一种用于粉末法制备空心玻璃微珠的装置的制作方法

1.本实用新型涉及制备空心玻璃微珠的装置领域，尤其涉及一种用于粉末法制备空心玻璃微珠的装置。


背景技术：

2.空心玻璃微珠的制备方法有喷雾干燥法、液滴法、玻璃粉末法、溶胶
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凝胶法，而微珠的前驱体尺寸大小、煅烧温度与时间、冷却方式都对成型空心玻璃微珠的性能有着很大的影响。其中喷雾干燥和液滴法的微珠前驱体都是以玻璃液体形式存在的，通过模仿天然粉煤灰微珠的形成原理加工，把玻璃液体经过喷嘴形成小液珠，然后直接在火焰中煅烧成球，中国专利cn20550110u公开的空心玻璃微珠的制备方法就是采用该形式。然而，该方法无法加工以粉末为前驱体的玻璃材料，如玻璃粉末法和溶胶
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凝胶法制备微珠。且现有的中空微珠收集装置虽能够很好地收集微珠粉末(如旋风收集与布袋收集)，但其收集装置占有体积大。中国专利cn205821160u同时采用漂选装置与浮选装置对微珠进行筛选，其浮选过程复杂且出现重复性。
3.综上，现有空心玻璃微珠的制备方法具有以下缺点：1、只适用于液态玻璃前驱体，无法满足以玻璃粉末法、溶胶
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凝胶法制备微珠所需的粉末状前驱体烧结要求；2、现有煅烧装置采用通入助燃气燃烧方法，无法满足多段加热的需求；3、浮选装置与收集装置结构无法紧凑地联系在一起，构造复杂、体型大。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于解决现有技术中的上述问题，提供一种用于粉末法制备空心玻璃微珠的装置，集烧结与收集为一体，以齿轮进料与管式炉烧结方式相结合，可对粉末状前驱体进行多段加热成球，并设有浮选与干燥装置，可对玻璃微珠进行筛选与收集。
5.为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
6.一种用于粉末法制备空心玻璃微珠的装置，包括依次设置的进料装置、加热炉、冷却装置、浮选装置和干燥收集装置；所述进料装置的出料口下方连接有进料齿轮；所述进料齿轮的一侧设有鼓风机，另一侧设有加热炉的进料管，所述鼓风机的进风嘴与加热炉的进料管处于一条水平直线上且二者位于进料齿轮的水平边缘；所述加热炉的出料口连接冷却装置的进料口，冷却装置的出料口连接浮选装置的进料口，浮选装置的出料口连接干燥收集装置的进料口。
7.所述进料装置的进料口处设有目数滤网；进料装置的出料口呈锥形设置。
8.所述加热炉的内部材料为耐高温石英管、陶瓷管或耐高温钢材料，外壳为加热箱，所述加热箱内置热电偶与pid调节器以实现对温度的控制与多段加热。
9.所述冷却装置包括管体外壳和内腔，所述管体外壳上设有冷却水的进出口，通过液冷散热方式对微珠进行冷却。
10.所述浮选装置包括浮选桶和引风机；所述浮选桶设有搅拌装置，浮选桶的顶部设
有进料口和通风管道，所述通风管道上设有进水口，通风管道的末端连接引风机，浮选桶的底部设有第一废料出口，浮选桶的上部设有与干燥收集装置连接的出料管。
11.所述通风管道内位于进水口的下方设有过滤网。
12.所述浮选装置还包括废水回收装置，所述废水回收装置包括回收桶，所述回收桶的顶部与浮选桶的下部通过管道连接，回收桶的底部设有第二废料出口，回收桶的下部通过回流泵和管道与浮选桶的上部连接。
13.所述干燥收集装置包括密封箱、干燥箱、传送带装置和收集桶；所述干燥箱设于密封箱内部；所述传送带装置与干燥箱连接，且传送带装置的送料端位于密封箱的进料口下方，用于将物料传输到干燥箱；所述收集桶设于干燥箱内，且位于传送带装置的出料端，用于收集干燥后的物料。
14.所述干燥收集装置还包括倾斜挡板和倾斜传送板；所述倾斜挡板设于密封箱的进料口和传送带装置之间；所述倾斜传送板设于传送带装置的出料端和收集桶之间。
15.所述干燥收集装置还包括边缘护板和刮板；所述边缘护板设于传送带装置的边缘两侧；所述刮板设于传送带装置的出料端，刮板采用橡胶或塑料材质。
16.相对于现有技术，本实用新型技术方案取得的有益效果是：
17.1、本实用新型以玻璃粉末作为空心微珠前驱体，且可以通过不同目数的滤网来控制微珠前驱体的粒径。
18.2、本实用新型通过齿轮进料方式，并且在鼓风机与引风机的作用下，玻璃前驱粉体可以通过齿轮转速与鼓风机的风速大小来控制进料的多少与粉体通过加热区的速度。
19.3、本实用新型采用管式炉加热方式能够实现多段加热，来满足不同加热条件；加热炉包括加热管与加热箱，其加热管为石英管或耐高温陶瓷，加热箱内置热电偶与pid调节器来进行温度控制，以此实现多段加热。
20.4、所述浮选装置与干燥收集装置结构紧凑、简单，能够对空心玻璃微珠进行高效浮选与收集，且配有废水回收装置，能够节约水的用量。
附图说明
21.图1为本实用新型的结构示意图；
22.图2为浮选装置的结构示意图；
23.图3为干燥收集装置的结构示意图。
24.附图标记：
25.图1：进料装置1，加热炉2，冷却装置3，浮选装置4，干燥收集装置5，目数滤网6，进料装置的出料口7，进料齿轮8，鼓风机9，加热炉的进料管10，加热箱11，管体外壳12；
26.图2：进料口4
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1，浮选桶4
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2，电机4
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3，进水口4
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4，引风机4
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5，通风管道4
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6，回流管道4
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7，出料管4
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8，回流泵4
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9，回收管道4
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10，回收桶4
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11，第一废料出口4
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12，第二废料出口4
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13；
27.图3：密封箱5
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1，干燥箱5
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2，倾斜挡板5
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3，边缘护板5
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4，传送带装置5
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5，刮板5
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6，倾斜传送板5
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7，收集桶5
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8。
具体实施方式
28.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本实用新型做进一步详细说明。
29.如图1所示，本实施例包括依次设置的进料装置1、加热炉2、冷却装置3、浮选装置4和干燥收集装置5；
30.所述进料装置1的进料口处设有目数滤网6，进料装置的出料口7呈锥形设置，进料装置的出料口7下方连接有进料齿轮8；所述进料齿轮8的一侧设有鼓风机9，另一侧设有加热炉的进料管10，所述鼓风机9的进风嘴与加热炉的进料管10处于一条水平直线上且二者位于进料齿轮8的水平边缘；所述加热炉2的出料口连接冷却装置3的进料口，冷却装置3的出料口连接浮选装置4的进料口，浮选装置4的出料口连接干燥收集装置5的进料口。
31.所述加热炉2的内部材料为耐高温石英管、陶瓷管或耐高温钢材料，外壳为加热箱11，所述加热箱11内置热电偶与pid调节器以实现对温度的控制与多段加热，并且内置有保温石棉，防止热量散失与炉体过热。
32.所述冷却装置3包括管体外壳12和内腔，所述管体外壳12上设有冷却水的进出口，通过液冷散热方式对微珠进行冷却。
33.如图2所示，所述浮选装置4包括浮选桶4
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2、引风机4
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5、废水回收装置；
34.所述浮选桶4
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2设有搅拌装置，所述搅拌装置包括电机4
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3和搅拌叶；浮选桶4
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2的顶部设有进料口4
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1和通风管道4
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6，所述通风管道4
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6上设有进水口4
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4，通风管道4
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6的末端连接引风机4
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5，通风管道4
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6内位于进水口4
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4的下方设有过滤网；浮选桶4
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2的底部设有第一废料出口4
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12，浮选桶4
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2的上部设有与干燥收集装置5连接的出料管4
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8；
35.所述废水回收装置包括回收桶4
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11，所述回收桶4
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11的顶部与浮选桶4
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2的下部通过回收管道4
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10连接，回收桶4
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11的底部设有第二废料出口4
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13，回收桶4
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11的下部通过回流泵4
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9和回流管道4
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7与浮选桶4
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2的上部连接。
36.如图3所示，所述干燥收集装置5包括密封箱5
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1、干燥箱5
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2、传送带装置5
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5和收集桶5
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8；
37.所述干燥箱5
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2设于密封箱5
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1的内部；所述传送带装置5
‑
5与干燥箱5
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2连接，且传送带装置5
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5的送料端位于密封箱5
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1的进料口下方，用于将物料传输到干燥箱5
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2；所述收集桶5
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8设于干燥箱5
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2内，且位于传送带装置5
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5的出料端，用于收集干燥后的物料；
38.所述干燥收集装置5还包括倾斜挡板5
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3、倾斜传送板5
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7、边缘护板5
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4和刮板5
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6；
39.所述倾斜挡板5
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3设于密封箱5
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1的进料口和传送带装置5
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5之间；所述倾斜传送板5
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7设于传送带装置5
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5的出料端和收集桶5
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8之间；所述边缘护板5
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4设于传送带装置5
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5的边缘两侧；所述刮板5
‑
6设于传送带装置5
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5的出料端，刮板5
‑
6采用橡胶或塑料材质。
40.采用本实用新型制备空心玻璃微珠的流程如下：
41.首先，玻璃粉体经过进料装置1的筛选，通过控制进料齿轮8的转速与鼓风机9的风速大小，使得物料按特定需求进入加热炉2烧结成球，然后，在进入冷却装置3快速冷却。冷却完的空心玻璃微珠在鼓风机9与引风机4
‑
5的作用下进入浮选装置4进行筛选与二次水冷，最后，经过干燥收集装置5进行干燥与收集。
42.具体的操作步骤如下：
43.1、物料先经过进料装置的出料口7落在进料齿轮8的齿槽上，齿轮的转速可调，从而控制进料速度；当齿槽的物料随进料齿轮8转动达到水平位置时，被鼓风机9的喷嘴以一定的风速吹入管式炉的进料管10，然后进入加热炉2进行烧结；烧结冷却后，进行浮选。
44.2、如图2所示，浮选操作具体如下：
45.首先关闭所有出水管的开关，使得圆柱形的浮选桶4
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2处于密封结构，打开进水口4
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4的开关通入纯净水，其液面低于出料管4
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8，打开电机4
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3使其处于搅拌状态，再关闭进水口4
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4。引风机4
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5处于工作状态，其中通风管道4
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6中，位于进水口4
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4与回流管道4
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7之间设有过滤网，烧结完的空心玻璃微珠在鼓风机9与引风机4
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5的作用下从进料口4
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1进入浮选桶4
‑
2。当进料口4
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1进料完毕，关闭引风机4
‑
5，打开进水口4
‑
4开关通入纯净水，液体从通风管道4
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6进入，使得液面溢过出料管4
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8，关闭搅拌装置后静置一段时间，使得破碎或实心的微球沉淀在浮选桶4
‑
2的锥形底部，空心微珠浮于上液面。最后，打开出料管4
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8使得上液面的空心玻璃微珠进入干燥收集装置5。
46.其中，浮选桶4
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2中部的液体携带少部分空心的微珠，打开回收管道4
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10的开关，让其进入废水回收装置的回收桶4
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11进行二次浮选。静置一段时间，使得实心或破碎微珠沉淀于回收桶4
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11的锥形底部。先把浮选桶4
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2内的沉淀物从第一废料出口4
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12排出，关闭第一废料出口4
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12的出水开关。最后再打开回流泵4
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9回收废水，使其从回流管道4
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7进入浮选桶4
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2进行再次浮选，回收桶4
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11的沉淀物从第二废料出口4
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13排出。整个过程可实现空心玻璃微珠二次浮选与废水重复使用，提高浮选率、节约用水。
47.3、如图3所示，干燥收集的具体步骤如下：
48.浮选的玻璃微珠从出料管4
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8进入干燥装置，倾斜挡板5
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3可防止物料喷溅，空心玻璃微珠通过传送带装置5
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5运输，经过干燥箱5
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2进行烘干去除水分，最后在收集桶5
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8收集。边缘护板5
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4可防止玻璃微珠滚落，刮板5
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6可使得空心微珠更好收集防止粘附在传送带上。倾斜传送板5
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7可防止粉末状空心微珠飞溅，整个干燥收集装置处于密封箱5
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1内部，防止外部环境对其产生影响。
49.本实用新型以玻璃粉末作为空心微珠前驱体，且可以通过不同目数的滤网来控制微珠前驱体的粒径。通过齿轮进料方式，并且在鼓风机与引风机的作用下，玻璃前驱粉体可以通过进料齿轮的转速与鼓风机的风速大小来控制进料的多少与粉体通过加热区的速度。采用管式炉加热方式能够实现多段加热，来满足不同加热条件；加热炉包括加热管与加热箱，其加热管为石英管或耐高温陶瓷，加热箱内置热电偶与pid调节器来进行温度控制，以此实现多段加热。所述浮选装置与干燥收集装置结构紧凑、简单，能够对空心玻璃微珠进行高效浮选与收集，且配有废水回收装置，能够节约水的用量。本实用新型也可以用于制备一些粉末纳米催化材料，满足其快速高温烧结与快速冷却的制备条件，使之具有多孔结构。