[發明專利]一種實現多品種、自調節自動集成化氣凝膠制備裝置

在審

• 申請號: 201811486333.4
• 申請日: 2018-12-06
• 公開（公告）號: CN109569448A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 王劍;唐健斌;黃帥
• 申請（專利權）人: 西華大學
• 主分類號: B01J13/00
• 分類號: B01J13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及氣凝膠制備裝置，尤其涉及一種實現多品種、自調節自動集成化氣凝膠制備裝置，其包括進料系統、混合系統、成型系統，其特征在于，進料系統由進液管、硅源儲存罐、醇儲存罐、酸儲存罐、堿儲存罐、傳液管、流量計和自動控制閥構成，四個儲料罐為圓筒形，頂部設置用于加料的加料口，加料口與進液管連接；混合系統由混合罐、雙金屬溫度計、pH計、電機、攪拌器、加熱裝置A、出料控制閥、出料嘴和固定支架組成；成型系統包括排液管、排液閥、成型桶、封液裝置和加熱裝置B。本發明設計的氣凝膠制備裝置可用于不同種類、不同配比氣凝膠的制備，通過溫度、酸堿度和流量的反饋調節，來實現氣凝膠制備過程的精確調控，保證氣凝膠制備的穩定性；同時將溶膠?凝膠、老化、溶劑置換、表面改性和干燥過程進行整合，實現氣凝膠制備的連續化、自動化。

技術領域

本發明涉及氣凝膠制備裝置，尤其涉及一種實現多品種、自調節自動集成化氣凝膠制備裝置，屬于材料化學技術領域。

背景技術

氣凝膠又被稱為干凝膠，是一種由三維網狀結構組成、輕質、多孔的固體材料。氣凝膠具有超低密度、低熱導率、低介電常數、高比表面積以及低聲速傳播等優異的性能，因而在航空航天、石油化工、電力冶金、船舶車輛、精密儀器、冰箱冷庫、服裝帳篷、建筑節能等領域有廣闊的應用前景。然而，由于制備技術的不成熟，特別是超臨界干燥過程存在的周期長，效率低、易碎裂等問題，使得氣凝膠具有較高的成本和較低的產量，從而限制了其進一步的應用。

氣凝膠的制備主要分為溶膠-凝膠和干燥兩個部分。在溶膠-凝膠過程中，通過控制溶液的水解和縮聚反應條件，在溶體內形成不同結構的納米團簇，團簇之間的相互粘連形成濕凝膠體，而在凝膠體的固態骨架周圍則充滿化學反應后剩余的液態試劑；為了防止濕凝膠在干燥過程中微孔洞內的表面張力導致材料結構的破壞，一般采用超臨界干燥工藝處理，把濕凝膠置于壓力容器中加溫升壓，使凝膠內的液體發生相變成超臨界態的流體，氣液界面消失，表面張力不復存在，此時將這種超臨界流體從壓力容器中釋放，即可得到多孔、無序、具有納米量級連續網絡結構的低密度氣凝膠材料。濕凝膠制備過程復雜且超臨界干燥時間長，因此氣凝膠的制備周期長、效率低、成本高、不易實現自動化。

在目前的工業生產中，通常采用兩步法制備濕凝膠以及超臨界干燥工藝來制備氣凝膠，因而氣凝膠制備過程中存在很耗費人力財力、存在安全隱患、很難實現自動化生產、制備的氣凝膠品種單一等問題。因此，在工業生產中亟需一種自動化的氣凝膠制備裝置，以實現氣凝膠的自動化、多品種和具備反饋調節的集成化制備。

發明內容

本發明的目的在于提供一種實現多品種、自調節自動集成化氣凝膠制備裝置，這種實現多品種、自調節自動集成化氣凝膠制備的裝置可以適應不同種類、不同配比氣凝膠的制備，且通過對溫度、酸堿度的控制與反饋調節，精確控制各種物料的比例，得到好的成型質量，以解決目前生產所存在的效率低、成本高、危險性大的問題。

本發明通過以下技術方案解決上述技術問題。

一種實現多品種、自調節自動集成化氣凝膠制備裝置，包括進料系統、混合系統、成型系統，其特征在于，進料系統由進液管、硅源儲存罐、醇儲存罐、酸儲存罐、堿儲存罐、傳液管、流量計和自動控制閥構成，四個儲存罐為圓筒形，頂部開設有用于加料的加料口，加料口與進液管連接；混合系統由混合罐、雙金屬溫度計、pH計、電機、攪拌器、加熱裝置A、出料控制閥、出料嘴和固定支架組成；成型系統包括排液管、排液閥、成型桶、封液裝置和加熱裝置B。

所述的進料系統包括進液管、硅源儲存罐、醇儲存罐、酸儲存罐、堿儲存罐、傳液管、流量計和自動控制閥，儲存罐為圓筒形結構，并于上方開設有加料口，加料口與進液管連接，儲存罐下方開設有出料口，與傳液管通過螺紋連接，輸送罐上端與存儲罐連接，下端與混合罐螺紋連接，中間設置流量計和自動控制閥，流量計檢測傳液管物料通過量，流量計測定值與設定值比對，由差值控制自動控制閥開關，儲存罐、進液管、傳液管材質為HDPE，混合罐材質為不銹鋼。