一种用于硅溶胶生产的离子交换装置的制作方法

本实用新型属于硅溶胶生产设备领域，特别涉及一种用于硅溶胶生产的离子交换装置。

背景技术：

硅溶胶是粒径在1~100纳米范围的纳米二氧化硅在水或其他有机溶剂中的分散液，广泛应用于精密铸造、耐火材料、涂料、纺织、精密抛光等领域。

国内的硅溶胶生产技术主要有离子交换法和硅粉水解法。其中硅粉水解法的生产工艺要主要是在反应釜中加入水，加入碱性催化剂，升温至合适温度后，加入硅粉，使硅粉在碱催化下进行水解，生成硅酸并聚合成二氧化硅粒子。离子交换法这种生产工艺比较简单，产品中的金属离子杂质少，但是硅粉原料的价格较高。

离子交换法生产硅溶胶具有很久的历史，这种方法分为两步：（一）采用硅酸钠为原料，先将硅酸钠配制成5-10%的水溶液，然后通过阳离子交换树脂进行离子交换，除去钠离子，得到3-6%的硅酸水溶液。（二）将稀硅酸溶液滴加到反应釜中，通过控制体系的酸碱度和温度，使硅酸在碱性条件下逐渐聚合成二氧化硅纳米粒子，然后经过浓缩，得到硅溶胶成品。这种生产技术过程相对复杂一些，但由于原材料成本低而被很多企业采用。

现有的硅酸钠生产中的离子交换装置，由于硅酸钠水溶液只能与阳离子交换树脂的一部分接触，使离子交换树脂的利用不充分。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于硅溶胶生产的离子交换装置，能够使硅酸钠溶液与阳离子交换树脂均匀接触，使硅酸钠交换充分，提高交换树脂的利用率。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种用于硅溶胶生产的离子交换装置，包括罐体，罐体内设有至少一层交换层，交换层包括托板和设置在托板上的交换树脂，托板上设有透料孔，罐体顶部通过支架连接转换箱，转换箱顶部与输料管连通，底部转动连接加料管，加料管下端转动安装在罐体顶部，加料管上套装从动齿轮，从动齿轮与主动齿轮啮合，主动齿轮套装在驱动电机的输出端，加料管下端与设置在罐体内的布料盒连通，布料盒底部设有布料孔，罐体底部设有排料口。

优选的方案中，所述罐体顶部设有进气口，进气口与供气装置连接。

进一步的方案中，所述供气装置包括空压机和储气罐，空压机通过管道与储气罐连接，储气罐的出气口通过管道与罐体顶部的进气口连接。

优选的方案中，所述罐体包括相互连接的底罐、顶罐和至少一个中间罐，交换层设置在中间罐内，底罐上端、顶罐下端以及中间罐的上下两端外壁均设有连接环板，底罐和中间罐以及顶罐之间通过螺栓连接。

优选的方案中，所述布料盒底部为中间高、四周低的圆锥形。

本实用新型提供的一种用于硅溶胶生产的离子交换装置，在驱动电机的带动下加料管转动，布料盒随之一起转动，由于布料盒处于转动状态，从而将溶液均匀的洒落至交换树脂上侧，有利于提高布料均匀度，使硅酸钠交换充分，提高交换树脂的利用率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图中：罐体1，托板2，交换树脂3，支架4，转换箱5，输料管6，加料管7，从动齿轮8，主动齿轮9，驱动电机10，布料盒11，空压机12，储气罐13，排料口101，进气口102，底罐103，中间罐104，顶罐105，连接环板106。

具体实施方式

如图1所示，一种用于硅溶胶生产的离子交换装置，包括罐体1，罐体1为筒状结构，罐体1底部设有支撑腿，罐体1内设有至少一层交换层，交换层包括托板2和设置在托板2上的交换树脂3，托板2上设有透料孔，托板2对交换树脂3起到支撑作用，罐体1顶部通过支架4连接转换箱5，转换箱5顶部与输料管6连通，输料管6与硅酸钠溶液储存装置连通，转换箱5底部转动连接加料管7，具体的，加料管7通过轴承转动安装在转换箱5底部，加料管7和转换箱5连通，加料管7下端通过轴承转动安装在罐体1顶部，加料管7上套装从动齿轮8，从动齿轮8与主动齿轮9啮合，主动齿轮9套装在驱动电机10的输出端，驱动电机10固定在罐体1顶部，加料管7下端与设置在罐体1内的布料盒11连通，布料盒11底部设有布料孔，罐体1底部设有排料口101。

通过输料管6将硅酸钠溶液加入转换箱5中进行缓冲，在驱动电机10的带动下加料管7转动，布料盒11随之一起转动，转换箱5中的溶液通过加料管7流至布料盒11中进行布料，由于布料盒11处于转动状态，从而将溶液均匀的洒落至交换树脂3上侧，有利于提高布料均匀度，使硅酸钠交换充分，提高交换树脂的利用率。

优选的，所述布料盒11底部为中间高、四周低的圆锥形。加料管7管心设置在布料盒11的轴线上。从加料管7落入的溶液沿布料盒11底部向四周滑落，从而可以防止当溶液的加料速度较小时，溶液集中落入布料盒11的中心位置而影响布料均匀性。

优选的，所述罐体1顶部设有进气口102，进气口102与供气装置连接。

具体的，所述供气装置包括空压机12和储气罐13，空压机12通过管道与储气罐13连接，储气罐13的出气口通过管道与罐体1顶部的进气口102连接。

通过供气装置将空气输入罐体1内，对溶液形成挤压力，有助于提高溶液通过交换树脂3的速度，从而提高生产效率。

优选的，所述罐体1包括相互连接的底罐103、顶罐105和至少一个中间罐104，交换层设置在中间罐104内，底罐102上端、顶罐105下端以及中间罐104的上下两端外壁均设有连接环板106，底罐103和中间罐104以及顶罐105之间通过螺栓连接，具体的，螺栓在连接环板106上。

通过将罐体1设置为分体式结构，一方面有利于交换树脂3的更换；另一方面可以根据生产需要灵活的调整交换层的数量，使用更方便。

上述的实施例仅为本实用新型的优选技术方案，而不应视为对于本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种用于硅溶胶生产的离子交换装置，其特征在于：包括罐体（1），罐体（1）内设有至少一层交换层，交换层包括托板（2）和设置在托板（2）上的交换树脂（3），托板（2）上设有透料孔，罐体（1）顶部通过支架（4）连接转换箱（5），转换箱（5）顶部与输料管（6）连通，底部转动连接加料管（7），加料管（7）下端转动安装在罐体（1）顶部，加料管（7）上套装从动齿轮（8），从动齿轮（8）与主动齿轮（9）啮合，主动齿轮（9）套装在驱动电机（10）的输出端，加料管（7）下端与设置在罐体（1）内的布料盒（11）连通，布料盒（11）底部设有布料孔，罐体（1）底部设有排料口（101）。

2.根据权利要求1所述的一种用于硅溶胶生产的离子交换装置，其特征在于：所述罐体（1）顶部设有进气口（102），进气口（102）与供气装置连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于硅溶胶生产的离子交换装置，其特征在于：所述供气装置包括空压机（12）和储气罐（13），空压机（12）通过管道与储气罐（13）连接，储气罐（13）的出气口通过管道与罐体（1）顶部的进气口（102）连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于硅溶胶生产的离子交换装置，其特征在于：所述罐体（1）包括相互连接的底罐（103）、顶罐（105）和至少一个中间罐（104），交换层设置在中间罐（104）内，底罐（103）上端、顶罐（105）下端以及中间罐（104）的上下两端外壁均设有连接环板（106），底罐（103）和中间罐（104）以及顶罐（105）之间通过螺栓连接。

5.根据权利要求1所述的一种用于硅溶胶生产的离子交换装置，其特征在于：所述布料盒（11）底部为中间高、四周低的圆锥形。

技术总结
本实用新型提供一种用于硅溶胶生产的离子交换装置，包括罐体，罐体内设有至少一层交换层，交换层包括托板和设置在托板上的交换树脂，托板上设有透料孔，罐体顶部通过支架连接转换箱，转换箱顶部与输料管连通，底部转动连接加料管，加料管下端转动安装在罐体顶部，加料管上套装从动齿轮，从动齿轮与主动齿轮啮合，主动齿轮套装在驱动电机的输出端，加料管下端与设置在罐体内的布料盒连通，布料盒底部设有布料孔，罐体底部设有排料口。该装置能够使硅酸钠溶液与阳离子交换树脂均匀接触，使硅酸钠交换充分，提高交换树脂的利用率。

技术研发人员：付耀洲
受保护的技术使用者：枝江市富成化工有限责任公司
技术研发日：2019.05.08
技术公布日：2020.04.24