本發(fā)明涉及納米顆粒生產(chǎn)的，尤其涉及一種納米顆粒高效清洗和定量濃縮的系統(tǒng)及方法。

背景技術：

1、納米顆粒是指納米量級的微觀顆粒，是一種功能多樣、應用廣泛的新型高端材料。納米顆粒搭建了實體物質(zhì)和原子、分子之間的橋梁，有重要的科學研究和應用價值。納米顆粒工業(yè)生產(chǎn)一般包括合成、清洗、濃縮以及干燥等工序，其中，清洗操作需要反復多次，目的是去除溶劑或反應液，以純化產(chǎn)品；濃縮操作的目的是定量降低產(chǎn)品含液量，提高干燥效率，降低干燥能耗。但由于納米顆粒具有尺寸極其細小、分散度高、活性高等特點，導致清洗及濃縮工序的操作難度大、效率低、危險系數(shù)高。

2、目前，現(xiàn)有的納米顆粒在工業(yè)生產(chǎn)中的清洗濃縮技術包括機械沖洗技術、超聲波洗滌技術、等離子體洗滌技術以及微波輔助洗滌技術，不僅存在清洗過程產(chǎn)品損失大、清洗液分離難、定量濃縮波動大、自動化程度低以及操作者勞動強度高等缺陷，而且采用現(xiàn)有的技術無法在密閉環(huán)境中完成生產(chǎn)操作，會對生產(chǎn)環(huán)境和操作者身體造成潛在危害。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種納米顆粒高效清洗和定量濃縮的系統(tǒng)及方法，不僅解決了現(xiàn)有的納米顆粒在工業(yè)生產(chǎn)中存在的產(chǎn)品損失大、清洗液分離難、定量濃縮波動大、自動化程度低以及操作者勞動強度高的問題，還解決了現(xiàn)有技術會對生產(chǎn)環(huán)境和操作者身體造成潛在危害的問題。

2、為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種納米顆粒高效清洗和定量濃縮的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：原料儲罐、濃縮器、清液儲罐、清洗殘液罐、收集罐以及清洗液罐；

4、所述濃縮器頂部開設有進氣口和排氣口，所述濃縮器側(cè)壁底部開設有進料口和清液出口，所述濃縮器底部開設有排料口；

5、所述原料儲罐與所述進料口之間連通設有進液管，所述進液管上設有進料閥和進料泵；

6、所述排料口與所述收集罐之間連通設有排料管，所述排料管上設有排料閥；所述清液出口與所述清液儲罐之間設有集液管，所述集液管上設有集液閥；所述清液出口與所述清洗殘液罐之間設有排液管，所述排液管上設有排液閥；所述清洗液罐與所述進料口之間、所述清洗液罐與所述清液出口之間均設有反洗管，所述反洗管上設有清洗閥和清洗泵；所述清液出口與所述原料儲罐之間設有循環(huán)管，所述循環(huán)管上設有調(diào)節(jié)閥；

7、所述進氣口連通設有進氣管，所述進氣管上設有進氣閥；所述排氣口連通設有排空管，所述排空管上設有排空閥；

8、所述濃縮器內(nèi)沿其軸線方向設有通液管，所述原料儲罐頂部設有馬達，所述馬達的輸出軸與所述通液管的一端固定連接，用于控制所述通液管轉(zhuǎn)動，所述通液管的另一端與所述清液出口連通；

9、所述通液管上依次同軸固定套設有多個圓盤過濾件，所述圓盤過濾件靠近所述通液管的一側(cè)與所述通液管側(cè)壁之間開設有清液流道。

10、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述圓盤過濾件包括托盤，設置在所述托盤頂部開口處的支撐盤，以及設置在所述支撐盤頂部的過濾材料。

11、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述過濾材料的孔徑為0.01～10μm；

12、所述過濾材料為不銹鋼、合金、陶瓷和分子篩中的一種。

13、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述納米顆粒高效清洗和定量濃縮的系統(tǒng)還包括三通管；

14、所述三通管的第一端用于連通所述清洗泵的出口，所述三通管的第二端用于連通所述清液出口，所述三通管的第三端用于連通所述進料口。

15、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述納米顆粒高效清洗和定量濃縮的系統(tǒng)還包括四通管；

16、所述四通管的第一端用于連通所述清液出口，所述四通管的第二端用于連通所述清洗殘液罐的入口，所述四通管的第三端用于連通所述清液儲罐的入口，所述四通管的第四端用于通過所述循環(huán)管連通所述原料儲罐。

17、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述四通管的第一端與所述清液出口之間的管路上設有視鏡。

18、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述進料口與所述清液出口之間設有壓差計。

19、第二方面，本發(fā)明提供一種納米顆粒高效清洗和定量濃縮的方法，應用于上述任一項所述的納米顆粒高效清洗和定量濃縮的系統(tǒng)，該方法包括：

20、自預涂過濾，啟動馬達帶動通液管和圓盤過濾件以第一預設轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，啟動進料泵，控制原料儲罐內(nèi)的納米顆粒混合液進入濃縮器后，依次通過所述圓盤過濾件、所述通液管、清液出口和循環(huán)管以第三流量返回所述原料儲罐；

21、濃縮凈化，關閉所述調(diào)節(jié)閥，打開所述集液閥，控制所述納米顆?；旌弦涸谒鲞M料泵的作用下以所述第一流量持續(xù)進入所述濃縮器，通過所述圓盤過濾件對所述納米顆?；旌弦哼M行濃縮，濃縮后的清液依次通過所述圓盤過濾件、所述通液管、所述清液出口和集液管排出至清液儲罐，濃縮后的納米顆粒堆積在所述圓盤過濾件表面；所述第三流量小于或等于所述第一流量；

22、產(chǎn)品清洗，關閉所述馬達，打開進氣閥，保持所述集液閥開啟，以使所述濃縮器內(nèi)濃縮后的反應液排出到所述清液儲罐內(nèi)實現(xiàn)壓料；在壓料結束后，啟動清洗泵，關閉所述集液閥和所述進氣閥，開啟清洗閥，控制清洗液罐內(nèi)的清洗液以第二流量進入所述濃縮器，對所述圓盤過濾件進行清洗，打開所述排液閥，以控制清洗后的清洗液排出到清洗殘液罐內(nèi)；清洗結束后，打開所述進氣閥，保持所述排液閥開啟，以控制清洗后的清洗液排出到清洗殘液罐內(nèi)，在所述濃縮器內(nèi)的液位降低到第一預設液位后，關閉所述排液閥，得到濃縮混合物；所述第二流量大于或等于所述第一流量；

23、產(chǎn)品排出，打開所述排料閥，啟動所述馬達帶動所述通液管和所述圓盤過濾件以第二預設轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，將所述濃縮混合物甩出，通過所述排料管排出到所述收集罐內(nèi)；所述第二預設轉(zhuǎn)速大于所述第一預設轉(zhuǎn)速。

24、在一種可能的實現(xiàn)方式中，在產(chǎn)品排出之后，所述方法還包括：

25、清洗備用，保持所述排料閥關閉，打開排空閥，啟動所述清洗泵，控制所述清洗液罐內(nèi)的清洗液以所述第二流量進入所述濃縮器內(nèi)，在所述濃縮器內(nèi)的液位沒過最上層的圓盤過濾件后，關閉所述清洗泵；啟動所述馬達，控制所述馬達帶動所述通液管和所述圓盤過濾件以所述第二預設轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，以清洗所述圓盤過濾件表面的殘留納米顆粒，并將所述濃縮器內(nèi)部清洗液排空。

26、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述第三流量為所述第一流量的1/6～1倍；

27、所述第二流量為所述第一流量的1～5倍。

28、本發(fā)明實施例提供的一種納米顆粒高效清洗和定量濃縮的系統(tǒng)及方法，不僅實現(xiàn)了在納米顆粒工業(yè)生產(chǎn)中清洗和濃縮工藝中，產(chǎn)品損失少、清洗液分離簡單、定量濃縮波動小、自動化程度高以及勞動強度低的工藝生產(chǎn)水平；而且整個納米顆粒高效清洗和定量濃縮的系統(tǒng)是一個封閉的生產(chǎn)系統(tǒng)，不會對生產(chǎn)環(huán)境和操作者身體造成潛在危害。

29、本發(fā)明的生產(chǎn)工藝路線設計合理，節(jié)能環(huán)保，提高了納米顆粒工業(yè)的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益。

技術特征：

1.一種納米顆粒高效清洗和定量濃縮的系統(tǒng)，其特征在于，包括原料儲罐(1)、濃縮器(2)、清液儲罐(3)、清洗殘液罐(4)、收集罐(5)以及清洗液罐(6)；

2.根據(jù)權利要求1所述的納米顆粒高效清洗和定量濃縮的系統(tǒng)，其特征在于，所述圓盤過濾件(28)包括托盤(282)，設置在所述托盤(282)頂部開口處的支撐盤(283)，以及設置在所述支撐盤(283)頂部的過濾材料(284)。

3.根據(jù)權利要求2所述的納米顆粒高效清洗和定量濃縮的系統(tǒng)，其特征在于，所述過濾材料(284)的孔徑為0.01～10μm；

4.根據(jù)權利要求1所述的納米顆粒高效清洗和定量濃縮的系統(tǒng)，其特征在于，所述納米顆粒高效清洗和定量濃縮的系統(tǒng)還包括三通管；

5.根據(jù)權利要求1所述的納米顆粒高效清洗和定量濃縮的系統(tǒng)，其特征在于，所述納米顆粒高效清洗和定量濃縮的系統(tǒng)還包括四通管；

6.根據(jù)權利要求5所述的納米顆粒高效清洗和定量濃縮的系統(tǒng)，其特征在于，所述四通管的第一端與所述清液出口(24)之間的管路上設有視鏡。

7.根據(jù)權利要求1所述的納米顆粒高效清洗和定量濃縮的系統(tǒng)，其特征在于，所述進料口(23)與所述清液出口(24)之間設有壓差計。

8.一種納米顆粒高效清洗和定量濃縮的方法，其特征在于，應用于權利要求1～7中任一項所述的納米顆粒高效清洗和定量濃縮的系統(tǒng)，所述方法包括：

9.根據(jù)權利要求8所述的納米顆粒高效清洗和定量濃縮的方法，其特征在于，在產(chǎn)品排出之后，所述方法還包括：

10.根據(jù)權利要求8所述的納米顆粒高效清洗和定量濃縮的方法，其特征在于，所述第三流量為所述第一流量的1/6～1倍；

技術總結
本發(fā)明公開一種納米顆粒高效清洗和定量濃縮的系統(tǒng)及方法，包括：濃縮器設有進氣口、排氣口、進料口、清液出口和排料口；原料儲罐與進料口之間設有進液管，清液出口與清液儲罐之間設有集液管，清液出口與清洗殘液罐之間設有排液管，清洗液罐與進料口、清洗液罐與清液出口之間均設有反洗管，清液出口與原料儲罐之間設有循環(huán)管；濃縮器內(nèi)設有通液管，原料儲罐頂部設有馬達，馬達控制通液管轉(zhuǎn)動，通液管另一端與清液出口連通；通液管同軸套設有多個圓盤過濾件。本發(fā)明不僅解決了現(xiàn)有技術存在的產(chǎn)品損失大、清洗液分離難、定量濃縮波動大、自動化程度低以及操作者勞動強度高的問題，還解決了現(xiàn)有技術會對生產(chǎn)環(huán)境和操作者身體造成潛在危害的問題。

技術研發(fā)人員：叢輪剛,劉吉坡,南海娟,路超超,佘勃強,梁瑩,李婷
受保護的技術使用者：西部寶德科技股份有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/26