一种高粘性聚合物凝胶的旋切装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种高粘性聚合物凝胶的旋切装置的制造方法。（1）制作连杆、2-4个凹面叶片和电动驱动器；连杆上端为六方柱，外直径8-10mm，长度为350-450mm；凹面叶片的规格相同，展开的长度为120-150mm，宽度为20mm，厚度为1.5mm，凹面叶片均从距中心1/2-3/5处向上或向下折弯，折弯角均为30-60°；（2）将2-4个凹面叶片交叉焊接，形成一个叠加凹面叶片；多片凹面叶片叠加时两端的折弯方向有3种：同时向上折弯、同时向下折弯或者有的向上折弯、有的向下折弯；连杆下端在凹面叶片的中心通过螺纹固定。（3）将电动驱动器固定在连杆上端，电动驱动器本身作为驱动装置。本发明的装置结构简单，叶片凹面设计提高了装置的轴向剪切作用，而凹面叶片叠加设计则进一步强化了剪切作用。
【专利说明】一种高粘性聚合物凝胶的旋切装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于建筑材料工程【技术领域】，特别涉及一种高粘性聚合物凝胶的旋切装置的制造方法。
【背景技术】
[0002]随着我国工业化进程的加速，对混凝土等建筑材料需求日益增多，年需求量和生产量均超过20亿立方米，并且还以一定速度在增长。内养护剂作为一种新品种混凝土外加剂，因其对高强高性能混凝土开裂具有良好抑制作用和水化促进作用，逐渐成为混凝土行业的重要外加剂。现有内养护剂有凝胶状和粉末状两种，两者在施工便利性、价格等方面各有利弊。一方面，混凝土属宾汉姆流体，搅拌时流态化特征明显。从使用状态和现场操作而言，具有流动性的凝胶状或液体状内养护剂与流态化混凝土具有更好适应性，也更符合实际情况；而现有内养护剂多以粉末状与水泥混合后掺入，因粉末状内养护剂具有较高吸水性，搅拌过程中会与水泥形成“竞争性”吸水，导致用于润滑水泥颗粒的水分减少，抑制混凝土流态化过程，粉末状尚未成为内养护剂的理想使用状态。另一方面，现有内养护剂如高吸水树脂(即SAP)大多采用粉末掺入混凝土，但粉末状SAP平均价格是凝胶状价格的4~5倍，经济性不高。原因在于，粉 末状内养护剂必须采用烘干工艺脱除合成过程中吸收的大量水分。而凝胶状内养护剂采用免烘干工艺合成，仅烘干成本一项即可降低70%~80%，凝胶状内养护剂具有较高经济性，也可显著降低一次生产成本。
[0003]内养护剂一般为接枝共聚物，大多由淀粉、不饱和单体、交联剂、引发剂经水溶液法聚合而成，属高分子聚合物。因聚合过程中吸收大量水分，其本质上是一种高粘性含水凝胶，一般粘度在3000cP以上，含水量可达99%以上。粘性在于凝胶内部具有交联状网络结构(见图1)，交联度越高，链段运动越难，粘度越大。吸水性来源于网络的可扩张程度和基团性质，一定程度内，交联度越低(但不至于溶解)网络扩张性越好，容纳水分越多。用于混凝土内养护的聚合物凝胶一般具有有限交联的三维网状结构。网络结构作为赖以储存水分的载体，如果不剪切就不能充分吸收水分，也就不能形成流动性的胶状或液体；不能以理想状态掺入混凝土，也就不能体现其对高强高性能混凝土内养护作用。因此迫切需要一种高效旋切装置，利用高速旋切装置对凝胶状网状结构进行一定程度的解碎，大网络变小网络；同时利用其搅拌作用实现剪切后聚合物碎凝胶在流动(网状)液体中的均匀分布。
[0004]叶片是旋切装置的核心部件，其形状、倾斜角度和数量等对待处理聚合物凝胶的剪切和混合效果起到决定性作用。目前用于高粘性流体物料的旋切(剪切)装置，大多仅有搅拌功能，剪切功能极弱，不能对具有柔性网络的聚合物凝胶进高效行切割，降低网络的交联程度；而一些具有剪切功能的装置虽可剪切凝胶，但无法对碎凝胶溶液进行有效搅拌，不能实现碎凝胶的充分均匀分散，另外，有些剪切搅拌装置还需要配置大功率动力装置，成本较高。总的来说，目前传统旋切装置型式单一、功能不全，不能较好的满足高粘性聚合物凝胶的解碎需求。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种对高粘性凝胶具有剪切功能和搅拌功能的旋切装置的制造方法，该装置能对凝胶进行解碎，并通过叶片特殊设计实现细碎凝胶特定形式的运动。
[0006]具体步骤为:
(I)制作连杆、2-4个凹面叶片和电动驱动器；连杆上端为六方柱，外直径8-10mm，长度为350-450mm ;凹面叶片的规格相同，展开的长度为120-150mm,宽度为20mm,厚度为1.5mm,凹面叶片均从距中心1/2-3/5处向上或向下折弯，折弯角均为30-60°。
[0007](2)将2-4个凹面叶片交叉焊接，形成一个叠加凹面叶片；多片凹面叶片叠加时两端的折弯方向有3种:同时向上折弯、同时向下折弯或者有的向上折弯、有的向下折弯；连杆下端在凹面叶片的中心通过螺纹固定。
[0008](3)将电动驱动器固定在连杆上端，电动驱动器本身作为驱动装置。
[0009]叠加凹面叶片的凹面设计提高了装置的轴向剪切作用，而其叠加设计则使流体产生了上下两层以连杆为中心的瞬时环形运动，同步实现了聚合物凝胶的高效率剪切、混合。本旋切装置具备良好可调节性，可根据凝胶流动性、比重和粘度等指标，对凹面叶片的叠加形式、数量、形状、倾斜角度和径向距离进行针对性调节，从而优化其剪切功能和搅拌功能，提高其对不同物料的适用性。电动驱动器作为电力驱动装置，叠加叶片通过连杆联接电动驱动器钻孔内，钻孔轴带动连杆转动，连杆带动叠加叶片转动。
[0010]与目前现有技术相比，本发明的有益效果是:
1.本发明的叶片凹面设计提高了装置的轴向剪切作用，而凹面叶片叠加设计则进一步强化了剪切作用，且使流体产生了多层以连杆为中心的瞬时环形运动；上部凹面叶片使流体向上运动，其在自身重力作用下沉；下部凹面叶片使流体向下运动，流体经容器底部冲击形成回流，两种相反方向流体在连杆底部水平面附近相混合，从而同步实现聚合物凝胶的高效率剪切、混合。凹面设计改变了原有旋切装置的只能剪切或者只能搅拌的单一功能，实现了功能复合。
[0011 ] 2.本发明的旋切装置具备良好可调节性，可根据凝胶流动性、比重和粘度等指标，对凹面叶片叠加形式、数量、形状、倾斜角度和径向距离进行针对性调节，从而优化其剪切功能和搅拌功能，提高其对不同物料的适用性；
3.本发明中旋切装置所配置的电动驱动器来源广泛、结构简单，其动力可调，控制灵活，可固定操作也可手动调速，现场使用尤其方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为高粘性聚合物凝胶交联状网络结构的扫描电镜图。
[0013]图2为本发明实施例1高粘性聚合物凝胶的旋切装置的主视示意图。
[0014]图3为本发明实施例1高粘性聚合物凝胶的旋切装置的侧视示意图。
[0015]图4为本发明实施例1高粘性聚合物凝胶的旋切装置的俯视示意图。
[0016]图5为本发明实施例2高粘性聚合物凝胶的旋切装置的主视示意图。
[0017]图6为本发明实施例2高粘性聚合物凝胶的旋切装置的侧视示意图。
[0018]图7为本发明实施例2高粘性聚合物凝胶的旋切装置的仰视示意图。
[0019]图中标记:1_连杆，2-第一凹面叶片，3-第二凹面叶片，4-电动驱动器。[0020]【具体实施方式】:
实施例1:
(O制作连杆1、第一凹面叶片2、第二凹面叶片3和电动驱动器4 ;连杆I为实心质金属圆形直杆，连杆I上端为六方柱，外直径为8mm,长度b为350mm ;第一凹面叶片2和第二凹面叶片3的规格相同，展开的长度为120mm，宽度为20mm，厚度为1.5mm，第一凹面叶片2从距中心1/2处向上折弯，折弯角均为45°，第二凹面叶片3从距中心1/2处向下折弯，折弯角均为45°，均呈对称凹形。
[0021](2)将第一凹面叶片2和第二凹面叶片3交叉焊接，形成一个叠加凹面叶片；连杆I下端与第一凹面叶片2和第二凹面叶片3的中心通过螺纹固定。
[0022](3)连杆I上端六角柱通过电动驱动器4的三点夹紧装置与电动驱动器4紧固，电动驱动4为驱动装置。
[0023]电动工具接通电源后，通过控制电动驱动器4速度按钮来控制连杆I转速，实现第一凹面叶片2和第二凹面叶片3的转动和速度调控。
[0024]凹面叶片的背向式叠加设计强化了对凝胶的剪切作用。叠加凹面叶片运动时，上部凹面叶片使流体向上运动，其在自身重力作用下沉；下部凹面叶片使流体向下运动，流体经容器底部冲击形成回流，两种相反方向流体在连杆底部P点水平面附近相混合，形成一种以连杆I为中心的瞬时环形运动，从而实现聚合物凝胶的高效率剪切、混合。这种旋切装置对高粘度(粘度> 4000CP)聚合物凝胶具有良好剪切、混合作用。
[0025]实施例2:
(O制作连杆1、第一凹面叶片2、第二凹面叶片3和电动驱动器4 ;连杆I为实心质金属圆形直杆，连杆I上端为六方柱，外直径为1mm,长度为4350mm ;第一凹面叶片2和第二凹面叶片3的规格相同，展开的长度为150mm，宽度为20mm，厚度为1.5mm，第一凹面叶片2和第二凹面叶片3均从距中心1/2处向下折弯，折弯角均为45°，均呈对称凹形。
[0026](2)将第一凹面叶片2和第二凹面叶片3交叉焊接，形成一个叠加凹面叶片；连杆I下端与第一凹面叶片2和第二凹面叶片3的中心通过螺纹固定。
[0027](3)连杆I上端六角柱通过电动驱动器4的三点夹紧装置与电动驱动器4紧固，电动驱动器4为驱动装置。
[0028]电动驱动器4接通电源后，通过控制电动驱动器4按钮来控制连杆I及第一凹面叶片2和第二凹面叶片3转动的转速。
[0029]第一凹面叶片2和第二凹面叶片3的同向叠加设计使搅拌装置同时具备对凝胶的剪切、混合作用。第一凹面叶片2和第二凹面叶片3同时朝下使流体加速向下运动，经容器底部冲击形成回流，同方向流体在连杆I转动下形成瞬时环形运动，流体在连杆I周围形成了环形区域。当径向尺寸缩短、倾斜角度增大后，瞬时环形运动得到加强，使环形区域更大，在剪切作用不明显降低的情况下，其混合作用得到增强。通过控制第一凹面叶片2和第二凹面叶片3的深度，从而更好的实现聚合物凝胶的高效率剪切、混合。这种旋切装置对中等粘度(粘度在100(T4000CP)聚合物凝胶具有良好剪切、混合作用。
【权利要求】
1.一种高粘性聚合物凝胶的旋切装置的制造方法，其特征在于具体步骤为: (1)制作连杆、2-4个凹面叶片和电动驱动器；连杆上端为六方柱，外直径8-10mm，长度为350-450mm ;凹面叶片的规格相同，展开的长度为120-150mm,宽度为20mm,厚度为1.5mm,凹面叶片均从距中心1/2-3/5处向上或向下折弯，折弯角均为30-60° ； (2)将2-4个凹面叶片交叉焊接，形成一个叠加凹面叶片；多片凹面叶片叠加时两端的折弯方向有3种:同时向上折弯、同时向下折弯或者有的向上折弯、有的向下折弯；连杆下端在凹面叶片的中心通过螺纹固定； (3)将电动驱动器固定在连杆上端，电动驱动器本身作为驱动装置。
【文档编号】B23P15/00GK104028962SQ201410263294
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年6月15日 优先权日:2014年6月15日
【发明者】刘荣进, 陈俊, 陈平, 赵艳荣, 韦家崭, 向玮衡, 周睿哲 申请人:桂林理工大学