一种硅溶胶生产用离心分离系统的制作方法

本实用新型涉及硅溶胶生产领域，具体涉及一种硅溶胶生产用离心分离系统。

背景技术：

硅溶胶是粒径在1-100纳米范围的纳米二氧化硅在水或其他有机溶剂中的分散液，广泛应用于精密铸造、耐火材料、涂料、纺织、精密抛光等领域。

目前硅溶胶生产方法主要有离子交换法和硅粉水解法。离子交换法生产硅溶胶具有很久的历史，这种方法采用硅酸钠为原料，先将硅酸钠配制成5-10%的水溶液，然后通过阳离子交换树脂进行离子交换，除去钠离子而得到稀的硅酸水溶液，然后将3-6%的稀硅酸溶液滴加到反应釜中，通过控制体系的ph值和温度，使硅酸逐渐在碱性条件下聚合成二氧化硅粒子，然后经过浓缩，得到硅溶胶成品。这种生产技术由于成本低而被很多企业采用，但是有两个缺点：（一）离子交换树脂的再生要产生大量的废水，后期的浓缩过程也要产生大量的废水，会造成比较严重的环境污染。（二）生产周期比较长，整个生产周期需要几十个小时，生产效率低。相比之下，硅粉水解法的生产工艺要简单一些，在反应釜中加入水，加入碱性催化剂，升温至合适温度后，加入硅粉，使硅粉在碱催化下进行水解，生成硅酸并聚合成二氧化硅粒子从而得到硅溶胶，最后经过过滤，除去未反应的硅粉，浓缩至一定浓度，就得到硅溶胶产品，整个生产周期不到10小时，而且没有废水产生，过滤产生的少量废渣可以作为耐火材料的原料，因而没有环境污染问题。因此，近年来硅粉水解法得到了长足的发展，越来越多的企业采用硅粉水解法生产硅溶胶。

但是，在硅粉水解法生产过程中通过过滤工艺无法将硅粉完全去除，因为有些未反应的细小硅粉会穿过滤布进入产品中，形成硅溶胶中的固体杂质，放置一段时间后会形成少量黑色的沉淀，影响产品的品质。因此在生产过程中，需要用沉降离心机进行固液分离，然后收集。传统的三足式沉降离心机是一种间歇操作的离心沉降设备，用于含有少量固体悬浮液的固液分离。广泛用于化工、轻工、食品、制药、冶金等行业。如中国实用新型专利（授权公告号cn2189490y）公开的一种台式沉降离心机。该种离心机的结构主要包括：机座，安装在机座上的机壳和动力装置，动力装置中的电动机通过皮带传动机构驱动主轴，主轴通过轴承座安装在机座上，转鼓位于机壳中，转鼓底固定安装在主轴上，机壳的上侧设置有机盖，机盖上设置有撇液管，在机座上还设置有排液管。由三个柱足加上底盘悬挂结构将高速运转的转鼓、电机、轴承座等部件支撑起来工作，三足式沉降离心机是由电动机通过皮带传动带动离心转鼓进行旋转，实现离心操作。其工作原理是：物料由上部加入转鼓，在离心力作用下，比重大的固相物沉积在转鼓壁形成沉渣层，比重小的液体形成内层液环，通过手动撇液管的逐渐插入澄清后的内层液相在运转中引出转鼓，然后再加入部分物料进行离心分离，再撇液，如此离心分离多次，待转鼓中的固相物沉积到一定厚度后，停机，人工从转鼓上部卸出固相物。

然而，现有技术中的沉降分离机中，间歇性加料和撇液操作时，撇液操作由人工手动操作，有时会因为操作不当，使撇液管插入过深而造成将靠近转鼓内壁的沉淀撇出而污染产品。

技术实现要素：

本实用新型要解决的问题是提供一种提高硅溶胶纯度的硅溶胶生产用离心分离系统。

本实用新型通过以下技术方案实现的：

一种硅溶胶生产用离心分离系统，包括沉降离心机、原料池、产品池、进料管和出料管，所述沉降离心机包括机壳和转鼓，

所述进料管的一端从所述转鼓的上部开口进入并延伸至靠近底部的位置，所述进料管的另一端通过进料泵连通所述原料池；

所述机壳和转鼓之间形成间隔容腔，所述出料管的一端连通所述机壳的底部，所述出料管的另一端连通所述产品池。

进一步的，所述转鼓的上部开口外边设有环形的溢流导向板，所述机壳底部设有倒锥形的出料口，所述出料口连通所述出料管的一端。

进一步的，所述送料管上设有开关阀，所述出料管上设有离心泵；所述进料泵为蠕动泵或隔膜泵。

本实用新型所述硅溶胶生产用离心分离系统具体分离过程如下：

1、启动离心机和进料泵，进料泵将待处理的硅溶胶按照一定的流量从进料管加入到高速旋转的转鼓内靠近底部的位置，进行离心沉降分离，硅溶胶中的固体杂质在离心力的作用下沉降到转鼓的内壁，形成沉渣层；

2、随着硅溶胶的不断加入，经过离心后澄清的硅溶胶产品（内层液环）在转鼓内的积累量越来越多，达到一定体积后，澄清的硅溶胶产品就会从转鼓的上部开口溢流而出，并且在离心力的作用下被甩到机壳的内壁上；

3、然后在重力作用下沿着机壳的内壁往下流动，在机壳的底部汇集，最后从出料口流出进入出料管，在离心泵作用下，被泵输送到产品池；

4、随着离心操作的不断进行，转鼓内壁上积累的固体沉渣层越来越厚，当达到一定厚度时，使系统停机，用插桶泵将转鼓内的液体抽回到原料池内，再将固体沉渣层清理干净，然后再进行下一次离心操作。

本实用新型与现有技术相比所取得的有益效果如下：

1、将加料方式由现有技术中的间歇性加料和撇液改为连续加料和溢流流出澄清物料，离心效果更好。本实用新型有效的避免了将转鼓内壁的沉淀撇出的人为的错误操作，从而能够保证离心分离的质量，大大提高了硅溶胶的纯度；

2、由传统的间歇式加料和出料改为连续性进料和出料。一个工人可以同时看管多台离心机同时工作，提高了工人的劳动效率；

3、本实用新型结构简单、紧凑、制造成本低。

附图说明

图1为本实用新型所述硅溶胶生产用离心分离系统结构示意图；

图中：1、原料池，2、产品池，3、进料管，4、出料管，5、机壳，6、转鼓，7、进料泵，8、溢流导向板，9、出料口，10、离心泵。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步详细的说明。所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1所示的一种硅溶胶生产用离心分离系统，主要包括沉降离心机、原料池1、产品池2、进料管3、出料管4、进料泵7和离心泵10。所述沉降离心机主要结构包括机壳5和转鼓6，转鼓6相对机壳5高速旋转。所述送料管上设有开关阀，所述出料管4上设有离心泵10；所述进料泵7为蠕动泵或隔膜泵。

其中，进料管3的一端从所述转鼓6的上部开口进入并延伸至靠近底部的位置，所述进料管3的另一端通过进料泵7连通所述原料池1，这样通过进料泵7将原料通过进料管3泵入转鼓内靠近底部的位置。机壳5和转鼓6之间形成间隔容腔，所述机壳5底部设有倒锥形的出料口9，出料口倒锥形的设计，方便从转鼓溢流出来的溶液在机壳内往出料口汇集。所述出料口连通所述出料管4的一端，出料管4的另一端连通所述产品池2。

优选的，转鼓6的上部开口外边安装有环形的溢流导向板8，是为了避免从转鼓上部开口溢流出的硅溶胶沿着转鼓外壁往下流，在转鼓的上部开口增加了环形的溢流导向板，使溢流出的硅溶胶物料先沿着溢流导向板水平流出，以便更加接近机壳内壁，从而全部被甩到机壳内壁上。

本实用新型所述硅溶胶生产用离心分离系统具体分离过程如下：

1、启动离心机和进料泵，进料泵将待处理的硅溶胶按照一定的流量从进料管加入到高速旋转的转鼓内靠近底部的位置，进行离心沉降分离，硅溶胶中的固体杂质在离心力的作用下沉降到转鼓的内壁，形成沉渣层；

2、随着硅溶胶的不断加入，经过离心后澄清的硅溶胶产品（内层液环）在转鼓内的积累量越来越多，达到一定体积后，澄清的硅溶胶产品就会从转鼓的上部开口溢流而出，并且在离心力的作用下被甩到机壳的内壁上。硅溶胶从靠近转鼓底部位置的进入到从转鼓的上部开口流出的时间就是硅溶胶在离心机内经历的离心时间；

3、然后在重力作用下沿着机壳的内壁往下流动，在机壳的底部汇集，最后从出料口流出进入出料管，在离心泵作用下，被泵输送到产品池；

4、随着离心操作的不断进行，转鼓内壁上积累的固体沉渣层越来越厚，当达到一定厚度时，使系统停机，用插桶泵将转鼓内的液体抽回到原料池内，再将固体沉渣层清理干净，然后再进行下一次离心操作。

通过本技术的装置及操作，将加料方式由传统的间歇性加料和撇液改为连续加料和溢流流出澄清物料，离心效果更好。因为传统的间歇性加料和撇液操作时，撇液操作由人工手动操作，有时会因为操作不当，使撇液管插入过深而造成将靠近转鼓内壁的沉淀撇出而污染产品。而本技术有效的避免了将转鼓内壁的沉淀撇出的错误操作，能够保证离心分离的质量。