专利名称：一种通气式生漆搅拌器及操作方法
技术领域：
本发明属于林产化学产品制造领域。
背景技术：
生漆，又称“大漆”，是从漆树上采割的乳白色胶状液体，被誉为“涂料之王”。它具有耐腐、耐磨、耐酸、耐溶剂、耐热、隔水和绝缘性好、富有光泽等特性，是军工、工业设备、农业机械、建筑、手工艺品利民用家俱等领域的优质涂料。生漆虽然具备突出的耐久性和优异的装饰性能，但生漆也存在一些缺点，比如颜色较深、干燥困难、不易施工、具有致敏性等，致使生漆的使用范围从上世纪九十年代起，逐步在萎缩。生漆工作者针对生漆使用中存在的问题，开发了多种生漆精制改性工艺，如生漆掺合桐油、生漆(漆酚)与一系列树脂共聚(混)、生漆(漆酚)_纳米材料精制改性、生漆 (漆酚)-稀土金属精制改性和生漆(漆酚)-有机物(主要是含氧有机物)精制改性，通过生漆精制改性工艺，，既能保持生漆原有的优良特性，又可有效地克服或降低其缺点。无论采用何种生漆精制改性工艺，第一步必须进行生漆脱水。因为生漆含水过多， 粘度较大，从而流平性差，漆膜光泽不强，涂刷时容易形成刷痕。脱水自然成为生漆使用或精制改性的首要工艺步骤。能否快速、有效的脱除生漆中的水分，是生漆能否具有较好的施工性能、使用性能和精制加工性能的前提和关键。目前，生漆工作者使用的生漆脱水工艺分为三大类(—)熬煮把生漆放入铝锅或铜锅内加热熬煮。熬煮时不考虑漆酶的反应，当生漆出现青烟散泡和米筛花，即出现鱼籽泡后，生漆含水率达到了指定数值，此时停止熬煮。 熬煮方法是传统的生漆脱水方法，，但熬煮时温度较高，生漆中的活性成分漆酶被破坏，对生漆后续的精制加工有一定影响。此外熬煮方法需要外部供给大量热量，能耗较高。(二)蒸发蒸发方法分为四类，即日晒、灯烤、热源管烤制和热风携带脱水。日晒是将生漆置于晒盘内，翻搅日晒，达到需求含水率止。日晒方法受气候影响较大，效率较低， 生漆脱水需要较长的时间。灯烤是将生漆首于带有搅拌装置的烤盘内，用远红外灯烤，达到要求含水率为止，该方法不受气候影响，但热效率较低，脱水时间较长。热源管烤制是将生漆通过等温式内热反应装置的热源管内烤制，达到要求含水率为止，热源管烤制具有较高的热效率，但相关设备制造复杂，造价较高。热风携带脱水是将一定温度的热空气从盛漆装置底部鼓入，再从上部溢出，直到生漆达到要求含水率为止。热风携带脱水方法的热效率较高，但无搅拌操作辅助，可能会产生生漆受热不均，出现局部过热，影响生漆品质。(三)非常规方法分为固体吸附、液体吸附、离心分离和超滤分离方大法。固体吸附方法是采用活性炭、高吸水树脂或卡拉胶粒等固体吸附剂放入生漆内，待固体吸附剂吸收水分后再过滤分离，以脱去水分。液体吸附是利用能够和水分子结合的液体物质，放入生漆内，和生漆中的水分子结合生成固体物质，搅拌后，再经过沉淀分离或离心分离。吸附方法脱水效率不高，固液分离也较为困难。离心采用油水分离机脱水，或加入破乳剂后再离心脱水。离心分离适用于固液体系分离或非均相液体物系分离，由于生漆中的水分和生漆本身处于均相混合状态，因此，利用离心方法脱除生漆水分效率较低。超滤是用半透超滤膜进行超滤脱水，其工作压力为lkg/m2。超滤方法比较简便，但动力消耗比较大。我们根据自身多年从事生漆精制改性科研工作的实践，开发了一种通气式生漆搅拌器用于生漆脱水。我们在通气式搅拌器设计上采用了全新的设计理念，例如①吸取灯烤和热风携带脱水工艺优点，摈弃了两种工艺的缺点，巧妙的将搅拌、灯烤和通气融为一体， 在搅拌生漆的同时，又同时向生漆中通气，同时辅助以灯烤，人大提高了生漆脱水效率；② 通气管在生漆脱水过程中不动，生漆釜转动，这样就解决了密封性问题，防止了通气气体的泄露；③通气管下端可拆卸，保证了通气管实性护检修方便。
发明内容
本发明属于林产化学产品制造领域，涉及一种生漆脱水设备。该生漆脱水设备称为通气式生漆搅拌器，由阵列通气管、旋转生漆釜和红外灯组成。通气式生漆搅拌器的具体结构、功能结合说明书附图1-5进行说明如图1，图1展示了通气式生漆搅拌器的立体结构。通气式生漆搅拌器的主体是旋转生漆釜和通气管阵列，辅助装置是进气总管、电动机转轴和红外灯(未在图中标明，红外灯安装在阵列通气管的上方300mm处，总功率2_3kw)。旋转生漆釜和通气管阵列彼此之间无任何机械连接，通气管阵列位于旋转生漆釜上方，红外灯位于通气管阵列正上方。电动机转轴位于旋转生漆釜底部中央的下方，电动机转轴与旋转生漆釜采用焊接方式连接。当进行生漆脱水操作时，旋转生漆釜在电机的带动下旋转，而通气管阵列保持静止。如此设计， 保证了整个装置和通气气体的密封性。如图2，图2展示了通气式生漆搅拌器侧面视图，按照通气式生漆搅拌器侧面视图，旋转生漆釜内径公1500111111，深200111111，一般可投加200-4501^生漆。通气管彼此相距 50mm，通气管长度为300mm，通气管底部距离旋转生漆釜30mm。旋转生漆釜底部中央通过电动机转轴连接变速装置和变速电动机。如图2、3，图3展示了通气管阵列和旋转生漆釜的俯视平面图。通气管阵列共分成 4组，每组14根，4组通气管彼此相隔90°角。如图4，图4表达了通气管的主体尺寸和结构。通气管内径Φ20mm，压缩气体进入通气管后，从通气管下端溢出通气管，进入生漆溶液中。通气管下端的形状类似于一瓶盖， 通过螺丝接口与通气管本体相连接，以方便拆卸清洗。如图5，图5展示了通气管下端的底部结构。通气管下端的底部开设17个内径为 Φ2mm的小孔，称为气体溢出孔。在进行生漆脱水操作过程中，压缩空气通过进气总管进入通气管阵列，然后压缩空气从各个通气管底部的气体溢出孔溢出，进入生漆中通气。气体溢出孔彼此相距4mm。通气式生漆搅拌器的工作原理是空气通过压缩机加压变成具有一定压力的压缩空气，压缩空气经过一定的管线进入进气总管，然后压缩空气进入阵列通气管中。气体从阵列通气管下端的气体溢出孔流出并形成气泡，气泡自旋转生漆釜底部上升，进入空气。在此过程中，气泡和阵列通气管、旋转的生漆流体发生碰撞，在旋转生漆釜内产生强烈的通气、破碎、混合与湍动效应，加速了生漆中的水分向气泡迁移的速率，从而大大强化了生漆脱水速度。通气式生漆搅拌器的工作特点是阵列通气管在生漆搅拌脱水操作过程中固定不动， 盛放生漆的旋转生漆釜则按照给定参数转动，阵列通气管不但是气泡发生装置，而且是搅拌装置。该设备在搅拌、通气的同时，还辅助以红外灯烤脱水。通气管下端的形状类似于一瓶盖，通过螺丝接口与通气管本体相连接，以方便拆卸清洗。本设备制造简单、密封性好，脱水速度快，可将传统的3-4天的生漆脱水干燥时间缩短为1天。使用本设备进行生漆脱水的操作步骤与要点是1.首先利用压缩机产生具有一定压力的压缩空气，然后将压缩空气通过一定管线输入进气总管，之后压缩空气进入通气管阵列，从各个通气管底部溢出。先通入压缩空气， 是为了防止生漆进入通气管内堵塞通气管下端的气体溢出孔和在通气管内部粘接、附着， 防止通气管堵塞；2.向旋转生漆釜中倒入加入生漆，本发明专利开发通气式生漆搅拌器可一次性处理生漆300-kg450kg生漆。旋转生漆釜投加生漆量过少，可能会造成生漆无法淹没通气管下端的底部，从而使得通气管失去搅拌和通气作用。旋转生漆釜投加生漆过多，则可能造成在搅拌过程中生漆溢出旋转生漆釜，或者通气管下端的底部压力过大，无法通气；3.开动变速电动机，调整变速装置，使得旋转生漆釜在一定转速下旋转，一般转速控制在3-8转/min ；4.打开通气管阵列上方的红外灯，利用灯烤辅助生漆脱水。5.将整个搅拌、通气和灯烤过程维持1天，即可脱除生漆大部分水分，达到生漆后续精制加工的要求。根据一般生漆的含水量，操作维持1天即可，如果生漆原料的含水量过大或过小，可根据实际调整操作时间；6.关闭红外灯，取出脱水后的生漆；7.待旋转生漆釜中的生漆量与通气管下端的底部平齐时，关闭压缩机，停止通入压缩空气，然后取出剩余的脱水后的生漆。
图1通气式生漆搅拌器的立体结构图1展示了通气式生漆搅拌器的立体结构。通气式生漆搅拌器的主体是旋转生漆釜和通气管阵列，辅助装置是进气总管、电动机转轴和红外灯(未在图中标明)。旋转生漆釜和通气管阵列彼此之间无任何机械连接，通气管阵列位于旋转生漆釜上方，红外灯位于通气管阵列正上方。电动机转轴位于旋转生漆釜底部中央的下方，电动机转轴与旋转生漆釜采用焊接方式连接。当进行生漆脱水操作时，旋转生漆釜在电机的带动下旋转，而通气管阵列保持静止。如此设计，保证了整个装置和通气气体的密封性。图2通气式生漆搅拌器侧面视2展示了通气式生漆搅拌器侧面视图，按照通气式生漆搅拌器侧面视图，旋转生漆釜内径Φ 1500mm，深200mm，一般可投加200_450kg生漆。通气管彼此相距50mm，通气管长度为300mm，通气管底部距离旋转生漆釜30mm。旋转生漆釜底部中央通过电动机转轴连接变速装置和变速电动机。
图3通气管阵列和旋转生漆釜的俯视平面3展示了通气管阵列和旋转生漆釜的俯视平面图。通气管阵列共分成4组，每组14根，4组通气管彼此相隔90°角。图4通气管的主体尺寸和结构图4表达了通气管的主体尺寸和结构。通气管内径Φ20mm，压缩气体进入通气管后，从通气管下端溢出通气管，进入生漆溶液中。通气管下端的形状类似于一瓶盖，通过螺丝接口与通气管本体相连接，以方便拆卸清洗。图5通气管下端的底部结构图5展示了通气管下端的底部结构。通气管下端的底部开设17个内径为Φ2πιπι 的小孔，称为气体溢出孔。在进行生漆脱水操作过程中，压缩空气通过进气总管进入通气管阵列，然后压缩空气从各个通气管底部的气体溢出孔溢出，进入生漆中通气。气体溢出孔彼此相距4mm。
具体实施例方式实施例1 制造装配按照图1、2、3、4和5以及如下说明制造装配通气式生漆搅拌器的主体是旋转生漆釜和通气管阵列，辅助装置是进气总管、电动机转轴和红外灯(红外灯安装在阵列通气管的上方300mm处，功率2kw)。旋转生漆釜和通气管阵列彼此之间无任何机械连接，通气管阵列位于旋转生漆釜上方，红外灯位于通气管阵列正上方。电动机转轴位于旋转生漆釜底部中央的下方，电动机转轴与旋转生漆釜采用焊接方式连接。旋转生漆釜内径1500mm，深200mm，。通气管彼此相距50mm，通气管长度为300mm，
通气管底部距离旋转生漆釜30mm。旋转生漆釜底部中央通过电动机转轴连接变速装置和变速电动机。通气管阵列共分成4组，每组14根，4组通气管彼此相隔90°角。通气管内径Φ20πιπι，通气管下端的形状类似于一瓶盖，通过螺丝接口与通气管本体相连接。通气管下端的底部开设17个内径为Φ2πιπι的小孔，称为气体溢出孔。在进行生漆脱水操作过程中，压缩空气通过进气总管进入通气管阵列，然后压缩空气从各个通气管底部的气体溢出孔溢出，进入生漆中通气。气体溢出孔彼此相距4mm。操作方法1.首先利用压缩机产生具有一定压力的压缩空气，然后将压缩空气通过一定管线输入进气总管；2.向旋转生漆釜中倒入加入300kg生漆；3.开动变速电动机，调整变速装置，使得旋转生漆釜在一定转速下旋转，转速为3 转 /min4.打开通气管阵列上方的红外灯，利用灯烤辅助生漆脱水。5.将整个搅拌、通气和灯烤过程维持1天；
6.关闭红外灯，取出脱水后的生漆；7.待旋转生漆釜中的生漆量与通气管下端的底部平齐时，关闭压缩机，停止通入压缩空气，然后取出剩余的脱水后的生漆。实施例2 制造装配按照图1、2、3、4和5以及如下说明制造装配通气式生漆搅拌器的主体是旋转生漆釜和通气管阵列，辅助装置是进气总管、电动机转轴和红外灯(红外灯安装在阵列通气管的上方300mm处，功率3kw)。旋转生漆釜和通气管阵列彼此之间无任何机械连接，通气管阵列位于旋转生漆釜上方，红外灯位于通气管阵列正上方。电动机转轴位于旋转生漆釜底部中央的下方，电动机转轴与旋转生漆釜采用焊接方式连接。旋转生漆釜内径Φ1500πιπι，深200mm，。通气管彼此相距50mm，通气管长度为 300mm，通气管底部距离旋转生漆釜30mm。旋转生漆釜底部中央通过电动机转轴连接变速装置和变速电动机。通气管阵列共分成4组，每组14根，4组通气管彼此相隔90°角。通气管内径Φ20πιπι，通气管下端的形状类似于一瓶盖，通过螺丝接口与通气管本体相连接。通气管下端的底部开设17个内径为Φ2πιπι的小孔，称为气体溢出孔。在进行生漆脱水操作过程中，压缩空气通过进气总管进入通气管阵列，然后压缩空气从各个通气管底部的气体溢出孔溢出，进入生漆中通气。气体溢出孔彼此相距4mm。操作方法1.首先利用压缩机产生具有一定压力的压缩空气，然后将压缩空气通过一定管线输入进气总管；2.向旋转生漆釜中倒入加入350kg生漆；3.开动变速电动机，调整变速装置，使得旋转生漆釜在一定转速下旋转，转速为5 转 /min4.打开通气管阵列上方的红外灯，利用灯烤辅助生漆脱水。5.将整个搅拌、通气和灯烤过程维持1天；6.关闭红外灯，取出脱水后的生漆；7.待旋转生漆釜中的生漆量与通气管下端的底部平齐时，关闭压缩机，停止通入压缩空气，然后取出剩余的脱水后的生漆。
权利要求
1.本发明专利涉及的通气式生漆搅拌器用于生漆脱水精制过程，主要由阵列通气管、 旋转生漆釜和红外灯组成；
2.如权利要求1所述，阵列通气管由四组通气管组成，分别排列在0°、90°、180°、 270°四个方向；
3.如权利要求1所述，阵列通气管安装在旋转生漆釜上方，其下端距旋转生漆釜底部 5-10cm ；
4.如权利要求1所述，阵列通气管下端开有内径2-5mm的小孔，小孔按照正三角形或正方形形式排列；
5.如权利要求1所述，阵列通气管下端与阵列通气管本体采用螺丝扣方式连接；
6.如权利要求2所述，阵列通气管在生漆脱水精制过程中充当气泡产生装置。即旋转生漆釜内盛装生漆，阵列通气管浸没于生漆中，气体通过压缩机流入阵列通气管，从阵列通气管流出并形成气泡，进入旋转生漆釜；
7.如权利要求7所述，在生漆脱水精制过程中，阵列通气管固定不动，旋转生漆釜在电动机的带动下旋转；
8.如权利要求7所述，阵列通气管充当生漆脱水精制过程的搅拌装置；
全文摘要
本发明涉及一种生漆脱水设备及操作方法，主要由阵列通气管、旋转生漆釜和红外灯组成。其工作原理是气体从阵列通气管底部的小孔流出并形成气泡，气泡自旋转生漆釜底部上升，进入空气。在此过程中，气泡和阵列通气管、旋转的生漆流体发生碰撞，在旋转生漆釜内产生强烈的通气、破碎、混合与湍动效应，加速了生漆中的水分向气泡迁移的速率，从而大大强化了生漆脱水速度。其特点是阵列通气管在生漆搅拌脱水操作过程中固定不动，盛放生漆的旋转生漆釜则按照给定参数转动，阵列通气管不但是气泡发生装置，而且是搅拌装置。该设备在搅拌、通气的同时，还辅以红外灯烤脱水。本设备制造简单、密封性好，脱水速度快，可将传统的3-4天的生漆脱水干燥时间缩短为1天。
文档编号B01F15/06GK102443350SQ201110315028
公开日2012年5月9日 申请日期2011年10月17日 优先权日2011年10月17日
发明者尉芹, 张军华, 张强, 郑冀鲁, 黄晓华 申请人:西北农林科技大学