CN115138287B - 一种钛白粉喷雾式无机包膜系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于钛白粉生产技术领域，具体涉及一种钛白粉喷雾式无机包膜系统。本发明反应罐体内设置有喷雾系统和基料分散系统，基料分散系统包括搅拌机构和用于使基料形成中空状基料液幕的基料分散机构，喷雾系统喷出的包膜剂形成包膜剂液面，中空状基料液幕与包膜剂液面相配合，基料分散系统的进料端连接有基料进料管，出料端设置在喷雾系统的上方，喷雾系统连接有酸碱性包膜剂给料系统，反应罐体的出料口设置在喷雾系统的下方，料浆出料管连接有料浆再入系统，料浆再入系统、酸碱性包膜剂给料系统、基料分散系统和喷雾系统均通信连接有控制系统。本发明通过基料分散系统和喷雾系统配合解决了包膜剂不能均匀与基料接触，包膜效果不理想的问题。
Description
技术领域
本发明属于钛白粉生产技术领域，具体涉及一种钛白粉喷雾式无机包膜系统。
背景技术
二氧化钛具有稳定的物理、化学性质，优良的光学、电学性质，以及优异的颜料性能。但是，由于钛白粉存在光学活性，在日光照射下使其晶格上的氧离子失去两个电子变成氧原子，放出的电子被Ti4+捕获还原成Ti3+，造成成品粉化、失光、变色和耐候性降低等。为改变上述缺陷，根据颜料性能要求，选取铝、硅、锆和钛的水合氧化物进行湿法包膜掩盖光化学缺陷，提高了钛白粉的颜料性能。
现目前的钛白粉包膜反应装置主要由包膜剂进料管、罐体、搅拌器组成。添加包膜剂时往往通过竖直设立的包膜剂进料管进行添加，包膜剂添加过于集中不利于扩散包覆；也有装置添加多个进料口或圆盘喷洒式进行包膜剂添加，却也只能将包膜剂分散于料浆上层，使药剂反应不充分，包膜效果不理想。再者，现有包膜装置进行多种包膜剂包膜时难以满足需求，包覆不同晶型铝膜时受限于包膜剂分散不均、混匀不易，包膜效果不理想。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供了一种钛白粉喷雾式无机包膜系统。
本发明采用的技术方案如下：
一种钛白粉喷雾式无机包膜系统，包括反应罐体，所述反应罐体内设置有喷雾系统和基料分散系统，所述基料分散系统包括搅拌机构和用于使基料形成中空状基料液幕的基料分散机构，所述基料分散系统的进料端连接有基料进料管，出料端设置在喷雾系统的上方，所述喷雾系统连接有酸碱性包膜剂给料系统，所述反应罐体的出料口设置在喷雾系统的下方，且设置有料浆出料管，所述料浆出料管连接有料浆再入系统，所述料浆再入系统、酸碱性包膜剂给料系统、基料分散系统和喷雾系统均通信连接有控制系统。
采用该技术方案后，当需要进行包膜操作时，通过控制系统控制使基料从基料进料管进入到基料分散机构内进行分散，基料经过基料分散机构分散后以中空状基料液幕落下，控制系统同时启动喷雾系统，喷雾系统喷出的包膜剂形成包膜剂液面，中空状基料液幕竖直穿过包膜剂液面，使基料与包膜剂均匀接触，酸碱性包膜剂给料系统为喷雾系统提供包膜剂，酸碱性包膜剂给料系统提供的包膜剂的量是控制系统根据基料的进料量所控制的，经喷雾系统无死角将包膜剂均匀喷到基料上，如包覆不同晶型结构铝膜的钛白粉时，只需控制酸碱性包膜剂给料系统打开的先后顺序；例如第一次浆液分散后喷碱性包膜剂，搅拌混匀后经打开料浆再入系统第二次浆液分散后喷酸性包膜剂即可。通过喷雾系统和分散系统的配合解决了现有技术中进行包膜操作时，包膜剂不能均匀与基料接触，导致包膜剂分散不均包膜效果不理想的问题。
作为优选，所述基料进料管上设置有泵体、质量流量计和电动阀门，所述泵体、质量流量计和电动阀门均与控制系统通信连接。
采用该技术方案后，当需要进料时，通过控制系统打开基料进料管上的电动阀门和泵体，在泵体的作用下基料进入到基料分散系统，通过质量流量计监测基料的进料量，通过控制系统控制保证基料的进料量和包膜剂的喷洒量成一定比例，所述料浆再入系统设置在料浆出料管上的电动阀门与反应罐体的出料口之间，当需要进行再入料浆时，将料浆出料管上的阀门关闭，打开料浆再入系统。
作为优选，所述基料分散机构包括固定连接在反应罐体顶部的壳体，所述壳体的一端设置在反应罐体外部，另一端设置在反应罐体内部，所述壳体内设置有空腔，所述基料进料管与空腔相连通，所述壳体设置在反应罐体内部的一端设置有壳体出料口，所述壳体出料口处滑动连接有盛液板，所述盛液板包括盖板，所述盖板靠近壳体出料口的一侧设置有凸台，所述盖板的尺寸大于出料口的尺寸，所述凸台的尺寸小于出料口的尺寸，所述壳体出料口连接有用于带动盛液板上下移动的电动伸缩杆，所述电动伸缩杆与控制系统通信连接。
采用该技术方案后，该电动伸缩杆有两个，且两个电动伸缩杆伸缩端与盖板远离凸台的一端固定连接，所述凸台的尺寸小于出料口的尺寸，因此凸台与出料口之间形成环状出料口，所述盖板的尺寸大于出料口的尺寸，当盖板与空腔的内底壁相接触时将环状出料口盖住，当基料从基料进料管进入到空腔内后控制系统控制电动伸缩杆的伸缩端向上移动，带动该盖板向上移动，远离空腔的内底壁，漏出凸台与出料口之间形成环状出料口，基料从环状出料口流出，形成中空状基料液幕。
作为优选，所述搅拌机构包括与壳体转动连接的连接杆，所述连接杆的一端垂直贯穿盛液板，且延伸至喷雾系统的下方，另一端贯穿壳体延伸至反应罐体外部，所述连接杆设置在喷雾系统下方的一端设置有数个搅拌桨叶，设置在反应罐体外部的一端连接有电机。
采用该技术方案后，控制系统在启动电动伸缩杆的同时启动电机，电机的输出轴与连接杆相连，启动电机之后，电机带动连接杆转动，连接杆带动搅拌桨叶转动，中空状液幕落下之后与喷雾系统喷出的包膜剂均匀接触之后继续下落，落到搅拌桨叶处，在包膜剂均匀喷到基料后再由搅拌桨叶二次混匀，进一步优化包膜效果。
作为优选，所述喷雾系统包括酸性喷雾管组和酸性喷雾管组，所述酸性喷雾管组和碱性喷雾管组结构相同，且均包括固定设置在反应罐体内壁上的高压环型分液器，所述高压环型分液器上均匀设置有数个雾化喷雾器，所述雾化喷雾器的喷头均朝向所述高压环型分液器的圆心，所述高压环型分液器均与酸碱性包膜剂给料系统相连。
采用该技术方案后，酸碱性包膜剂给料系统提供的包膜剂进入到高压环型分液器内后，通过数个雾化喷雾器喷出，雾化喷雾器的喷头均朝向所述高压环型分液器的圆心使喷出的包膜剂形成包膜剂液面。
作为优选，所述酸碱性包膜剂给料系统包括酸性包膜剂给料系统和碱性包膜剂给料系统，所述酸性包膜剂给料系统和碱性包膜剂给料系统结构相同，且均包括加料管组，所述加料管组的一端与喷雾系统相连，另一端连接有包膜剂储液罐，所述加料管组上均设置有泵体、质量流量计和电动阀门，所述泵体、质量流量计和电动阀门均与控制系统通信连接。
采用该技术方案后，进行包膜操作时，控制系统打开电动阀门和加压泵，在加压泵的作用下包膜剂从包膜剂储液罐进入到喷雾系统中，质量流量计监测包膜剂的进料量，若质量流量计监测到包膜剂进料量异常时，将信息反馈给控制系统，控制系统及时调整，保证包膜剂的入料量与基料的入料量呈一定比例。
作为优选，所述包膜剂储液罐均包括加液口，且均设置有液位计。
采用该技术方案后，用于监测储液罐内液体保有量或反推包膜剂加入量。
作为优选，所述料浆再入系统包括设置在料浆出料管与基料进料管之间的连接管，所述连接管上设置有泵体和电动阀门，所述泵体和电动阀门均与控制系统通信连接。
采用该技术方案后，如进行多种包膜剂包覆时，加完一种包膜药剂后，控制系统打开再入泵和电动阀门，料浆从出料管进入到连接管，然后从连接管进入到基料进料管，然后进入到基料分散系统当中。
作为优选，所述反应罐体内设置有加热器、温度检测器和pH检测器，所述加热器、温度检测器和pH检测器均与控制系统通信连接。
采用该技术方案后，反应罐体内装有加热器、温度检测器、PH检测器，通过控制系统对包膜过程进行实时控制。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1.基料经过基料分散机构分散后以中空状基料液幕落下，控制系统同时启动喷雾系统，喷雾系统喷出的包膜剂形成包膜剂液面，中空状基料液幕竖直穿过包膜剂液面，使基料与包膜剂均匀接触，提高包覆效果，解决了现有技术中进行包膜操作时，包膜剂不能均匀与基料接触，导致包膜剂分散不均包膜效果不理想的问题。
2.如包覆不同晶型结构(无定形、勃姆石、拜耳式)铝膜的钛白粉时，只需控制酸碱性包膜剂给料系统打开的先后顺序即可，(例如先喷酸性包膜剂，然后通过料浆再入系统再次进入反应罐体内，然后再喷碱性包膜剂)可以轻松实现多种包膜剂的包膜，能够灵活控制包膜方式。
3.通过控制系统实现整个无机包膜系统的自动化控制，节省人力。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的酸性喷雾管组的结构示意图；
图3为本发明的基料分散机构的结构示意图；
其中，1-反应罐体，2-基料分散系统，201-连接杆，202-电机，203-搅拌桨叶，204-壳体，205-电动伸缩杆，206-壳体出液口，207-凸台，208-空腔，3-喷雾系统，301-酸性喷雾管组，302-碱性喷雾管组，3011-雾化喷雾器，3012-高压环型分液器，4-酸碱性包膜剂给料系统，401-酸性包膜剂给料系统，402-碱性包膜剂给料系统，4011-加料管组，4012- 包膜剂储料罐，5-加热器，6-温度检测器，7-pH检测器，8-料浆出料管，9-料浆再入系统， 901-连接管，10-基料进料管。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
一种钛白粉喷雾式无机包膜系统，包括反应罐体1，所述反应罐体1内设置有喷雾系统 3和基料分散系统2，所述基料分散系统2包括搅拌机构和用于使基料形成中空状基料液幕的基料分散机构，所述基料分散系统2的进料端连接有基料进料管10，出料端设置在喷雾系统3的上方，所述喷雾系统3连接有酸碱性包膜剂给料系统4，所述反应罐体1的出料口设置在喷雾系统3的下方，且设置有料浆出料管8，所述料浆出料管8连接有料浆再入系统9，所述料浆再入系统9与基料进料管10相连，所述料浆再入系统9、酸碱性包膜剂给料系统4、基料分散系统2和喷雾系统3均通信连接有控制系统。
本实施例中，所述控制系统为现有技术，不为本发明的发明点所在，因此不对其工作原理做具体阐述。
本实施例中，所述基料进料管10上设置有泵体、质量流量计和电动阀门，所述泵体、质量流量计和电动阀门均与控制系统通信连接，所述料浆出料管8上设置有电动阀门。
本实施例中，所述基料分散机构包括固定连接在反应罐体1顶部的壳体204，所述壳体 204的一端设置在反应罐体1外部，另一端设置在反应罐体1内部，所述壳体204内设置有空腔208，所述基料进料管10与空腔208相连通，所述壳体204设置在反应罐体1内部的一端设置有壳体出料口206，所述壳体出料口206处滑动连接有盛液板207，所述盛液板207 包括盖板，所述盖板靠近壳体出料口206的一侧设置有凸台，所述盖板的尺寸大于出料口的尺寸，所述凸台的尺寸小于出料口的尺寸，所述壳体出料口206连接有用于带动盛液板 207上下移动的电动伸缩杆205，所述电动伸缩杆205与控制系统通信连接。
本实施例中，所述壳体出料口206为圆形开口，所述盖板和凸台也均为圆形，且盖板的直径大于壳体出料口206的直径，凸台的直径小于出料口206的直径，所述凸台与壳体出料口206形成的环形开口为圆环形开口。
本实施例中，所述搅拌机构包括与壳体204转动连接的连接杆201，所述连接杆201的一端垂直贯穿盛液板207，且延伸至喷雾系统3的下方，另一端贯穿壳体(204)延伸至反应罐体1外部，所述连接杆201设置在喷雾系统3下方的一端设置有4个搅拌桨叶203，设置在反应罐体1外部的一端连接有电机202。
本实施例中，所述喷雾系统3包括碱性喷雾管组301和碱性喷雾管组302，所述酸性喷雾管组301和碱性喷雾管组302结构相同，且均包括固定设置在反应罐体1内壁上的高压环型分液器3012，所述高压环型分液器3012上均匀设置有8个雾化喷雾器3011，所述雾化喷雾器3011的喷头均朝向所述高压环型分液器3012的圆心，所述高压环型分液器3012 均与酸碱性包膜剂给料系统4相连。
本实施例中，所述高压环型分液器的内径大于所述凸台与壳体出料口206形成的环形开口为圆环形开口的外径。
本实施例中，所述高压环型分液器3012为现有技术，不为本发明的发明点所在，因此不对其工作原理和结构做具体阐述。
本实施例中，所述酸碱性包膜剂给料系统4包括酸性包膜剂给料系统401和碱性包膜剂给料系统402，所述酸性包膜剂给料系统401和碱性包膜剂给料系统402结构相同，且均包括加料管组4011，所述加料管组4011的一端与喷雾系统3相连，另一端连接有包膜剂储液罐4012，所述加料管组4011上均设置有泵体、质量流量计和电动阀门，所述泵体、质量流量计和电动阀门均与控制系统通信连接。
本实施例中，所述包膜剂储液罐4012均包括加液口，且均设置有液位计。
本实施例中，所述料浆再入系统9包括设置在料浆出料管8与基料进料管10之间的连接管901，所述连接管901上设置有泵体和电动阀门，所述泵体和电动阀门均与控制系统通信连接。
本实施例中，所述连接管的一端设置在基料进料管10的电动阀门与壳体204之间，所述基料进料管10上的泵体设置在电动阀门远离壳体204的一侧，另一端设置在料浆出料管上的电动阀门与反应罐体的出料口之间。
本实施例中，所述反应罐体1内设置有加热器5、温度检测器6和pH检测器7，所述加热器5、温度检测器6和pH检测器7均与控制系统通信连接。
本实施例中，所有需要用电的机构的电源均来自于外接电源。
本发明的使用方法如下：当需要进行包膜操作时，通过控制系统控制启动基料进料管 10上的电动阀门和泵体，使基料从基料进料管10进入到壳体204内的空腔208内进行分散，当基料从基料进料管10进入到空腔208内后控制系统控制电动伸缩杆205的伸缩端向上移动，带动该盖板向上移动，远离空腔208的内底壁，漏出凸台与壳体出料口206之间形成环状出料口，基料从环状出料口流出，形成中空状基料液幕，控制系统控制打开加料管组上的泵体和电动阀门，使包膜剂储料罐4012内的包膜剂进入到高压环型分液器3012内后，通过数个雾化喷雾器3011喷出，雾化喷雾器3011的喷头均朝向所述高压环型分液器3012 的圆心使喷出的包膜剂形成包膜剂液面，加料管组4011上的质量流量计和基料进料管10 上的质量流量计相配合，对包膜剂的加料量和基料的加料量进行监测，有异常时及时反馈给控制系统，保证包膜剂和基料按设定比例加入，中空状基料液幕竖直穿过包膜剂液面，使基料与包膜剂均匀接触，控制系统在启动电动伸缩杆205的同时启动电机202，电机202 的输出轴与连接杆201相连，启动电机202之后，电机202带动连接杆201转动，连接杆 201带动搅拌桨叶203转动，中空状液幕落下之后与喷雾系统喷出的包膜剂均匀接触之后继续下落，落到搅拌桨叶203处，在包膜剂均匀喷到基料后再由搅拌桨叶203二次混匀，进一步优化包膜效果，如进行多种包膜剂包覆时，加完一种包膜药剂后，控制系统打开连接管901上的泵体和电动阀门，关闭料浆出料管8上的电动阀门，料浆从料浆出料管8进入到连接管901，然后从连接管901进入到基料进料管10，然后进入到壳体204的空腔208 内重复上述操作即可当中。
经过上述实施例表明，本发明与现有技术相比，基料经过基料分散机构分散后以中空状基料液幕落下，控制系统同时启动喷雾系统，喷雾系统喷出的包膜剂形成包膜剂液面，中空状基料液幕竖直穿过包膜剂液面，使基料与包膜剂均匀接触，提高包覆效果，解决了现有技术中进行包膜操作时，包膜剂不能均匀与基料接触，导致包膜剂分散不均包膜效果不理想的问题。
以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。
Claims (8)
1.一种钛白粉喷雾式无机包膜系统，其特征在于：包括反应罐体（1），所述反应罐体（1）内设置有喷雾系统（3）和基料分散系统（2），所述基料分散系统（2）包括搅拌机构和用于使基料形成中空状基料液幕的基料分散机构，所述基料分散系统（2）的进料端连接有基料进料管（10），出料端设置在喷雾系统（3）的上方，所述喷雾系统（3）连接有酸碱性包膜剂给料系统（4），所述反应罐体（1）的出料口设置在喷雾系统（3）的下方，且所述反应罐体（1）的出料口设置有料浆出料管（8），所述料浆出料管（8）连接有料浆再入系统（9），所述料浆再入系统（9）与基料进料管（10）相连，所述料浆再入系统（9）、酸碱性包膜剂给料系统（4）、基料分散系统（2）和喷雾系统（3）均通信连接有控制系统；
所述基料分散机构包括固定连接在反应罐体（1）顶部的壳体（204），所述壳体（204）的一端设置在反应罐体（1）外部，另一端设置在反应罐体（1）内部，所述壳体（204）内设置有空腔（208），所述基料进料管（10）与空腔（208）相连通，所述壳体（204）设置在反应罐体（1）内部的一端设置有壳体出料口（206），所述壳体出料口（206）处滑动连接有盛液板（207），所述盛液板（207）包括盖板，所述盖板靠近壳体出料口（206）的一侧设置有凸台，所述盖板的尺寸大于出料口的尺寸，所述凸台的尺寸小于出料口的尺寸，所述壳体出料口（206）连接有用于带动盛液板（207）上下移动的电动伸缩杆（205），所述电动伸缩杆（205）与控制系统通信连接。
2.根据权利要求 1 所述的一种钛白粉喷雾式无机包膜系统，其特征在于：所述基料进料管（10）上设置有泵体、质量流量计和电动阀门，所述泵体、质量流量计和电动阀门均与控制系统通信连接，所述料浆出料管（8）上设置有电动阀门。
3.根据权利要求1 所述的一种钛白粉喷雾式无机包膜系统，其特征在于：所述搅拌机构包括与壳体（204）转动连接的连接杆（201），所述连接杆（201）的一端垂直贯穿盛液板（207），且延伸至喷雾系统（3）的下方，另一端贯穿壳体（204）延伸至反应罐体（1）外部，所述连接杆（201）设置在喷雾系统（3）下方的一端设置有数个搅拌桨叶（203），设置在反应罐体（1）外部的一端连接有电机（202）。
4.根据权利要求 1 所述的一种钛白粉喷雾式无机包膜系统，其特征在于：所述喷雾系统（3）包括酸性喷雾管组（301）和碱性喷雾管组（302），所述酸性喷雾管组（301）和碱性喷雾管组（302）结构相同，且均包括固定设置在反应罐体（1）内壁上的高压环型分液器（3012），所述高压环型分液器（3012）上均匀设置有数个雾化喷雾器（3011），所述雾化喷雾器（3011）的喷头均朝向所述高压环型分液器（3012）的圆心，所述高压环型分液器（3012）均与酸碱性包膜剂给料系统（4）相连。
5.根据权利要求 1 所述的一种钛白粉喷雾式无机包膜系统，其特征在于：所述酸碱性包膜剂给料系统（4）包括酸性包膜剂给料系统（401）和碱性包膜剂给料系统（402），所述酸性包膜剂给料系统（401）和碱性包膜剂给料系统（402）结构相同，且均包括加料管组（4011），所述加料管组（4011）的一端与喷雾系统（3）相连，另一端连接有包膜剂储液罐（4012），所述加料管组（4011）上均设置有泵体、质量流量计和电动阀门，所述泵体、质量流量计和电动阀门均与控制系统通信连接。
6.根据权利要求 5所述的一种钛白粉喷雾式无机包膜系统，其特征在于：所述包膜剂储液罐（4012）均包括加液口，且均设置有液位计。
7.根据权利要求 1 所述的一种钛白粉喷雾式无机包膜系统，其特征在于：所述料浆再入系统（9）包括设置在料浆出料管（8）与基料进料管（10）之间的连接管（901），所述连接管（901）上设置有泵体和电动阀门，所述泵体和电动阀门均与控制系统通信连接。
8.根据权利要求 1 所述的一种钛白粉喷雾式无机包膜系统，其特征在于：所述反应罐体（1）内设置有加热器（5）、温度检测器（6）和 pH 检测器（7），所述加热器（5）、温度检测器（6）和 pH 检测器（7）均与控制系统通信连接。
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