CN210729337U - 纳米级复合环保材料的制造系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种纳米级复合环保材料的制造系统，包括制造主机，原料输送装置和物料输出装置，原料输送装置包括：原料仓的出仓口处设有加料定量装置；助剂储罐的出口处设有助剂定量装置；混合定量输送装置设置于原料仓和助剂储罐的下方，混合定量输送装置的出口与制造主机的入料口连接；物料输出装置包括；产品收集器和设置于产品收集器下方的超声波振动筛，制造主机的卸料口与产品收集器的入口连接，产品收集器的出口对准超声波振动筛的入口；其中，制造主机的卸料口与产品收集器的入口通过输送机连接。采用干法制造系统，无污水排放，有利于环境保护；制造过程简单，操作简单，节能，经济性较好。

Description

纳米级复合环保材料的制造系统

技术领域

本实用新型涉及环保材料制造技术领域，更具体地，涉及一种纳米级复合环保材料的制造系统。

背景技术

钛白粉(二氧化钛)由于它独有的光学性能、化学稳定性和较高白度等特殊优点被广泛应用于工业生产各个领域。但是由于提取二氧化钛资源短缺，二氧化钛生产过程较为复杂：包括二氧化钛矿床开采、选矿、精细加工、表面处理改性等工序，生产技术要求很高，产品质量要求严格。通常情况下，二氧化钛的生产方法一般采用氯化法和硫酸法，对环境污染严重，生产成本高。

目前，地球上尚无发现替代二氧化钛的矿物，因此，国内外相关科研院所和相关企业都在研究用不同“矿物－二氧化钛”进行复合研发复合颗粒新材料以替代二氧化钛。替代的方案包括将无机矿物颗粒做内核母颗粒，二氧化钛颗粒做子颗粒有序的复合包裸在外层形成膜化或颗粒化。但目前这种生产系统多采用“湿法生产”，存在以下缺点：产生大量污水，不利于环境保护；生产工艺复杂，二氧化钛用量大，耗能大，经济性较差。

因此，有必要开发一种纳米级复合环保材料的制造系统，其采用干法制造系统，无污水排放；制造过程简单，操作简单，制造的产品质量稳定；制造系统中的装置简单，节能，经济性较好。

公开于本实用新型背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提出了一种纳米级复合环保材料的制造系统，其能够通过采用干法制造系统，无污水排放，利于环境保护，制造过程简单，有效降低二氧化钛的用量，提高经济型。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种纳米级复合环保材料的制造系统，包括制造主机，与所述制造主机的入料口连接的原料输送装置和与所述制造主机的卸料口连接的物料输出装置，所述原料输送装置包括：原料仓，所述原料仓的出仓口处设有加料定量装置；助剂储罐，所述助剂储罐的出口处设有助剂定量装置；混合定量输送装置，设置于所述原料仓和所述助剂储罐的下方，所述加料定量装置的出口和所述助剂定量装置的出口均与所述混合定量输送装置的入口连接，所述混合定量输送装置的出口与所述制造主机的入料口连接；

物料输出装置包括；产品收集器和设置于所述产品收集器下方的超声波振动筛，所述制造主机的卸料口与所述产品收集器的入口连接，所述产品收集器的出口对准所述超声波振动筛的入口；

其中，所述制造主机的卸料口与所述产品收集器的入口通过输送机连接。

优选地，所述原料仓包括：第一原料仓和第二原料仓；

所述加料定量装置包括，第一加料定量装置和第二加料定量装置，所述第一加料定量装置设置于所述第一原料仓的出口处，所述第二加料定量装置设置于所述第二原料仓的出口处。

优选地，所述制造系统还包括：

第一原料筒，所述第一原料筒通过输送机将第一原料输送至所述第一原料仓内；

第二原料筒，所述第二原料筒通过输送机将第二原料输送至所述第二原料仓内。

优选地，所述第一原料筒内的原料为碳酸钙，所述第二原料筒内的原料为二氧化钛。

优选地，所述助剂储罐包括第一助剂储罐、第二助剂储罐和第三助剂储罐；

所述助剂定量装置包括第一助剂定量装置、第二助剂定量装置和第三助剂定量装置，所述第一助剂定量装置设置于所述第一助剂储罐的出口处，所述第二助剂定量装置设置于所述第二助剂储罐的出口处，所述第三助剂定量装置设置于所述第三助剂储罐的出口处。

优选地，所述混合定量输送装置包括第一混合定量输送装置和第二混合定量输送装置；

其中，所述第一加料定量装置和所述第一助剂定量装置内的物料混合后与所述第二加料定量装置内的物料一同送入所述第一混合定量输送装置中，所述第二助剂定量装置和所述第三助剂定量装置内的物料混合后送入所述第二混合定量输送装置内，所述第一混合定量输送装置和所述第二混合定量输送装置的出口均与所述制造主机的入料口连接。

优选地，所述输送机为螺旋输送机。

优选地，所述制造主机包括：

外壳和与所述外壳相匹配的顶盖，所述外壳的下端设有卸料口，所述外壳的外表面上设有加热带，所述顶盖上设有入料口；

给料阀，设置于所述入料口处；放料阀，设置于所述卸料口处；空气振动锤，设置于所述卸料口处；控制单元，用于控制所述给料阀、所述放料阀和所述空气振动锤的工作；温控单元，设置于所述外壳上，用于检测所述制造主机的工作温度，并通过所述控制单元控制所述加热带保持在设定温度；动力单元，设置于所述制造主机上部，为所述制造主机提供动力；矢量控制变频器，与所述动力单元连接，能够调整所述动力单元的转速；

其中，所述外壳内的中心处设有中心转轴，中心转轴上设有刀型螺带。

优选地，所述制造主机的材质为304不锈钢。

优选地，所述外壳为空心锥体状，所述顶盖为圆弧状顶盖。

本实用新型的有益效果：采用干法制造系统，无污水排放，有利于环境保护；制造过程简单，操作简单，制造的产品质量稳定；制造系统中的装置简单，节能，经济性较好。

本实用新型的制造系统具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施例中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施例中进行详细陈述，这些附图和具体实施例共同用于解释本实用新型的特定原理。

附图说明

通过结合附图对本实用新型示例性实施例进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本实用新型示例性实施例中，相同的附图标记通常代表相同部件。

图1示出了本实用新型的一个示例性实施例的纳米级复合环保材料的制造系统的示意图。

附图标记说明：

1、制造主机；2、第一原料仓；3、第二原料仓；4、第一助剂储罐；5、第二助剂储罐；6、第三助剂储罐；7、第一加料定量装置；8、第二加料定量装置；9、第一助剂定量装置；10、第二助剂定量装置；11、第三助剂定量装置；12、第一混合定量输送装置；13、第二混合定量输送装置；14、第一原料筒；15、第二原料筒；16、产品收集器；17、超声波振动筛；18、螺旋输送机。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本实用新型。虽然附图中显示了本实用新型的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本实用新型更加透彻和完整，并且能够将本实用新型的范围完整地传达给本领域的技术人员。

图1示出了本实用新型的一个示例性实施例的纳米级复合环保材料的制造系统的示意图。

如图1所示，本实用新型提供了一种纳米级复合环保材料的制造系统，包括制造主机1，与制造主机1的入料口连接的原料输送装置和与制造主机1的卸料口连接的物料输出装置，

原料输送装置包括：原料仓，原料仓的出仓口处设有加料定量装置；助剂储罐，助剂储罐的出口处设有助剂定量装置；混合定量输送装置，设置于原料仓和助剂储罐的下方，加料定量装置的出口和助剂定量装置的出口均与混合定量输送装置的入口连接，混合定量输送装置的出口与制造主机1的入料口连接；

物料输出装置包括；产品收集器16和设置于产品收集器16下方的超声波振动筛17，制造主机1的卸料口与产品收集器16的入口连接，产品收集器16的出口对准超声波振动筛17的入口；

其中，制造主机1的卸料口与产品收集器16的入口通过输送机连接。

其中，超声波振动筛能够将大于45微米筛上物较大颗粒剔除，保留下符合要求的小于45微米筛下物。

采用干法制造系统，无污水排放，有利于环境保护。

作为优选方案，制造主机1包括：

外壳和与外壳相匹配的顶盖，外壳的下端设有卸料口，外壳的外部表面上设有加热带，顶盖上设有入料口；

给料阀，设置于入料口处；放料阀，设置于卸料口处；空气振动锤，设置于卸料口处；控制单元，用于控制给料阀、放料阀和空气振动锤的工作；温控单元，设置于外壳上，用于检测制造主机的工作温度，并通过控制单元控制加热带保持在设定温度；动力单元，设置于制造主机上部，为制造主机提供动力；矢量控制变频器，与动力单元连接，能够调整动力单元的转速；

其中，外壳内的中心处设有中心转轴，中心转轴上设有刀型螺带。

其中，控制单元全部采用PLC控制。

作为优选方案，制造主机的材质为304不锈钢。

作为优选方案，外壳为空心锥体状，顶盖为圆弧状顶盖。

其中，空心锥体状外壳与圆弧形顶盖通过螺栓连接，温控单元为温度传感器，检测制造主机1工作温度并通过PLC调节控制加热带保持在设定的温度。

其中，制造主机1为高速旋风式强力复合机，也属于动态强剪切力复合机，其外壳为锥体状，顶盖为圆弧状即可。

其中，动力单元异步电动机，额定转速为960rpm，转速可通过矢量控制变频器连续调整，中心转轴线速度最大可达30m/s。

进入制造主机1的混合物料通过中心转轴产生离心力和外层刀型螺带作用将混合物料抛向空间并将其推向空心锥体状外壳的腔体内壁，此时腔体的锥体形状使混合物料产生一个沿内壁向上运动的粉体流，粉体流沿圆弧状顶盖轨迹进入复合机中心并回落到复合腔体底部，重新开始新一轮复合过程。

作为优选方案，原料仓包括：第一原料仓2和第二原料仓3；

加料定量装置包括，第一加料定量装置7和第二加料定量装置8，第一加料定量装置7设置于第一原料仓2的出口处，第二加料定量装置8设置于第二原料仓3的出口处。

作为优选方案，制造系统还包括：

第一原料筒14，第一原料筒14通过输送机将第一原料输送至第一原料仓2内；

第二原料筒15，第二原料筒15通过输送机将第二原料输送至第二原料仓3内。

其中，第一原料筒14内的原料为碳酸钙，第二原料筒15内的原料为二氧化钛。

为满足和适应复合二氧化钛的产品加工需要，制造主机1的刀型螺带刀口需要在现有基础上加宽2-3毫米，以增加刀口与物料接触面积。

其中，碳酸钙和二氧化钛的质量比为13：7。

作为优选方案，助剂储罐包括第一助剂储罐4、第二助剂储罐5和第三助剂储罐6；

助剂定量装置包括第一助剂定量装置9、第二助剂定量装置10和第三助剂定量装置11，第一助剂定量装置9设置于第一助剂储罐4的出口处，第二助剂定量装置10设置于第二助剂储罐5的出口处，第三助剂定量装置11设置于第三助剂储罐6的出口处。

其中，第一助剂储罐4中的助剂为聚乙烯蜡或者聚丙烯酸钠，第二助剂储罐5的助剂为氧化锌或者硫酸钡，第三助剂储罐6的助剂为硬脂酸或者铝酸酯。

其中，第一助剂储罐4中的助剂为分散剂，第二助剂储罐5的助剂的作用是为了提高遮盖效果，第三助剂储罐6的助剂的作用是为了降低吸油值。

作为优选方案，混合定量输送装置包括第一混合定量输送装置12和第二混合定量输送装置13；

其中，第一加料定量装置7和第一助剂定量装置9内的物料混合后与第二加料定量装置8内的物料一同送入第一混合定量输送装置12中，第二助剂定量装置10和第三助剂定量装置11内的物料混合后送入第二混合定量输送装置13内，第一混合定量输送装置12和第二混合定量输送装置13的出口均与制造主机1的入料口连接。

混合定量输送装置的作用是为了完成制造系统的配料。

将碳酸钙与聚乙烯蜡(聚丙烯酸钠)按照定量通过螺旋输送机18加入制造主机1内进行分散，按设定时间启动第二加料定量装置8将二氧化钛经过螺旋输送机18加入制造主机1进行复合并完成颗粒包复。将氧化锌(硫酸钡)和硬脂酸(铝酯按)通过第二混合定量输送装置13按定量加入制造主机1中进行改性。

作为优选方案，其中聚乙烯蜡的质量为碳酸钙质量的2-4％，氧化锌的质量为碳酸钙和二氧化钛总质量的1-2％，硬脂酸的质量为碳酸钙和二氧化钛总质量的1-1.5％。

作为优选方案，输送机为螺旋输送机18。

螺旋输送机18的结构简单、横截面积小、密封性好、操作方便、维修容易、便于封闭运输。

具体地，将制造主机1的外层加热带通电加热至50-90℃，将碳酸钙和聚乙烯蜡投入，制造主机1启动至特定转速600-650rpm，在50-90℃的工况下将碳酸钙球化和分散，达到设定转速600-650rpm和持续工作时间4-8分钟，停机后加入二氧化钛，再次开机后由于碳酸钙和二氧化钛在混合运动过程中离心力的作用下对复合颗粒进一步产生剪切，挤压，由于范德华力和静电力使二氧化钛吸引在碳酸钙外层结合更紧密，这一过程持续5-10分钟。本实用新型的制造系统制造过程简单，操作简单，制造的产品质量稳定，制造系统中的装置简单，节能，经济性较好。

本实用新型的制造系统中的加料定量装置、助剂定量装置和混合定量输送装置，以及螺旋输送机通过外接电源为其提供动力，也可以利用PLC进行整体控制，这已是成熟的现有技术，在此不再赘述。

实施例1

采用上述设备进行试验，其中原材料采购及技术性能如表1所示。

表1原材料采购及技术性能表

原材料添加量如表2所示，通过原料输送装置向制造主机1内输送如表2所示质量的相应的原材料。

表2制备产品的原料及助剂添加量

制造主机工作温度及设定时间如表3所示

表3制造主机工作温度及设定时间

项目	设备温度	设定时间	主机频率
				主机	75℃
碳酸钙球化分散	75℃	8分钟	35hz
				包裹钛白粉	75℃	10分钟	39hz
复合颗粒改性	95℃	9分钟	39hz

采用本实用新型的制造系统生产的产品测试结果如表4所示

表4产品样品测试结果

可以看出采用本实用新型的制造系统生产的纳米级复合环保材料的主要性能遮盖力＝19g/m²，(二氧化钛包复率为35％时，按国家标准：GB/T-1726-1979涂料遮盖力测试方法测定遮盖力达到19g/平方米，符合国家标准)且在制造过程中无污水排放，制造过程简单，便于操作，二氧化钛的用量少，更加节能，提高生产的经济性。

Claims (10)

1.一种纳米级复合环保材料的制造系统，包括制造主机，与所述制造主机的入料口连接的原料输送装置和与所述制造主机的卸料口连接的物料输出装置，其特征在于，

所述原料输送装置包括：原料仓，所述原料仓的出仓口处设有加料定量装置；助剂储罐，所述助剂储罐的出口处设有助剂定量装置；混合定量输送装置，设置于所述原料仓和所述助剂储罐的下方，所述加料定量输送装置的出口和所述助剂定量输送装置的出口均与所述混合定量输送装置的入口连接，所述混合定量输送装置的出口与所述制造主机的入料口连接；

物料输出装置包括：产品收集器和设置于所述产品收集器下方的超声波振动筛，所述制造主机的卸料口与所述产品收集器的入口连接，所述产品收集器的出口对准所述超声波振动筛的入口；

其中，所述制造主机的卸料口与所述产品收集器的入口通过输送机连接。

2.根据权利要求1所述的纳米级复合环保材料的制造系统，其特征在于，所述原料仓包括：第一原料仓和第二原料仓；

所述加料定量装置包括，第一加料定量装置和第二加料定量装置，所述第一加料定量装置设置于所述第一原料仓的出口处，所述第二加料定量装置设置于所述第二原料仓的出口处。

3.根据权利要求2所述的纳米级复合环保材料的制造系统，其特征在于，所述制造系统还包括：

第一原料筒，所述第一原料筒通过输送机将第一原料输送至所述第一原料仓内；

第二原料筒，所述第二原料筒通过输送机将第二原料输送至所述第二原料仓内。

4.根据权利要求3所述的纳米级复合环保材料的制造系统，其特征在于，所述第一原料筒内的原料为碳酸钙，所述第二原料筒内的原料为二氧化钛。

5.根据权利要求2所述的纳米级复合环保材料的制造系统，其特征在于，所述助剂储罐包括第一助剂储罐、第二助剂储罐和第三助剂储罐；

所述助剂定量装置包括第一助剂定量装置、第二助剂定量装置和第三助剂定量装置，所述第一助剂定量装置设置于所述第一助剂储罐的出口处，所述第二助剂定量装置设置于所述第二助剂储罐的出口处，所述第三助剂定量装置设置于所述第三助剂储罐的出口处。

6.根据权利要求5所述的纳米级复合环保材料的制造系统，其特征在于，所述混合定量输送装置包括第一混合定量输送装置和第二混合定量输送装置；

其中，所述第一加料定量装置和所述第一助剂定量装置内的物料混合后与所述第二加料定量装置内的物料一同送入所述第一混合定量输送装置中，所述第二助剂定量装置和所述第三助剂定量装置内的物料混合后送入所述第二混合定量输送装置内，所述第一混合定量输送装置和所述第二混合定量输送装置的出口均与所述制造主机的入料口连接。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的纳米级复合环保材料的制造系统，其特征在于，所述输送机为螺旋输送机。

8.根据权利要求1-6中任意一项所述的纳米级复合环保材料的制造系统，其特征在于，所述制造主机包括：

外壳和与所述外壳相匹配的顶盖，所述外壳的下端设有卸料口，所述外壳的外表面上设有加热带，所述顶盖上设有入料口；

给料阀，设置于所述入料口处；放料阀，设置于所述卸料口处；空气振动锤，设置于所述卸料口处；控制单元，用于控制所述给料阀、所述放料阀和所述空气振动锤的工作；温控单元，设置于所述外壳上，用于检测所述制造主机的工作温度，并通过所述控制单元控制所述加热带保持在设定温度；动力单元，设置于所述制造主机上部，为所述制造主机提供动力；矢量控制变频器，与所述动力单元连接，能够调整所述动力单元的转速；

其中，所述外壳内的中心处设有中心转轴，中心转轴上设有刀型螺带。

9.根据权利要求8所述的纳米级复合环保材料的制造系统，其特征在于，所述制造主机的材质为304不锈钢。

10.根据权利要求8所述的纳米级复合环保材料的制造系统，其特征在于，所述外壳为空心锥体状，所述顶盖为圆弧状顶盖。

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