一种炭气凝胶干燥装置的制作方法

1.本发明涉及干燥设备技术领域，具体而言，涉及一种炭气凝胶干燥装置，也适用于与炭气凝胶同类型的其他气凝胶产品。


背景技术：

2.炭气凝胶以及同类型的气凝胶产品，在生产制造过程中，具有需要通过溶胶-凝胶过程、溶剂置换及干燥等处理步骤，区别在于，炭气凝胶还有炭化的过程。针对炭气凝胶在研发阶段的干燥处理，根据不同时期干燥处理用的设备会有不同，小试阶段，由于产品量少，一般用实验室的干燥设备都可以完成干燥处理，这类型的干燥设备，采用的放置式结构，预先将湿凝胶放入一组托盘中，然后将托盘放入到干燥设备中，干燥一定的时间后取出，但是这样的干燥设备，一旦量大了后，就很难放入这么多量，所以会造成实验时间加长的问题。例如在中试阶段，试验需要的产品量会比较多，小试阶段所用的干燥设备，明显量会不多；而最终量产所应用的干燥设备，设备又过于庞大，开机停机会比较麻烦，难以适合中试阶段的凝胶干燥。


技术实现要素：

3.本发明针对现有的凝胶类产品的中试阶段干燥设备的空白，提供一种炭气凝胶干燥装置，能够针对炭气凝胶等凝胶类产品实现干燥处理，针对凝胶的特殊性，实现了动态干燥，有效提高了干燥的效果，同时设备功率小，占地空间小，满足了中试阶段的应用需求。
4.本发明通过以下技术方案实现：
5.一种炭气凝胶干燥装置，包括箱体，所述箱体的内侧壁设置有加热组件，所述箱体的外侧壁设置有保温层；所述箱体内还包括：
6.进料管；
7.若干个托盘，用于盛装凝胶；
8.若干个载物台，每个载物台上设置有一所述托盘；
9.第一旋转机构，第一旋转机构连接于一所述载物台，用于驱动所述载物台沿第一回转轴旋转；
10.第二旋转机构，连接于所述第一旋转机构，用于驱动所述第一旋转机构沿第二旋转轴旋转；
11.螺旋导轨，连接于所述第二旋转结构，能够与所述第一旋转同步转动；
12.出料通道，设置在所述螺旋导轨的末端，用于承接干凝胶；
13.其中，所述载物台的底部采用倾斜结构，能够将上一层托盘中掉落的干凝胶导入所述螺旋导轨；所述载物台中设置有溢流通道，能够将该层托盘中溢流出的湿凝胶导流至下一层的托盘中。
14.可选地，所述第二旋转机构包括第二旋转电机、第二传动组件和管状部件，所述管状部件设置箱体中沿竖直方向布置，所述第二旋转电机通过第二传动组件驱动所述管状部
件绕竖直方向布置的第二旋转轴旋转，所述载物台以及螺旋导轨均连接于所述管状部件上。
15.可选地，所述第一旋转机构包括第一旋转电机、第一传动组件和杆状部件，所述杆状部件布置于所述管状部件中，且所述杆状部件上设置有锥齿轮传动副，用于与载物台传动连接。
16.可选地，所述托盘的一侧设置有与所述溢流通道连接的溢流孔，载物台中的溢流通道的末端位于下一层的托盘上方。
17.可选地，所述载物台的倾斜结构上还设置有导流板，所述导流板与倾斜结构之间采用转动连接，用于将湿凝胶导入下一层的托盘上方，且在翻转后能够旋转至与倾斜结构贴合的位置。
18.可选地，所述出料通道上还设置有封闭闸阀。
19.可选地，在所述出料通道的末端还设置有用于承接干凝胶的传送机构。
20.本发明的技术方案至少具有如下有益效果：
21.本发明的炭气凝胶干燥装置，通过设置有第二旋转机构来驱动载物台转动，能够实现湿凝胶能够分别加入到托盘中，同时每一层的载物台设置有溢流通道，能够实现逐层上料，从而实现湿凝胶的上料；在干燥后，通过第一旋转机构能够实现载物台的翻转，能够完成凝胶的倾倒，结合倾斜结构能够将其导入螺旋导轨中，完成自动出料。整个干燥装置，从而上料到出料，均能够在箱体内完成，实现了动态的烘干处理过程，有效提高烘干效率。
附图说明
22.图1为本发明的炭气凝胶干燥装置的断面结构示意图；
23.图2为图1的a部放大图；
24.图3为上料状态下的a部放大图；
25.图标：1-进料管，2-箱体，3-出料通道，301-封闭闸阀，4-传送机构，5-托盘，6-载物台，601-溢流通道，602-倾斜结构，603-导流板，7-第一旋转机构，701-第一旋转电机，702-第一传动组件，703-杆状部件，704-锥齿轮传动副，8-第二旋转机构，801-第二旋转电机，802-第二传动组件，803-管状部件，9-螺旋导轨。
具体实施方式
26.参照图1-3，本发明的炭气凝胶干燥装置，用于炭气凝胶等凝胶类产品的中试阶段的干燥处理。具体地，炭气凝胶干燥装置包括箱体2，箱体2的内侧壁设置有加热组件，加热组件采用常规的一些加热元器件，例如电阻丝加热或电磁感应加热等加热方式实现。箱体2的外侧壁设置有保温层，保温层也是采用常规的真空隔热或岩棉隔热等方式实现。由于加热组件以及保温层等结构均是干燥设备中常见结构，所以本实施例中不做过多赘述，包括一些除湿结构设计等等。
27.干燥装置的箱体2内还包括进料管1、托盘5、载物台6、第一旋转机构7、第二旋转机构8、螺旋导轨9以及出料通道3，其中进料管1从箱体2外接入到箱体2内容，用于将湿凝胶导入至箱体2内，箱体2外可以布置提供湿凝胶的罐体等设备，用于持续供给湿凝胶。进料管1上设置电磁阀等开关组件，能够在干燥过程中关闭进料管1，从而停止进料，而在出料完成
后，开启进料管1，从而实现进料，电磁阀连接控制中心，能够根据控制指令完成对应的开启和关闭动作。
28.第二旋转机构8包括第二旋转电机801、第二传动组件802和管状部件803，管状部件803设置箱体2中沿竖直方向布置，第二旋转电机801通过第二传动组件802驱动管状部件803绕竖直方向布置的第二旋转轴旋转，载物台6以及螺旋导轨9均连接于管状部件803上。管状部件803布置在箱体2中心位置，采用竖直安装，两端通过轴承连接在箱体2上，当然，为了实现隔热处理，在轴承两侧的安装位置设置机械动密封结构，实现密封处理，避免热量散热。第二旋转电机801布置在箱体2外侧，通过第二传动组件802即可驱动管状部件803旋转，第二传动结构则采用齿轮传动的方式机构，比如在管状部件803外圈套齿轮，第二旋转电机801上设置齿轮，中间通过锥齿轮传动副704实现传动连接。
29.载物台6被定位到管状部件803上，管状部件803旋转时，即可带动载物台6旋转，托盘5被设置在载物台6上，即可通过这种旋转设置，最上层的托盘5就能够被转动到进料管1的下方，承接从进料管1流出的湿凝胶。载物台6中设置有溢流通道601，能够将该层托盘5中溢流出的湿凝胶导流至下一层的托盘5中。托盘5的一侧设置有与溢流通道601连接的溢流孔(图未示)，载物台6中的溢流通道601的末端位于下一层的托盘5上方。最上层的托盘5中承接满后，则通过溢流孔流入溢流通道601，然后通过溢流通道601则可以流出，由于出口刚好位于下一层的托盘5上方，则下层的托盘5则可以实现对承接，实现下一层托盘5的进料。按照这样的原理，则可以依次完成多层托盘5的上料，当然为了能够实现这样的溢流式上料，沿竖直方向上，需要载物台6以及托盘5的位置能够保持在一条线上。在最下层的托盘5装满料后，关闭进料管1的阀门，当然，这种溢流方式的进料，需要根据以往经验提前关闭进料管1的阀门，避免溢流通道601中留存的湿凝胶，最后会流到最下层的托盘5上，实现溢流而造成浪费，所以需要根据以往经验，计算好进料时间，准确关闭阀门，减少浪费。当处于同一直线的托盘5完成上料后，通过第二旋转电机801旋转，即可移动到下一组托盘5，以同样的原理完成上料。
30.待上料完成后，启动加热组件，即可实现炭气凝胶的干燥处理，一般需要几个小时，干燥条件根据需要选择常压或者负压等。干燥完成后，湿凝胶水分蒸发，形成固态结构的干凝胶。
31.第一旋转机构7包括第一旋转电机701、第一传动组件702和杆状部件703，杆状部件703布置于管状部件803中，且杆状部件703上设置有若干个锥齿轮传动副704，用于与载物台6传动连接，每个锥齿轮传动副704连接一个载物台6，通过第一旋转电机701转动，能够通过第一传动组件702带动杆状部件703转动，杆状部件703转动时，则可以通过锥齿轮传动副704带动载物台6绕第一回转轴旋转，第一回转轴这里是与第二旋转轴垂直的轴线。其中，杆状部件703是通过轴承安装到管状部件803内，一端延伸出管状部件803，从而与第一传动组件702连接，第一传动就也采用齿轮传动副，连接到第一旋转电机701上。
32.载物台6通过第一旋转机构7驱动实现翻转(翻转180
°
)的情况下，能够让载物台6上的托盘5内的干凝胶倾倒，使其脱离托盘5，为了让翻到出来的干凝胶能够导入螺旋导轨9中，载物台6的底部采用倾斜结构602，能够将上一层托盘5中掉落的干凝胶导入螺旋导轨9。而螺旋导轨9是螺旋状结构，所以，载物台6的布置也对应采用螺旋结构设计，这样才能够将干凝胶导入螺旋导轨9上，同时，载物台6下方的倾斜结构602，也就是倾斜面设置为对准该
位置的螺旋导轨9，干凝胶从倾斜面滑出时，可以直接掉落到螺旋导轨9上。螺旋导轨9是光滑平面，保证气凝胶能够从螺旋导轨9，滑到底端，最后落入到出料通道3中。螺旋导轨9的倾斜角度设计，能够保证落到上面的干凝胶是可以滑动的。即便出现堵料，可以通过第二旋转机构8的选择动作，对螺旋导轨9形成旋转运动，旋转过程中，必然便随一定的震动，这样也能够实现排料。
33.螺旋导轨9是连接到管状部件803上的，所以能够和载物台6一起绕第二旋转轴转动，所以能够实现同步转正，也能够保证载物台6下方的倾斜结构602始终与螺旋导轨9对接。
34.当然本实施例的结构设计，在第二旋转机构8旋转时，由于载物台6与杆状部件703存在锥齿轮传动副704的啮合，为了保证上料时，载物台6是平稳的，所以在第二旋转机构8旋转时，第一旋转机构7的旋转电机要反向转动，保证杆状部件703及载物台6在绕锥齿轮传动副704转动时，锥齿轮传动副704可以反转，这样载物台6才可保证水平的布置，实现平稳接料。
35.而在上料时，由于溢流通道601是连接到下方的倾斜结构602上，所以，湿凝胶会存在跟着倾斜面流动的情况，从而导致最后无法滴落到下一层的托盘5中，本实施例中，在载物台6的倾斜结构602上还设置有导流板603，导流板603与倾斜结构602之间采用转动连接，用于将湿凝胶导入下一层的托盘5上方，且在翻转后能够旋转至与倾斜结构602贴合的位置。倾斜结构602的导流板603背部设置限位结构，能够保证导流板603是斜向设置的，这样湿凝胶才能导入下一层的托盘5中，限位结构可以是一凸起即可。由于导流板603是铰接连接，这样在出料时，载物台6翻转180
°
后，导流板603在重力作用下，完全可以贴附到倾斜结构602的面上，在干凝胶掉落到该倾斜结构602上时，不会对其造成损坏。当然，可以在该倾斜结构602上设置能够容纳导流板603的凹槽，这样可以更好的将其容纳其中。
36.出料通道3设置在螺旋导轨9的末端，用于承接干凝胶，出料通道3上还设置有封闭闸阀301，能够在干燥过程中，将箱体2内形成封闭空间。待干燥完成后，打开封闭闸阀301，即可实现物料的出料。
37.在出料通道3的末端还设置有用于承接干凝胶的传送机构4。传送机构4包括传送带，在传送带的末端设置收纳盒，即可方便的受纳干凝胶，实现批量的凝胶干燥，这样的干燥装置，对于中试阶段的凝胶干燥，完全满足批量操作要求，占地面积小，功率小，效率高。