CN114682181A - 一种基于活塞往复的轨道式微胶囊自动化成型装置 - Google Patents

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张志萍
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胡兵
张洋
张全国
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左日辉
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    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J13/00Colloid chemistry, e.g. the production of colloidal materials or their solutions, not otherwise provided for; Making microcapsules or microballoons
    • B01J13/02Making microcapsules or microballoons
    • B01J13/06Making microcapsules or microballoons by phase separation
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Abstract

本发明涉及一种基于活塞往复的轨道式微胶囊自动化成型装置,属于环境修复中的固定化技术领域,包括一种基于活塞往复的轨道式微胶囊自动化成型装置,包括:微胶囊成型与分离单元;轨道移动单元,安装在所述微胶囊成型与分离单元上;挤压单元,安装在所述轨道移动单元上;驱动单元,安装在所述挤压单元上。本发明通过将电力驱动与曲轴连杆活塞往复运动结合起来,并创造性的利用自动化循环式轨道延长微胶囊固化时长,设计出了一种基于活塞往复的轨道式微胶囊自动化成型装置,实现了海藻酸钠微胶囊的规模化自动成型,为高效节能的环境修复提供了技术支持。

Description

一种基于活塞往复的轨道式微胶囊自动化成型装置
技术领域
本发明涉及环境修复中的固定化技术领域,具体是一种基于活塞往复的轨道式微胶囊自动化成型装置。
背景技术
近年以来,中国城市化进程促进了经济繁荣发展,与此同时也产生了一系列环境问题,对环境治理造成了极大的威胁。在寻求经济高质量发展的道路上,环境污染问题日益突出,亟须进一步遏制和改善。土地资源和水资源作为与人类赖以生存息息相关的必要条件,在环境污染的威胁下,正面临着严峻的考验。近年来,针对土壤和水源的治理修复,固定化技术被广泛应用。
固定化技术广泛应用于环境污染治理方面的研究,主要的治理对象为难处理的有机废水及重金属污染的废水,同时研究还涉及到大气和土壤的污染治理。其中海藻酸钠包埋法因普适性强成为固定化技术较为常用的方法。海藻酸钠包埋法指将芯材与海藻酸钠溶液混合均匀后,滴入含有阳离子Ca2+、Sr2+或Ba2+的交联剂中,通过离子交换,形成微胶囊,从而将芯材固定在其中。海藻酸钠微胶囊的实验室制作一般是通过注射器挤压海藻酸钠溶液,以小滴的形式交联制备。但由于人为操作的影响,制作出的微胶囊均匀度和稳定性都无法得到保证,产出效率极其低下,在耗时耗力的同时显然无法满足量产的需求。微胶囊成型装置的开发是海藻酸钠包埋技术研究从实验室向实际生产转化的关键环节。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于活塞往复的轨道式微胶囊自动化成型装置,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种基于活塞往复的轨道式微胶囊自动化成型装置,包括:
微胶囊成型与分离单元,用于形成微胶囊并将微胶囊分离出来;
轨道移动单元,安装在所述微胶囊成型与分离单元上,用于相对微胶囊成型与分离单元均匀移动;
挤压单元,安装在所述轨道移动单元上,用于随轨道移动单元相对微胶囊成型与分离单元均匀移动,并向微胶囊成型与分离单元提供均匀稳定的海藻酸钠与芯材混合液;
驱动单元,安装在所述挤压单元上,用于驱动轨道移动单元和挤压单元。
作为本发明的进一步技术方案,所述微胶囊成型与分离单元包括:
方形反应器,用于盛放使微胶囊离子交换成型与固化的交联剂;
过滤网,内嵌在所述方形反应器内,用于将成型后的微胶囊与交联剂分离。
作为本发明的更进一步技术方案,所述微胶囊成型与分离单元还包括:
第一挡板,固定安装在所述方形反应器的一端;
第二挡板,固定安装在所述方形反应器远离第一挡板的一端;
卡槽,开设在所述方形反应器内并与过滤网相配合。
作为本发明的再进一步技术方案,所述轨道移动单元包括:
轨道,安装在所述方形反应器上;
腔体,一端设有进料口,另一端安装有有孔底板;
前轮,安装在所述腔体一端并与轨道相配合;
后轮,安装在所述腔体远离前轮的一端并与轨道相配合;
第一微触开关,安装在所述腔体靠近第一挡板的一端,用于控制前轮在轨道上转向;
第二微触开关,安装在所述腔体靠近第二挡板的一端,用于控制后轮在轨道上转向。
作为本发明的再进一步技术方案,所述挤压单元包括:
活塞,安装在所述腔体内并与其滑动连接;
曲轴,一端通过连杆所述活塞转动连接;
空心支撑杆,固定安装在所述腔体上;
第一转动轴,安装在所述空心支撑杆内,一端与驱动单元相连,另一端安装有齿轮组;
第二传动轴,安装在所述空心支撑杆内,一端与所述齿轮组相连,另一端与所述曲轴相连。
作为本发明的再进一步技术方案,所述驱动单元包括:
第一电机,固定安装在所述腔体上并与第一传动轴相连,用于驱动活塞在腔体内进行往复运动;
第二电机,固定安装在所述腔体上并通过第一微触开关与前轮相连;
第三电机,固定安装在所述腔体上并通过第二微触开关与后轮相连;
电池槽,固定安装在所述腔体上,用于安装电池;
总开关,安装在所述腔体上。
作为本发明的再进一步技术方案,所述腔体、第一电机、第二电机和第三电机表面均设有保护层。
作为本发明的再进一步技术方案,所述腔体由透明材料制成。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:通过将电力驱动与曲轴连杆活塞往复运动结合起来,并创造性的利用自动化循环式轨道延长微胶囊固化时长,设计出了一种基于活塞往复的轨道式微胶囊自动化成型装置,实现了海藻酸钠微胶囊的规模化自动成型,为高效节能的环境修复提供了技术支持。
附图说明
图1为基于活塞往复的轨道式微胶囊自动化成型装置的结构示意图;
图2为基于活塞往复的轨道式微胶囊自动化成型装置的主视剖面图;
图3为基于活塞往复的轨道式微胶囊自动化成型装置的俯视剖面图;
图4为基于活塞往复的轨道式微胶囊自动化成型装置的工作状态图;
图5为基于活塞往复的轨道式微胶囊自动化成型装置的电路图。
图中:A-驱动单元、B-挤压单元、C-微胶囊成型与分离单元、D-轨道移动单元、1-电池槽、2-总开关、3-第一电机、4-第二电机、5-第三电机、6-空心支撑杆、7-第一传动轴、8-齿轮组、9-第二传动轴、10-曲轴、11-连杆、12-活塞、13-腔体、14-进料口、15-有孔底板、16-保护层、17-第一微触开关、18-第二微触开关、19-前轮、20-后轮、21-轨道、22-方形反应器、23-第一挡板、24-第二挡板、25-卡槽、26-分离滤网、27-海藻酸钠与芯材混合液、28-微胶囊。
具体实施方式
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。
本发明实施例是这样实现的,如图1至图4所示的基于活塞往复的轨道式微胶囊自动化成型装置,包括:
微胶囊成型与分离单元C,用于形成微胶囊28并将微胶囊28分离出来;
轨道移动单元D,安装在所述微胶囊成型与分离单元C上,用于相对微胶囊成型与分离单元C均匀移动;
挤压单元B,安装在所述轨道移动单元D上,用于随轨道移动单元D相对微胶囊成型与分离单元C均匀移动,并向微胶囊成型与分离单元C提供均匀稳定的海藻酸钠与芯材混合液27;
驱动单元A,安装在所述挤压单元B上,用于驱动轨道移动单元D和挤压单元B。
本发明在实际应用时,通过驱动单元A带着轨道移动单元D进行移动,配合挤压单元B的将海藻酸钠与芯材混合液27均匀加入微胶囊成型与分离单元C,实现了海藻酸钠微胶囊28的规模化自动成型,提高制作微胶囊28的效率,易于分离成型微胶囊28,防止微胶囊28粘连,保证微胶囊28的均匀度和稳定性,为高效节能的环境修复提供了技术支持。
如图2、图3所示,作为本发明一个优选的实施例,所述微胶囊成型与分离单元C包括:
方形反应器22,用于盛放使微胶囊28离子交换成型与固化的交联剂;
过滤网,内嵌在所述方形反应器22内,用于将成型后的微胶囊28与交联剂分离;
第一挡板23,固定安装在所述方形反应器22的一端;
第二挡板24,固定安装在所述方形反应器22远离第一挡板23的一端;
卡槽25,开设在所述方形反应器22内并与过滤网相配合。
在本实施例的一种情况中,方形反应器22内部设有卡槽25,用于放置分离滤网26,当方形反应器22中的微胶囊28固化成型后,可将分离滤网26从卡槽25中取出,此时,交联剂留在方形反应器22中,微胶囊28被分离滤网26滤出,第一挡板23和第二挡板24设置在两端用于限位,保证运行稳定。
如图2、图3所示,作为本发明另一个优选的实施例,所述轨道移动单元D包括:
轨道21,安装在所述方形反应器22上;
腔体13,一端设有进料口14,另一端安装有有孔底板15;
前轮19,安装在所述腔体13一端并与轨道21相配合;
后轮20,安装在所述腔体13远离前轮19的一端并与轨道21相配合;
第一微触开关17,安装在所述腔体13靠近第一挡板23的一端,用于控制前轮19在轨道21上转向;
第二微触开关18,安装在所述腔体13靠近第二挡板24的一端,用于控制后轮20在轨道21上转向。
在本实施例的一种情况中,腔体13为小车结构,腔体13上部设有进料口14,用于投入海藻酸钠与芯材混合液27,底部设有可拆卸有孔底板15,方便混合液均匀通过,更换不同孔径底板可以控制微胶囊28粒径;腔体13为透明材料,可以清晰的观察到活塞12运动状态,腔体13外部由保护层16包裹,防止底板和电机受到外部损伤;保护层16左右两侧分别设有第一微触开关17和第二微触开关18,第一微触开关17控制前轮19的运动,第二微触开关18控制后轮20的运动;轨道21在方形反应器22长边的上沿,控制小车移动路径,方形反应器22短边上沿设置的第一挡板23和第二挡板24负责启动和关闭第一微触开关17和第二微触开关18。
如图2、图4所示,作为本发明另一个优选的实施例,所述挤压单元B包括:
活塞12,安装在所述腔体13内并与其滑动连接;
曲轴10,一端通过连杆11所述活塞12转动连接;
空心支撑杆6,固定安装在所述腔体13上;
第一转动轴,安装在所述空心支撑杆6内,一端与驱动单元A相连,另一端安装有齿轮组8;
第二传动轴9,安装在所述空心支撑杆6内,一端与所述齿轮组8相连,另一端与所述曲轴10相连。
在本实施例的一种情况中,驱动件连接空心支撑杆6内部的第一传动轴7,第一传动轴7通过齿轮组8连接第二传动轴9,第二传动轴9连接曲轴10和连杆11,连杆11传动于活塞12,使活塞12在腔体13内进行上下往复运动。
如图2至图5所示,作为本发明另一个优选的实施例,所述驱动单元A包括:
第一电机3,固定安装在所述腔体13上并与第一传动轴7相连,用于驱动活塞12在腔体13内进行往复运动;
第二电机4,固定安装在所述腔体13上并通过第一微触开关17与前轮19相连;
第三电机5,固定安装在所述腔体13上并通过第二微触开关18与后轮20相连;
电池槽1,固定安装在所述腔体13上,用于安装电池;
总开关2,安装在所述腔体13上。
在本实施例的一种情况中,电池槽1放置电池作为电源,总开关2连接第一电机3,第一电机3连接空心支撑杆6内部的第一传动轴7,第一微触开关17连接第二电机4,控制前轮19的运动,第二微触开关18连接第三电机5,控制后轮20的运动;具体请参阅图5,总开关2与电源串联,控制整个装置的驱动,第一电机3仅由总开关2控制,第二电机4与第三电机5由双开双控开关的第一微触开关17与第二微触开关18并联在电路中,当第一微触开关17打开时,电路A联通,第二电机4工作,电路B断开,第三电机5不工作,第二微触开关18打开时,电路B联通,第三电机5工作,电路A断开,第二电机4不工作。
工作原理:轨道21式小车从方形反应器22在轨道21两端启动,此时,曲轴10与连杆11将活塞12提至最高处,从进料口14将海藻酸钠与芯材混合液27投入腔体13;小车启动后,活塞12以一定速率在腔体13内向下运动,将海藻酸钠与芯材混合液27通过有孔底板15以水滴状均匀推入方形反应器22,海藻酸钠与芯材混合液27在方形反应器22中与交联剂进行离子交换,形成微胶囊28。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种基于活塞往复的轨道式微胶囊自动化成型装置,其特征在于,包括:
微胶囊成型与分离单元,用于形成微胶囊并将微胶囊分离出来;
轨道移动单元,安装在所述微胶囊成型与分离单元上,用于相对微胶囊成型与分离单元均匀移动;
挤压单元,安装在所述轨道移动单元上,用于随轨道移动单元相对微胶囊成型与分离单元均匀移动,并向微胶囊成型与分离单元提供均匀稳定的海藻酸钠与芯材混合液;
驱动单元,安装在所述挤压单元上,用于驱动轨道移动单元和挤压单元。
2.根据权利要求1所述的基于活塞往复的轨道式微胶囊自动化成型装置,其特征在于,所述微胶囊成型与分离单元包括:
方形反应器,用于盛放使微胶囊离子交换成型与固化的交联剂;
过滤网,内嵌在所述方形反应器内,用于将成型后的微胶囊与交联剂分离。
3.根据权利要求2所述的基于活塞往复的轨道式微胶囊自动化成型装置,其特征在于,所述微胶囊成型与分离单元还包括:
第一挡板,固定安装在所述方形反应器的一端;
第二挡板,固定安装在所述方形反应器远离第一挡板的一端;
卡槽,开设在所述方形反应器内并与过滤网相配合。
4.根据权利要求2所述的基于活塞往复的轨道式微胶囊自动化成型装置,其特征在于,所述轨道移动单元包括:
轨道,安装在所述方形反应器上;
腔体,一端设有进料口,另一端安装有有孔底板;
前轮,安装在所述腔体一端并与轨道相配合;
后轮,安装在所述腔体远离前轮的一端并与轨道相配合;
第一微触开关,安装在所述腔体靠近第一挡板的一端,用于控制前轮在轨道上转向;
第二微触开关,安装在所述腔体靠近第二挡板的一端,用于控制后轮在轨道上转向。
5.根据权利要求4所述的基于活塞往复的轨道式微胶囊自动化成型装置,其特征在于,所述挤压单元包括:
活塞,安装在所述腔体内并与其滑动连接;
曲轴,一端通过连杆所述活塞转动连接;
空心支撑杆,固定安装在所述腔体上;
第一转动轴,安装在所述空心支撑杆内,一端与驱动单元相连,另一端安装有齿轮组;
第二传动轴,安装在所述空心支撑杆内,一端与所述齿轮组相连,另一端与所述曲轴相连。
6.根据权利要求4所述的基于活塞往复的轨道式微胶囊自动化成型装置,其特征在于,所述驱动单元包括:
第一电机,固定安装在所述腔体上并与第一传动轴相连,用于驱动活塞在腔体内进行往复运动;
第二电机,固定安装在所述腔体上并通过第一微触开关与前轮相连;
第三电机,固定安装在所述腔体上并通过第二微触开关与后轮相连;
电池槽,固定安装在所述腔体上,用于安装电池;
总开关,安装在所述腔体上。
7.根据权利要求6所述的基于活塞往复的轨道式微胶囊自动化成型装置,其特征在于,所述腔体、第一电机、第二电机和第三电机表面均设有保护层。
8.根据权利要求7所述的基于活塞往复的轨道式微胶囊自动化成型装置,其特征在于,所述腔体由透明材料制成。
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