用于纳米材料清洗的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种用于纳米材料清洗的装置，包括釜壳、内釜体、滤网、高压喷气枪、高压液体喷射枪和搅拌机构；釜壳安装于内釜体外，滤网固定在内釜体或釜壳上，滤网将内釜体的内部空间和内釜体与釜壳的夹层空间分隔为上部的搅拌分散腔和下部的过滤腔；搅拌机构包括搅拌电机、搅拌轴和搅拌叶片；高压喷气枪和高压液体喷射枪均安装在内釜体的釜盖上；釜盖上配置连通搅拌分散腔且可密封关闭的进料口和排气口；釜壳底部配置有连通过滤腔且可密封关闭的排液口。该装置将分散和分离步骤集成于一台设备内，减少了物料的转移，同时增加搅拌和过滤的增强设计，提高了清洗效率。提高了清洗效率。提高了清洗效率。

【技术实现步骤摘要】
用于纳米材料清洗的装置


[0001]本技术涉及纳米材料的清洗技术，具体的，涉及了一种用于纳米材料清洗的装置。

技术介绍

[0002]纳米材料的应用领域十分的广阔，如：能源、化工、医学、环境、及生物工程等。其合成一般采用“自下而上”的沉淀法、溶剂热法、水热法等，通过控制合成参数或添加助剂以确保纳米材料结构的可控制备。
[0003]以此得到的纳米材料表面通常粘附各种助剂、杂质、反应溶剂或沉淀剂阳离子（钠离子、钾离子等），需要经过反复清洗才能去除。
[0004]目前常用的纳米材料清洗方法从工艺流程上主要分为两步：第一步是纳米材料在清洗液中的充分分散；第二步是纳米材料与清洗液的固液分离；反复循环上述两步可最终获得纯净的纳米材料。
[0005]完成第一步一般采用机械搅拌或超声的方式使纳米材料在清洗液中分散均匀，完成第二步采用压滤、抽滤、离心分离的方式使纳米材料与清洗液实现固液分离。
[0006]通常上述两步操作都是由不同的设备来完成，清洗过程中需要用人力将纳米材料反复从两套设备间来回输送，耗时耗力，清洗效率低，不利于纳米材料的工业大批量生产。
[0007]专利CN209715889U公开一种用于纳米材料合成浆料的浆料清洗装置，采用重力沉降的方式，将被清洗的物料直接倒在滤布上，通过自然沉降，实现物料和清洗液的固液分离。
[0008]由于纳米材料尺寸较小（至少有一维处于纳米尺寸），大多数纳米材料通常悬浮在清洗液中较难分离，采用自然重力沉降的方式耗时长，效率低，用在纳米材料的工业大批量生产并不现实，所以纳米材料的固液分离利用压滤、抽滤或离心的方式较多。
[0009]专利CN210995569U公开一种金刚石粉末加工用清洗装置，利用金刚石粉与水分子之间巨大的密度差和粒径差，通过滤网筒使金刚石粉和水进行有效分离。
[0010]但基于纳米材料超细的粒径，很难采用该装置将纳米材料与清洗液进行自然分离。
[0011]综上，将纳米材料清洗的分散步骤与固液分离步骤采用目前所知的机械搅拌+自然沉降的方式存在效率低的问题，采用密度差结合滤网的方式，不适合纳米材料的粒径尺寸。
[0012]为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

技术实现思路

[0013]本技术的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种集成度高、减少物料转运次数、清洗效率高的用于纳米材料清洗的装置。
[0014]为了实现上述目的，本技术所采用的技术方案是：一种用于纳米材料清洗的
装置，包括釜壳、内釜体、滤网、高压喷气枪、高压液体喷射枪和搅拌机构；
[0015]所述釜壳安装于内釜体外，所述滤网固定在内釜体或釜壳上，所述滤网将内釜体的内部空间和内釜体与釜壳的夹层空间分隔为上部的搅拌分散腔和下部的过滤腔；
[0016]所述搅拌机构包括搅拌电机、搅拌轴和搅拌叶片；
[0017]所述高压喷气枪和高压液体喷射枪均安装在内釜体的盖上，且高压喷气枪和高压液体喷射枪的出口位于搅拌分散腔内；
[0018]所述内釜体的盖上配置连通搅拌分散腔且可密封关闭的进料口和排气口；
[0019]所述釜壳底部配置有连通过滤腔且可密封关闭的排液口。
[0020]基上所述，所述搅拌分散腔内均匀的安装若干超声波发生器。
[0021]基上所述，所述搅拌轴竖向设置，所述搅拌电机安装于内釜体盖上端，所述搅拌叶片的旋向为上下方向，所述搅拌叶片为折叶结构或螺旋面叶结构。
[0022]基上所述，所述滤网包括可拆卸连接在一起的内支撑架、不锈钢滤网和外支撑架，所述不锈钢滤网安装于内支撑架和外支撑架的夹层中，所述外支撑架和内支撑架分别与所述釜壳或内釜体可拆卸连接在一起；所述滤网整体为兜状，所述釜壳底部为相应的兜状，所述排液口位于过滤腔的最低点。
[0023]基上所述，所述高压喷气枪和高压液体喷射枪均呈环状配置于内釜体盖的顶端，所述高压液体喷射枪的喷射角度可调节，以对准不锈钢滤网实现滤饼剥离；所述高压喷气枪的角度可调节，以在搅拌分散腔内形成气旋。
[0024]基上所述，所述釜壳顶部的敞口为多边形敞口，所述内釜体的截面形状为与所述敞口形状匹配的多边形。
[0025]基上所述，所述内釜体盖的顶端安装有提手。
[0026]基上所述，所述搅拌分散腔和过滤腔中均安装压力传感器。
[0027]本技术相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本技术将纳米材料在清洗液中的分散和纳米材料分散液的固液分离这两个步骤整合到一套设备中，避免了纳米材料在不同设备间的转运，减少劳动量、减少损耗、提升效率。
[0028]进一步的，利用搅拌叶片的旋向设计，在分散阶段，提供向上的推力，增强纳米材料在清洗液中的返混效率，促进纳米材料在清洗液中的分散；在固液分离阶段，控制搅拌叶片反转，提供向下的推力，辅助高压气体对浆料进行压滤，促进固液分离的效率。
[0029]进一步的，利用高压喷气枪提供高压气体对浆料进行压滤，不影响搅拌系统的正常运行，无需改变装置内部结构；同时通过调整高压喷气枪的角度，可在搅拌分散腔内形成气旋，结合搅拌叶片的作用，加速纳米浆料外甩，促进固液分离效率。
[0030]进一步的，所述搅拌分散腔内均匀的安装若干超声波发生器，用于在过滤过程中防止纳米材料在不锈钢滤网上堆积、导致不锈钢滤网堵塞，有效提高纳米材料的过滤效率，在返混阶段，加速纳米材料的分散效率。
[0031]进一步的，利用高压液体喷射枪输入清洗液，再重复清洗的过程中，调节高压液体喷射枪的角度，使枪口对准不锈钢滤网，清洗液可以有效剥离附着在不锈钢滤网上的滤饼，促进纳米材料在新分散液中的快速分散。
[0032]进一步的，在不锈钢内釜体及釜壳内壁上均安装有压力传感器，因装置在清洗过程中属于带压操作，如果装置压力超出预警值，可以采取泄压关停手段，保障装置使用安
全。
[0033]进一步的，整机设计简单，无需繁复操作，易于掌握，且可通过编程实现自动化无人作业。
附图说明
[0034]图1为本技术中纳米材料清洗装置的整体结构示意图。
[0035]图2为本技术中纳米材料清洗装置的内釜体整体结构示意图。
[0036]图3为本技术图2中A
‑
A处的俯视图。
[0037]图4为本技术中纳米材料清洗装置的内釜体下部结构示意图。
[0038]图5为本技术中纳米材料清洗装置的内釜体俯视图。
[0039]图6为本技术中纳米材料清洗装置的釜壳结构示意图。
[0040]图7为本技术中纳米材料清洗装置的釜壳俯视图。
[0041]图中：1.搅拌电机；2.高压液体喷射枪；3.高压喷气枪；4.排气口；5.提手；6.内釜体；7.釜壳；8.搅拌轴；9.搅拌叶片；10.超声波发生器；11.支架；12底座；13.排液口；14.不锈钢滤网；15.压力传感器；16.外本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于纳米材料清洗的装置，其特征在于：包括釜壳、内釜体、滤网、高压喷气枪、高压液体喷射枪和搅拌机构；所述釜壳安装于内釜体外，所述滤网固定在内釜体或釜壳上，所述滤网将内釜体的内部空间和内釜体与釜壳的夹层空间分隔为上部的搅拌分散腔和下部的过滤腔；所述搅拌机构包括搅拌电机、搅拌轴和搅拌叶片；所述高压喷气枪和高压液体喷射枪均安装在内釜体的盖上，且高压喷气枪和高压液体喷射枪的枪嘴位于搅拌分散腔内；所述内釜体的盖上配置连通搅拌分散腔且可密封关闭的进料口和排气口；所述釜壳底部配置有连通过滤腔且可密封关闭的排液口。2.根据权利要求1所述的用于纳米材料清洗的装置，其特征在于：所述搅拌分散腔内均匀的安装若干超声波发生器。3.根据权利要求2所述的用于纳米材料清洗的装置，其特征在于：所述搅拌轴竖向设置，所述搅拌电机安装于内釜体盖的上端，所述搅拌叶片的旋向为上下方向，所述搅拌叶片为折叶结构或螺旋面叶结构。4.根据权利要求3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟博，韩一帆，范合松，潘攀，张勤星，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：新型
国别省市：