一种胶溶剂的置换装置及其方法与流程

本发明涉及气凝胶材料，尤其涉及一种胶溶剂的置换装置及其方法。

背景技术：

1、传统的常压干燥法制备气凝胶时，为了减少干燥过程中的毛细管力对骨架结构的破坏，通常在用乙醇或甲醇进行溶剂置换后，还需要再用正己烷等低表面张力溶剂进行二次溶剂置换。整个过程可描述为：用乙醇对凝胶进行浸泡，使乙醇替代凝胶空隙中的水，随后用正己烷对凝胶进行浸泡，使正己烷替代凝胶中的乙醇。不断重复，直至凝胶中的水完全被正己烷替代。而在传统气凝胶制备过程中，通常在每次置换时都会更换新的溶剂进行溶剂置换，这样需要消耗大量溶剂，使得气凝胶制备的制备成本大幅增加。

2、如何设计一种减小溶剂消耗量的胶溶剂的置换装置及其方法是本发明需要解决的技术问题。

技术实现思路

1、为了克服消耗大量溶剂的缺点，本发明的技术问题：提供一种减小溶剂消耗量的胶溶剂的置换装置及其方法。

2、本发明的技术实施方案是：一种胶溶剂的置换装置，包括有置换框，置换框连通有蒸馏仪，蒸馏仪底部安装有水泵，水泵的输入端连通有伸缩管，伸缩管与蒸馏仪相通，水泵的输出端位于蒸馏仪外，蒸馏仪远离水泵的一侧连通有对称分布的导料管，对称分布的导料管均安装有阀门，对称分布的导料管连通有冷凝管，置换框固接有对称分布的储液罐，对称分布的储液罐均与相邻的冷凝管连通，对称分布的储液罐内均滑动连接有下压板，对称分布的储液罐内均与相邻的下压板之间安装有第一弹簧，对称分布的储液罐远离冷凝管的一侧均滑动连接有u形杆，对称分布的下压板均与相邻的u形杆挤压配合，对称分布的储液罐均与相邻的u形杆之间安装有第二弹簧，第二弹簧套在u形杆上，对称分布的储液罐均开有漏料口，对称分布的u形杆均固接有用于闭合储液罐的漏料口的第一阻挡板，置换框内安装有过滤板，置换框内滑动连接有第二阻挡板，第二阻挡板与置换框之间安装有第四弹簧，第二阻挡板靠近蒸馏仪的一侧固接有用于闭合蒸馏仪的封闭板，封闭板靠近过滤板的一侧为斜面，对称分布的储液罐均设置有用于减缓下压板移动的限制组件，置换框设置有用于解锁第二阻挡板的解锁组件。

3、可选地，u形杆在储液罐内的长度小于第一阻挡板的长度，u形杆在储液罐内的高度低于第一阻挡板在储液罐上的高度。

4、可选地，限制组件包括有对称分布的第一导向杆，对称分布的第一导向杆分别固接与相邻的储液罐，第一导向杆滑动连接有减速块，减速块靠近第一弹簧的一侧开有等间距分布的斜口，第一导向杆与相邻的减速块之间安装有第三弹簧，第三弹簧套在第一导向杆上，下压板与相邻的减速块挤压配合。

5、可选地，解锁组件包括有对称分布的第二导向杆，对称分布的第二导向杆固接于置换框，对称分布的第二导向杆均滑动连接有用于卡位第二阻挡板的卡位块，对称分布的卡位块均与置换框之间安装有第五弹簧，第五弹簧套在相邻的第二导向杆上，对称分布的卡位块固接有t形杆，对称分布的储液罐均滑动连接有第三导向杆，对称分布的第三导向杆均与相邻的下压板固接，对称分布的第三导向杆之间滑动连接有第一连接杆，对称分布的第三导向杆远离下压板的一侧均安装有第一磁块，对称分布的第一磁块均与第一连接杆相吸，第一连接杆靠近卡位块的一侧固接有对称分布的楔形杆。

6、可选地，对称分布的楔形杆靠近卡位块的一侧为斜面且为中空状，t形杆的宽度小于楔形杆中空的宽度，对称分布的楔形杆的斜面均与相邻的t形杆挤压配合。

7、可选地，还包括有隔开组件，隔开组件设置于蒸馏仪内，隔开组件包括有间隔板，间隔板固接于蒸馏仪内，间隔板滑动连接有限制杆，限制杆滑动连接有支撑板，支撑板与伸缩管固接，支撑板与蒸馏仪之间安装有第六弹簧，限制杆滑动连接有接触开关，接触开关与水泵通过电性连接，接触开关与限制杆之间安装有缓冲弹簧，限制杆固接有楔形挡板，楔形挡板与蒸馏仪滑动连接，楔形挡板与间隔板接触配合。

8、可选地，还包括有摊开组件，摊开组件设置于过滤板，摊开组件包括有多级伸缩盘，多级伸缩盘安装于过滤板，蒸馏仪内滑动连接有浮板，浮板与多级伸缩盘的内环之间固接有第二连接杆，第二连接杆与蒸馏仪滑动连接，多级伸缩盘的外环转动连接有周向等间距分布的l形杆，周向等间距分布的l形杆均与多级伸缩盘的外环之间安装有扭力弹簧，多级伸缩盘的内环固接有周向等间距分布的提起杆，周向等间距分布的提起杆均与相邻的l形杆接触配合。

9、可选地，还包括有打开组件，打开组件设置于第一阻挡板，打开组件包括有对称分布的第四导向杆，对称分布的第四导向杆分别固接于相邻的第一阻挡板，对称分布的第四导向杆均滑动连接有第二磁块，对称分布的下压板均安装有铁片，对称分布的第二磁块均与相邻的铁片移动相吸，对称分布的第二磁块均与相邻的第一阻挡板之间安装有第七弹簧，对称分布的第七弹簧均套在相邻的第四导向杆上，对称分布的储液罐靠近第一阻挡板的一侧均固接有楔形导向架，对称分布的楔形导向架均与相邻的第二磁块挤压配合。

10、可选地，还包括有抖动组件，抖动组件设置于u形杆，抖动组件包括有对称分布的下压杆，对称分布的下压杆分别固接于相邻的u形杆，多级伸缩盘的外环滑动连接有卡位杆，卡位杆与多级伸缩盘的外环之间安装有第八弹簧，第八弹簧套在多级伸缩盘的外环上，多级伸缩盘的外环内转动连接有拨动环，拨动环开有卡位孔，多级伸缩盘的外环内固接有连接块，连接块与拨动环之间安装有弹性绳，拨动环与第二阻挡板之间安装有拉绳，拉绳穿过多级伸缩盘的外环，多级伸缩盘的外环内固接有周向等间距分布的震动球，拨动环固接有周向等间距的凸块，震动球与凸块接触配合。

11、一种胶溶剂的置换方法，包括以下步骤：

12、s1、乙醇和凝胶放入置换框中，使乙醇替代凝胶空隙中的水，再用正己烷替代凝胶中的乙醇，通过回收多余的乙醇和正己烷溶剂并使用蒸馏仪进行蒸发提纯重复对凝胶进行置换，直至凝胶中的水完全被正己烷替代；

13、s2、楔形挡板与间隔板接触配合将蒸馏仪内分成两个空腔，将进入蒸馏仪内和已经在蒸馏仪内的乙醇或正己烷溶剂隔开；

14、s3、蒸馏仪内位于间隔板上的液位升高带动浮板移动，浮板通过第二连接杆带动多级伸缩盘展开，通过展开的多级伸缩盘将凝胶向下摊开；

15、s4、下压板带动铁片移动，铁片通过吸力吸引第二磁铁移动，第二磁铁带动第一阻挡板移动，使储液罐的漏料口打开的更大；

16、s5、通过震动球与凸块重复撞击分离，使多级伸缩盘震动，多级伸缩盘带动凝胶抖动，放料时，使凝胶与及乙醇或正己烷溶剂充分置换，置换后将水和多余的乙醇或正己烷溶剂抖落。

17、本发明具有如下优点：通过回收多余的乙醇和正己烷溶剂并使用蒸馏仪进行蒸发提纯重复对凝胶进行置换，直至凝胶中的水完全被正己烷替代，如此，无需在每次置换时都会添加新的溶剂进行溶剂置换；楔形挡板与间隔板接触配合将蒸馏仪内分成两个空腔，将进入蒸馏仪内和已经在蒸馏仪内的乙醇或正己烷溶剂隔开，可以避免水、乙醇溶剂和正己烷溶剂全部都混合在一起，影响置换效果；通过展开的多级伸缩盘将凝胶向下摊开，增大凝胶的面积，从而增大凝胶与乙醇溶剂和正己烷溶剂的接触面积，提高置换效率；下压板通过铁片和第二磁铁带动第一阻挡板向下移动，使储液罐的漏料口打开的更大，加快乙醇或正己烷溶剂的添加，提高工作效率；通过震动球与凸块重复撞击分离，使多级伸缩盘震动，多级伸缩盘带动凝胶抖动，放料时，使凝胶与及乙醇或正己烷溶剂充分置换，置换后将水和多余的乙醇或正己烷溶剂抖落，提高置换效率。