一种实验用和膏系统的制作方法

本实用新型涉及机械设备领域，具体涉及一种实验用和膏系统。

背景技术：

随着铅蓄电池技术的不断发展，制造铅蓄电池的关键原料铅膏的制备技术也在不断更新。通常铅膏配方以及工艺参数的改进，需要先经过实验室进行探索研发性的工作，研究出可行方案，再进行下一步工业化探索。

铅蓄电池的铅膏是由多种不同粒度和不同密度的物质经过机械搅拌制得的，而在铅蓄电池制造过程中，膏体和制的是否均匀以及和膏过程中每道工序的操作方式对电池后期性能的影响都非常显著。

目前在小试实验过程中，由于经常受到实验设备和工作效率的制约，一般都是在普通的玻璃容器(烧杯)中进行手动和膏操作，由于石墨类材料与铅粉密度相差很大，很难均匀分散，而且铅膏容易粘壁，存在搅拌死角，故手动搅拌不仅影响铅膏的均匀度还会大大增加人员的工作强度。另一方面，和膏过程中的加酸和加水工序都是凭感觉进行操作，显得比较随意，很难精准控制，导致实验结果重复性差，实验效果不理想。另外，很多资料证明高温和膏可以显著提升铅膏和板栅之间的结合强度，延长铅蓄电池的使用寿命，但在实验过程中和膏的温度经常不易控制，且很难达到设计的温度值。

实验室的研发数据对工业化生产起到重要的指导意义，因此，寻找出一种既能使铅膏混合均匀又能精准控制每一道和膏工序的和膏系统对铅蓄电池的实验室研究来说就显得尤为重要。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种实验用和膏系统，以克服现有实验室研究阶段手动和膏操作存在的原料混合不均匀、加酸加水量以及和膏温度无法精确控制等问题。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种实验用和膏系统，包括水浴锅、水浴锅内的反应釜和水浴锅底部的超声发生器，所述反应釜顶部设有密封盖，密封盖上固定有伸入反应釜内部的搅拌器、进水管和进酸管。

铅膏配方的各原料在反应釜中进行搅拌混合，水浴锅底部的超声发生器作用于反应釜使铅膏原料分散更加均匀，根据铅膏配方的用料和用量调节超声频率；水浴锅控制反应釜内的和膏温度，满足实验对和膏温度的需求。

所述反应釜为圆柱形，釜壁厚度不大于5mm，釜体和密封盖采用不锈钢材质，且经过防腐处理。密封盖不仅可以防止和膏过程中水分的散失，而且能够避免搅拌过程中粉体材料向周围环境扩散。

所述密封盖上开设有3个通孔，通孔内均设有橡胶塞，分别与搅拌器、进水管和进酸管密封套合。

所述进水管和进酸管分别连接储水壶和储酸壶，并且管路上均设有计量泵。在计量泵的驱动下，储水壶和储酸壶分别向反应釜供水和供酸，根据实际情况调节计量泵，控制进水和进酸的流量和流速，当泵入量达到预设值，计量泵自动停止工作。

所述进水管和进酸管的出口均设有喷淋器。所述喷淋器均经过防腐处理。

所述搅拌器采用三叶式搅拌桨，包括电机、搅拌杆和搅拌叶，搅拌杆穿设在反应釜密封盖的通孔内，搅拌叶装配在搅拌杆的底端，伸入反应釜腔体底部，搅拌杆位于反应釜外的一端连接电机，电机驱动搅拌杆转动带动搅拌叶旋转。搅拌杆和搅拌叶经过防腐处理。搅拌叶呈S型分布，截面形状为倒三角，与反应釜侧面及底面贴合较完全，无搅拌死角。

所述电机的转速可在0-1000r/min之间调节。

本实用新型还包括固定搅拌器的铁架台。电机固定安装在铁架台上，根据实际需要，可以调节搅拌器的高度，出膏操作更加灵活方便。

所述搅拌器伸入反应釜的部分安装有温度传感器，位于反应釜外的部分安装有温度显示屏。温度传感器位于搅拌杆上，对反应釜内的温度进行实时监测，采集到的数据在温度显示屏上同步显示。

本实用新型具备的有益效果：

(1)本实用新型中恒温水浴锅通过水浴的加热或冷却实现对反应釜的温度控制，满足实验对和膏温度的需求；超声设备使铅膏分散更加均匀，避免膏体粘壁及局部团聚；小型计量泵对加酸和加水过程进行精准控制。利用本实用新型装置可以对实验室和膏过程的条件进行严格控制，显著提升实验室和膏质量及实验数据的准确性。

(2)本实用新型的结构简单，操作方便，和膏效果好，特别适用于铅蓄电池小试实验研究。

附图说明

图1为本实用新型实验用和膏系统的结构示意图。

图2为图1中密封盖的俯视图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明，但下述实施例仅仅为本实用新型的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本实用新型的保护范围。

如图1-2所示，本实用新型一种实验用和膏系统，包括水浴锅1、水浴锅内的反应釜2和水浴锅底部的超声发生器3。

反应釜为圆柱形，釜壁厚度不大于5mm，反应釜2顶部设有密封盖4，密封盖不仅可以防止和膏过程中水分的散失，而且能够避免搅拌过程中粉体材料向周围环境扩散。釜体和密封盖采用不锈钢材质，且经过防腐处理。

密封盖4上开设有三个通孔41，通孔内设有橡胶塞5，分别与搅拌器6、进水管7和进酸管8密封套合。

搅拌器6采用三叶式搅拌桨，包括电机61、搅拌杆62和搅拌叶63，搅拌杆62穿设在反应釜密封盖的通孔内，搅拌叶63装配在搅拌杆的底端，伸入反应釜腔体底部，搅拌杆62位于反应釜外的一端连接电机61，电机的转速可在0-1000r/min之间调节，电机驱动搅拌杆转动带动搅拌叶旋转。搅拌杆和搅拌叶均经过防腐处理。搅拌叶63呈S型分布，截面形状为倒三角，与反应釜侧面及底面贴合较完全，无搅拌死角。

电机61固定安装在铁架台9上，根据实际需要，可以调节搅拌器的高度，出膏操作更加灵活方便。

搅拌器伸入反应釜的部分安装有温度传感器11，位于反应釜外的部分安装有温度显示屏12。温度传感器11位于搅拌杆外侧，对反应釜内的温度进行实时监测，采集到的数据在温度显示屏上同步显示。

进水管7和进酸管8分别连接储水壶71和储酸壶81，并且管路上分别设有水计量泵72和酸计量泵82。在计量泵的驱动下，储水壶和储酸壶分别向反应釜供水和供酸，根据实际情况调节计量泵，控制进水和进酸的流量和流速，当泵入量达到预设值，计量泵自动停止工作。

进水管7和进酸管8的出口均设有喷淋器10。喷淋器经过防腐处理。

铅膏的各原料在反应釜中进行搅拌混合，水浴锅底部的超声发生器作用于反应釜使铅膏原料分散更加均匀，根据铅膏配方的用料和用量调节超声频率；水浴锅控制反应釜内的和膏温度，满足实验对和膏温度的需求；小型计量泵对加酸和加水过程进行精准控制。利用本实用新型装置可以对实验室和膏过程的条件进行严格控制，显著提升实验室和膏质量及实验数据的准确性。

下面以制备铅膏为例，说明本实用新型的使用方法：

a.石墨类材料的预处理：将称量好的石墨类粉体材料(如石墨烯)倒入烧杯中，用一定量的超纯水进行搅拌分散5min；再将烧杯置于超声仪中超声处理0.5h以上，待用；

b.分别量取已知量的硫酸电解液和纯水并加到对应的储酸壶和储水壶中，设置好酸计量泵和纯水计量泵的运行参数；

c.将称量好的铅粉和其他添加剂材料倒入反应釜中，设置并开启水浴加热和超声发生器；

d.开启搅拌器的电机，调节好转速对混料进行干混，10min后在搅拌条件下将步骤a所得溶液缓慢加入反应釜中，继续搅拌10-20min；

e.开启纯水计量泵开始加水湿混，待纯水添加完毕后，开启酸计量泵开始加酸，记录和膏过程中反应釜内铅膏的温度变化情况；

f.加酸完毕后，继续搅拌5-20min，关闭所有电源，取出铅膏。

具体使用过程中，也可以根据实验需要在水浴锅中加入冰水混合物，降低和膏过程中反应釜内铅膏的温度。