CN113828158A - 一种一体式硅溶胶肥料纯化设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及肥料加工设备技术领域，尤其涉及一种一体式硅溶胶肥料纯化设备，包括转配在一起的纯化槽、升降支架和若干透析管膜，所述升降支架可升降地安装在纯化槽上方，各透析管膜分层安装在升降支架上，在各透析管膜的一端连接有进料隔膜泵，在各透析管膜的另一端连接有出料隔膜泵，在纯化槽上连接有透析液循环系统。与现有技术相比，本发明在不扩大设备占地面积的前提下有效提升单台设备的产量；同时，能明显缩短纯化时间，一周期的纯化时间可有原来的270min缩短至170min。另外，升降支架与进料隔膜泵、出料隔膜泵的组合设计，便于实现机械操作，能同时降低出料时间和操作繁琐程度，从而提升产量。
Description
技术领域
本发明涉及肥料加工设备技术领域，尤其涉及一种一体式硅溶胶肥料纯化设备。
背景技术
重金属污染是土壤的主要污染物之一。为控制农田重金属污染，利用纳米硅溶胶叶面生理阻隔剂的拦截及拮抗原理，使重金属富集在根尖、节间关键部位，阻控重金属进入或迁移是一种十分有效的手段；并且，纳米硅溶胶叶面生理阻隔剂还能增加植物体内的硅营养。
纳米硅溶胶的传统生产方法是“离子交换法”、“硅粉一步水解法”等，使用的原料为工业级水玻璃、金属硅粉等，现有的这些原料会带入大量的重金属离子，导致生产得到的纳米硅溶胶的限量重金属镉、汞、砷、铅、铬较多，达不到水溶性肥料NY 1110-2010的重金属限量要求。而且水玻璃含有Na，金属硅粉水解也会用到氢氧化钠，将会导致Na、S、Cl等离子超标严重，肥料中过多的Na、S、Cl对农作物有毒害作用。
膜分离技术是以带有极细孔径的膜作为分离介质，在膜的一侧加以压力推动时，原料侧组分选择性的透过膜，从而达到分离或提纯的目的。它与传统过滤不同在于，膜可以在分子范围内分离，并且该过程是一种纯物理过程，不需发生相的变化或添加剂，具有选择稳定性。依据膜孔径的不同（或截留分子量），可将膜分为微滤膜（MF）、超滤膜（UF）、纳滤膜（NF）和反渗透膜（RO）。
目前，二氧化硅溶胶叶面硅肥的纯化过程主要是去除叶面硅肥产品中的重金属及其他杂质、调节PH等，通过透析的作用去除产品在的重金属及其杂质，由于纳米硅溶胶颗粒较大，被截留在透析袋里，而重金属等离子通过透析袋，渗透到外面的纯净水中，排放流走。如本申请人在先申请的一篇公开号为CN209428142U的中国实用新型专利公开一种叶面硅肥二氧化硅溶胶的纯化设备，包括纯化水槽，所述纯化水槽的一侧外表面设置有排水泵，所述排水泵的上端外表面设置有排水管，所述纯化水槽的上端外表面设置有注水口，所述纯化水槽的内侧外表面设置有注水管，所述注水管的外表面设置有通孔，所述纯化水槽的上端外表面远离注水口的一侧设置有电导率仪，所述纯化水槽的内侧外表面靠近注水管的下方设置有不锈钢方管。该实用新型虽然能够均匀地实现二氧化硅溶胶的纯化，但每完成一次透析还需进行透析槽、透析袋的安装更换，不仅纯化效率低、而且单台设备的产量也极为有限。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种产量大、纯化效率高的一体式硅溶胶肥料纯化设备。
为达到以上目的，本发明采用如下技术方案。
一种一体式硅溶胶肥料的纯化设备，其特征在于，包括转配在一起的纯化槽、升降支架和若干透析管膜，所述升降支架可升降地安装在所述纯化槽上方，各所述透析管膜分层安装在所述升降支架上，在各所述透析管膜的一端连接有进料隔膜泵，在各所述透析管膜的另一端连接有出料隔膜泵，在所述纯化槽上连接有透析液循环系统。
工作时，包括以下步骤：1）通过所述进料隔膜泵为各所述透析管膜投料；2）通过所述升降支架将投料完成的各所述透析管膜浸没在所述纯化槽的透析液液面以下；3）启动所述透析液循环系统使所述纯化槽内的透析液流动；4）纯化完成后，通过所述升降支架将各所述透析管膜抬出到所述纯化槽的液面上方；5）通过所述出料隔膜泵将各所述透析管膜中纯化后的硅溶胶肥料取出；6）对各所述透析管膜进行清洗，清洗完成后进入下一投料步骤。
更为优选的是，所述透析液循环系统包括与所述纯化槽连接的循环管道和安装在所述循环管道上的循环水泵。
更为优选的是，在所述升降支架连接有升降气缸，所述升降支架的升降动力由所述升降气缸提供；在所述纯化槽的周围设有防护罩。
更为优选的是，所述升降支架包括内外嵌套设计的多层支架，在各层支架上分别设有若干所述透析管膜。
更为优选的是，在所述升降支架上连接有角度微调机构，所述角度微调机构用来调节所述透析管膜的倾斜角度；在纯化完成后，通过所述角度微调机构使各所述透析管膜呈进料端高、出料端低的倾斜设置，这时，所述透析管膜内的硅溶胶肥料在自身作用下向出料端流动；在对所述透析管膜进行清洗时，也保持各所述透析管膜的倾斜设置。
更为优选的是，所述角度微调机构为丝杠结构，所述升降支架的一端铰接于所述丝杠机构的滑块上，所述升降支架的另一端也为铰接安装；所述透析管膜与所述升降支架固定。
当需要微调所述透析管膜的倾斜角度时，通过所述丝杠机构抬起所述升降支架的一端、使所述升降支架倾斜。
更为优选的是，所述透析管膜的安装结构为：在所述透析管膜外套设刚性网管，所述刚性网管通过若干间隔排布的支撑块安装到所述升降支架上。
更为优选的是所述刚性网管的网眼密度为1～4目、网线直径约1.0±0.1mm；所述支撑块为PVC件。
更为优选的是，在各所述透析管膜的端部分别设有管道控制阀，所述管道控制阀用来控制相应管道的通断；当某一透析管膜发生故障时，通过相应的所述管道控制阀来关闭该透析管膜所对应的管道。
更为优选的是，在所述纯化槽内设有流速表、pH计和电导率计，所述流速表用来检测纯化过程中透析液的流速变化，从而进行反馈控制，所述pH计和所述电导率计用来检测纯化过程中透析液的水质变化。
本发明的有益效果如下。
一、通过将透析管膜设置成多层结构，在不扩大设备占地面积的前提下有效提升单台设备的产量。
二、通过在纯化槽上连接透析液循环系统，在纯化过程中，同时进行透析液的循环流动，能明显缩短纯化时间，一周期的纯化时间可有原来的270min缩短至170min。
三、升降支架与进料隔膜泵、出料隔膜泵的组合设计，便于实现机械操作，能同时降低出料时间和操作繁琐程度，从而提升产量。
附图说明
图1所示为本发明提供的一体式硅溶胶肥料纯化设备的结构示意图。
图2所示为透析管膜的安装示意图。
图3所示为透析管膜与刚性网管的装配示意图。
图4所示为本发明提供的一体式硅溶胶肥料纯化设备的俯视图。
附图标记说明。
1：纯化槽，2：升降支架，3：透析管膜，4：进料隔膜泵，5：出料隔膜泵，6：升降气缸，7：防护罩，8：角度微调机构，9：刚性网管，10：支撑块，11：管道控制阀，12：滚轮，13：升降支脚。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向” 、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。
此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本发明描述中，“至少”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除另有明确规定和限定，如有术语“组装”、“相连”、“连接”术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是机械连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本发明中的具体含义。
在发明中，除非另有规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅是表示第一特征水平高度高于第二特征的高度。第一特征在第二特征 “之上”、“之下”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。
下面结合说明书的附图，对本发明的具体实施方式作进一步的描述，使本发明的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。下面通过参考附图描述实施例是示例性的，旨在解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
如图1所示，一种一体式硅溶胶肥料的纯化设备，包括转配在一起的纯化槽1、升降支架2和若干透析管膜3，所述升降支架2可升降地安装在所述纯化槽1上方，各所述透析管膜3分层安装在所述升降支架2上，在各所述透析管膜3的一端连接有进料隔膜泵4，在各所述透析管膜3的另一端连接有出料隔膜泵5，在所述纯化槽1上连接有透析液循环系统。
其中，所述透析液优选为纯水。所述透析液循环系统包括与所述纯化槽1连接的循环管道和安装在所述循环管道上的循环水泵。
本实施例提供的一种一体式硅溶胶肥料的纯化设备，其工作原理为：1）通过所述进料隔膜泵4为各所述透析管膜3投料；2）通过所述升降支架2将投料完成的各所述透析管膜3浸没在所述纯化槽1的透析液液面以下；3）启动所述循环水泵使所述纯化槽1内的透析液流动，进而使各所述透析管膜3外表面的透析液流动；4）纯化完成后，通过所述升降支架2将各所述透析管膜3伸出到所述纯化槽1的液面上方；5）通过所述出料隔膜泵5将各所述透析管膜中纯化后的硅溶胶肥料取出；6）对各所述透析管膜进行清洗，清洗完成后进入下一投料步骤。
与现有技术相比，本实施例提供的一种一体式硅溶胶肥料的纯化设备具有以下优势：1）通过将透析管膜3设置成多层结构，在不扩大设备占地面积的前提下有效提升单台设备的产量。2）通过在纯化槽1上连接透析液循环系统，能明显缩短纯化时间，一周期的纯化时间可有原来的270min缩短至170min。3）升降支架2与进料隔膜泵4、出料隔膜泵5的组合设计，便于实现机械操作，能同时降低出料时间和操作繁琐程度，从而提升产量。
本实施例中，优选在所述升降支架2连接有升降气缸6，所述升降支架2的升降动力由所述升降气缸6来提供，升降速度快、一步到位。优选地，在所述纯化槽1的周围还设有防护罩7，避免升价支架2在升降过程中导致的透析液溅出。在一些实施方式中，所述升降支架2的的升降动力也可以由直线电机或丝杠机构等其他动力机构来提供，不限于本实施例。
本实施例中，优选所述升降支架2包括内外嵌套设计的多层支架，在各层支架上分别设有若干所述透析管膜3。这样设计的好处是：可以最大限度的提高单台设备的产量。在一些实施方式中，也可以将各层支架的尺寸设置成一致，不限于本实施例。
本实施例中，在所述升降支架2上还连接有角度微调机构8，所述角度微调机构8用来调节所述透析管膜3的倾斜角度。这样，在透析过程中，可以使各所述透析管膜3水平设置，确保透析效果；在纯化完成后，通过所述角度微调机构8使各所述透析管膜3呈进料端高、出料端低的倾斜设置，这时，透析管膜3内的硅溶胶肥料在自身作用下向透析管膜3的出料端流动，便于硅溶胶肥料的取出。在对透析管膜进行清洗时，也保持各所述透析管膜3的倾斜设置，以提高清洗效果及清洗效率。
优选地，所述角度微调机构8为丝杠结构，所述升降支架2的一端铰接于所述丝杠机构的滑块，所述升降支架2的另一端也为铰接安装。当需要微调所述透析管膜3的倾斜角度时，只需通过所述丝杠机构抬起所述升降支架2的一端、使所述升降支架2倾斜即可；而透析管膜3直接与所述升降支架2固定；结构简单，实现方便。
结合图2、图3所示，所述透析管膜3的安装结构为：在所述透析管膜3外套设刚性网管9，所述刚性网管9通过若干间隔排布的支撑块10安装到所述升降支架2上。这样，即可以确保透析效果，又能对透析管膜3起到有效保护，确保透析管膜3的使用寿命。
本实施中，优选所述刚性网管的网眼密度为1～4目，网线直径约1.0±0.1mm；优选所述支撑块10为PVC件，以满足耐酸碱耐腐蚀的要求。
结合图4所示，在各所述透析管膜3的端部分别设有管道控制阀11，所述管道控制阀11用来控制相应管道的通断。在这里，设置管道控制阀11的好处是，这样，当某一透析管膜发生破裂等故障时，可以通过相应的所述管道控制阀来关闭该透析管膜3所对应的管道，避免对其他管道的透析造成影响。
进一步地，在所述纯化槽1内还设有流速表、pH计和电导率计，所述流速表用来检测纯化过程中透析液的流速变化，以便进行反馈控制，所述pH计和所述电导率计用来检测纯化过程中透析液的性质变化（水质变化），以便根据需要对透析液进行更换。
优选地，对应所述纯化槽1设有相应的透析液注入装置和透析液排出装置，所述透析液注入装置和所述透析液排出装置可以通过手动阀或电动阀来控制。
更进一步地，在一体式硅溶胶肥料的纯化设备的底部还安装有滚轮12和升降支脚13，通过所述滚轮12可以十分方便地移动整个纯化设备，通过所述升降支脚13可以对移动到位的纯化设备进行位置固定。
通过上述的结构和原理的描述，所属技术领域的技术人员应当理解，本发明不局限于上述的具体实施方式，在本发明基础上采用本领域公知技术的改进和替代均落在本发明的保护范围，本发明的保护范围应由各权利要求项及其等同物限定之。具体实施方式中未阐述的部分均为现有技术或公知常识。
Claims (10)
1.一种一体式硅溶胶肥料的纯化设备，其特征在于，包括转配在一起的纯化槽、升降支架和若干透析管膜，所述升降支架可升降地安装在所述纯化槽上方，各所述透析管膜分层安装在所述升降支架上，在各所述透析管膜的一端连接有进料隔膜泵，在各所述透析管膜的另一端连接有出料隔膜泵，在所述纯化槽上连接有透析液循环系统；
工作时，包括以下步骤：1）通过所述进料隔膜泵为各所述透析管膜投料；2）通过所述升降支架将投料完成的各所述透析管膜浸没在所述纯化槽的透析液液面以下；3）启动所述透析液循环系统使所述纯化槽内的透析液流动；4）纯化完成后，通过所述升降支架将各所述透析管膜抬出到所述纯化槽的液面上方；5）通过所述出料隔膜泵将各所述透析管膜中纯化后的硅溶胶肥料取出；6）对各所述透析管膜进行清洗，清洗完成后进入下一投料步骤。
2.根据权利要求1所述的一种一体式硅溶胶肥料的纯化设备，其特征在于，所述透析液循环系统包括与所述纯化槽连接的循环管道和安装在所述循环管道上的循环水泵。
3.根据权利要求1所述的一种一体式硅溶胶肥料的纯化设备，其特征在于，在所述升降支架连接有升降气缸，所述升降支架的升降动力由所述升降气缸提供；在所述纯化槽的周围设有防护罩。
4.根据权利要求1所述的一种一体式硅溶胶肥料的纯化设备，其特征在于，所述升降支架包括内外嵌套设计的多层支架，在各层支架上分别设有若干所述透析管膜。
5.根据权利要求1所述的一种一体式硅溶胶肥料的纯化设备，其特征在于，在所述升降支架上连接有角度微调机构，所述角度微调机构用来调节所述透析管膜的倾斜角度；在纯化完成后，通过所述角度微调机构使各所述透析管膜呈进料端高、出料端低的倾斜设置，这时，所述透析管膜内的硅溶胶肥料在自身作用下向出料端流动；在对所述透析管膜进行清洗时，也保持各所述透析管膜的倾斜设置。
6.根据权利要求5所述的一种一体式硅溶胶肥料的纯化设备，其特征在于，所述角度微调机构为丝杠结构，所述升降支架的一端铰接于所述丝杠机构的滑块上，所述升降支架的另一端也为铰接安装；所述透析管膜与所述升降支架固定；
当需要微调所述透析管膜的倾斜角度时，通过所述丝杠机构抬起所述升降支架的一端、使所述升降支架倾斜。
7.根据权利要求1所述的一种一体式硅溶胶肥料的纯化设备，其特征在于，所述透析管膜的安装结构为：在所述透析管膜外套设刚性网管，所述刚性网管通过若干间隔排布的支撑块安装到所述升降支架上。
8.根据权利要求7所述的一种一体式硅溶胶肥料的纯化设备，其特征在于，所述刚性网管的网眼密度为1～4目、网线直径约1.0±0.1mm；所述支撑块为PVC件。
9.根据权利要求1所述的一种一体式硅溶胶肥料的纯化设备，其特征在于，在各所述透析管膜的端部分别设有管道控制阀，所述管道控制阀用来控制相应管道的通断；当某一透析管膜发生故障时，通过相应的所述管道控制阀来关闭该透析管膜所对应的管道。
10.根据权利要求1所述的一种一体式硅溶胶肥料的纯化设备，其特征在于，在所述纯化槽内设有流速表、pH计和电导率计，所述流速表用来检测纯化过程中透析液的流速变化，从而进行反馈控制，所述pH计和所述电导率计用来检测纯化过程中透析液的水质变化。
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