纳米二氧化钛制备设备以及制备工艺的制作方法

1.本发明涉及纳米二氧化钛制备技术领域，尤其涉及纳米二氧化钛制备设备以及制备工艺。


背景技术：

2.纳米二氧化钛是白色疏松粉末，屏蔽紫外线作用强，有良好的分散性和耐候性。可用于化妆品、功能纤维、塑料、涂料、油漆等领域，作为紫外线屏蔽剂，防止紫外线的侵害。也可用于高档汽车面漆，具有随角异色效应，通常纳米二氧化钛会用到溶胶凝胶法进行制备，该方法操作便捷且产量高。
3.但是，在使用溶胶凝胶法制备纳米二氧化钛过程中会发生溶胶凝胶会发生沉淀反应，如若不及时进行混合均匀会造成纳米二氧化钛质量下降的同时影响纳米二氧化钛的产出量，降低了企业利润，不利于大规模生产。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供纳米二氧化钛制备设备以及制备工艺，解决了现有技术中在使用溶胶凝胶法制备纳米二氧化钛过程中会发生溶胶凝胶会发生沉淀反应，如若不及时进行混合均匀会造成纳米二氧化钛质量下降的同时影响纳米二氧化钛的产出量，降低了企业利润，不利于大规模生产的问题。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：纳米二氧化钛制备设备，包括仓体，仓体内开设有用于反应的腔室，仓体的开口端转动连接有外壳，外壳的顶部一侧连通有进料管，外壳的顶部另一侧连通有排气管，仓体的底部一侧连通有排出管，进料管、排气管和排出管分别与仓体内的腔室连通，仓体的腔室内壁上安装有若干个低温陶瓷加热片，仓体内转动设有圆杆，圆杆上设有滑动部，滑动部上套设有滑动块，滑动块的外圆周上固定设有两个搅拌部；搅拌部包括搅拌块，搅拌块的底部两侧均固定连接有侧板，且两个侧板之间转动设有直杆，直杆的外圆周上套设有若干个滚轮，滚轮的外圆周固定设有若干个磁性毛刷，滚轮内固定设有电磁块，磁性毛刷能在电磁的作用下蜷缩成球体的同时也能被磁性拉伸变为不宜弯曲的棒状形态；仓体内腔室内底部设有电热丝；两个搅拌块上分别固定设有检测部，搅拌块上固定设有若干加热块，加热块不与检测部接触；通过圆杆的转动带动搅拌部转动，此时通过搅拌部的转动带动检测部对腔室内的溶液黏稠度进行监测，当溶液处于溶胶状态下后，使得滑动块在滑动部上发生滑动，控制加热块与腔室内的电热丝对溶胶进行蒸发干燥，并且通过变硬的磁性毛刷对溶胶中析出的凝胶进行搅拌切割，使得搅拌部复位，控制电磁块使得磁性毛刷收缩，对装置内的固态凝胶实现粉碎。
6.本发明至少具备以下有益效果：1、在人员使用时，人员将原材料添加进入仓体内腔，通过仓体内部的低温陶瓷加热片对仓体内腔进行升温，保证生产所需要的温度，通过电机带动圆杆进行旋转，一并带动了搅拌部进行旋转，受离心力影响，滚轮带动磁性毛刷与仓体的内腔底部进行接触摩擦，且搅拌块因其形状影响，有效的避免了溶胶凝胶法中所产生的原材料沉淀，受低温陶瓷加热片加热的影响，产生的气体由排气管向外排出，后经过放置自然冷却，由排出管取出成品，保证了生产质量的同时，提高了出货率，可进行大规模连续生产，提高了企业利润。
7.2、通过直杆的设置，帮助了滚轮保持了平衡，增加了滚轮的稳定性，通过安装槽的设置，保护了短杆，使得短杆上的滚轮可带动磁性毛刷对仓体内侧壁上所吸附的原料进行破碎搅拌，通过拨片薄片的设置，带动了连接管和短杆增加了转速，提高了滚轮的旋转动力，通过搅拌块的设置。
8.3、根据检测部承受的压力变化，判定腔室内的溶液是否形成凝胶，由于检测部位于溶液深处，反应的过程中产生的漂浮的沉淀物容易对检测部的检测结果造成干扰，进而设置薄片对溶液上侧的溶液反应程度进行检测，通过检测部和薄片对腔室内的溶液黏稠度不同深度进行完整检测。
9.4、通过电磁块对磁性毛刷进行收缩控制，从而使得磁性毛刷形成球体并能对腔室内的凝胶进行碾压粉碎，避免了溶胶在取出时出现不充分的问题以及在溶胶冷却再加热形成凝胶过程中造成的资源浪费的情况。
附图说明
10.为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
11.图1为本发明整体结构示意图；图2为本发明仓体结构示意图；图3为本发明低温陶瓷加热片结构示意图；图4为本发明仓体内部结构示意图；图5为本发明搅拌部内部结构示意图；图6为本发明实施例2中搅拌棒的结构示意图；图7为图6中搅拌棒另一个方向的结构示意图；图8为磁性毛刷不受磁力影响下的结构示意图；图9为磁性毛刷受磁力排斥的结构示意图；图10为磁性毛刷受磁力吸引的结构示意图；图11为电磁块内线圈的排列结构示意图。
12.图中：1、仓体；2、外壳；3、进料管；4、排气管；5、承重环；6、支撑腿；7、防滑垫；8、排出管；9、电机；10、支架；11、低温陶瓷加热片；12、圆杆；1201、滑动部；1202、滑动块；13、搅拌部；1301、搅拌块；1302、侧板；1303、直杆；1304、滚轮；1305、磁性毛刷；1306、安装槽；1307、短杆；1308、连接管；1309、薄片；1310、电磁块；14、加热块；15、检测部。
具体实施方式
13.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
14.实施例1参照图1-5，纳米二氧化钛制备设备，包括仓体1，仓体1内设有用于溶液反应的腔室，仓体1的上表面固定连接有外壳2，且外壳2的顶部一侧连通有进料管3，外壳2的顶部另一侧连通有排气管4，仓体1的底部一侧连通有排出管8，进料管3、排气管4和排出管8分别与仓体1内的腔室连通，仓体1的腔室内壁上安装有若干个低温陶瓷加热片11，低温陶瓷加热片11能够均匀的产生热量，使得腔室内部空间的温度总体处于稳定，仓体1内转动设有圆杆12，圆杆12的外圆周上固定设有两个搅拌部13，通过圆杆12的转动带动两个搅拌部14转动，实现对溶液内的反应充分均匀。
15.搅拌部13包括搅拌块1301，搅拌块1301的底部两侧均固定连接有侧板1302，且两个侧板1302之间设置有直杆1303，并且直杆1303的两端分别与相邻的侧板1302一侧之间转动连接，直杆1303的外圈且沿直杆1303的水平方向套设有若干个滚轮1304，且滚轮1304的外圈固定连接有若干个磁性毛刷1305，具体的，在人员使用时，人员将原材料通过进料管3放置进入仓体1的腔室内，通过仓体1内部的低温陶瓷加热片11对仓体1内腔进行升温，保证生产所需要的温度，通过电机9带动圆杆12进行旋转，一并带动了搅拌部13进行旋转，受离心力影响，滚轮1304带动磁性毛刷1305与仓体1的内腔底部进行接触摩擦，且搅拌块1301因其形状影响，能够使得仓体1内部搅拌时更加均匀，有效的避免了溶胶凝胶法中所产生的原材料沉淀，受低温陶瓷加热片11加热的影响，产生的气体由排气管4向外排出，后经过放置自然冷却，由排出管8取出成品，有效的避免了溶胶凝胶法中所产生的原材料沉淀，保证了生产质量的同时，提高了出货率，可进行大规模连续生产，提高了企业利润。
16.进一步地，直杆1303的两端分别通过转轴与相邻的侧板1302的一侧转动连接，具体的，通过直杆1303的设置，帮助了滚轮1304保持了平衡，增加了滚轮1304的稳定性。
17.进一步地，搅拌块1301的一侧开设有安装槽1306，且安装槽1306的内腔竖直设置有短杆1307，短杆1307的外圈且沿短杆1307的竖直方向套设有若干个呈线性阵列分布的滚轮1304，且滚轮1304的外圈套接有若干个呈圆周阵列分布的磁性毛刷1305，具体的，通过安装槽1306的设置，保护了短杆1307，使得短杆1307上的滚轮1304可带动磁性毛刷1305对仓体1内侧壁上所吸附的原料进行破碎搅拌。
18.进一步地，搅拌块1301远离仓体1内表壁的一端与相邻的圆杆12外表壁固定连接，具体的，通过搅拌块1301的设置，使得搅拌混合更加均匀。
19.进一步地，电机9的输出轴与通过轴套贯穿仓体1底部的圆杆12的一端之间传动连接，且电机9的两侧均固定连接有支架10，并且支架10远离电机9的一端与仓体1的底部固定连接，支撑腿6的底部固定设有水平调节器，水平调节器远离支撑腿6的一端固定设有防滑垫7。具体的，通过支撑腿6和以及水平调节器和防滑垫7的设置，增加了装置底部的稳定性。
20.实施例2基于上述实施例1，虽然解决了溶液在反应过程中沉淀物与腔室内壁粘连造成反应不充分的问题，但由于在溶胶凝胶法的反应过程中，需要对形成的溶胶进行干燥形成凝
胶，并且对凝胶进行粉末化以及焙烧才能得到纳米二氧化钛，溶胶形成后不能从排出口8完全排出，并且在自然冷却的过程中造成热量的损失，从而造成资源上的浪费，为解决上述技术问题，发明人在基于上一实施例的情况下进行如下改进，其改进后的方案如下。
21.如图6-图11所示，圆杆12上设有滑动部1201，滑动部1201上套设有滑动块1202，在此实施例中，滑动块1202在滑动部1201上的滑动方式优选为电磁控制，通过滑动部1201上电磁位置的改变，从而对滑动块1202上的位置进行调整，滚轮1304内固定设有电磁块1310，磁性毛刷1305能在电磁块1310的作用下蜷缩成球体的同时也能被磁性拉伸变为不宜弯曲的棒状形态，磁性毛刷1305的结构包括弹力部（上面设有褶皱，便于被压缩弯曲），弹力部的端部设有永磁部（通过对永磁部磁性强度的设置，每个永磁部之间的间距能保证弹力部初始状态时不会相互吸引，且在弹力部带动永磁部搅拌过程中也不会相互吸引），通过电磁块1310上的磁力变化，实现对磁性毛刷1305上的永磁部进行吸引与排斥，实现对弹力部的收缩与伸直目的，适配二氧化钛在不同形状下的需求，图8为初始弹力部和电磁部初始状态，图9为永磁部受到电磁铁作用力拉伸弹力部后的状态，图10为永磁部受到电磁铁作用力压缩弹力部后的状态，三种状态分别对应三种二氧化钛的三种状态。
22.同时为了确保电磁块1310能对磁性毛刷1305的磁极进行吸引和排斥，在滚轮1304内设置多组呈环形排列的线圈，多组线圈之间呈并联连接，确保工作时磁极方向相同。
23.仓体1内腔室底部设有电热丝，电热丝位于腔室底部壁体内，进而在加热的过程中，通过对底部壁体的加热实现对腔室内的溶液均匀加热。
24.两个搅拌块1301上分别固定设有检测部15，检测部15在转动的过程中，能对腔室内的溶液黏稠度进行检测， 搅拌块1301上固定设有若干加热块14，加热块14不与检测部15接触，通过加热块14对装置内的尚未冷却的溶胶进行加热，实现的对溶胶内的水分较快干燥。
25.通过圆杆12的转动带动搅拌部13转动，进而带动搅拌块1301转动，此时滚轮1304上的磁性毛刷1305在搅拌块1301的转动下，与腔室内壁接触并发生转动，其次，磁性毛刷1305在实现上下搅拌作用是和1202上下运动相结合，提高搅拌效果，从而避免沉淀物与内壁贴敷，确保装置内的溶液反应充分，此时通过搅拌部13的转动带动腔室内的溶液进行转动，由于搅拌部13与腔室内溶液之间的力是相互的，通过检测部15对腔室内的溶液黏稠度进行红外与压力检测，检测部15的红外检测装置能对装置内的液体水分占比进行分析，此时在搅拌的过程中，溶液逐渐反应为溶胶状态，检测部15所承受的压力也逐渐增加，当溶液处于溶胶状态下后，通过检测部15传输控制指令，使得滑动块1202在滑动部1201上发生滑动，此时，磁性毛刷1305不与腔室的内壁抵触，方便凝胶层形成，搅拌块1301持续转动，当滑动块1202滑动结束后，控制加热块14与腔室内的电热丝对溶胶进行蒸发干燥，使得加热块14对溶胶实现均匀加热，同时低温陶瓷加热片11持续加热，溶胶转化为凝胶的过程中，液体逐渐减少，并且通过电磁快1310对永磁块的排斥作用，使得磁性毛刷1305的弹力部变硬，从而通过磁性毛刷1305随搅拌部13转动，实现对溶胶中析出的凝胶进行搅拌切割，进而通过磁性毛刷1305对未完全干燥的溶胶进行小范围扰乱，加快溶胶内的热传导，当凝胶在溶胶中析出后，成块状在腔室内沉淀，当铺设在腔室底壁后，影响溶胶持续加热，不利于后续凝胶的析出，此时磁性毛刷1305位于搅拌部13的下侧，通过搅拌部13带动磁性毛刷1305转动，使得磁性毛刷1305能够对即将沉淀的凝胶块进行切割搅拌，减缓大块凝胶的沉淀，并且利
用短杆1307上的磁性毛刷1305对筒壁上凝结的凝胶刮落至底部面上，方便后续对凝胶的碾压处理，此时检测部15对腔室内的液体程度进行检测，当腔室内的溶胶转化为凝胶后，使得检测部15发送控制指令控制滑动块1202复位，同时搅拌部13复位，在滑动块1202复位的过程中，控制加热块14停止加热，控制电磁块1310的磁性变化对永磁部进行吸引，使得磁性毛刷1305的弹力部收缩，进而使得蜷缩后的磁性毛刷1305对腔室内壁上凝胶进行抵触，此时通过搅拌部13的转动带动磁性毛刷1305进行转动，对装置内的固态凝胶实现粉碎。
26.短杆1307的靠近外壳2的一端固定设有连接管1308，连接管1308贯穿并延伸至安装槽1306的外侧，连接管1308的延伸端固定连接有若干个呈圆周阵列分布的薄片1309，溶胶形成的过程中，产生固定向靠近腔室的底部移动，进而为了避免检测部15在溶液底部的检测存在干扰，此时通过设置的薄片1309对溶液上层的进行检测，当腔室内的还是溶液时，薄片1309的转动速率较快，当腔室内的溶液形成凝胶后，此时薄片1309的转动力受阻，薄片1309的转动力与检测部15共同组成溶胶反应完全的检测系统，确保加热块14在加热前腔室内的溶液完全反应为溶胶。
27.外壳2靠近仓体1的一端滑动设有用于对进料管3以及排气管4封闭的密封块，通过密封块将腔室形成一个密闭空间，方便溶胶在蒸发成为凝胶的过程中，能够使得溶胶温度快速上升，从而减少凝胶形成的时间。
28.一种制备纳米二氧化钛的制备工艺，操作步骤如下：s1:将外壳2转动连接在仓体1上，使得参加反应的物品通过进料管3进入至仓体1的腔室内，此时进料管3与排气管4未被密封块封闭；s2：通过电机9的转动部带动圆杆12转动，从而带动搅拌部13转动，带动搅拌块1301对腔室内的溶液进行搅拌，确保腔室内的溶液反应充分，同时通过低温陶瓷加热片11对腔室内的溶液温度进行调节，将反应中产生的多余热量通过排气管4排出，维持腔室内的反应温度稳定，确保溶液在反应过程中不会因为温度变化产生其他反应副产物；s3：在搅拌的过程中，搅拌块1301的转动带动滚轮1304的移动，从而磁性毛刷1305与腔室内壁接触，通过磁性毛刷1305与腔室内壁之间的摩擦力，带动滚轮1304转动，使得反应中产生的沉淀物不会贴附在腔室内壁上，确保腔室内的溶液反应充分；s4：当搅拌块1301在转动的过程中，检测部15也随着转动，当腔室内的溶液在逐渐转化溶胶的过程中，溶液与检测部15之间的压力逐渐增加，根据检测部15承受的压力变化，判定腔室内的溶液是否形成凝胶，由于检测部15位于溶液深处，反应的过程中产生的漂浮的沉淀物容易对检测部15的检测结果造成干扰，进而设置薄片1309的转动速率对溶液上侧的溶液反应程度进行检测，通过检测部15和薄片1309对腔室内的溶液黏稠度不同深度进行完整检测，当形成溶胶后，通过检测部15以及薄片1309发送控制指令，使得滑动块1202的移动，此时搅拌部13抬升，磁性毛刷1305与腔室内壁脱离抵触；s5：当磁性毛刷1305不与腔室内壁接触后，控制加热块14以及低温陶瓷加热片11对装置内的溶胶进行加热，此时为了维持加热块14在腔室内的加热均匀，搅拌部13持续匀速转动，带动加热块14匀速转动，加热开始时，为了快速达到溶胶的蒸发温度，通过密封块对进料管3和排气管4进行密封处理，加热30分钟后，此时腔室内的温度能够对溶液进行蒸发，从而使得密封块解除对排气管4的密封，将腔室内的水汽排出，此时通过电磁快1310对永磁块的排斥作用，使得磁性毛刷1305的弹力部变硬，从而通过磁性毛刷1305随搅拌部13
转动，实现对溶胶中析出的凝胶进行搅拌切割，进而通过磁性毛刷1305对未完全干燥的溶胶进行小范围扰乱，加快溶胶内的热传导，当凝胶在溶胶中析出后，成块状在腔室内沉淀，当铺设在腔室底壁后，影响溶胶持续加热，不利于后续凝胶的析出，此时磁性毛刷1305位于搅拌部13的下侧，通过搅拌部13带动磁性毛刷1305转动，使得磁性毛刷1305能够对即将沉淀的凝胶块进行切割搅拌，减缓大块凝胶的沉淀，并且利用短杆1307上的磁性毛刷1305对筒壁上凝结的凝胶刮落至底部面上，方便后续对凝胶的碾压处理；s6：加热两小时后，此时检测部15对腔室内的溶胶情况进行红外检测，确保溶胶内的水分蒸发完全形成凝胶，控制电磁块1310的磁性变化对永磁部进行吸引，使得磁性毛刷1305的弹力部收缩成球状，控制滑动块1202恢复至初始高度，使得球体形状的磁性毛刷1305与凝胶抵触；s7：此时搅拌部13在电机9的带动下，通过球形状的磁性毛刷1305对腔室内壁上的凝胶进行碾压粉碎；s8：通过排出管8将粉碎后得到粉末进行取出，方便后续工序的进行。
29.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。