适用于气凝胶生产的搅拌结构及反应釜的制作方法

本实用新型涉及气凝胶生产设备领域，具体涉及一种适用于气凝胶生产的搅拌结构及反应釜。

背景技术：

气凝胶（aerogel）是一种固体物质形态，又称为干凝胶。当凝胶脱去大部分溶剂，使凝胶中液体含量比固体含量少得多，或凝胶的空间网状结构中充满的介质是气体，外表呈固体状，这即为气凝胶，如明胶、阿拉伯胶和硅胶等。它具有高弹性和强吸附等特点，可用于储能器件、隔热材料和航天探测器等方面。气凝胶是一种具有纳米多孔结构的非晶态低密度材料。是目前已知的最轻的固体材料，也是迄今为止保温性能最好的材料，被誉为“改变世界的神奇材料”。

硅气凝胶普遍存在强度低、脆性大、颗粒脱落的现象，此现象主要是硅气凝胶的特性所决定，在实际生产时，制作原料的混合反应效果也严重影响着硅气凝胶的强度和脆性。一般情况下，在进行制作原料的混合反应时，多是采用反应釜作为常用设备，然而一般的反应釜并不能完全保证制作原料的充分混合反应，进而加剧、放大气凝胶的低强度和大脆性缺陷。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请实施例致力于提供一种适用于气凝胶生产的搅拌结构及反应釜，该搅拌结构采用反向漏斗式与桨锚结合式两种不同的搅拌桨相结合的方式，配合锥形网上设置的半透膜，能够满足不同阶段，不同物料的搅拌需求，该反应釜利用该搅拌结构，结合釜体内设置的循环泵，实现了将反应物料进行初次搅拌反应后进行二次分配，保证制作原料的充分混合反应，提高了气凝胶的生成质量。

本申请一方面的实施例提供一种适用于气凝胶生产的搅拌结构，包括：搅拌轴、第一搅拌桨、第二搅拌桨和锥形网，所述锥形网上设有半透膜，所述第一搅拌桨设置在搅拌轴的上部，第一搅拌桨下部设有锥形网，锥形网底部固定安装在搅拌轴上，所述搅拌轴的下部设有第二搅拌桨，所述第一搅拌桨采用反向漏斗式，所述第二搅拌桨采用桨锚结合式。

优选的，所述第一搅拌桨包括反向漏斗、支撑套管和连接套管；所述反向漏斗与支撑套管固定连接，所述支撑套管和连接套管通过法兰连接。

在上述任意一项实施例中优选的，所述连接套管的中部套接在搅拌轴上，连接套管的水平方向一体化均匀排布三个连接管，每个所述连接管与支撑套管法兰连接。

在上述任意一项实施例中优选的，所述第二搅拌桨，包括多组桨叶，每组桨叶包括第一横杆、竖杆和第二横杆；所述第一横杆为螺距刮板。

在上述任意一项实施例中优选的，所述竖杆垂直于第一横杆的末端，向上延伸搅拌轴的三分之一。

在上述任意一项实施例中优选的，所述第二横杆垂直于所述竖杆，向内延伸，长度为锥形网顶面半径的一半。

本申请还提供一种适用于气凝胶生产的反应釜，包括上述搅拌结构，还包括反应釜本体、端盖、驱动电机和循环装置，所述反应釜本体上方扣设端盖，所述端盖中部固定设有驱动电机，所述驱动电机连接所述搅拌结构，端盖上设有进料口。

优选的，所述反应釜本体中部设有格栅，所述格栅用于固定锥形网顶部的边沿。

在上述任意一项实施例中优选的，所述循环装置包括设置在釜体外部的循环泵和设置在釜体内的循环管，所述格栅上设有通孔，所述循环泵连接循环管的一端，所述循环管的另一端穿过所述通孔，向上延伸至端盖处，所述循环管连接喷淋头。

本申请实施例提供的一种适用于气凝胶生产的搅拌结构及反应釜，相比于现有技术至少具有以下优点：该搅拌结构采用反向漏斗式与桨锚结合式两种不同的搅拌桨相结合的方式，配合锥形网上设置的半透膜，能够满足不同阶段，不同物料的搅拌需求，该反应釜利用该搅拌结构，结合釜体内设置的循环泵，实现了将反应物料进行初次搅拌反应后进行二次分配，保证制作原料的充分混合反应，提高了气凝胶的生成质量。

附图说明

图1所示为本申请一实施例提供的一种适用于气凝胶生产的搅拌结构的示意图。

图2所示为本申请一实施例提供的一种适用于气凝胶生产的搅拌结构中第一横杆的三维示意图。

图3所示为本申请一实施例提供的一种适用于气凝胶生产的反应釜的示意图。

图中：

1、搅拌轴；2、第一搅拌桨；3、第二搅拌桨；4、锥形网；201、反向漏斗；202、支撑套管；203、连接套管；301、第一横杆；302、竖杆；303、第二横杆；4、反应釜本体；5、端盖；6、驱动电机；7、循环泵；8、循环管。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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。

此外，在示例性实施例中，因为相同的参考标记表示具有相同结构的相同部件或相同方法的相同步骤，如果示例性地描述了一实施例，则在其他示例性实施例中仅描述与已描述实施例不同的结构或方法。

在整个说明书及权利要求书中，当一个部件描述为“连接”到另一部件，该一个部件可以“直接连接”到另一部件，或者通过第三部件“电连接”到另一部件。此外，除非明确地进行相反的描述，术语“包括”及其相应术语应仅理解为包括所述部件，而不应该理解为排除任何其他部件。

如图1所示，本申请一方面的实施例提供一种适用于气凝胶生产的搅拌结构，包括：搅拌轴1、第一搅拌桨2、第二搅拌桨3和锥形网4，所述锥形网4上设有半透膜，所述第一搅拌桨2设置在搅拌轴1的上部，第一搅拌桨2下部设有锥形网4，锥形网4底部固定安装在搅拌轴1上，所述搅拌轴1的下部设有第二搅拌桨3，所述第一搅拌桨2采用反向漏斗201式，所述第二搅拌桨3采用桨锚结合式。通过设置锥形网，利用在锥形网上设置的半透膜等过滤结构，实现了将物料分离。该搅拌结构采用反向漏斗式与桨锚结合式两种不同的搅拌桨相结合的方式，配合锥形网上设置的半透膜，能够满足不同阶段，不同物料的搅拌需求。

进一步，第一搅拌桨2包括反向漏斗201、支撑套管202和连接套管203；所述反向漏斗201与支撑套管202固定连接，所述支撑套管202和连接套管203通过法兰连接。连接套管203的中部套接在搅拌轴1上，连接套管203的水平方向一体化均匀排布三个连接管，每个所述连接管与支撑套管202法兰连接。在安装时，连接套管203的中部套接在搅拌轴1上，连接套管203的水平方向一体化均匀排布三个连接管，每个所述连接管与支撑套管202法兰连接。当搅拌轴转动时，物料从反向漏斗201的大口进入，小口喷出形成向上的分流，实现釜内液体重新分布，相比于现有搅拌桨，单纯的水平搅动，反向漏斗式搅拌桨能够在水平方向和垂直方向充分扰动釜内液体，保证制作原料的充分混合反应。

如图1-2所示，所述第二搅拌桨3，包括多组桨叶，每组桨叶包括第一横杆301、竖杆302和第二横杆303；所述第一横杆301为螺距刮板。所述竖杆302垂直于第一横杆301的末端，向上延伸搅拌轴1的三分之一。所述第二横杆303垂直于所述竖杆302，向内延伸，长度为锥形网4顶面半径的一半。图2为第一横杆301的示意图，图中第一横杆设置了四个，每个第一横杆上分别安装竖杆302和第二横杆303；通过第一横杆301、竖杆302和第二横杆303的组合安装，有利于在搅拌物料时，将附着在反应釜内壁上的物料，刮落下来。具体为，第一横杆301采用螺距刮板，螺距刮板相当于中部旋拧了90度的直板，采用此结构，保证物料在被搅拌时，受到至少两个方向的作用力，利用竖杆302可以刮除釜体内壁的物料，再配合第二横杆303，实现了上层物料的搅拌，因此该结构在搅拌时，刮除内壁的物料，又增加了搅拌层次，保证物料的充分混合。

如图3所示，本申请还提供一种适用于气凝胶生产的反应釜，包括上述搅拌结构，还包括反应釜本体4、端盖5、驱动电机6和循环装置，所述反应釜本体4上方扣设端盖5，所述端盖5中部固定设有驱动电机6，所述驱动电机6连接所述搅拌结构，端盖5上设有进料口。

优选的，所述反应釜本体4中部设有格栅，所述格栅用于固定锥形网4顶部的边沿。所述循环装置包括设置在釜体外部的循环泵7和设置在釜体内的循环管8，所述格栅上设有通孔，所述循环泵7连接循环管8的一端，所述循环管8的另一端穿过所述通孔，向上延伸至端盖5处，所述循环管8连接喷淋头。

该反应釜在使用时，将制备气凝胶所用的原料硅酸乙酯、水、乙醇、催化剂等加入反应釜的进料口，开启驱动电机，驱动电机带动搅拌轴，进而带动第一搅拌桨和第二搅拌桨进行搅拌，利用反向漏斗式桨叶进行多次重分布后，保证物料充分混合反应，由于反应后生成的气凝胶和未完全反应的硅酸乙酯无法透过半透膜；因此；水、乙醇和催化剂通过半透膜逐渐渗入反应釜下部，利用第二搅拌桨对釜体内部的进行刮除和搅拌，利用设置在一侧的循环泵将物料抽出，通过循环管，再次进入反应釜上部，利用喷淋头重新分布，循环使用，继续与未完全反应的硅酸乙酯反应，直至反应完全；利用半透膜的过滤效果，可直接收集半透膜滤除的乙醇水溶液，经干燥后可循环使用，工艺简单，成本较低，实现资源循环利用。

为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本申请的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。