專利名稱：一種通氣式生漆攪拌器及操作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于林產(chǎn)化學產(chǎn)品制造領域。
背景技術：
生漆，又稱“大漆”，是從漆樹上采割的乳白色膠狀液體，被譽為“涂料之王”。它具有耐腐、耐磨、耐酸、耐溶劑、耐熱、隔水和絕緣性好、富有光澤等特性，是軍工、工業(yè)設備、農(nóng)業(yè)機械、建筑、手工藝品利民用家俱等領域的優(yōu)質(zhì)涂料。生漆雖然具備突出的耐久性和優(yōu)異的裝飾性能，但生漆也存在一些缺點，比如顏色較深、干燥困難、不易施工、具有致敏性等，致使生漆的使用范圍從上世紀九十年代起，逐步在萎縮。生漆工作者針對生漆使用中存在的問題，開發(fā)了多種生漆精制改性工藝，如生漆摻合桐油、生漆(漆酚)與一系列樹脂共聚(混)、生漆(漆酚)_納米材料精制改性、生漆 (漆酚)-稀土金屬精制改性和生漆(漆酚)-有機物(主要是含氧有機物)精制改性，通過生漆精制改性工藝，，既能保持生漆原有的優(yōu)良特性，又可有效地克服或降低其缺點。無論采用何種生漆精制改性工藝，第一步必須進行生漆脫水。因為生漆含水過多， 粘度較大，從而流平性差，漆膜光澤不強，涂刷時容易形成刷痕。脫水自然成為生漆使用或精制改性的首要工藝步驟。能否快速、有效的脫除生漆中的水分，是生漆能否具有較好的施工性能、使用性能和精制加工性能的前提和關鍵。目前，生漆工作者使用的生漆脫水工藝分為三大類(—)熬煮把生漆放入鋁鍋或銅鍋內(nèi)加熱熬煮。熬煮時不考慮漆酶的反應，當生漆出現(xiàn)青煙散泡和米篩花，即出現(xiàn)魚籽泡后，生漆含水率達到了指定數(shù)值，此時停止熬煮。 熬煮方法是傳統(tǒng)的生漆脫水方法，，但熬煮時溫度較高，生漆中的活性成分漆酶被破壞，對生漆后續(xù)的精制加工有一定影響。此外熬煮方法需要外部供給大量熱量，能耗較高。(二)蒸發(fā)蒸發(fā)方法分為四類，即日曬、燈烤、熱源管烤制和熱風攜帶脫水。日曬是將生漆置于曬盤內(nèi)，翻攪日曬，達到需求含水率止。日曬方法受氣候影響較大，效率較低， 生漆脫水需要較長的時間。燈烤是將生漆首于帶有攪拌裝置的烤盤內(nèi)，用遠紅外燈烤，達到要求含水率為止，該方法不受氣候影響，但熱效率較低，脫水時間較長。熱源管烤制是將生漆通過等溫式內(nèi)熱反應裝置的熱源管內(nèi)烤制，達到要求含水率為止，熱源管烤制具有較高的熱效率，但相關設備制造復雜，造價較高。熱風攜帶脫水是將一定溫度的熱空氣從盛漆裝置底部鼓入，再從上部溢出，直到生漆達到要求含水率為止。熱風攜帶脫水方法的熱效率較高，但無攪拌操作輔助，可能會產(chǎn)生生漆受熱不均，出現(xiàn)局部過熱，影響生漆品質(zhì)。(三)非常規(guī)方法分為固體吸附、液體吸附、離心分離和超濾分離方大法。固體吸附方法是采用活性炭、高吸水樹脂或卡拉膠粒等固體吸附劑放入生漆內(nèi)，待固體吸附劑吸收水分后再過濾分離，以脫去水分。液體吸附是利用能夠和水分子結合的液體物質(zhì)，放入生漆內(nèi)，和生漆中的水分子結合生成固體物質(zhì)，攪拌后，再經(jīng)過沉淀分離或離心分離。吸附方法脫水效率不高，固液分離也較為困難。離心采用油水分離機脫水，或加入破乳劑后再離心脫水。離心分離適用于固液體系分離或非均相液體物系分離，由于生漆中的水分和生漆本身處于均相混合狀態(tài)，因此，利用離心方法脫除生漆水分效率較低。超濾是用半透超濾膜進行超濾脫水，其工作壓力為lkg/m2。超濾方法比較簡便，但動力消耗比較大。我們根據(jù)自身多年從事生漆精制改性科研工作的實踐，開發(fā)了一種通氣式生漆攪拌器用于生漆脫水。我們在通氣式攪拌器設計上采用了全新的設計理念，例如①吸取燈烤和熱風攜帶脫水工藝優(yōu)點，擯棄了兩種工藝的缺點，巧妙的將攪拌、燈烤和通氣融為一體， 在攪拌生漆的同時，又同時向生漆中通氣，同時輔助以燈烤，人大提高了生漆脫水效率；② 通氣管在生漆脫水過程中不動，生漆釜轉動，這樣就解決了密封性問題，防止了通氣氣體的泄露；③通氣管下端可拆卸，保證了通氣管實性護檢修方便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明屬于林產(chǎn)化學產(chǎn)品制造領域，涉及一種生漆脫水設備。該生漆脫水設備稱為通氣式生漆攪拌器，由陣列通氣管、旋轉生漆釜和紅外燈組成。通氣式生漆攪拌器的具體結構、功能結合說明書附圖1-5進行說明如圖1，圖1展示了通氣式生漆攪拌器的立體結構。通氣式生漆攪拌器的主體是旋轉生漆釜和通氣管陣列，輔助裝置是進氣總管、電動機轉軸和紅外燈(未在圖中標明，紅外燈安裝在陣列通氣管的上方300mm處，總功率2_3kw)。旋轉生漆釜和通氣管陣列彼此之間無任何機械連接，通氣管陣列位于旋轉生漆釜上方，紅外燈位于通氣管陣列正上方。電動機轉軸位于旋轉生漆釜底部中央的下方，電動機轉軸與旋轉生漆釜采用焊接方式連接。當進行生漆脫水操作時，旋轉生漆釜在電機的帶動下旋轉，而通氣管陣列保持靜止。如此設計， 保證了整個裝置和通氣氣體的密封性。如圖2，圖2展示了通氣式生漆攪拌器側面視圖，按照通氣式生漆攪拌器側面視圖，旋轉生漆釜內(nèi)徑公1500111111，深200111111，一般可投加200-4501^生漆。通氣管彼此相距 50mm，通氣管長度為300mm，通氣管底部距離旋轉生漆釜30mm。旋轉生漆釜底部中央通過電動機轉軸連接變速裝置和變速電動機。如圖2、3，圖3展示了通氣管陣列和旋轉生漆釜的俯視平面圖。通氣管陣列共分成 4組，每組14根，4組通氣管彼此相隔90°角。如圖4，圖4表達了通氣管的主體尺寸和結構。通氣管內(nèi)徑Φ20mm，壓縮氣體進入通氣管后，從通氣管下端溢出通氣管，進入生漆溶液中。通氣管下端的形狀類似于一瓶蓋， 通過螺絲接口與通氣管本體相連接，以方便拆卸清洗。如圖5，圖5展示了通氣管下端的底部結構。通氣管下端的底部開設17個內(nèi)徑為 Φ2mm的小孔，稱為氣體溢出孔。在進行生漆脫水操作過程中，壓縮空氣通過進氣總管進入通氣管陣列，然后壓縮空氣從各個通氣管底部的氣體溢出孔溢出，進入生漆中通氣。氣體溢出孔彼此相距4mm。通氣式生漆攪拌器的工作原理是空氣通過壓縮機加壓變成具有一定壓力的壓縮空氣，壓縮空氣經(jīng)過一定的管線進入進氣總管，然后壓縮空氣進入陣列通氣管中。氣體從陣列通氣管下端的氣體溢出孔流出并形成氣泡，氣泡自旋轉生漆釜底部上升，進入空氣。在此過程中，氣泡和陣列通氣管、旋轉的生漆流體發(fā)生碰撞，在旋轉生漆釜內(nèi)產(chǎn)生強烈的通氣、破碎、混合與湍動效應，加速了生漆中的水分向氣泡遷移的速率，從而大大強化了生漆脫水速度。通氣式生漆攪拌器的工作特點是陣列通氣管在生漆攪拌脫水操作過程中固定不動， 盛放生漆的旋轉生漆釜則按照給定參數(shù)轉動，陣列通氣管不但是氣泡發(fā)生裝置，而且是攪拌裝置。該設備在攪拌、通氣的同時，還輔助以紅外燈烤脫水。通氣管下端的形狀類似于一瓶蓋，通過螺絲接口與通氣管本體相連接，以方便拆卸清洗。本設備制造簡單、密封性好，脫水速度快，可將傳統(tǒng)的3-4天的生漆脫水干燥時間縮短為1天。使用本設備進行生漆脫水的操作步驟與要點是1.首先利用壓縮機產(chǎn)生具有一定壓力的壓縮空氣，然后將壓縮空氣通過一定管線輸入進氣總管，之后壓縮空氣進入通氣管陣列，從各個通氣管底部溢出。先通入壓縮空氣， 是為了防止生漆進入通氣管內(nèi)堵塞通氣管下端的氣體溢出孔和在通氣管內(nèi)部粘接、附著， 防止通氣管堵塞；2.向旋轉生漆釜中倒入加入生漆，本發(fā)明專利開發(fā)通氣式生漆攪拌器可一次性處理生漆300-kg450kg生漆。旋轉生漆釜投加生漆量過少，可能會造成生漆無法淹沒通氣管下端的底部，從而使得通氣管失去攪拌和通氣作用。旋轉生漆釜投加生漆過多，則可能造成在攪拌過程中生漆溢出旋轉生漆釜，或者通氣管下端的底部壓力過大，無法通氣；3.開動變速電動機，調(diào)整變速裝置，使得旋轉生漆釜在一定轉速下旋轉，一般轉速控制在3-8轉/min ；4.打開通氣管陣列上方的紅外燈，利用燈烤輔助生漆脫水。5.將整個攪拌、通氣和燈烤過程維持1天，即可脫除生漆大部分水分，達到生漆后續(xù)精制加工的要求。根據(jù)一般生漆的含水量，操作維持1天即可，如果生漆原料的含水量過大或過小，可根據(jù)實際調(diào)整操作時間；6.關閉紅外燈，取出脫水后的生漆；7.待旋轉生漆釜中的生漆量與通氣管下端的底部平齊時，關閉壓縮機，停止通入壓縮空氣，然后取出剩余的脫水后的生漆。


圖1通氣式生漆攪拌器的立體結構圖1展示了通氣式生漆攪拌器的立體結構。通氣式生漆攪拌器的主體是旋轉生漆釜和通氣管陣列，輔助裝置是進氣總管、電動機轉軸和紅外燈(未在圖中標明)。旋轉生漆釜和通氣管陣列彼此之間無任何機械連接，通氣管陣列位于旋轉生漆釜上方，紅外燈位于通氣管陣列正上方。電動機轉軸位于旋轉生漆釜底部中央的下方，電動機轉軸與旋轉生漆釜采用焊接方式連接。當進行生漆脫水操作時，旋轉生漆釜在電機的帶動下旋轉，而通氣管陣列保持靜止。如此設計，保證了整個裝置和通氣氣體的密封性。圖2通氣式生漆攪拌器側面視2展示了通氣式生漆攪拌器側面視圖，按照通氣式生漆攪拌器側面視圖，旋轉生漆釜內(nèi)徑Φ 1500mm，深200mm，一般可投加200_450kg生漆。通氣管彼此相距50mm，通氣管長度為300mm，通氣管底部距離旋轉生漆釜30mm。旋轉生漆釜底部中央通過電動機轉軸連接變速裝置和變速電動機。
圖3通氣管陣列和旋轉生漆釜的俯視平面3展示了通氣管陣列和旋轉生漆釜的俯視平面圖。通氣管陣列共分成4組，每組14根，4組通氣管彼此相隔90°角。圖4通氣管的主體尺寸和結構圖4表達了通氣管的主體尺寸和結構。通氣管內(nèi)徑Φ20mm，壓縮氣體進入通氣管后，從通氣管下端溢出通氣管，進入生漆溶液中。通氣管下端的形狀類似于一瓶蓋，通過螺絲接口與通氣管本體相連接，以方便拆卸清洗。圖5通氣管下端的底部結構圖5展示了通氣管下端的底部結構。通氣管下端的底部開設17個內(nèi)徑為Φ2πιπι 的小孔，稱為氣體溢出孔。在進行生漆脫水操作過程中，壓縮空氣通過進氣總管進入通氣管陣列，然后壓縮空氣從各個通氣管底部的氣體溢出孔溢出，進入生漆中通氣。氣體溢出孔彼此相距4mm。
具體實施例方式實施例1 制造裝配按照圖1、2、3、4和5以及如下說明制造裝配通氣式生漆攪拌器的主體是旋轉生漆釜和通氣管陣列，輔助裝置是進氣總管、電動機轉軸和紅外燈(紅外燈安裝在陣列通氣管的上方300mm處，功率2kw)。旋轉生漆釜和通氣管陣列彼此之間無任何機械連接，通氣管陣列位于旋轉生漆釜上方，紅外燈位于通氣管陣列正上方。電動機轉軸位于旋轉生漆釜底部中央的下方，電動機轉軸與旋轉生漆釜采用焊接方式連接。旋轉生漆釜內(nèi)徑1500mm，深200mm，。通氣管彼此相距50mm，通氣管長度為300mm，
通氣管底部距離旋轉生漆釜30mm。旋轉生漆釜底部中央通過電動機轉軸連接變速裝置和變速電動機。通氣管陣列共分成4組，每組14根，4組通氣管彼此相隔90°角。通氣管內(nèi)徑Φ20πιπι，通氣管下端的形狀類似于一瓶蓋，通過螺絲接口與通氣管本體相連接。通氣管下端的底部開設17個內(nèi)徑為Φ2πιπι的小孔，稱為氣體溢出孔。在進行生漆脫水操作過程中，壓縮空氣通過進氣總管進入通氣管陣列，然后壓縮空氣從各個通氣管底部的氣體溢出孔溢出，進入生漆中通氣。氣體溢出孔彼此相距4mm。操作方法1.首先利用壓縮機產(chǎn)生具有一定壓力的壓縮空氣，然后將壓縮空氣通過一定管線輸入進氣總管；2.向旋轉生漆釜中倒入加入300kg生漆；3.開動變速電動機，調(diào)整變速裝置，使得旋轉生漆釜在一定轉速下旋轉，轉速為3 轉 /min4.打開通氣管陣列上方的紅外燈，利用燈烤輔助生漆脫水。5.將整個攪拌、通氣和燈烤過程維持1天；
6.關閉紅外燈，取出脫水后的生漆；7.待旋轉生漆釜中的生漆量與通氣管下端的底部平齊時，關閉壓縮機，停止通入壓縮空氣，然后取出剩余的脫水后的生漆。實施例2 制造裝配按照圖1、2、3、4和5以及如下說明制造裝配通氣式生漆攪拌器的主體是旋轉生漆釜和通氣管陣列，輔助裝置是進氣總管、電動機轉軸和紅外燈(紅外燈安裝在陣列通氣管的上方300mm處，功率3kw)。旋轉生漆釜和通氣管陣列彼此之間無任何機械連接，通氣管陣列位于旋轉生漆釜上方，紅外燈位于通氣管陣列正上方。電動機轉軸位于旋轉生漆釜底部中央的下方，電動機轉軸與旋轉生漆釜采用焊接方式連接。旋轉生漆釜內(nèi)徑Φ1500πιπι，深200mm，。通氣管彼此相距50mm，通氣管長度為 300mm，通氣管底部距離旋轉生漆釜30mm。旋轉生漆釜底部中央通過電動機轉軸連接變速裝置和變速電動機。通氣管陣列共分成4組，每組14根，4組通氣管彼此相隔90°角。通氣管內(nèi)徑Φ20πιπι，通氣管下端的形狀類似于一瓶蓋，通過螺絲接口與通氣管本體相連接。通氣管下端的底部開設17個內(nèi)徑為Φ2πιπι的小孔，稱為氣體溢出孔。在進行生漆脫水操作過程中，壓縮空氣通過進氣總管進入通氣管陣列，然后壓縮空氣從各個通氣管底部的氣體溢出孔溢出，進入生漆中通氣。氣體溢出孔彼此相距4mm。操作方法1.首先利用壓縮機產(chǎn)生具有一定壓力的壓縮空氣，然后將壓縮空氣通過一定管線輸入進氣總管；2.向旋轉生漆釜中倒入加入350kg生漆；3.開動變速電動機，調(diào)整變速裝置，使得旋轉生漆釜在一定轉速下旋轉，轉速為5 轉 /min4.打開通氣管陣列上方的紅外燈，利用燈烤輔助生漆脫水。5.將整個攪拌、通氣和燈烤過程維持1天；6.關閉紅外燈，取出脫水后的生漆；7.待旋轉生漆釜中的生漆量與通氣管下端的底部平齊時，關閉壓縮機，停止通入壓縮空氣，然后取出剩余的脫水后的生漆。
權利要求
1.本發(fā)明專利涉及的通氣式生漆攪拌器用于生漆脫水精制過程，主要由陣列通氣管、 旋轉生漆釜和紅外燈組成；
2.如權利要求1所述，陣列通氣管由四組通氣管組成，分別排列在0°、90°、180°、 270°四個方向；
3.如權利要求1所述，陣列通氣管安裝在旋轉生漆釜上方，其下端距旋轉生漆釜底部 5-10cm ；
4.如權利要求1所述，陣列通氣管下端開有內(nèi)徑2-5mm的小孔，小孔按照正三角形或正方形形式排列；
5.如權利要求1所述，陣列通氣管下端與陣列通氣管本體采用螺絲扣方式連接；
6.如權利要求2所述，陣列通氣管在生漆脫水精制過程中充當氣泡產(chǎn)生裝置。即旋轉生漆釜內(nèi)盛裝生漆，陣列通氣管浸沒于生漆中，氣體通過壓縮機流入陣列通氣管，從陣列通氣管流出并形成氣泡，進入旋轉生漆釜；
7.如權利要求7所述，在生漆脫水精制過程中，陣列通氣管固定不動，旋轉生漆釜在電動機的帶動下旋轉；
8.如權利要求7所述，陣列通氣管充當生漆脫水精制過程的攪拌裝置；
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生漆脫水設備及操作方法，主要由陣列通氣管、旋轉生漆釜和紅外燈組成。其工作原理是氣體從陣列通氣管底部的小孔流出并形成氣泡，氣泡自旋轉生漆釜底部上升，進入空氣。在此過程中，氣泡和陣列通氣管、旋轉的生漆流體發(fā)生碰撞，在旋轉生漆釜內(nèi)產(chǎn)生強烈的通氣、破碎、混合與湍動效應，加速了生漆中的水分向氣泡遷移的速率，從而大大強化了生漆脫水速度。其特點是陣列通氣管在生漆攪拌脫水操作過程中固定不動，盛放生漆的旋轉生漆釜則按照給定參數(shù)轉動，陣列通氣管不但是氣泡發(fā)生裝置，而且是攪拌裝置。該設備在攪拌、通氣的同時，還輔以紅外燈烤脫水。本設備制造簡單、密封性好，脫水速度快，可將傳統(tǒng)的3-4天的生漆脫水干燥時間縮短為1天。
文檔編號B01F15/06GK102443350SQ201110315028
公開日2012年5月9日 申請日期2011年10月17日 優(yōu)先權日2011年10月17日
發(fā)明者尉芹, 張軍華, 張強, 鄭冀魯, 黃曉華 申請人:西北農(nóng)林科技大學