20内部和烘干腔31连通。另外，在搅拌筒体20转动时，扇叶33将驱动烘干腔31 内的气流流动，当搅拌筒体20正转时，扇叶33驱动烘干腔31内的空气形成向上流动的气流；而当搅拌筒体20反转时，扇叶33将驱动烘干腔31内形成向下流动的气流。

烘干腔31下部的外周设有气流腔40，气流腔40和烘干腔31通过网板35隔开；网板35上设有若干网孔，烘干腔31内的物料不能通过网孔进入气流腔40内，而气流则可通过网孔进入气流腔40内。在搅拌筒体20外壁的下部焊接有搅拌叶34，搅拌叶34与网板35相对。

在烘干筒体30的底部设有导气机构和储气腔60；导气机构包括缸体70和设置在缸体 70内的第一活塞71，缸体70沿搅拌筒体20的径向设置并与搅拌筒体20固定。缸体70的一端开口以供第一活塞71安装到缸体70内，缸体70的开口端延伸到气流腔40内。在气流腔40的外周的侧壁上固定有多个凸轮41，凸轮41成半圆形并与气流腔40的侧壁上平滑过渡；凸轮41沿气流腔40的周向均匀分布，从而形成一个环形的凸轮41带。第一活塞71上固定有活塞杆74，活塞杆74从缸体70的开口端延伸出；在缸体70的底部和第一活塞71 之间设有压簧，在压簧的挤压力作用下，活塞杆74始终与凸轮41的表面接触。第一活塞71 上安装有进气单向阀72，进气单向阀72的进气端与气流腔40连通，进气单向阀72的出气端与缸体70连通；缸体70的底部设有排气单向阀73，排气单向阀73的进气端与缸体70 连通，而排气单向阀73的出气端与储气腔60连通。

如图2所示，储气腔60沿支撑轴的外周设置成环形的腔体，储气腔60的上部设有第二活塞61，第二活塞61的上方设有压簧，该压簧抵在第二活塞61上。在储气腔60内侧的侧壁上设有限位棱62，限位棱62可对第二活塞61进行限位，从而使得第二活塞61仅可在限位棱62的上方滑动。在储气腔60的外侧壁上设有盲孔，盲孔沿储气腔60的径向设置，盲孔的底部设有弹簧腔，盲孔内设有可在盲孔内伸缩的楔块63，弹簧腔内设有压簧与楔块63 相抵；另外，盲孔的侧壁上设有挡块，挡块通过螺钉与盲孔的侧壁固定，挡块用于对楔块63 限位，以使得仅有楔块63的楔面可以伸出盲孔。楔块63内设有导气孔64，楔块63的上方设有与搅拌筒体20底部连通的排气孔24，使得排气孔24靠近搅拌筒体20的侧壁，且排气孔24的顶部设有铁丝网。当楔块63的楔面从盲孔内伸出，导气孔64和排气孔24连通使得储气腔60和搅拌筒体20连通。具体的，当储气腔60内的压力较小时，在第二活塞61上方的压簧的作用下，第二活塞61与限位棱62相抵，此时楔块63与第二活塞61的侧壁相抵，从而楔块63隐藏在盲孔内，搅拌筒体20和储气腔60也无法连通。而当储气腔60内的压力增大到一定值时，该压力将使第二活塞61向上移动，楔块63与第二活塞61的侧壁脱离配合后，楔块63的楔面从盲孔内伸出，则搅拌筒体20与储气腔60连通，储气腔60内的空气将迅速溢出，使得储气腔60内的压力降低；且由于第二活塞61底部的边沿与楔面相抵，从而在第二活塞61上方的压簧的作用下，第二活塞61再次向下运动与限位棱62相抵，而楔块63也将被挤压会盲孔内。另外，在储气腔60内还设有干燥剂。

具体实施过程如下：

在本实施例中的蓝底相钛白粉的生产过程中，需要对原材料硫酸钡、钛白粉进行混合、干燥和二次粉碎；在本实施例中，硫酸钡、钛白粉均采用粉末状原料，将原料投入到搅拌筒体20内；然后启动伺服电机带动搅拌筒体20反转，则在螺旋导料片21和搅拌桨50的作用下，将原料硫酸钡和钛白粉混合。完成原料混合后，通过伺服电机驱动搅拌筒体20正转，则原料将向上推动物料；由于原料受到的离心力和烘干腔31内气流的影响下，原料在被推送到出料口时，原料将被吸入到烘干腔31内。

搅拌筒体20在搅拌内部的原料时，还可对烘干腔31内的原料进行二次搅拌和烘干。搅拌筒体20反转的过程中，电热丝32接通电源加热周围空气，同时扇叶33转动形成向下流动的气流将热气流向底部的原料推送。另外，搅拌筒体20转动使得活塞杆74周期性地与凸轮41接触，因此第一活塞71将在缸体70内连续往复运动，以将气流腔40的空气不断泵入储气腔60内，从而烘干腔31内的空气将不断向气流腔40流动，从而使热空气经过原料，以提升烘干效率。

储腔内的压力达到一定值后，第二活塞61向上运动使得储气腔60和搅拌筒体20连通，从而气流将急速通过排气孔24进入搅拌筒体20的底部；由于原料为粉末状，气流具有冲散原料的作用，避免原料结块。完成混合和烘干后，再对原料进行二次粉碎以获得更细腻的钛白粉。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (5)

1.蓝底相金红石型钛白粉的生产设备，其特征在于：包括搅拌筒体、设置于搅拌筒体外周的烘干筒体；在烘干筒体外周的下部设有气流腔；所述搅拌筒体转动连接在座体上，所述烘干筒体固定在座体上，座体上设有驱动搅拌筒体正转和反转的驱动机构；所述搅拌筒体内设有搅拌桨，且搅拌桨与座体固定，搅拌筒体的内壁上固定有螺旋导料片；所述搅拌筒体和烘干筒体之间为烘干腔，搅拌筒体的上部的外壁上固定有扇叶，扇叶的下方设有将搅拌筒体内部和烘干腔连通的出料孔，扇叶的上方设有固定在烘干筒体侧壁上的电热丝；烘干筒体的下方设有网板，烘干腔和气流腔通过网板连通，气流腔内设有使气流从烘干腔向气流腔流动的导气机构；所述导气机构包括与搅拌筒体固定的缸体，缸体沿搅拌筒体的径向设置；缸体内设有第一活塞，缸体的底部和第一活塞之间设有压簧，第一活塞上固定有伸出缸体的活塞杆，烘干筒体的侧壁上固定有多个凸轮，凸轮沿烘干筒体的周向均匀分布，且活塞杆的端部与凸轮相抵；第一活塞上设有进气单向阀和排气单向阀，第一活塞在缸体内往复运动，气流腔内的气流将通过缸体排出；所述搅拌筒体的底部设有与搅拌筒体同轴设置的储气腔，储气腔沿支撑轴的外周设置成环形的腔体，储气腔内设有第二活塞和与第二活塞连接的弹簧；储气腔的侧壁内设有盲孔，盲孔内设有楔块和与楔块相抵的弹簧，楔块的楔面朝向上方，第二活塞的侧壁与楔块相抵，第二活塞向上运动使第二活塞的下沿与楔面相抵时，楔块从盲孔中伸出；楔块内设有导气孔，搅拌筒体的下部设有排气孔，楔块从盲孔中伸出使储气腔和搅拌筒体的下部空间通过导气孔和排气孔连通；储气腔的侧壁上设有对第二活塞限位的限位棱，第二活塞与限位棱相抵时楔块与第二活塞的侧壁相抵，则楔块隐藏在盲孔内，所述排气单向阀的出气端与储气腔连通。

2.根据权利要求1所述的蓝底相金红石型钛白粉的生产设备，其特征在于：所述搅拌筒体的外壁的下部固定有搅拌叶。

3.根据权利要求2所述的蓝底相金红石型钛白粉的生产设备，其特征在于：所述排气孔内设有铁丝网。

4.根据权利要求3所述的蓝底相金红石型钛白粉的生产设备，其特征在于：所述排气孔至搅拌筒体侧壁的距离小于排气孔至搅拌叶的距离。

5.根据权利要求4所述的蓝底相金红石型钛白粉的生产设备，其特征在于：所述储气腔内设有干燥剂。

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