CN115382473B - 一种用于高粘度水凝胶搅拌、去泡及烘干的一体化装置 - Google Patents
一种用于高粘度水凝胶搅拌、去泡及烘干的一体化装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种用于高粘度水凝胶搅拌、去泡及烘干的一体化装置，其特征在于：包括胶体搅拌模块、超声波振动模块、安装固定模块、膜片顶出模块、可移动加热板；本发明设置了胶体搅拌模块，能够对高粘度胶体进行高效搅拌；设置了超声波振动模块与分液漏斗式搅拌模块壳体，能够将气泡驱赶至水凝胶胶体表面并将胶体从搅拌模块壳体下方放出，达到去除气泡的目的；设置了可移动加热板能够对去除气泡后的胶体进行干燥处理；设置了膜片顶出模块，通过控制可移动加热板向上移动，可将干燥后的水凝胶顶出加热烘干槽。以上几部分的实现使本发明能够实现高粘度水凝胶搅拌、去泡以及烘干的自动化制作，解决了高粘度水凝胶去泡困难，人工制作工序繁琐等问题。
Description
技术领域
本发明属于薄膜水凝胶制作领域，具体涉及一种用于高粘度水凝胶搅拌、去泡及烘干的一体化装置。
背景技术
柔性可穿戴设备作为一个新兴的研究领域，具有柔韧性能好、质量轻等优点，越来越多的得到了人们的关注。其中，由不同有机高分子材料之间聚合反应得到的水凝胶材料具有质量轻、柔性好、生物兼容性好，环境友好等优点，已成为当前研究的热点。但水凝胶粘度往往较大，在搅拌过程中产生的气泡很难得到根本去除，这给水凝胶之后的加工带来一定的困难。常规的去泡法如超声波振动去泡法、真空抽气去泡法很难对高浓度水凝胶进行有效去泡，如超声波振动去泡法在水凝胶浓度过高时仅能将气泡驱逐到胶体表面，并不能使气泡破裂。同时水凝胶的制作步骤较为繁琐，常规的手工制作耗时较长，这也降低了水凝胶薄膜的生产效率。 因此，设计一种一体化装置，在去除气泡的同时能够实现水凝胶自动化制作是解决问题的关键。
基于以上问题，本发明提出了一种用于高粘度水凝胶搅拌、去泡及烘干的一体化装置，该装置设置了胶体搅拌模块，通过锤型搅拌转子能够对高粘度胶体进行高效搅拌；设置了超声波振动模块，通过对搅拌后的高粘度水凝胶进行超声波振动，使搅拌过程中产生的气泡上浮到胶体表面；设置了分液漏斗式搅拌模块壳体，能够将超声波振动后的高粘度胶体从下方放出，达到去除气泡的目的；设置了可移动加热板能够对去除气泡后的胶体进行干燥处理；设置了膜片顶出模块，通过控制可移动加热板向上移动将干燥后的水凝胶顶出加热烘干槽。以上几部分的实现使本发明能够实现高粘度水凝胶搅拌、去泡以及烘干自动化制作，解决了高粘度水凝胶去泡困难，人工制作工序繁琐等问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提供一种用于高粘度水凝胶搅拌、去泡及烘干的一体化装置。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种用于高粘度水凝胶搅拌、去泡及烘干的一体化装置，其特征在于：包括胶体搅拌模块、超声波振动模块、安装固定模块、膜片顶出模块、可移动加热板；所述的胶体搅拌模块通过凹陷卡槽与安装固定模块嵌合固定；所述的超声波振动模块通过螺栓连接固定于胶体搅拌模块下方；所述的膜片顶出模块通过螺栓连接与滑块联接的方式安装在安装固定模块底部；所述的可移动加热板通过滑块联接的方式安装在膜片顶出模块上方；该装置可以实现高粘度胶体的搅拌、高粘度胶体气泡去除、高粘度胶体烘干以及将烘干后薄膜型水凝胶驱动膜从烘干槽内自动顶出。
进一步，作为优选，所述的安装固定模块包括壳体固定凹槽、搅拌模块支撑架、固定底座、加热烘干槽、钢索安装通道，所述的壳体固定凹槽通过焊接的方式固定于搅拌模块支撑架端部；所述的搅拌模块支撑架通过螺栓连接的方式固定于固定底座上方；所述的固定底座设有加热烘干槽与钢索安装通道；该模块作为框架结构，可以为胶体搅拌模块、膜片顶出模块、可移动加热板的安装提供支撑，起到支撑、定位的作用。
进一步，作为优选，所述的胶体搅拌模块包括胶体搅拌电机、搅拌壳体顶盖、壳体固定套环、搅拌模块壳体、胶体流出控制阀、锤型搅拌转子，所述的胶体搅拌电机通过螺栓连接固定于搅拌壳体顶盖上方；所述的搅拌壳体顶盖通过螺纹连接的方式固定于搅拌模块壳体上方；所述的壳体固定套环与搅拌模块壳体通过焊接的方式同轴固定，且凸起的固定键与壳体固定凹槽镶嵌固定；所述的锤型搅拌转子与胶体搅拌电机输出轴通过联轴器同轴连接；所述的胶体流出控制阀通过螺栓连接的方式固定于搅拌模块壳体下方胶体流出通道处；该模块能够对高粘度胶体进行承载、搅拌，并通过胶体流出控制阀控制胶体从搅拌模块壳体下方流出。
进一步，作为优选，所述的超声波振动模块包括超声波换能器、换能器固定环带，所述的超声波换能器通过螺栓连接的方式固定在换能器固定环带周围；所述的换能器固定环带与搅拌模块壳体通过螺栓连接的方式同轴固定；该模块可以对搅拌模块壳体内部的高粘度胶体进行超声波振动，并使搅拌过程中产生的气泡上浮到胶体表面。
进一步，作为优选，所述的膜片顶出模块包括滑块固定轴、抬升控制钢索、钢索转向定滑轮、顶出模块供能电机、电机齿轮、钢索收紧齿轮、上导向滑块、抬升控制弹簧、X型交叉板、下导向滑块、钢索缠绕轮毂、锁死环壳体、电机输出轴、锁死滑块、锁死弹簧、电磁吸附器，所述的X型交叉板上端通过销轴连接的方式固定有两个上导向滑块，下端通过销轴连接的方式固定有两个下导向滑块，X型交叉板的变形程度随上导向滑块和下导向滑块位置移动而改变；所述的上导向滑块与可移动加热板的滑轨间隙配合，能够在可移动加热板的滑轨内移动；所述的下导向滑块与固定底座的滑轨间隙配合，能够在固定底座的滑轨内移动；所述的滑块固定轴通过销轴联接与下导向滑块固定；所述的抬升控制钢索一端通过焊接的方式与下导向滑块固定，另一端通过缠绕的方式与钢索缠绕轮毂固定；所述的抬升控制弹簧通过焊接的方式固定在两个下导向滑块之间；所述的钢索转向定滑轮通过螺栓链接固定在钢索安装通道底部；所述的顶出模块供能电机设有电机输出轴，所述的电机输出轴通过间隙配合的方式与锁死环壳体同轴；所述的电机输出轴末端通过键配合的方式与电机齿轮固定；所述的电机齿轮与钢索收紧齿轮啮合；所述的锁死环壳体通过螺栓链接的方式固定在顶出模块供能电机的壳体下方；所述的锁死环壳体内部滑轨内设置有可自由活动的锁死滑块与锁死弹簧；所述的电磁吸附器通过螺栓连接的方式固定在锁死环壳内部；该模块能够控制可移动加热板抬升将烘干后的水凝胶顶出加热烘干槽。
本发明的有益效果在于：
1、本发明将超声波振动模块与分液漏斗式搅拌模块壳体合理配套使用，能够有效的去除高浓度水凝胶中的气泡。
2、本发明所涉及的胶体搅拌模块具有结构紧凑的特点，能够有效对高粘度胶体进行搅拌。
3、本发明所设置的各模块配合紧密，具有较高程度的自动化。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明：
图1为本发明的整体结构示意图
图2为本发明的三视图
图3为本发明的胶体搅拌模块与超声波振动模块位置关系示意图
图4为本发明的超声波振动模块示意图
图5为本发明的膜片顶出模块示意图
图6为本发明的X型交叉板与抬升控制弹簧位置关系示意图
图7为本发明的顶出模块供能电机动能传递关系示意图
图8为本发明的锁死环壳体内部剖视图
其中：胶体搅拌模块1、超声波振动模块2、安装固定模块3、可移动加热板4、膜片顶出模块5、胶体搅拌电机6、搅拌壳体顶盖7、壳体固定套环8、壳体固定凹槽9、搅拌模块支撑架10、搅拌模块壳体11、胶体流出控制阀12、加热烘干槽13、钢索安装通道14、固定底座15、锤型搅拌转子16、超声波换能器17、换能器固定环带18、滑块固定轴19、抬升控制钢索20、钢索转向定滑轮21、顶出模块供能电机22、电机齿轮23、钢索收紧齿轮24、上导向滑块25、抬升控制弹簧26、X型交叉板27、下导向滑块28、钢索缠绕轮毂29、锁死环壳体30、电机输出轴31、锁死滑块32、锁死弹簧33、电磁吸附器34。
实施方式
下面结合附图对本发明进行详细的说明。然而应当理解，附图的提供仅为了本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。
如图1-图8所示，本发明提供一种用于高粘度水凝胶搅拌、去泡及烘干的一体化装置，其特征在于：包括胶体搅拌模块1、超声波振动模块2、安装固定模块3、膜片顶出模块5、可移动加热板4；所述的胶体搅拌模块1通过凹陷卡槽与安装固定模块3嵌合固定；所述的超声波振动模块2通过螺栓连接固定于胶体搅拌模块1下方；所述的膜片顶出模块5通过螺栓连接与滑块联接的方式安装在安装固定模块3底部；所述的可移动加热板4通过滑块联接的方式安装在膜片顶出模块5上方；该装置可以实现高粘度胶体的搅拌、高粘度胶体气泡去除、高粘度胶体烘干以及将烘干后薄膜型水凝胶驱动膜从烘干槽内自动顶出。
本发明所述的安装固定模块3包括壳体固定凹槽9、搅拌模块支撑架10、固定底座15、加热烘干槽13、钢索安装通道14，所述的壳体固定凹槽9通过焊接的方式固定于搅拌模块支撑架10端部；所述的搅拌模块支撑架10通过螺栓连接的方式固定于固定底座15上方；所述的固定底座15设有加热烘干槽13与钢索安装通道14；该模块作为框架结构，可以为胶体搅拌模块1、膜片顶出模块5、可移动加热板4的安装提供支撑，起到支撑、定位的作用。
本发明所述的胶体搅拌模块1包括胶体搅拌电机6、搅拌壳体顶盖7、壳体固定套环8、搅拌模块壳体11、胶体流出控制阀12、锤型搅拌转子16，所述的胶体搅拌电机6通过螺栓连接固定于搅拌壳体顶盖7上方；所述的搅拌壳体顶盖7通过螺纹连接的方式固定于搅拌模块壳体11上方；所述的壳体固定套环8与搅拌模块壳体11通过焊接的方式同轴固定，且凸起的固定键与壳体固定凹槽9镶嵌固定；所述的锤型搅拌转子16与胶体搅拌电机6输出轴通过联轴器同轴连接；所述的胶体流出控制阀12通过螺栓连接的方式固定于搅拌模块壳体11下方胶体流出通道处；该模块能够对高粘度胶体进行承载、搅拌，并通过胶体流出控制阀12控制胶体从搅拌模块壳体11下方流出。
本发明所述的超声波振动模块2包括超声波换能器17、换能器固定环带18，所述的超声波换能器17通过螺栓连接的方式固定在换能器固定环带18周围；所述的换能器固定环带18与搅拌模块壳体11通过螺栓连接的方式同轴固定；该模块可以对搅拌模块壳体11内部的高粘度胶体进行超声波振动，并使搅拌过程中产生的气泡上浮到胶体表面。
本发明所述的膜片顶出模块5包括滑块固定轴19、抬升控制钢索20、钢索转向定滑轮21、顶出模块供能电机22、电机齿轮23、钢索收紧齿轮24、上导向滑块25、抬升控制弹簧26、X型交叉板27、下导向滑块28、钢索缠绕轮毂29、锁死环壳体30、电机输出轴31、锁死滑块32、锁死弹簧33、电磁吸附器34，所述的X型交叉板27上端通过销轴连接的方式固定有两个上导向滑块25，下端通过销轴连接的方式固定有两个下导向滑块28，X型交叉板27的变形程度随上导向滑块25和下导向滑块28位置移动而改变；所述的上导向滑块25与可移动加热板4的滑轨间隙配合，能够在可移动加热板4的滑轨内移动；所述的下导向滑块28与固定底座15的滑轨间隙配合，能够在固定底座15的滑轨内移动；所述的滑块固定轴19通过销轴联接与下导向滑块28固定；所述的抬升控制钢索20一端通过焊接的方式与下导向滑块28固定，另一端通过缠绕的方式与钢索缠绕轮毂29固定；所述的抬升控制弹簧26通过焊接的方式固定在两个下导向滑块28之间；所述的钢索转向定滑轮21通过螺栓链接固定在钢索安装通道14底部；所述的顶出模块供能电机22设有电机输出轴31，所述的电机输出轴31通过间隙配合的方式与锁死环壳体30同轴；所述的电机输出轴31末端通过键配合的方式与电机齿轮23固定；所述的电机齿轮23与钢索收紧齿轮24啮合；所述的锁死环壳体30通过螺栓链接的方式固定在顶出模块供能电机22的壳体下方；所述的锁死环壳体30内部滑轨内设置有可自由活动的锁死滑块32与锁死弹簧33；所述的电磁吸附器34通过螺栓连接的方式固定在锁死环壳内部；该模块能够控制可移动加热板4抬升将烘干后的水凝胶顶出加热烘干槽13。
工作原理：首先，顶出模块供能电机22开始工作，并通过电机齿轮23、钢索收紧齿轮24、抬升控制钢索20、钢索转向定滑轮21将动能传递到下导向滑块28，使下导向滑块28向两侧运动，从而使X型交叉板27的上下交叉角增大并带动上导向滑块25向下移动，使可移动加热板4下降到加热烘干槽13底部，为胶体的烘干预留空间；当可移动加热板4下降到加热烘干槽13底部时，通电状态下的电磁吸附器34停止工作，锁死滑块32不再受到吸附力，并被锁死弹簧33弹出，从而将电机输出轴31与锁死环壳体30锁定，达到锁死的目的；之后需要搅拌的化学药品与去离子水被加入到搅拌模块壳体11中，由胶体搅拌电机6提供动能带动锤型搅拌转子16转动，对高粘度水凝胶胶体进行搅拌；搅拌完成后，固定在换能器固定环带18上的超声波换能器17开始工作，对高粘度胶体进行超声波振动，并将气泡驱赶到胶体表面；此时胶体流出控制阀12打开，高粘度胶体从搅拌模块壳体11下方流入加热烘干槽13中；进一步，可移动加热板4开始工作，对去除气泡的水凝胶胶体进行干燥处理；进一步，电磁吸附器34开始通电，并对锁死滑块32进行吸附，电机输出轴31不再锁死，此时在抬升控制弹簧26的作用下，下导向滑块28向中间靠拢，X型交叉板27上下交叉角减小，此时可移动加热板4开始上升，并将烘干完成后的水凝胶顶出加热烘干槽13；至此，高粘度水凝胶搅拌、去泡、烘干过程全部完成。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (3)
1.一种用于高粘度水凝胶搅拌、去泡及烘干的一体化装置，其特征在于：包括胶体搅拌模块、超声波振动模块、安装固定模块、膜片顶出模块、可移动加热板；所述的胶体搅拌模块通过凹陷卡槽与安装固定模块嵌合固定；所述的超声波振动模块通过螺栓连接固定于胶体搅拌模块下方；所述的膜片顶出模块通过螺栓连接与滑块联接的方式安装在安装固定模块底部；所述的可移动加热板通过滑块联接的方式安装在膜片顶出模块上方；该装置可以实现高粘度胶体的搅拌、高粘度胶体气泡去除、高粘度胶体烘干以及将烘干后薄膜型水凝胶驱动膜从烘干槽内自动顶出；所述的超声波振动模块包括超声波换能器、换能器固定环带，所述的超声波换能器通过螺栓连接的方式固定在换能器固定环带周围；所述的换能器固定环带与搅拌模块壳体通过螺栓连接的方式同轴固定；所述的膜片顶出模块包括滑块固定轴、抬升控制钢索、钢索转向定滑轮、顶出模块供能电机、电机齿轮、钢索收紧齿轮、上导向滑块、抬升控制弹簧、X型交叉板、下导向滑块、钢索缠绕轮毂、锁死环壳体、电机输出轴、锁死滑块、锁死弹簧、电磁吸附器，所述的X型交叉板上端通过销轴连接的方式固定有两个上导向滑块，下端通过销轴连接的方式固定有两个下导向滑块，X型交叉板的变形程度随上导向滑块和下导向滑块位置移动而改变；所述的上导向滑块与可移动加热板的滑轨间隙配合，能够在可移动加热板的滑轨内移动；所述的下导向滑块与固定底座的滑轨间隙配合，能够在固定底座的滑轨内移动；所述的滑块固定轴通过销轴联接与下导向滑块固定；所述的抬升控制钢索一端通过焊接的方式与下导向滑块固定，另一端通过缠绕的方式与钢索缠绕轮毂固定；所述的抬升控制弹簧通过焊接的方式固定在两个下导向滑块之间；所述的钢索转向定滑轮通过螺栓链接固定在钢索安装通道底部；所述的顶出模块供能电机设有电机输出轴，所述的电机输出轴通过间隙配合的方式与锁死环壳体同轴；所述的电机输出轴末端通过键配合的方式与电机齿轮固定；所述的电机齿轮与钢索收紧齿轮啮合；所述的锁死环壳体通过螺栓链接的方式固定在顶出模块供能电机的壳体下方；所述的锁死环壳体内部滑轨内设置有可自由活动的锁死滑块与锁死弹簧；所述的电磁吸附器通过螺栓连接的方式固定在锁死环壳内部；该模块能够控制可移动加热板抬升将烘干后的水凝胶顶出加热烘干槽。
2.根据权利要求1所述的一种用于高粘度水凝胶搅拌、去泡及烘干的一体化装置，其特征在于：所述的安装固定模块包括壳体固定凹槽、搅拌模块支撑架、固定底座、加热烘干槽、钢索安装通道，所述的壳体固定凹槽通过焊接的方式固定于搅拌模块支撑架端部；所述的搅拌模块支撑架通过螺栓连接的方式固定于固定底座上方；所述的固定底座设有加热烘干槽与钢索安装通道；该模块作为框架结构，可以为胶体搅拌模块、膜片顶出模块、可移动加热板的安装提供支撑，起到支撑、定位的作用。
3.根据权利要求1所述的一种用于高粘度水凝胶搅拌、去泡及烘干的一体化装置，其特征在于：所述的胶体搅拌模块包括胶体搅拌电机、搅拌壳体顶盖、壳体固定套环、搅拌模块壳体、胶体流出控制阀、锤型搅拌转子，所述的胶体搅拌电机通过螺栓连接固定于搅拌壳体顶盖上方；所述的搅拌壳体顶盖通过螺纹连接的方式固定于搅拌模块壳体上方；所述的壳体固定套环与搅拌模块壳体通过焊接的方式同轴固定，且凸起的固定键与壳体固定凹槽镶嵌固定；所述的锤型搅拌转子与胶体搅拌电机输出轴通过联轴器同轴连接；所述的胶体流出控制阀通过螺栓连接的方式固定于搅拌模块壳体下方胶体流出通道处；该模块能够对高粘度胶体进行承载、搅拌，并通过胶体流出控制阀控制胶体从搅拌模块壳体下方流出。
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