CN202606133U - 一种工业规模纳米材料生产线 - Google Patents

Abstract

工业规模纳米材料生产线，包括反应釜、操作平台、可移动固液分离装置、离心机、烘干机、粉碎机和物料传送装置。反应釜固定在操作平台上；可移动固液分离装置放置在反应釜下方，并可调整竖直及水平位置；物料传送装置依次连接离心机、烘干机和粉碎机。反应釜为双层夹套结构，内层为耐腐蚀搪瓷内胆，外层材料为钢，内、外套之间承装冷却用循环水；反应釜上部设置加料口和口视镜，底部设置出料口，内部设置搅拌装置，搅拌装置与设置于反应釜外侧的异步电机和减速器连接。该生产线针对制备过渡金属氧化物纳米材料反应设计，其结构简单、安全，生产线自动化程度高，操作方便。

Description

一种工业规模纳米材料生产线

技术领域

本实用新型是有关于一种纳米材料工业规模生产装置，具体涉及一种过渡金属氧化物纳米材料工业规模生产装置。 

背景技术

具有过渡金属氧化物团簇为核、表面修饰剂为壳的纳米颗粒的制备过程为；向一定浓度的过渡金属盐溶液中，加入表面修饰剂和/或相转移剂，搅拌后生成纳米颗粒沉淀；经脱水、烘干得松散的过渡金属氧化物纳米颗粒。该反应的特点是反应过程中物料的粘度不断发生变化，且生成纳米级的沉淀物，为保证产物的颗粒均匀且粒度符合要求，反应及后处理工艺中对搅拌、分离、加热等操作条件要求严格。目前纳米技术属于前沿性技术，相关技术与工艺处于研发阶段，还没有适用于上述反应的工业规模生产装置。因此，亟需开发用于生产纳米材料的定型设备。 

实用新型内容

针对现有技术的上述问颗，本实用新型提供一种工业规模纳米材料生产线。 

为实现上述目的，本实用新型包括如下技术方案； 

一种工业规模纳米材料生产线，其包括反应釜1、操作平台2、可移动固液分离装置3、离心机4、烘干机5、粉碎机6和物料传送装置7； 

该反应釜1固定在操作平台2上；可移动固液分离装置3放置在反应釜下方，并可调整竖直及水平位置；该物料传送装置7依次连接离心机4、烘干机5和粉碎机6； 

该反应釜1为双层夹套结构，内层161为耐腐蚀搪瓷内胆，外层162材料为钢，内、外套之间承装冷却用循环水；反应釜上部设置加料口14和口视镜13，底部设置出料口19，内部设置搅拌装置18，该搅拌装置18与设置于反应釜外侧的异步电机11和减速器12连接。 

如上所述的工业规模纳米材料生产线，优选地，该反应釜1的容量为120-180L，直径60-100cm。 

如上所述的工业规模纳米材料生产线，优选地，该搅拌装置18的浆叶包括4 个叶片，每个叶片包括两条弧形侧边，两个侧边构成半个月牙形状，较宽处为叶尾183，较窄处为叶尖184；其中，较大弧度的侧边为叶锋181，较小弧度的侧边为叶背182，该叶锋181上设置刃口185； 

该4个叶片呈十字型分布，叶尾183处固定在搅拌轴上；每个叶片的叶尾183处平面垂直于搅拌轴方向； 

其中，一组相对设置的叶片其叶尖184平面相对于叶尾183平面向上弯折，另一组相对设置的叶片其叶尖184平面相对于叶尾183平面向下弯折，各叶尖184平面与叶尾183平面的弯折角为0°＜α＜18°。 

如上所述的工业规模纳米材料生产线，优选地，该可移动固液分离装置包括衬塑桶32和可移动升降平台30； 

该衬塑桶32为筒形容器；桶壁内侧环设一圈凸缘31；该凸缘31上放置滤板320，该滤板320上设置复数个通孔；该滤板20上方覆盖孔径规格＞40目的滤布；该衬塑桶32底部设置排放口33； 

该可移动升降平台包括底座39、垂直升降臂架35、负载平台37、液压控制系统34和万向轮38； 

该底座39下装有多只万向轮38；底座39上设置垂直升降臂架35，该垂直升降臂架35与液压控制系统34连接，由液压控制系统34控制垂直升降臂架35的升降；垂直升降臂架35上部设置负载平台37，该衬塑桶32放置在负载平台37上。 

如上所述的装置，优选地，该衬塑桶32的直径为60-90cm；高度为70-90cm，凸缘31距桶口的距离为20-30cm。 

如上所述的工业规模纳米材料生产线，优选地，该衬塑桶32为复合结构，内部为不锈钢圆桶，在其外部复合一层聚乙烯塑料。 

如上所述的装置，优选地，该通孔21的孔径为3-9mm；相邻通孔21间的距离为1-2cm。 

如上所述的装置，优选地，该垂直升降臂架为剪撑链式垂直升降臂架。 

如上所述的工业规模纳米材料生产线，优选地，该离心机的转速为2500～4500转/分钟，容量为10～30L。 

如上所述的工业规模纳米材料生产线，优选地，该烘干机为热风循环烘箱，温度范围为60～150℃，容量为300-500L，有效面积为25-56m²。 

如上所述的工业规模纳米材料生产线，优选地，该粉碎机的容量为5～25L，粉碎细度为小于50nm。 

本实用新型的有益效果在于，该生产线针对制备过渡金属氧化物纳米材料反 应的特点，设计常压、控温反应釜装置，该装置中独特的搅拌器桨叶设计适用于流体中固体颗粒物的粉碎，强化轴向流和径向流，提高脚板效率，节约了反应时间，有利于生成粒度均匀的纳米颗粒。该装置的衬塑桶结构适合较高粘度含纳米颗粒溶液的固液分离；其可移动升降平台可以使衬塑桶作三维灵活移动。该生产线结构简单、安全，生产线自动化程度高，操作方便。 

附图说明

图1为实施例1的工业规模纳米材料生产线结构示意图。 

图2为实施例1的反应釜、操作平台和可移动固液分离装置结构示意图。 

图3为实施例1的反应釜结构示意图。 

图4为实施例1的桨叶立体结构示意图。 

图5为实施例1的桨叶主视图。 

图6为实施例1的桨叶左视图。 

图7为实施例1的可移动固液分离装置结构示意图。 

图8为的实施例1衬塑桶的结构示意图。 

具体实施方式

以下仅以实施例说明本实用新型可能的实施方式，然并非用以限制本实用新型所要求的保护范围。 

实施例1工业规模纳米材料生产线 

如图1所示，本实用新型一种优选实施方式的工业规模纳米材料生产线包括反应釜1、操作平台2、可移动固液分离装置3、离心机4、烘干机5、粉碎机6和物料传送装置7。 

如图2所示，反应釜1固定在操作平台2上，可移动固液分离装置3放置在反应釜下方，并可调整竖直及水平位置。操作平台2用钢板制成，用钢架支撑，平台离地面高2米，可将六个反应釜平行排列，可通过楼梯登上平台，平台上带有安全护栏，可同时在平台上下操作，反应釜最底部离地面高约1.5米。 

如图3所示，反应釜1的容量为120-180L，直径60-100CM，为双层夹套结构，内层壁161为耐腐蚀搪瓷内胆，外层壁162材料为钢，内、外套之间承装冷却用循环水，在外层壁162上设置夹套加水口163和胶套出水口164，外层壁162底部设置放水口165。反应釜上盖15顶部设置加料口14和口视镜13。反应釜底部设 置出料口19。内部设置搅拌装置18，该搅拌装置18与设置于反应釜外侧的异步电机11和减速器12连接。在反应釜中，过渡金属盐溶液与表面修饰剂和/或相转移剂反应，生成过渡金属氧化物纳米颗粒沉淀，反应过程中有热量产生，采用循环水冷却控制反应在室温下进行。 

如图4-6所示，搅拌装置18的由搅拌轴180和桨叶186构成，浆叶包括4个叶片，每个叶片包括两条弧形侧边，两个侧边构成半个月牙形状，较宽处为叶尾183，较窄处为叶尖184；其中，较大弧度的侧边为叶锋181，较小弧度的侧边为叶背182，该叶锋181上设置刃口185。4个叶片呈十字型分布，叶尾183处固定在搅拌轴上；每个叶片的叶尾183处平面垂直于搅拌轴方向。其中，一组相对设置的叶片其叶尖184平面相对于叶尾183平面向上弯折，另一组相对设置的叶片其叶尖184平面相对于叶尾183平面向下弯折，各叶尖184平面与叶尾183平面的弯折角为0°＜α＜18°。该反应釜搅拌器桨叶更适合于含颗粒悬浮物和粘度不断变化流体的混合及反应，能够增强轴向流和径向流，提高剪切力，减少流体摩擦阻力，增加粉碎功能，提高搅拌和反应效果，有利于粉碎反应生成的纳米颗粒沉淀物，获得粒度均匀的纳米颗粒。 

如图7所示，可移动固液分离装置3包括衬塑桶32和可移动升降平台30。 

衬塑桶32为筒形容器，直径为60-90cm；高度为70-90cm，凸缘31距桶口的距离为20-30cm。衬塑桶32为复合结构，内部为不锈钢圆桶，在其外部复合一层聚乙烯塑料。如图8所示，桶壁内侧环设一圈凸缘31，凸缘31上放置滤板320，滤板320上设置复数个通孔。通孔的孔径为3-9mm；相邻通孔间的距离为1-2cm。滤板320上方覆盖40目的滤布；衬塑桶32底部设置排放口33。 

再如图7所示，可移动升降平台30包括底座39、垂直升降臂架35、负载平台37、液压控制系统34和万向轮38。底座39下装有多只万向轮38。底座39上设置垂直升降臂架35，可以使用剪撑链式垂直升降臂架。垂直升降臂架35与液压控制系统34连接，由液压控制系统34控制垂直升降臂架35的升降。垂直升降臂架35上部设置负载平台37，衬塑桶32放置在负载平台37上。 

使用时脚踏推动油缸中的活塞，顶升交叉臂架垂直上升，下降时，通过手动放气阀门310，控制下降幅度和速度。利用移动升降平台把衬塑桶水平移动到反应釜出料口后，上升到合适高度后，进行出料操作，含纳米颗粒沉淀物的出料溶液在重力作用下通过滤布和滤板实现固液分离。 

固液分离后的固体物质使用离心机进一步去除液体。该生产线的离心机选用最高转速为4000转/分钟，容量为20L。随后物料送入热风循环烘箱，通过热交换 器加热经风机强制循环的空气，热空气层流经过烘盘空隙，将热量传给物料，排湿风机带走物料散发的湿热空气，根据干燥过程的不同状态，调节空气循环量与排出量的比例，烘箱属于盘架式间歇干燥，温度范围为60～150℃，容量为400L，有效面积50m²。烘干后的物料使用粉碎机进一步粉碎，粉碎机的容量为20L，粉碎细度为小于35nm。离心机4、烘干机5和粉碎机6之间采用传送带传送物料。 

Claims (10)

1.一种工业规模纳米材料生产线，其特征在于，其包括反应釜（1）、操作平台（2）、可移动固液分离装置（3）、离心机（4）、烘干机（5）、粉碎机（6）和物料传送装置（7）；

该反应釜（1）固定在操作平台（2）上；可移动固液分离装置（3）放置在反应釜下方，并可调整竖直及水平位置；该物料传送装置（7）依次连接离心机（4）、烘干机（5）和粉碎机（6）；

该反应釜（1）为双层夹套结构，内层（161）为耐腐蚀搪瓷内胆，外层（162）材料为钢，内、外套之间承装冷却用循环水；反应釜上部设置加料口（14）和口视镜（13），底部设置出料口（19），内部设置搅拌装置（18），该搅拌装置（18）与设置于反应釜外侧的异步电机（11）和减速器（12）连接。

2.如权利要求1所述的工业规模纳米材料生产线，其特征在于，所述反应釜1的容量为120-180L，直径60-100cm。

3.如权利要求1所述的工业规模纳米材料生产线，其特征在于，所述搅拌装置（18）的浆叶包括4个叶片，每个叶片包括两条弧形侧边，两个侧边构成半个月牙形状，较宽处为叶尾（183），较窄处为叶尖（184）；其中，较大弧度的侧边为叶锋（181），较小弧度的侧边为叶背（182），该叶锋（181）上设置口（185）；

该4个叶片呈十字型分布，叶尾（183）处固定在搅拌轴上；每个叶片的叶尾（183）处平面垂直于搅拌轴方向；

其中，一组相对设置的叶片其叶尖（184）平面相对于叶尾（183）平面向上弯折，另一组相对设置的叶片其叶尖（184）平面相对于叶尾（183）平面向下弯折，各叶尖（184）平面与叶尾（183）平面的弯折角为0°<α≤18°。

4.如权利要求1所述的工业规模纳米材料生产线，其特征在于，所述可移动固液分离装置包括衬塑桶（32）和可移动升降平台（30）；

该衬塑桶（32）为筒形容器；桶壁内侧环设一圈凸缘（31）；该凸缘（31）上放置滤板（320），该滤板（320）上设置复数个通孔；该滤板（20）上方覆盖孔径规格≥40目的滤布；该衬塑桶（32）底部设置排放口（33）；

该可移动升降平台包括底座（39）、垂直升降臂架（35）、负载平台（37）、液压控制系统（34）和万向轮（38）；

该底座（39）下装有多只万向轮（38）；底座（39）上设置垂直升降臂架（35），该垂直升降臂架（35）与液压控制系统（34）连接，由液压控制系统（34）控制垂直升降臂架（35）的升降；垂直升降臂架（35）上部设置负载平台（37），该衬塑桶（32）放置在负载平台（37）上。 

5.如权利要求1所述的工业规模纳米材料生产线，其特征在于，所述衬塑桶（32）的直径为60-90cm；高度为70-90cm，凸缘（1）距桶口的距离为20-30cm。

6.如权利要求4所述的工业规模纳米材料生产线，其特征在于，所述衬塑桶（32）为复合结构，内部为不锈钢圆桶，在其外部复合一层聚乙烯塑料。

7.如权利要求4所述的工业规模纳米材料生产线，其特征在于，所述通孔的孔径为3-9mm；相邻通孔间的距离为1-2cm。

8.如权利要求1所述的工业规模纳米材料生产线，其特征在于，所述离心机的转速为2500～4500转/分钟，容量为10～30L。

9.如权利要求1所述的工业规模纳米材料生产线，其特征在于，所述烘干机为热风循环烘箱，温度范围为60～150℃，容量为300-500L，有效面积为25-56m2。

10.如权利要求1所述的工业规模纳米材料生产线，其特征在于，所述粉碎机的容量为5～25L，粉碎细度为小于50nm。 

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