CN116920668A - 一种多孔材料浸渍装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多孔材料浸渍装置,包括支撑架以及安装在支撑架上的密闭室、出料室和出料口;密闭室上安装有控制面板,密闭室内设有加热组件和旋转罐体,旋转罐体底部设有下料口和滑轨,滑轨嵌于出料室顶部设有的滑槽内,出料室与下料口、出料口均连通,旋转罐体内设有连杆组件和堵头以便控制下料口的开关,出料口上通过螺纹连接安装出料管。本发明可以在密闭室内同时实现旋转罐体的加热、真空处理和搅拌的功能,使相变材料对多孔材料充分浸渍,适用于提高不同形状尺寸的多孔材料与相变材料的浸渍效率。

Description

一种多孔材料浸渍装置
技术领域
本发明涉及可以同时实现加热、真空处理和旋转搅拌的多功能复合材料加工装备,特别涉及一种通过多孔材料浸渍相变材料制备复合相变材料的装置。
背景技术
多孔材料与相变材料的常用复合工艺包括湿法浸渍及真空浸渍,由于多数相变材料在常温下为固体,因此在浸渍前需通过加热使相变材料转变为熔融态,从而使相变材料与多孔材料混合均匀以方便进行浸渍。其中湿法浸渍处理后的多孔材料容易因孔道内含有气体而产生未完全浸渍的情况,而真空浸渍虽然使多孔材料浸渍更充分,但仍然存在相变材料在多孔材料孔道内分布不均匀的情况。为此中国专利CN102941128A通过搅拌和折流使活性组分溶液循环流动,从而快速且均匀的浸渍载体,但由于采用内胆与外壳的嵌套结构,使得载体和活性组分溶液的加载均受限,影响了浸渍处理量,仅能满足浸渍多孔固体颗粒的需求。在工业生产中运用的浸渍装置具有较大的处理量(通过罐体滚动及罐内螺旋起到的搅拌作用),例如CN206652503U、CN204429305U,但浸渍过程中,由于多孔固体材料(催化剂、载体)孔道内含有气体,无法使得液体材料充分渗入所述孔道中,造成浸渍不充分、浸渍量低,而且无法满足多样的材料复合加工需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多孔材料浸渍装置,满足复合相变材料制备的多样化需求。
为达到上述目的,本发明采用了以下技术方案:
包括密闭室、出料室、加热组件、旋转组件以及用于提供离心搅拌作用的旋转罐体,所述旋转罐体、出料室和加热组件设置在密闭室内,密闭室上设置有用于密闭旋转罐体的投料门,旋转罐体通过由旋转组件驱动的转轴以及位于旋转罐体与出料室间的转动副支撑在出料室上,旋转罐体上设置有与出料室相连通且可开闭的下料口,出料室上设置有出料管。
优选地,所述投料门上设置有与旋转罐体相连通的气压阀。
优选地,所述投料门上还设置有环状的投料侧滑轨,该投料侧滑轨与设置在旋转罐体顶部的环状的投料侧滑槽相配合。
优选地,所述投料门采用有机玻璃等透明材料制成。
优选地,所述转轴的上端位于旋转罐体内,转轴的下端与旋转组件相连,旋转罐体内设置有连接杆,连接杆的两端分别与转轴和旋转罐体的内壁相连。
优选地,所述旋转罐体内还设置有连杆组件,连杆组件包括提拉连杆、远转轴连杆和近转轴连杆,近转轴连杆的一端与转轴铰接,远转轴连杆的一端可升降的支撑在旋转罐体内壁上,提拉连杆的一端设置有用于与下料口插接配合的堵头,近转轴连杆、远转轴连杆以及提拉连杆各自的另一端可转动的相连。
优选地,所述远转轴连杆上设置有可转动的档位块,旋转罐体内壁上设置有档位槽,档位槽包括嵌入在旋转罐体内壁内的槽道,以及沿槽道延伸方向设置在旋转罐体内壁表面的卡位结构,档位块上设置有用于连接远转轴连杆的销孔,档位块的一侧嵌入在槽道内并可通过与卡位结构配合固定档位块的位置以及在与卡位结构分离后使档位块可以沿槽道自由滑动。
优选地,所述转动副包括环状的出料侧滑槽以及与该出料侧滑槽相配合的环状的出料侧滑轨,所述出料侧滑轨设置在旋转罐体底部,所述出料侧滑槽设置在出料室顶部。
优选地,所述出料管内设置有筛网。
优选地,所述密闭室上还设置有控制面板,加热组件以及旋转组件分别通过电缆与控制面板相连,从而可以设定加热组件提供的加热温度和时长,以及设定旋转组件提供的旋转转速和时长。
本发明的有益效果体现在:
本发明通过旋转罐体转动所产生的离心作用对物料(例如熔融相变材料和固体多孔材料)进行旋转搅拌,并利用密闭室控制旋转罐体内部真空压力环境,可以减少浸渍时间、增强浸渍效果;同时,解决了多孔材料孔道内气体残余导致的浸渍不完全的问题,且满足了不同形状尺寸多孔材料的多样化浸渍需求。
附图说明
图1是本发明实施例中多用途的多孔材料浸渍相变材料装备的结构示意图;
图2是图1所示旋转罐体的结构示意图;
图3是图1所示连杆组件与堵头、转轴及旋转罐体内壁的装配示意图;
图4是图3所示档位块的结构示意图;
图5是图3所示档位槽的结构示意图;
图6是图1所示出料室、支撑架与出料口的装配示意图(透视);
图7是图1所示出料管的结构示意图;
图中:1-支撑架,2-出料管,3-密闭室,4-旋转组件,5-投料门,6-出料侧滑槽,7-出料室,8-出料口,9-筛网,10-旋转罐体,11-加热组件,12-控制面板,13-基座板,14-气压阀,15-投料侧滑轨,16-出料侧滑轨,17-投料侧滑槽,18-连杆组件,19-下料口,20-堵头,21-档位块,211-销孔,212-动卡条,22-档位槽,221-槽道,222-静卡条,23-转轴,24-连接杆,25-把手,26-卡扣。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的描述。所描述的实施例仅是用于解释本发明,而不是对本发明保护范围的限制。
参见图1,本发明所述多用途的多孔材料浸渍相变材料装备包括支撑架1、旋转组件4、安装在支撑架1上部(具体为支撑架1上表面)的密闭室3和出料室7,以及安装在支撑架1下部的出料管2和用于支撑旋转组件4的基座板13;所述密闭室3内安装有加热组件11和旋转罐体10(加热组件11具体位于密闭室3内四周壁面处,旋转罐体10安放于各加热组件11内侧),且旋转罐体10沿竖向可转动的安装在出料室7上;密闭室3的顶部设有投料门5并安装有控制面板12(具体位于密闭室3顶部后侧,控制面板12与加热组件11和旋转组件4分别通过电缆相连,以便设定浸渍所需参数),投料门5通过卡扣26与密闭室3紧密固定(具体卡接位置为密闭室3顶部左右及前侧),投料门5顶面上设有气压阀14和把手25,投料门5底面上设有空心圆柱状凸起结构(作为投料侧滑轨15和盖体边沿,起到支撑和密闭旋转罐体10的作用),气压阀14位于上述空心圆柱状凸起结构中心所在位置,从而可以通过该结构与旋转罐体10连通,使气压阀34连接外部真空泵或气体罐后可以实现正负压调节或气体相变材料的投料功能,投料门5材料为耐高温有机玻璃且耐高压(例如聚甲基丙烯酸甲酯材质的玻璃等),可通过投料门5实时观察旋转罐体10内的浸渍情况;沿旋转罐体10内侧转动中心设有与旋转罐体10和旋转组件4分别相连的转轴23以及用于控制旋转罐体10放料的连杆组件18,出料管2与出料室7相连通,从而可以将通过放料进入出料室7的物料导出密闭室3外。
参见图2,所述旋转罐体10顶部设有投料侧滑槽17(即沿旋转罐体10顶部圆形开口开设的环槽),并与上述投料侧滑轨15接触配合(投料侧滑轨15嵌入投料侧滑槽17并可相对转动),旋转罐体10底部设有空心圆柱状凸起结构(作为出料侧滑轨16)。所述旋转罐体10内靠近其上端一侧设有多个(例如四个)沿所述转轴23周向均匀间隔布置的连接杆24,连接杆24的两端分别焊接在旋转罐体10内壁和转轴23上。所述连杆组件18分别与旋转罐体10内壁和转轴23相连。所述旋转组件4通过带传动机构与经出料室7并一直伸出至密闭室3下方的转轴23下端相连。
参见图3,所述连杆组件18包括近转轴连杆、远转轴连杆和提拉连杆,这三个连杆的一端可转动的连接在一起,近转轴连杆的另一端与所述转轴23铰接,远转轴连杆的另一端与档位块21销接,档位块21与设于旋转罐体10的内壁上的竖向排列的档位槽22相连,提拉连杆的另一端与堵头20销接,堵头20可以随档位块21的移动与旋转罐体10底部(转轴23穿过该底部并与之固定)设有的下料口19插接配合。另外,连杆组件18中采用的远转轴连杆和近转轴连杆,可以与转轴23组成杠杆结构,从而使得档位块21的移动更省力,特别是在旋转罐体10内熔融态的相变材料已经完成对多孔材料的浸渍后需要趁热打开下料口19放料时,避免流体静压阻碍下料口19的打开过程。
参见图4以及图5,所述档位块21为T字型,包括带有销孔211(用于连接上述远转轴连杆)的立板以及与该立板正交的底板,底板上于所述立板基部两侧设有动卡条212,并且档位块21一侧整体(包括所述底板、动卡条和立板基部)可以自上述投料侧滑槽17一侧装入档位槽22的相应的T字型的槽道221内(即档位槽22整体位于旋转罐体10内壁靠近其上端一侧,且高于连接杆24排布位置),并可沿槽道221自由上下滑动,当需要固定档位块21沿旋转罐体10高度方向的位置(从而固定连杆组件18及堵头20)时,可以向转轴23一侧外拉档位块21(由于档位块21底板两侧的宽度大于动卡条212,可以防止档位块21过度拉出而与档位槽22分离的情况发生,见图4),使档位块21的动卡条212所具有的全部齿廓与档位槽22的静卡条222(位于槽道221顶部,见图5)所具有的局部齿廓对应嵌合而卡紧,从而在通过连杆组件18放下堵头20(使堵头20插入下料口19内)后保持下料口19关闭,以及在连杆组件18提起堵头20(使堵头20自下料口19拔出)后保持下料口19打开,当需要切换下料口19开闭状态时,向旋转罐体10壁面一侧推动档位块21直至动卡条212脱出静卡条222并进入槽道221后即可上下移动档位块21并通过连杆组件18带动堵头20。
参见图6,所述支撑架1上设有与出料室7底部连通的出料口8,出料口8上设有外螺纹以方便安装出料管2,出料室7的顶部设有用于与上述出料侧滑轨16接触配合的出料侧滑槽6(出料侧滑轨16嵌入出料侧滑槽6并可相对转动),起到直接支撑旋转罐体10的作用。
参见图7,所述出料管2为两段式结构并通过螺纹连接,连接位置处可以以垫片形式夹装筛网9,具有固液分离作用(例如分离浸渍后颗粒状多孔材料与剩余的熔融态相变材料)。并且出料管2中位于上侧的一段具有用于连接出料口8的内螺纹。
上述多孔材料浸渍相变材料装备的工作原理是:使用前,将真空泵通过气压阀14与投料门5连接,然后将多孔材料或将所需比例多孔材料和相变材料(前一种装料情况下,另需气体罐连接气压阀14以提供相变材料)经密闭室3顶部投送入旋转罐体10,盖上投料门5并关闭卡扣26后进行抽真空,之后按照经控制面板12设定的所需参数(包括旋转罐体的浸渍压力、加热温度、转速、浸渍时间)运行,期间相变材料和/或多孔材料随旋转罐体的转动产生离心运动,发挥旋转搅拌作用,使浸渍过程快速且充分进行(对多孔材料冲击小,不会破坏多孔材料),浸渍完成(即达到浸渍时间)后收集经过浸渍的多孔材料并排出多余的相变材料。
具体的,当多孔材料为颗粒状且相变材料需要加热为熔融态时,设置浸渍压力为-0.1Mpa~-0.9Mpa、加热温度为30~300℃、转速为6~60rpm、浸渍时间为20~120min。浸渍完成后,开启气压阀14,平衡旋转罐体10气压至常压,打开下料口19,使物料落入出料室7,并经出料室7进入出料管2,由出料管2中的筛网9截留浸渍后的多孔材料颗粒,待多余的相变材料滤出后,取出筛网9,即可继续排出浸渍后的多孔材料颗粒。
另外,当多孔材料为板材且相变材料需要加热为熔融态时,浸渍完成后无需通过筛网9分离浸渍后的多孔材料板材和相变材料(当后续复合相变材料应用时对分离多余的相变材料无要求,也可以不使用筛网9),只需打开投料门5,取出多孔材料板材,然后打开下料口19以便最终经出料管2排出多余相变材料。
而当多孔材料需要用气体浸渍时,待真空泵排出旋转罐体10内空气后,将气压阀14连接的真空泵替换为气体罐,并为旋转罐体10提供浸渍所需气体(不需要加热和旋转)。

Claims (10)

1.一种多孔材料浸渍装置,其特征在于:包括密闭室(3)、出料室(7)、加热组件(11)、旋转组件(4)以及用于提供离心搅拌作用的旋转罐体(10),所述旋转罐体(10)、出料室(7)和加热组件(11)设置在密闭室(3)内,密闭室(3)上设置有用于密闭旋转罐体(10)的投料门(5),旋转罐体(10)通过由旋转组件(4)驱动的转轴(23)以及位于旋转罐体(10)与出料室(7)间的转动副支撑在出料室(7)上,旋转罐体(10)上设置有与出料室(7)连通且可开闭的下料口(19),出料室(7)上设置有出料管(2)。
2.根据权利要求1所述一种多孔材料浸渍装置,其特征在于:所述投料门(5)上设置有与旋转罐体(10)相连通的气压阀(14)。
3.根据权利要求2所述一种多孔材料浸渍装置,其特征在于:所述投料门上还设置有投料侧滑轨(15),投料侧滑轨(15)与设置在旋转罐体(10)顶部的投料侧滑槽(17)相配合。
4.根据权利要求1所述一种多孔材料浸渍装置,其特征在于:所述投料门(5)采用透明材料制成。
5.根据权利要求1所述一种多孔材料浸渍装置,其特征在于:所述转轴(23)的上端位于旋转罐体(10)内,转轴(23)的下端与旋转组件(4)相连,旋转罐体(10)内设置有连接杆(24),连接杆(24)分别与转轴(23)和旋转罐体(10)内壁相连。
6.根据权利要求5所述一种多孔材料浸渍装置,其特征在于:所述旋转罐体(10)内还设置有连杆组件(18),连杆组件(18)包括提拉连杆、远转轴连杆和近转轴连杆,近转轴连杆的一端与转轴(23)铰接,远转轴连杆的一端可升降的支撑在旋转罐体(10)内壁上,提拉连杆的一端设置有用于与下料口(19)插接配合的堵头(20),近转轴连杆、远转轴连杆以及提拉连杆的另一端可转动的相连。
7.根据权利要求6所述一种多孔材料浸渍装置,其特征在于:所述远转轴连杆上设置有可转动的档位块(21),旋转罐体(10)内壁上设置有档位槽(22),档位槽(22)包括嵌入旋转罐体(10)内壁的槽道(221),以及沿槽道(221)延伸方向设置在旋转罐体(10)内壁表面的卡位结构,档位块(21)上设置有用于连接远转轴连杆的销孔(211),档位块(21)的一侧嵌入在槽道(221)内并可通过与卡位结构配合固定档位块(21)的位置以及在与卡位结构分离后使档位块(21)可以沿槽道(221)自由滑动。
8.根据权利要求1所述一种多孔材料浸渍装置,其特征在于:所述转动副包括出料侧滑槽(6)以及与出料侧滑槽(6)相配合的出料侧滑轨(16),出料侧滑轨(16)设置在旋转罐体(10)底部,出料侧滑槽(6)设置在出料室(7)顶部。
9.根据权利要求1所述一种多孔材料浸渍装置,其特征在于:所述出料管(2)内设置有筛网(9)。
10.根据权利要求1所述一种多孔材料浸渍装置,其特征在于:所述密闭室(3)上还设置有控制面板(12),加热组件(11)以及旋转组件(4)分别通过电缆与控制面板(12)相连。
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