一種射頻輻射快速制備氣凝膠生產(chǎn)線的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種射頻輻射快速制備氣凝膠生產(chǎn)線。氣凝膠生產(chǎn)線包括射頻輻射快速制備氣凝膠主機、原輔料系統(tǒng)、惰性氣體系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)、回收系統(tǒng)和三廢處理系統(tǒng)。所述的射頻輻射快速制備氣凝膠主機，包括溶膠?凝膠工段、老化工段、置換改性工段和干燥工段，主機上具有射頻發(fā)生器、監(jiān)測裝置和自動控制裝置，主機上有前后貫通的內(nèi)膽，內(nèi)膽內(nèi)有履帶用于物料輸送，內(nèi)膽上有通道，可以與主機外部的其他系統(tǒng)貫通或關閉。本實用新型可連續(xù)化生產(chǎn)氣凝膠粉體、氣凝膠顆粒、氣凝膠氈、氣凝膠板、氣凝膠布和氣凝膠薄膜等多種形態(tài)的產(chǎn)品，具有極高的生產(chǎn)效率和自動化程度，將有力促進氣凝膠行業(yè)邁入生產(chǎn)自動化、規(guī)?；椭悄芑?br>【專利說明】
一種射頻輻射快速制備氣凝膠生產(chǎn)線
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種氣凝膠生產(chǎn)線，特別涉及一種射頻輻射快速制備氣凝膠生產(chǎn)線。
【背景技術】
[0002]氣凝膠是一種新型的納米多孔材料，因具有超低導熱系數(shù)、低密度、低介電常數(shù)、低折射率和高比表面積、高絕緣性、高透光性等奇特性能，在熱學、光學、電學、化學、聲學等領域顯示出許多神奇的特性，被稱為改變世界的神奇材料。
[0003]當前氣凝膠的生產(chǎn)技術主要包括超臨界干燥生產(chǎn)技術和常壓干燥生產(chǎn)技術，盡管經(jīng)過10多年的發(fā)展，生產(chǎn)工藝不斷改進和完善，生產(chǎn)效率不斷提高，但不論國內(nèi)還是國外企業(yè)基本都還是間歇式的半自動化生產(chǎn)，行業(yè)內(nèi)還沒有企業(yè)可以做到連續(xù)式的全自動生產(chǎn)。究其原因，一是超臨界干燥生產(chǎn)中需要超臨界高壓萃取釜，常壓干燥生產(chǎn)工藝中也需要采用干燥釜，氣凝膠氈和氣凝膠板等產(chǎn)品無法通過管道輸送，必須將釜蓋打開，通過行車吊裝物料;二是傳統(tǒng)氣凝膠生產(chǎn)工藝的工段時間較長，特別是老化工段和改性工段，往往長達10幾小時乃至數(shù)天，這給各工段的銜接帶來很大阻礙。因此，當前各氣凝膠生產(chǎn)企業(yè)主要是通過調整各生產(chǎn)工段設備數(shù)量組合和優(yōu)化各工段的銜接來提升整個氣凝膠生產(chǎn)的效率，進而降低成本。
[0004]間歇式半自動生產(chǎn)方式，不僅阻礙生產(chǎn)效率的提升，由于工段銜接環(huán)節(jié)多，現(xiàn)場操作工人多，還不利于產(chǎn)品質量的控制、人工成本的控制，生產(chǎn)過程中容易因人員誤操作或乙醇等有機物泄露或設備故障引發(fā)的安全事故對現(xiàn)場人員生命安全的保障構成威脅。
[0005]為解決以上問題，本實用新型提出了一種全新的氣凝膠快速生產(chǎn)線技術。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]—種射頻輻射快速制備氣凝膠生產(chǎn)線，生產(chǎn)線包括射頻輻射快速制備氣凝膠主機、原輔料系統(tǒng)、惰性氣體系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)、回收系統(tǒng)和三廢處理系統(tǒng)。所述的射頻輻射快速制備氣凝膠主機，包括溶膠-凝膠工段、老化工段、置換改性工段和干燥工段，主機前后兩端分別有放料和收料裝置，主機上工作電機均為防爆電機，主機上具有射頻發(fā)生器、監(jiān)測裝置和自動控制裝置，主機上有前后貫通的內(nèi)膽，內(nèi)膽內(nèi)有履帶用于物料輸送，內(nèi)膽上有通道，可以與主機外部的原輔料系統(tǒng)、惰性氣體系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)、回收系統(tǒng)、三廢處理系統(tǒng)貫通或關閉，主要設備組成分述如下。
[0007](I)射頻輻射快速制備氣凝膠主機。
[0008]所述的射頻輻射快速制備氣凝膠主機，包括溶膠-凝膠工段、老化工段、置換改性工段和干燥工段，主機前后兩端分別有放料和收料裝置，主機上工作電機均為防爆電機。
[0009](2)原輔料系統(tǒng)。
[0010]所述的原輔料系統(tǒng)，用于供給生產(chǎn)原料和輔料，原料包括氣凝膠的膠源、纖維增強材料、紅外阻隔材料中的一種或幾種，輔料包括水、稀釋劑、保濕劑、置換劑、改性劑、酸和堿中的一種或幾種。
[0011](3)惰性氣體系統(tǒng)。
[0012]所述的惰性氣體系統(tǒng)，向主機供給惰性氣體，確保主機內(nèi)的氧濃度低于主機內(nèi)可燃氣體燃燒或爆炸需要的最低氧含量，惰性氣體包括氮氣、二氧化碳、氦氣、氬氣、氖氣中的一種或幾種。
[0013](4)供熱系統(tǒng)。
[0014]所述的供熱系統(tǒng)，由換熱器和熱介質組成，其中熱介質包括熱水、蒸汽、導熱油、空氣、惰性氣體和電熱絲中一種或幾種。
[0015](5)回收系統(tǒng)。
[0016]所述回收系統(tǒng)，用于回收原輔料系統(tǒng)注入主機的可循環(huán)使用的原輔料以及惰性氣體系統(tǒng)注入主機的惰性氣體，回收方式包括冷凝、蒸發(fā)、精餾、濃縮、吸附、過濾、篩分中一種或幾種方式。
[0017](6)三廢處理系統(tǒng)。
[0018]所述三廢處理系統(tǒng)用于處理生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的不可循環(huán)使用的廢液、廢氣和廢固。
[0019]所述的射頻輻射快速制備氣凝膠主機，包括溶膠-凝膠工段、老化工段、置換改性工段和干燥工段，其中老化工段可以獨立存在，也可以與溶膠-凝膠工段重疊，還可以與置換改性工段重疊，還可以溶膠一凝膠、老化、置換改性三個工段重疊，各工段可以集成于單一設備，也可以各工段分別對應一臺設備再組合成前后貫通的組合設備。
[0020]所述的射頻輻射快速制備氣凝膠主機，在溶膠-凝膠工段或老化工段或置換改性工段，需要加熱時，可以僅采用射頻輻射加熱，也可以僅通過供熱系統(tǒng)加熱，還可以采用射頻輻射加熱與供熱系統(tǒng)加熱組合加熱;在干燥工段，可以僅采用射頻輻射干燥，也可以僅采用惰性氣體熱風干燥，還可以采用射頻輻射干燥與惰性氣體熱風干燥組合干燥。
[0021]所述的射頻輻射快速制備氣凝膠主機，具有射頻發(fā)生器，射頻發(fā)生器發(fā)出射頻的工作頻率為300KHz?300GHz，射頻輸出功率為250W?1000kW，射頻輻射可以運用于所有工段，也可以只運用于部分工段。
[0022]所述的射頻輻射快速制備氣凝膠主機，具有監(jiān)測裝置和自動控制裝置;監(jiān)測裝置包括金屬監(jiān)測裝置、溫度監(jiān)測裝置、氧濃度監(jiān)測裝置、有機氣體監(jiān)測裝置和視頻監(jiān)視裝置中的一種或幾種，金屬監(jiān)測裝置監(jiān)測的金屬粒徑范圍為大于0.1_，溫度監(jiān)測裝置監(jiān)測的溫度范圍為-50~300°C，氧濃度監(jiān)測裝置監(jiān)測的氧濃度范圍為0.01%?25%;自動控制裝置包括PLC控制系統(tǒng)裝置或DCS控制系統(tǒng)裝置或安全連鎖裝置，自動控制裝置的控制界面可以遠離工作現(xiàn)場;射頻發(fā)生器、設備工作電機可以通過監(jiān)測裝置和自動控制裝置實現(xiàn)遠程或現(xiàn)場自動控制、安全連鎖或緊急停車。
[0023]所述的射頻輻射快速制備氣凝膠主機，具有前后貫通的內(nèi)膽，能夠阻隔生產(chǎn)過程中水分或酸組分或堿組分或有機組分與內(nèi)膽外的主機其他工作部件直接接觸，內(nèi)膽材質為聚合物或陶瓷或玻璃，內(nèi)膽可以是一個整體也可以是多段拼接。
[0024]所述的射頻輻射快速制備氣凝膠主機，內(nèi)膽內(nèi)具有履帶輸送裝置，該輸送裝置的材質為聚合物或陶瓷或玻璃，輸送裝置在主機內(nèi)可以是一整條也可以是多段拼接，履帶速度為0.lm/min?25m/min可調，履帶輸送裝置可以是實心的，也可以是網(wǎng)孔的。
[0025]所述的射頻輻射快速制備氣凝膠主機，內(nèi)膽上有通道，可以與主機外部的原輔料系統(tǒng)、惰性氣體系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)、回收系統(tǒng)、三廢處理系統(tǒng)貫通或關閉。
[0026]所述的惰性系統(tǒng)，在射頻輻射快速制備氣凝膠主機的入口和出口處設置有惰性氣體封閉氣幕，在主機的各工段均有惰性氣體鼓入通道和抽出通道，鼓入通道和抽出通道的風量基本相當并維持主機內(nèi)部處于微正壓。
[0027]所述的回收系統(tǒng)，其從主機內(nèi)膽內(nèi)回收的氣體量基本等于原輔料系統(tǒng)注入的原輔料蒸發(fā)的氣體量與惰性氣體系統(tǒng)注入的氣體量的總和。
[0028]所述的老化工段與溶膠-凝膠工段重疊，指的是通過調整內(nèi)膽內(nèi)履帶輸送裝置的速度，物料在此工段內(nèi)先后完成溶膠-凝膠和老化兩個工藝過程;所述的老化工段與置換改性工段重疊，指的是物料在此工段同時進行老化和置換改性兩個工藝過程;所述的溶膠一凝膠、老化、置換改性三個工段重疊，指的是物料的配比中具有自疏水組分，在完成溶膠-凝膠工藝過程時就同步完成了疏水改性，其后僅需進行老化工藝過程，無需再置換改性工藝過程。
[0029]所述的原輔料系統(tǒng)、惰性氣體系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)、回收系統(tǒng)和三廢處理系統(tǒng)除了與射頻輻射快速制備氣凝膠主機相互連接貫通外，上述系統(tǒng)彼此之間也有通道和栗連接，可以進行物料或熱量的相關交換。如供熱系統(tǒng)可以為原輔料系統(tǒng)、惰性氣體系統(tǒng)、回收系統(tǒng)和三廢處理系統(tǒng)提供熱量，經(jīng)回收系統(tǒng)處理過的原輔料和惰性氣體再回歸到原輔料系統(tǒng)和惰性氣體系統(tǒng)。
[0030]所述的射頻輻射快速制備氣凝膠主機，具有監(jiān)測裝置和自動控制裝置，顯著提升了生產(chǎn)的自動化水平和安全控制水平。
[0031]所述的射頻輻射快速制備氣凝膠主機的內(nèi)膽，材質為聚合物或陶瓷或玻璃，既起到有效的隔離內(nèi)膽內(nèi)的有機氣體和酸、堿組分等進入主機內(nèi)膽外，消除安全隱患，改善射頻發(fā)生器等部件的工作環(huán)境，還能讓射頻發(fā)生器發(fā)出射頻有效穿透而作用于氣凝膠制備的相關物料，提升射頻輻射利用率。
[0032]所述的在射頻輻射快速制備氣凝膠主機入口和出口處設置惰性氣體封閉氣幕，有助于確保本實用新型設備連續(xù)式自動化安全生產(chǎn)，排除外部空氣及物料進出對主機的內(nèi)膽內(nèi)氣氛的影響。
[0033]射頻輻射對氣凝膠快速制備起到兩方面的作用，一是加熱作用，二是化學作用。因氣凝膠制備的原輔料中往往含有水分、乙醇稀釋劑等極性分子，在快速變化的射頻場(300KHz?300GHz)作用下，其極性取向將隨著外部射頻場的變化而變化，造成極性分子的自旋運動效應，此時射頻場的場能轉化為介質內(nèi)的熱能，使物料溫度升高，而達到射頻加熱的目的。
[0034]射頻輻射的化學作用非常復雜，除了具有熱效應外還存在一種不是由溫度引起的非熱效應，它能改變反應的動力學性質，降低反應的活化能，加速物料間的物質和能量交換，進而加快反應過程，顯著縮短工藝反應時間。本實用新型中射頻輻射在加速氣凝膠制備的老化工段和置換改性工段的工藝過程都起到了顯著的效果。
[0035]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型射頻輻射快速制備氣凝膠生產(chǎn)線具有以下顯著優(yōu)勢。
[0036]I)生產(chǎn)效率顯著提升。傳統(tǒng)超臨界干燥工藝或常壓干燥工藝生產(chǎn)氣凝膠往往需要數(shù)十小時到數(shù)天的時間，采用本實用新型可以在I?5h內(nèi)完成全部生產(chǎn)流程。
[0037]2)可以實現(xiàn)連續(xù)式全自動生產(chǎn)。本實用新型克服了傳統(tǒng)生產(chǎn)線只能間歇式半自動化生產(chǎn)的難題，可以實現(xiàn)連續(xù)式全自動生產(chǎn)，乃至實現(xiàn)生產(chǎn)的無人化，將極大促進氣凝膠行業(yè)生產(chǎn)水平的自動化和智能化，實現(xiàn)高端新材料的高端制造。
[0038]3)有利于產(chǎn)品質量的控制和生產(chǎn)安全保障。本實用新型的高度自動化，易于確保產(chǎn)品各批次質量的一致性，極大減少車間現(xiàn)場操作人員，避免人員誤操作、減少人員與乙醇等危險化學品的接觸幾率，極大提升了現(xiàn)場操作人員的生命安全保障。
[0039]4)可以適用于多種形態(tài)氣凝膠產(chǎn)品的生產(chǎn)。傳統(tǒng)生產(chǎn)線一般僅能使用于單一形態(tài)產(chǎn)品的生產(chǎn)，本實用新型可以適用于氣凝膠粉體、氣凝膠顆粒、氣凝膠氈、氣凝膠板、氣凝膠布和氣凝膠薄膜等多種形態(tài)的產(chǎn)品的生產(chǎn)，極大擴寬的生產(chǎn)的柔性度和適用性，非常利于企業(yè)擴展產(chǎn)品應用、節(jié)省設備投資。
[0040]5)本實用新型適合多種成分氣凝膠粉體的生產(chǎn)。除了傳統(tǒng)的氧化硅氣凝膠，本實用新型還適用于碳氣凝膠、氧化鋁氣凝膠、氧化鋯氣凝膠、氧化鈦氣凝膠、氧化鐵氣凝膠、氧化鎢氣凝膠、氧化釩氣凝膠、氧化鍶氣凝膠、氧化鎂氣凝膠、氧化銅氣凝膠、氧化銦氣凝膠、氧化鎵氣凝膠、氧化錫氣凝膠、氧化鉍氣凝膠、氧化錳氣凝膠、氧化鈷氣凝膠、氧化鎳氣凝膠、氧化鋅氣凝膠、氧化鎘氣凝膠、氧化鉻氣凝膠、氧化鎢氣凝膠、氧化釔氣凝膠、氧化鈧氣凝膠、氧化鈰氣凝膠、氧化鑭氣凝膠、氧化銪氣凝膠、氧化釹氣凝膠、氧化鋱氣凝膠、氧化鐠氣凝膠、氧化釤氣凝膠的生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0041 ]圖1是射頻輻射快速制備氣凝膠生產(chǎn)線的設備組成示意圖；
[0042]圖2是射頻輻射快速制備氣凝膠主機溶膠-凝膠工段結構示意圖；
[0043]圖3是射頻輻射快速制備氣凝膠主機老化工段結構示意圖；
[0044]圖4是射頻輻射快速制備氣凝膠主機置換改性工段結構示意圖；
[0045]圖5是射頻輻射快速制備氣凝膠主機干燥工段結構示意圖。
[0046]圖中，I為射頻輻射快速制備氣凝膠主機，2為原輔料系統(tǒng)，3為惰性氣體系統(tǒng)，4為供熱系統(tǒng)，5為回收系統(tǒng)，6為三廢處理系統(tǒng);7?10為射頻輻射快速制備氣凝膠主機的工段，其中7為溶膠-凝膠工段，8為老化工段，9為置換改性工段，10為干燥工段;11?23為射頻輻射快速制備氣凝膠主機各工段主要結構部位，其中11為主機的外箱體，12為主機的內(nèi)膽，13為主機的自動控制裝置，14為惰性氣體進入主機內(nèi)膽的鼓入通道，15為主機的射頻發(fā)生器，16為主機內(nèi)膽內(nèi)氣體進入回收系統(tǒng)和三廢處理系統(tǒng)的抽出通道，17為主機的監(jiān)測裝置，18為液態(tài)原輔料噴淋裝置，19為主機內(nèi)膽內(nèi)的履帶輸送裝置，20為置換改性工段置換劑和改性劑從原輔料系統(tǒng)進入主機內(nèi)膽的通道，21為置換改性工段置換改性廢液進入回收系統(tǒng)和三廢處理系統(tǒng)的通道，22為干燥工段的改善熱風分布的均風網(wǎng)，23為經(jīng)供熱系統(tǒng)預熱的惰性氣體進入主機內(nèi)膽的鼓入通道。
【具體實施方式】
[0047]下面結合附圖并通過具體的實施方式對本實用新型的射頻輻射快速制備氣凝膠生產(chǎn)線進行更加詳細的描述。
[0048]如圖1所示，本實用新型的射頻輻射快速制備氣凝膠生產(chǎn)線，包括射頻輻射快速制備氣凝膠主機I，原輔料系統(tǒng)2，惰性氣體系統(tǒng)3，供熱系統(tǒng)4，回收系統(tǒng)5，三廢處理系統(tǒng)6;其中射頻輻射快速制備氣凝膠主機I，包括溶膠-凝膠工段7，老化工段8，置換改性工段9，干燥工段10。
[0049]如圖2所示，射頻輻射快速制備氣凝膠主機溶膠-凝膠工段7，包括主機的外箱體11，主機的內(nèi)膽12，主機的自動控制裝置13，惰性氣體進入主機內(nèi)膽的鼓入通道14，主機的射頻發(fā)生器15，主機內(nèi)膽內(nèi)氣體進入回收系統(tǒng)和三廢處理系統(tǒng)的抽出通道16，主機的監(jiān)測裝置17，液態(tài)原輔料噴淋裝置18，主機內(nèi)膽內(nèi)的履帶輸送裝置19。
[0050]如圖3所示，射頻輻射快速制備氣凝膠主機老化工段8，包括主機的外箱體11，主機的內(nèi)膽12，主機的自動控制裝置13，惰性氣體進入主機內(nèi)膽的鼓入通道14，主機的射頻發(fā)生器15，主機內(nèi)膽內(nèi)氣體進入回收系統(tǒng)和三廢處理系統(tǒng)的抽出通道16，主機的監(jiān)測裝置17，液態(tài)原輔料噴淋裝置18，主機內(nèi)膽內(nèi)的履帶輸送裝置19。
[0051]如圖4所示，射頻輻射快速制備氣凝膠主機置換改性工段9，包括主機的外箱體11，主機的內(nèi)膽12，主機的自動控制裝置13，惰性氣體進入主機內(nèi)膽的鼓入通道14，主機的射頻發(fā)生器15，主機內(nèi)膽內(nèi)氣體進入回收系統(tǒng)和三廢處理系統(tǒng)的抽出通道16，主機的監(jiān)測裝置17，主機內(nèi)膽內(nèi)的履帶輸送裝置19，置換劑和改性劑從原輔料系統(tǒng)進入主機內(nèi)膽的通道20，置換改性廢液進入回收系統(tǒng)和三廢處理系統(tǒng)的通道21。
[0052]如圖5所示，射頻輻射快速制備氣凝膠主機置換干燥工段10，包括主機的外箱體11，主機的內(nèi)膽12，主機的自動控制裝置13，惰性氣體進入主機內(nèi)膽的鼓入通道14，主機的射頻發(fā)生器15，主機內(nèi)膽內(nèi)氣體進入回收系統(tǒng)和三廢處理系統(tǒng)的抽出通道16，主機的監(jiān)測裝置17，主機內(nèi)膽內(nèi)的履帶輸送裝置19，干燥工段的改善熱風分布的均風網(wǎng)22，供熱系統(tǒng)預熱的惰性氣體進入主機內(nèi)膽的鼓入通道23。
[0053]上述圖示中，自動控制裝置13和主機的射頻發(fā)生器15位于主機外箱體11和主機的內(nèi)膽12之間；監(jiān)測裝置17中的金屬監(jiān)測裝置和有機氣體監(jiān)測裝置位于主機外箱體11和主機的內(nèi)膽12之間，溫度監(jiān)測裝置、氧濃度監(jiān)測裝置和視頻監(jiān)視裝置位于主機內(nèi)膽12內(nèi)。
[0054]上述圖2和圖3中的液態(tài)原輔料噴淋裝置18，在兩個工段中的作用是不同的，圖2液態(tài)原輔料噴淋裝置18用于原輔料系統(tǒng)的液態(tài)溶膠的噴淋，目的是提供溶膠-凝膠的膠源(如經(jīng)稀釋和酸堿度調節(jié)的硅溶膠)，圖3液態(tài)原輔料噴淋裝置18用于原輔料系統(tǒng)的液態(tài)保濕劑(如乙醇或水)的噴淋，目的是對正在進行老化的凝膠保濕，避免凝膠內(nèi)濕份的過度揮發(fā)。
[0055]上述圖2?圖5中的履帶輸送裝置可以是實心履帶或網(wǎng)孔履帶，根據(jù)產(chǎn)品情況不同，各工段的履帶形態(tài)優(yōu)選會有不同。如生產(chǎn)氣凝膠顆粒和粉體的所有工段履帶優(yōu)選實心履帶；如生產(chǎn)氣凝膠氈或氣凝膠板，則溶膠-凝膠工段7優(yōu)選實心履帶，老化工段8實心履帶或網(wǎng)孔履帶均可，置換改性工段9和干燥工段10則優(yōu)選網(wǎng)孔履帶。
[0056]根據(jù)生產(chǎn)氣凝膠產(chǎn)品形態(tài)的不同，射頻輻射快速制備氣凝膠主機I的物料入口和出口處還有相應的放料和收料裝置。
[0057]下面結合二氧化硅氣凝膠絕熱氈的一項生產(chǎn)實例，進一步說明本實用新型:
[0058]首先進行主機內(nèi)膽12內(nèi)的惰性氣體置換。在投料前應先通過惰性氣體進入主機內(nèi)膽的通道14，將惰性氣體系統(tǒng)3中的二氧化碳氣體注入主機內(nèi)膽12，在主機I的入口和出口處的內(nèi)膽12設置二氧化碳氣體封閉風幕阻斷外部空氣進入內(nèi)膽，然后開啟主機內(nèi)膽內(nèi)氣體進入回收系統(tǒng)和三廢處理系統(tǒng)的通道16，對主機內(nèi)膽12內(nèi)氣體進行回收或三廢處理，控制鼓入通道14的進風量和通道16的出風量，保持主機內(nèi)膽12內(nèi)為微正壓，當內(nèi)膽12內(nèi)的監(jiān)測裝置17氧濃度監(jiān)測裝置反饋氧濃度低于2%時，啟動原輔料系統(tǒng)2，啟動自動控制裝置13和監(jiān)測裝置17，準備生產(chǎn)投料。
[0059]在溶膠-凝膠工段7，通過主機I前端的放料裝置(放卷機)和主機內(nèi)膽12內(nèi)的輸送裝置(四氟乙烯履帶)，將來自原輔料系統(tǒng)2的1mm厚度的玻璃纖維氈一頭導入主機內(nèi)膽12內(nèi)，同時通過監(jiān)測裝置17的金屬監(jiān)測裝置監(jiān)測玻璃纖維氈是否具有金屬顆粒，監(jiān)測通過的玻璃纖維氈輸送到主機溶膠-凝膠工段7時，液態(tài)原輔料噴淋裝置18將來自原輔料系統(tǒng)2經(jīng)稀釋去除雜質調節(jié)PH值的水玻璃硅源硅溶膠(工藝配比參照專利CN2014102703529)噴淋在玻璃纖維氈上，調節(jié)噴淋裝置18的噴淋流量和輸送裝置19的速度，使得噴淋出的硅溶膠剛好浸透下方的玻璃纖維氈，如監(jiān)測裝置17的有機氣體濃度監(jiān)測裝置反饋正常，啟動主機I的溶膠-凝膠工段7的射頻發(fā)生器15，同時啟動監(jiān)測裝置17的溫度檢測裝置，射頻發(fā)生器15的工作頻率為27.12MHz，功率為50?10kw之間，確保監(jiān)測裝置17的溫度檢測裝置反饋的溫度為30?60 °C，約1分鐘后形成玻璃纖維氈二氧化硅復合凝膠，之后進入老化工段8。
[0060]在老化工段8，通過噴淋裝置18向玻璃纖維氈二氧化硅復合凝膠噴淋適量來自原輔料系統(tǒng)2的經(jīng)供熱系統(tǒng)4預熱到40°C的保濕劑(乙醇含量為80%的乙醇-水混合物)，啟動主機I的老化工段8的射頻發(fā)生器15，同時啟動監(jiān)測裝置17的溫度檢測裝置，射頻發(fā)生器15的工作頻率為2450MHz，功率為60?10kw之間，確保監(jiān)測裝置17的溫度檢測裝置反饋的溫度為45?70°C，監(jiān)測裝置17視頻監(jiān)測裝置看到的玻璃纖維氈二氧化硅復合凝膠表面是濕潤的沒有裂紋或收縮，約25分鐘后，老化完成，凝膠物料進入置換改性工段9。
[0061]在置換改性工段9，先通過主機內(nèi)膽的通道20將來自原輔料系統(tǒng)2的經(jīng)供熱系統(tǒng)4預熱到60°C的置換改性劑(硫酸、乙醇和六甲基二硅氮烷組成的混合物)導入主機的置換改性工段9，凝膠物料進入置換改性工段9時小幅開啟置換改性工段9內(nèi)膽12底部的通道21，將內(nèi)膽12內(nèi)的置換改性劑導入回收系統(tǒng)5回收利用，同時從通道20補充新的置換改性劑，置換改性劑在內(nèi)膽12內(nèi)的高度應沒過玻璃纖維氈二氧化硅復合凝膠上表面5mm以上，啟動主機I的置換改性工段9的射頻發(fā)生器15，同時啟動監(jiān)測裝置17的溫度檢測裝置，射頻發(fā)生器15的工作頻率為915MHz，功率為60?10kw之間，確保監(jiān)測裝置17的溫度檢測裝置反饋的溫度為45?70°C，監(jiān)測裝置17視頻監(jiān)測裝置看到的玻璃纖維氈二氧化硅復合凝膠表面被置換改性劑覆蓋，約30分鐘后，置換改性完成，凝膠物料進入干燥工段10。
[0062]在干燥工段10，將經(jīng)供熱系統(tǒng)4預熱的溫度為105°C 二氧化碳氣體從主機I的鼓入通道23導入，經(jīng)過均風網(wǎng)22吹掃凝膠物料，同時啟動主機I的干燥工段10的射頻發(fā)生器15，射頻發(fā)生器15的工作頻率為2450MHz，功率為60~150kw之間，確保監(jiān)測裝置17的溫度檢測裝置反饋的溫度為70?120°C，調節(jié)干燥工段10的氣體抽出通道16的抽風量，使干燥工段10內(nèi)膽12內(nèi)的氣壓為微正壓且略低于主機I出口處通過鼓入通道14鼓入的二氧化碳氣體封閉風幕的氣壓，抽出通道16抽出的氣體進入回收系統(tǒng)5回收利用或進入三廢處理系統(tǒng)6處理達標后排放，約30分鐘后，干燥完成，通過主機出口的收料裝置(收卷機)將氣凝膠絕熱氈收卷待檢。
[0063]生產(chǎn)過程中，監(jiān)測裝置17全程工作，一旦監(jiān)測到主機I的內(nèi)膽12內(nèi)的有機氣體逸出，或內(nèi)膽內(nèi)氣體溫度超標或氧濃度超標或監(jiān)測到金屬顆粒，自動控制裝置13將啟動安全連鎖或緊急停車。
[0064]由此，通過本實用新型可以實現(xiàn)連續(xù)式的高度自動化水平的快速生產(chǎn)氣凝膠材料。
[0065]上述實施例僅用于解釋說明本實用新型的發(fā)明構思，而非對本實用新型權利保護的限定，凡是依據(jù)本實用新型的技術和方法實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型的技術和方法方案的范圍內(nèi)。
【主權項】
1.一種射頻輻射快速制備氣凝膠生產(chǎn)線，其特征是，生產(chǎn)線包括射頻輻射快速制備氣凝膠主機(I)、原輔料系統(tǒng)(2 )、惰性氣體系統(tǒng)(3 )、供熱系統(tǒng)(4)、回收系統(tǒng)(5 )和三廢處理系統(tǒng)(6);射頻輻射快速制備氣凝膠主機(I)上具有射頻發(fā)生器(15)、監(jiān)測裝置(17)、自動控制裝置(13)和前后貫通的內(nèi)膽(12)，內(nèi)膽(12)內(nèi)有履帶輸送裝置(19)，內(nèi)膽(12)上有通道，可與原輔料系統(tǒng)(2)、惰性氣體系統(tǒng)(3)、供熱系統(tǒng)(4)、回收系統(tǒng)(5)、三廢處理系統(tǒng)(6)貫通或關閉；射頻輻射快速制備氣凝膠主機(I)，包括溶膠-凝膠工段(7)，老化工段(8)，置換改性工段(9)，干燥工段(10); 所述的射頻輻射快速制備氣凝膠主機溶膠-凝膠工段(7)，包括主機的外箱體(11)，主機的內(nèi)膽(12)，主機的自動控制裝置(13)，惰性氣體進入主機內(nèi)膽的鼓入通道(14)，主機的射頻發(fā)生器(15)，主機內(nèi)膽內(nèi)氣體進入回收系統(tǒng)和三廢處理系統(tǒng)的抽出通道(16)，主機的監(jiān)測裝置(17)，液態(tài)原輔料噴淋裝置(18)，主機內(nèi)膽內(nèi)的履帶輸送裝置(19); 所述的射頻輻射快速制備氣凝膠主機老化工段(8)，包括主機的外箱體(11)，主機的內(nèi)膽(12)，主機的自動控制裝置(13)，惰性氣體進入主機內(nèi)膽的鼓入通道(14)，主機的射頻發(fā)生器(15)，主機內(nèi)膽內(nèi)氣體進入回收系統(tǒng)和三廢處理系統(tǒng)的抽出通道(16)，主機的監(jiān)測裝置(17)，液態(tài)原輔料噴淋裝置(18)，主機內(nèi)膽內(nèi)的履帶輸送裝置(19); 所述的射頻輻射快速制備氣凝膠主機置換改性工段(9)，包括主機的外箱體(11)，主機的內(nèi)膽(12 )，主機的自動控制裝置(13 )，惰性氣體進入主機內(nèi)膽的鼓入通道(14 )，主機的射頻發(fā)生器(15)，主機內(nèi)膽內(nèi)氣體進入回收系統(tǒng)和三廢處理系統(tǒng)的抽出通道(16)，主機的監(jiān)測裝置(17)，主機內(nèi)膽內(nèi)的履帶輸送裝置(19)，置換劑和改性劑從原輔料系統(tǒng)進入主機內(nèi)膽的通道(20)，置換改性廢液進入回收系統(tǒng)和三廢處理系統(tǒng)的通道(21); 所述的射頻輻射快速制備氣凝膠主機置換干燥工段(10)，包括主機的外箱體(11)，主機的內(nèi)膽(12)，主機的自動控制裝置(13)，惰性氣體進入主機內(nèi)膽的鼓入通道(14)，主機的射頻發(fā)生器(15)，主機內(nèi)膽內(nèi)氣體進入回收系統(tǒng)和三廢處理系統(tǒng)的抽出通道(16)，主機的監(jiān)測裝置(17)，主機內(nèi)膽內(nèi)的履帶輸送裝置(19)，干燥工段的改善熱風分布的均風網(wǎng)(22)，供熱系統(tǒng)預熱的惰性氣體進入主機內(nèi)膽的鼓入通道(23); 所述的自動控制裝置(13)和主機的射頻發(fā)生器(15)位于主機外箱體(11)和主機的內(nèi)膽(12)之間；監(jiān)測裝置(17)中的金屬監(jiān)測裝置和有機氣體監(jiān)測裝置位于主機外箱體(11)和主機的內(nèi)膽(12)之間，溫度監(jiān)測裝置、氧濃度監(jiān)測裝置和視頻監(jiān)視裝置位于主機內(nèi)膽(12)內(nèi)； 所述的射頻輻射快速制備氣凝膠主機(I)前后兩端分別有放料和收料裝置，主機上工作電機均為防爆電機。2.如權利要求1所述的一種射頻輻射快速制備氣凝膠生產(chǎn)線，其特征是，所述的射頻輻射快速制備氣凝膠主機，老化工段獨立存在，或與溶膠-凝膠工段重疊，或與置換改性工段重疊;溶膠一凝膠、老化、置換改性三個工段重疊，各工段集成于單一設備，或各工段分別對應一臺設備再組合成前后貫通的組合設備。3.如權利要求1所述的一種射頻輻射快速制備氣凝膠生產(chǎn)線，其特征是，所述的射頻輻射快速制備氣凝膠主機，在溶膠-凝膠工段或老化工段或置換改性工段，需要加熱時，僅采用射頻輻射加熱，或僅通過供熱系統(tǒng)加熱，或采用射頻輻射加熱與供熱系統(tǒng)加熱組合加熱；在干燥工段，僅采用射頻輻射干燥，或僅采用惰性氣體熱風干燥，或采用射頻輻射干燥與惰性氣體熱風干燥組合干燥。4.如權利要求1所述的一種射頻輻射快速制備氣凝膠生產(chǎn)線，其特征是，所述的射頻輻射快速制備氣凝膠主機，具有射頻發(fā)生器，射頻發(fā)生器發(fā)出射頻的工作頻率為300KHz?300GHz，射頻輸出功率為250W?lOOOkW，射頻輻射運用于所有工段，或只運用于部分工段。5.如權利要求1所述的一種射頻輻射快速制備氣凝膠生產(chǎn)線，其特征是，所述的射頻輻射快速制備氣凝膠主機，具有監(jiān)測裝置和自動控制裝置;監(jiān)測裝置包括金屬監(jiān)測裝置、溫度監(jiān)測裝置、氧濃度監(jiān)測裝置、有機氣體監(jiān)測裝置和視頻監(jiān)視裝置中的一種或幾種，金屬監(jiān)測裝置監(jiān)測的金屬粒徑范圍為大于0.1mm，溫度監(jiān)測裝置監(jiān)測的溫度范圍為-50?300°C，氧濃度監(jiān)測裝置監(jiān)測的氧濃度范圍為0.01%?25%;自動控制裝置包括PLC控制系統(tǒng)裝置或DCS控制系統(tǒng)裝置或安全連鎖裝置;射頻發(fā)生器、設備工作電機通過監(jiān)測裝置和自動控制裝置實現(xiàn)遠程或現(xiàn)場自動控制、安全連鎖或緊急停車。6.如權利要求1所述的一種射頻輻射快速制備氣凝膠生產(chǎn)線，其特征是，所述的射頻輻射快速制備氣凝膠主機，具有前后貫通的內(nèi)膽，能夠阻隔生產(chǎn)過程中水分或酸組分或堿組分或有機組分與內(nèi)膽外的主機其他工作部件直接接觸，內(nèi)膽材質為聚合物或陶瓷或玻璃，內(nèi)膽是一個整體或是多段拼接。7.如權利要求1所述的一種射頻輻射快速制備氣凝膠生產(chǎn)線，其特征是，所述的射頻輻射快速制備氣凝膠主機，內(nèi)膽內(nèi)具有履帶輸送裝置，該輸送裝置的材質為聚合物或陶瓷或玻璃，輸送裝置在主機內(nèi)是一整條或是多段拼接，履帶速度為0.lm/min?25m/min可調，履帶輸送裝置是實心的，或是網(wǎng)孔的。8.如權利要求1所述的一種射頻輻射快速制備氣凝膠生產(chǎn)線，其特征是，所述的射頻輻射快速制備氣凝膠主機，內(nèi)膽上有通道，與主機外部的原輔料系統(tǒng)、惰性氣體系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)、回收系統(tǒng)、三廢處理系統(tǒng)貫通或關閉。9.如權利要求1所述的一種射頻輻射快速制備氣凝膠生產(chǎn)線，其特征是，所述的惰性系統(tǒng)，在射頻輻射快速制備氣凝膠主機的入口和出口處設置有惰性氣體封閉氣幕，在主機的各工段均有惰性氣體鼓入通道和抽出通道，鼓入通道和抽出通道的風量基本相當并維持主機內(nèi)部處于微正壓。
【文檔編號】B01J13/00GK205462157SQ201620174138
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月8日
【發(fā)明人】金承黎
【申請人】金承黎