CN207672156U - 一种晶须改性的连续生产系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种晶须改性的连续生产系统，包括：依次连通的预混釜与反应釜；至少两个晶浆配制釜，每个晶浆配制釜上设有晶浆出口，且晶浆出口处设有晶浆阀门；晶浆管道，晶浆管道的第一端与所述预混釜连通，第二端分别与若干晶浆配制釜的晶浆出口连通，晶浆管道处设有晶浆加料泵；液位计，晶浆配制釜上设有液位计；至少两个改性液配制釜，每个改性液配制釜上设有改性液出口，且改性液出口处设有改性液阀门；改性液管道，改性液管道的第一端与预混釜连通，第二端分别与若干改性液配制釜的改性液出口连通，改性液管道处设有计量泵。本实用新型的设备实现改性晶须的连续化生产，提高设备利用率、改性反应程度和生产效率。

Description

一种晶须改性的连续生产系统

技术领域

本实用新型涉及晶须改性的生产装置设计领域，尤其涉及一种晶须改性的连续生产系统。

背景技术

晶须是由高纯度单晶生长而成的微纳米级的短纤维，具有均匀的横截面和完善的内部结构，而且耐高温、耐酸碱、韧性好和强度高，是一种性能优良的增强增韧绿色环保材料。目前常用的硫酸钙晶须、碳酸钙晶须、碱式硫酸镁晶须等都是无机材料，其晶须表面呈强亲水疏油性，因而与有机聚合物基体亲和性差，限制了其在有机材料中的应用，所以对无机晶须表面进行改性处理，增加与有机物的相容性已成为研究热点。

目前晶须表面改性处理采用将待表面改性的晶须、改性剂全部加入反应釜后，开始反应，反应结束后将料浆全部打入下一工序后，才可以再往反应釜里继续加料开始新一轮的晶须改性反应，属于间断式生产方法，这种间断性的晶须表面改性方法耗时长，设备利用率低，生产效率较低。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种晶须改性的连续生产系统，实现改性晶须的连续化生产，提高设备利用率、晶须改性程度和生产效率。

本实用新型提供的技术方案如下：

一种晶须改性的连续生产系统，包括：依次连通的预混釜与反应釜，所述预混釜通过输送泵与所述反应釜连通；至少两个晶浆配制釜，每个所述晶浆配制釜上设有晶浆出口，且晶浆出口处设有晶浆阀门；晶浆管道，所述晶浆管道的第一端与所述预混釜连通，第二端分别与若干所述晶浆配制釜的晶浆出口连通，所述晶浆管道处设有晶浆加料泵；液位计，每个所述晶浆配制釜上设有所述液位计；至少两个改性液配制釜，每个所述改性液配制釜上设有改性液出口，且改性液出口处设有改性液阀门；改性液管道，所述改性液管道的第一端与所述预混釜连通，第二端分别与若干所述改性液配制釜的改性液出口连通，所述改性液管道处设有计量泵。

上述结构中，通过设置分别设置两个以上晶浆配制釜和改性液配制釜，能够在其中一个晶浆配制釜和改性液配制釜向预混釜进料时，另外一个或者多个晶浆配制釜和改性液配制釜进行溶解配料，实现向预混釜内连续投放晶浆和改性液，提高了设备利用率和改性晶须的生产效率。通过预混釜先对晶须和改性液进行预混和改性反应，再将其通入反应釜中继续进行改性反应，提高了晶须和改性液的混合效果和改性反应的反应效率，从而进一步改善了改性反应的反应效果。

通过先将粉末状晶须预先加入溶剂配成晶浆，然后通过晶浆加料泵连续泵入预混釜内，使得加入的晶须量更精确，并且更加易于与改性液混合，且晶浆配制釜的成本较低。

优选地，所述晶浆配制釜为两个，分别为第一晶浆配制釜与第二晶浆配制釜，所述第一晶浆配制釜上设有第一晶浆出口，所述第一晶浆出口处设有晶浆阀门，所述第二晶浆配制釜上设有第二晶浆出口，所述第二晶浆出口处也设有晶浆阀门；所述改性液配制釜为两个，分别为第一改性液配制釜与第二改性液配制釜，所述第一改性液配制釜上设有第一改性液出口，所述第一改性液出口处设有改性液阀门，所述第二改性液配制釜上设有第二改性液出口，所述第二改性液出口处也设有改性液阀门。

优选地，所述预混釜的底部设有改性液入口和晶浆入口，所述改性液入口与所述改性液管道的第一端连通，所述晶浆入口与所述晶浆管道的第一端连通；所述预混釜的上部设有预混晶浆出口，所述反应釜的底部设有反应物料入口，所述预混晶浆出口与所述反应物料入口连通。

优选地，所述反应釜至少有两个，若干所述反应釜依次连通，且相邻所述反应釜之间通过输送泵连通。

反应釜设置为多个，可以使反应物料向后续工序流动的同时又同时进行改性反应，且不同的反应釜物料反应程度也不同，较为接近预混釜的反应釜反应程度较低，较为远离预混釜的反应釜物料反应程度较高，避免不同反应程度的物料混合交叉，从而实现了物料连续不断的从第一个反应釜入口进入，从最后一个反应釜出口出来，并全部完成反应。提高改性反应的混合效果和反应程度。

优选地，所述反应釜有两个，分别为第一反应釜和第二反应釜，所述预混釜与所述第一反应釜通过第一输送泵连通，所述第一反应釜与第二反应釜通过第二输送泵连通。

优选地，所述预混釜的底部设有改性液入口和晶浆入口，所述改性液入口与所述改性液管道的第一端连通，所述晶浆入口与所述晶浆管道的第一端连通；所述预混釜的上部设有预混晶浆出口，所述第一反应釜的底部设有第一反应物料入口，所述预混晶浆出口与所述第一反应物料入口连通；所述第一反应釜的上部设有第一反应物料出口，所述第二反应釜的底部设有第二反应物料入口，所述第一反应物料出口与所述第二反应物料入口连通。

预混釜、第一反应釜和第二反应釜的物料的入口都在底部，且出口均设计在釜的上部，通过反应物料自下而上的流动来延长釜内反应时间，提高改性反应程度，此外还可以通过调节预混釜、第一反应釜和第二反应釜之间的输送泵流量，来控制各釜进料量和反应时间。

优选地，所述预混釜、第一反应釜与第二反应釜的外壁上均设有加热套。

采用加热套包裹在预混釜、第一反应釜和第二反应釜的外壁上，使得预混釜、第一反应釜和第二反应釜加热均匀，避免由于局部温度不均降低改性的反应效率，此外通过调整预混釜和反应釜各自的温度，可对不同晶须改性反应阶段的反应温度等进行精确控制。

优选地，所述预混釜、所述第一反应釜、所述第二反应釜的体积比为(1～2)：3：3。

通过将三者的体积限制在上述范围内，一方面可以使物料在预混釜充分混合，另一方面又可以在适当的时间内在反应釜充分反应，从而保证较高的生产效率。

优选地，所述晶须改性的连续生产系统还包括：缓冲罐，所述缓冲罐与所述第二反应釜通过第三输送泵连通。

上述结构中，缓冲罐用于暂存改性后物料，以便于连续稳定的为后续干燥装置供料。

优选地，所述第二反应釜的上部设有第二反应物料出口，所述缓冲罐上设有缓冲罐入口，所述第二反应物料出口与所述缓冲罐入口通过所述第三输送泵连通。

本实用新型提供的一种晶须改性的连续生产系统，能够带来以下有益效果：

通过上述技术方案，本实用新型有以下有益效果：

(1)通过分别配备两个晶浆配制釜和两个改性液配制釜，保证其中一个晶浆配制釜和改性液配制釜溶解配料的同时，另一个或多个晶浆釜和改性液配制釜连续向预混釜进料；通过配备预混釜及两个反应釜，让物料在连续通过各釜的过程中同时还进行着表面改性反应，实现了晶须的连续化改性反应，提高了生产效率。

(2)通过调节输送泵的流量、预混釜和反应釜各自的温度，可对表面改性反应的工艺参数如反应时间、反应程度等精确控制。预混釜和反应釜的物料入口都设计在釜底部，出口都设计在釜顶部，通过物料自下向上的流动，从而延长物料在釜里的反应时间，使反应更充分。

(3)相对于通过粉料连续进料设备将粉末状晶须进给预混釜，把粉末状晶须预先配制成晶浆再连续泵入预混釜的设计，更精确，更容易与改性液混合，且设备成本更低。

(4)整个工艺设备结构简单，易于操作和控制，安全性高，成本低，适合工业化推广。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对晶须改性的连续生产系统的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本实用新型的晶须改性的连续生产系统的结构示意图。

附图标号说明：

1a-第一晶浆配制釜，1b-第二晶浆配制釜，2a-第一改性液配制釜，2b-第二改性液配制釜，3-晶浆阀门，4-改性液阀门，5-预混釜，6a-第一反应釜，6b-第二反应釜，7-缓冲罐，8-计量泵，9-晶浆加料泵，10-第一输送泵，11-第二输送泵，12-第三输送泵。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。

【实施例1】

如图1所示，实施例1公开了一种晶须改性的连续生产系统，包括：依次连通的预混釜5与反应釜，还包括：第一晶浆配制釜1a、第二晶浆配制釜1b、晶浆管道、第一改性液配制釜2a、第二改性液配制釜2b和改性液管道，其中，第一晶浆配制釜1a上设有第一晶浆出口，第一晶浆出口处设有晶浆阀门3，第二晶浆配制釜1b上设有第二晶浆出口，第二晶浆出口处也设有晶浆阀门3。晶浆管道的第一端与预混釜5连通，其第二端分别与第一晶浆出口和第二晶浆出口连通，用于将第一晶浆配制釜1a或者第二晶浆配制釜1b中的晶浆输送到预混釜5内，晶浆管道处设有晶浆加料泵9。第一晶浆配制釜1a与第二晶浆配制釜1b内均设有液位计，通过液位计液位的下降程度计算和调整晶浆加料泵9的进料量，进而实现晶浆的进料量的控制。

在其他具体实施例中，晶浆配制釜不局限于两个，也可以是三个、四个或者更多个；改性液配制釜不局限于两个，也可以是三个、四个或者更多个，此处不再赘述。

第一改性液配制釜2a上设有第一改性液出口，第一改性液出口处设有改性液阀门4，第二改性液配制釜2b上设有第二改性液出口，第二改性液出口处也设有改性液阀门4，改性液管道的第一端与预混釜5连通，第二端分别与第一改性液出口和第二改性液出口连通，其用于将改性液从第一改性液配制釜2a或者第二改性液配制釜2b输送至预混釜5处进行混合，且改性液管道处设有计量泵8，计量泵8用于精确控制改性液进入预混釜5的进料量和进料速度。

具体的，反应釜有两个，分别为第一反应釜6a与第二反应釜6b，且两个反应釜依次连通，预混釜5与第一反应釜6a通过第一输送泵10连通，第一反应釜6a与第二反应釜6b通过第二输送泵11连通，且预混釜5、第一反应釜6a与第二反应釜6b的体积比为1.5：3：3，采用上述比例能够尽量增加第一反应釜6a和第二反应釜6b的体积，进而尽量延长物料在第一反应釜6a和第二反应釜6b内的反应时间，从而提高改性晶须的生产效率。

在其他具体实施例中，反应釜也可以是一个、三个、四个或者更多个，相互依次连通，反应釜的个数越多，其改性反应的反应时间更长，从而改性晶须的反应更加彻底，产生效率更高。

预混釜5、第一反应釜6a与第二反应釜6b的外壁上均套设有加热套，用于为预混釜5、第一反应釜6a与第二反应釜6b加热，提供改性反应需要的温度。当然了，加热装置也不局限于加热套，也可以是其他加热设备，如加热棒等，此处不作限制。

本实施例的工作状态如下：

1、在第一晶浆配制釜1a内采用粉末状晶须和溶剂配制晶浆，在第一改性液配制釜2a内用改性剂配制改性液；

2、打开第一晶浆配制釜1a的晶浆阀门3、第一改性液配制釜2a的改性液阀门4、晶浆加料泵9、计量泵8、第一输送泵10和第二输送泵11，晶浆与改性液进入预混釜5内进行混合；

3、在第二晶浆配制釜1b内采用粉末状晶须和溶剂配制成晶浆备用，在第二改性液配制釜2b内用改性剂配制成改性液作为备用；

4、通过液位计观察第一晶浆配制釜1a内的晶浆的液位，若液位接近釜底，则关闭第一晶浆配制釜1a的晶浆阀门3，并打开第二晶浆配制釜1b的晶浆阀门3，从而实现第一晶浆配制釜1a与第二晶浆配制釜1b之间的切换；

5、通过计量泵8计算第一改性液配制釜2a内的改性液留存量，当第一改性液配制釜2a内的改性液接近用尽时，关闭第一改性液配制釜2a的改性液阀门4，并打开第二改性液配制釜2b的改性液阀门4，实现第一改性液配制釜2a与第二改性液配制釜2b之间的切换；

6、晶浆与改性液在预混釜5内混合并进行改性反应，并通过第一输送泵10输送至第一反应釜6a中进行反应，再通过第二输送泵11被送入第二反应釜6b内进行反应，最后得到的改性后的晶浆被送入后续处理设备。

本实施例中，设置了两个晶浆配制釜和改性液配制釜，通过晶浆阀门3和改性液阀门4的打开或者闭合，实现了晶浆配制釜和改性液配制釜的交替供液和切换，保证持续向预混釜5内加入晶浆和改性液，从而实现了连续化改性反应，避免了生产设备空置，克服了现有技术中设备的利用率低的缺点，提高了设备利用率且提高了改性晶须的生产效率。

【实施例2】

如图1所示，实施例2在实施例1的基础上，实施例2的预混釜5、第一反应釜6a与第二反应釜6b的体积比为1：3：3，预混釜5的底部设有改性液入口和晶浆入口，改性液入口与改性液管道的第一端连通，晶浆入口与晶浆管道的第一端连通，预混釜5的上部设有预混晶浆出口，第一反应釜6a的底部设有第一反应物料入口，该预混晶浆出口与第一反应物料入口通过第一输送泵10连通，第一反应釜6a的上部设有第一反应物料出口，第二反应釜6b的底部设有第二反应物料入口，第一反应物料出口与第二反应物料入口通过第二输送泵11连通。

通过将反应釜的物料入口设置在釜底位置，并将反应釜的物料出口设置在反应釜的上部，能够增加晶浆和改性液在反应釜中的反应时间，从而改性反应更加充分，进一步提高改性晶须的生产效率。

【实施例3】

如图1所示，实施例3在实施例1～2的基础上，实施例3的预混釜5、第一反应釜6a与第二反应釜6b的体积比为2：3：3，本实施例中还包括缓冲罐7，该缓冲罐7用于接收第二反应釜6b内排出的改性后的晶浆，等到收集到一定数量后再一起输送至后续处理装置中进行处理。

缓冲罐7上设有缓冲罐入口，第二反应釜6b的上部设有第二反应物料出口，该第二反应物料出口与缓冲罐入口通过第三输送泵12连通。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种晶须改性的连续生产系统，其特征在于，包括：

依次连通的预混釜与反应釜，所述预混釜通过输送泵与所述反应釜连通；

至少两个晶浆配制釜，每个所述晶浆配制釜上设有晶浆出口，且晶浆出口处设有晶浆阀门；

晶浆管道，所述晶浆管道的第一端与所述预混釜连通，第二端分别与若干所述晶浆配制釜的晶浆出口连通，所述晶浆管道处设有晶浆加料泵；

液位计，每个所述晶浆配制釜上设有所述液位计；

至少两个改性液配制釜，每个所述改性液配制釜上设有改性液出口，且改性液出口处设有改性液阀门；

改性液管道，所述改性液管道的第一端与所述预混釜连通，第二端分别与若干所述改性液配制釜的改性液出口连通，所述改性液管道处设有计量泵。

2.根据权利要求1所述的晶须改性的连续生产系统，其特征在于：

所述晶浆配制釜为两个，分别为第一晶浆配制釜与第二晶浆配制釜，所述第一晶浆配制釜上设有第一晶浆出口，所述第一晶浆出口处设有晶浆阀门，所述第二晶浆配制釜上设有第二晶浆出口，所述第二晶浆出口处也设有晶浆阀门；

所述改性液配制釜为两个，分别为第一改性液配制釜与第二改性液配制釜，所述第一改性液配制釜上设有第一改性液出口，所述第一改性液出口处设有改性液阀门，所述第二改性液配制釜上设有第二改性液出口，所述第二改性液出口处也设有改性液阀门。

3.根据权利要求2所述的晶须改性的连续生产系统，其特征在于：

所述预混釜的底部设有改性液入口和晶浆入口，所述改性液入口与所述改性液管道的第一端连通，所述晶浆入口与所述晶浆管道的第一端连通；

所述预混釜的上部设有预混晶浆出口，所述反应釜的底部设有反应物料入口，所述预混晶浆出口与所述反应物料入口连通。

4.根据权利要求2所述的晶须改性的连续生产系统，其特征在于：

所述反应釜至少有两个，若干所述反应釜依次连通，且相邻所述反应釜之间通过输送泵连通。

5.根据权利要求4所述的晶须改性的连续生产系统，其特征在于：

所述反应釜有两个，分别为第一反应釜和第二反应釜，所述预混釜与所述第一反应釜通过第一输送泵连通，所述第一反应釜与第二反应釜通过第二输送泵连通。

6.根据权利要求5所述的晶须改性的连续生产系统，其特征在于：

所述预混釜的底部设有改性液入口和晶浆入口，所述改性液入口与所述改性液管道的第一端连通，所述晶浆入口与所述晶浆管道的第一端连通；

所述预混釜的上部设有预混晶浆出口，所述第一反应釜的底部设有第一反应物料入口，所述预混晶浆出口与所述第一反应物料入口连通；

所述第一反应釜的上部设有第一反应物料出口，所述第二反应釜的底部设有第二反应物料入口，所述第一反应物料出口与所述第二反应物料入口连通。

7.根据权利要求5所述的晶须改性的连续生产系统，其特征在于：

所述预混釜、第一反应釜与第二反应釜的外壁上均设有加热套。

8.根据权利要求5所述的晶须改性的连续生产系统，其特征在于：

所述预混釜、所述第一反应釜、所述第二反应釜的体积比为(1～2)：3：3。

9.根据权利要求5～8中任意一项所述的晶须改性的连续生产系统，其特征在于，还包括：

缓冲罐，所述缓冲罐与所述第二反应釜通过第三输送泵连通。

10.根据权利要求9所述的晶须改性的连续生产系统，其特征在于：

所述第二反应釜的上部设有第二反应物料出口，所述缓冲罐上设有缓冲罐入口，所述第二反应物料出口与所述缓冲罐入口通过所述第三输送泵连通。