一种耐高温陶瓷气凝胶的制备设备及制备工艺的制作方法

1.本发明涉及陶瓷气凝胶生产技术领域，具体为一种耐高温陶瓷气凝胶的制备设备及制备工艺。


背景技术：

2.纳米二氧化硅气凝胶是一种新型轻质多孔材料，具有低密度、高孔隙率、低热导率和高透光率、低折射率和低的声传播速度，是一种新型高效透光隔热保温和隔音材料。本产品具有高透光率和低热导率，特别适合用于太阳能光热低温平板热水器、中温平板集热器、建筑玻璃窗等既要求透光又要求高效保温的运用场所，现有的纳米二氧化硅气凝胶装置功能单一，多为人工添加原材料进行制备，由于纳米二氧化硅气凝胶制备所需原料较多且需要按一定的比例配置，严重增加了人们的劳动强度，配比精度不高，影响产品质量，而且制备过程中需要移动装置，过程繁琐，现已有专利文件对此进行了改进。
3.如中国专利cn210528490u一种纳米二氧化硅气凝胶的制备装置，本实用新型公开了一种纳米二氧化硅气凝胶的制备装置，包括底板、搅拌单元、配比单元、监测单元和加热单元，底板的上表面中部固定连接有反应筒，反应筒的侧壁内部设置有空腔，底板的上表面设有四个对称分布的支柱，支柱的上表面均与环形台板的下表面固定连接，底板的上表面固定连接有电动推杆，电动推杆位于反应筒的外侧，电动推杆的上表面设置有连接板，搅拌单元设置于连接板的下表面，配比单元设置于环形台板的上端，监测单元设置于反应筒的内部，加热单元设置于空腔的内部，该纳米二氧化硅气凝胶的制备装置，结构新颖，功能多样，自动化程度高，可依次完成多到制备工序，减少了人工的劳动强度，使用方便。
4.上述专利虽然通过设置新颖的结构，利用高自动化来完成多道制备工序，减轻劳动强度，但是在实际的运用中并不足以体现更高的实用性，与现有的设备一样还是不能进行大批量的制备，如气凝胶在制备的过程中最耗费时间的就是凝固工序和排杂工序，这两个工序通常需要经过较长的天数才能完成，影响了制备的效率，即使文件中具有高自动化的设备在这两道工序上也无法进行很好的解决，并且每次排杂所使用的甲醇都需要进行单独的提纯处理，过程较为繁琐，现重新设计一种耐高温陶瓷气凝胶的制备设备减少凝固与排杂的时间提高制备的数量。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种耐高温陶瓷气凝胶的制备设备及制备工艺，解决了当前设备虽然拥有高自动化，但是在凝胶的制备上依然没有很好的实用性的问题。
6.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种耐高温陶瓷气凝胶的制备设备，包括回流提纯机构，所述回流提纯机构的顶部安装有提速机构，所述提速机构的顶部安装有混液机构，所述回流提纯机构包括处理底框。
7.优选的，所述提速机构包括高压釜箱，且高压釜箱设置有三个，三个所述高压釜箱
均通过固定板固定连接于处理底框的顶部，所述高压釜箱的两侧均通过开设开口固定连接有集气盒，相近两个所述集气盒之间的上部与下部且位于高压釜箱的外部均固定连通有连通管，两个所述集气盒之间的上部与下部且位于高压釜箱的内部均固定连通有导热管，所述导热管的顶部固定连接有盛放盒，所述盛放盒的内侧放置有方格板，所述高压釜箱内腔的右侧固定连接有同流管，所述盛放盒底部的后侧固定连通有排液管，且同流管的底端依次贯穿高压釜箱和处理底框并延伸至第一集液槽的内部，所述排液管的一端与同流管固定连通。
8.优选的，所述高压釜箱内位于盛放盒的上部均固定连接有与方格板相配合使用的集液框，且集液框的底部通过开设开口固定安装有滴液筒，所述高压釜箱的后部通过开设开口固定安装有输液盒，所述集液框的后部与输液盒之间固定连通有输液管，所述高压釜箱顶部的左侧通过开设开口固定连接有喷液管，且喷液管的底端延伸至高压釜箱的内部，所述喷液管上固定连通有多个与盛放盒相配合使用的喷液头。
9.优选的，所述高压釜箱内腔底部的两侧均固定连接有滑槽板，所述滑槽板的内部滑动安装有滑块，所述滑块的前端固定连接有与高压釜箱相配合使用的密封板，所述密封板的顶部转动连接有螺纹柱，所述高压釜箱顶部的前部固定安装有与螺纹柱相配合使用的螺纹筒，所述螺纹柱的前端固定连接有转盘。
10.优选的，所述处理底框内部的上侧与下侧分别开设有第一集液槽和第二集液槽，最左侧与最右侧所述集气盒的底端均固定连通有回流管，所述回流管的底端依次贯穿处理底框并延伸至第一集液槽的内部，最左侧与最右侧两个所述集气盒中部的若干个集气盒的底端均固定连通有滴落管，且滴落管的底端贯穿处理底框并延伸至第二集液槽的内部，所述滴落管延伸至第二集液槽内部的一端固定连接有滤气阀。
11.优选的，所述处理底框顶部的两侧均通过固定块固定连接有加热器，所述加热器的底端固定连接有加热棒，且加热棒的底端贯穿处理底框并延伸至第一集液槽的内部，所述处理底框的左侧固定安装有水泵，所述水泵的进水口与出水口分别固定连接有抽液管和出液管，所述抽液管的一端贯穿处理底框并延伸至第二集液槽的内部，所述喷液管的顶部通过连接管与出液管的顶端连通。
12.优选的，所述混液机构包括第一混液箱，所述第一混液箱通过固定板固定连接于中部高压釜箱的顶部，所述第一混液箱的顶部通过支架固定连接有第二混液箱，所述第二混液箱的顶部固定连接有驱动箱。
13.优选的，所述驱动箱内腔的顶部固定连接有电机，所述电机的输出轴通过联轴器固定连接有转动杆，所述转动杆的底端依次贯穿驱动箱、第二混液箱和第一混液箱并延伸至第一混液箱的内部，所述转动杆延伸至第一混液箱内部的一端通过轴承件转动连接于第一混液箱内腔的底部，所述转动杆表面的上部与下部且位于第一混液箱和第二混液箱的内部均固定连接有搅拌叶。
14.优选的，所述第一混液箱和第二混液箱的后部均通过开设开口固定连接有投液管，所述第二混液箱和第一混液箱之间的两侧均固定连通有下液管，所述下液管的表面固定安装有电磁阀，所述第一混液箱的后部通过开设开口固定安装有分流管，所述分流管的两侧以及底部均固定连接有导液管，三个所述导液管的一端分别固定连通于三个输液盒的顶部。
15.本发明还公开了一种耐高温陶瓷气凝胶的制备工艺，具体包括以下步骤：s1、对气凝胶进行制备前，首先通过管道往第二集液槽的内部注入干净的甲醇，随后通过投液管将四硅酸钠溶液和甲醇投入第二混液箱的内部，通过表面的刻度槽观察容量高度，待四硅酸钠溶液和甲醇投放完成后停止，随后启动电机通过转动杆带动搅拌叶进行旋转，使得搅拌叶对溶液进行搅拌，待搅拌完成后停止电机，随后打开电磁阀使得搅拌好的溶液通过下液管注入第一混液箱的内部，随后继续通过投液管往第一混液箱的内部注入额外的水、甲醇以及加入浓氨水作为催化剂，待液体注入完成后继续启动电机使得搅拌叶对第一混液箱内部的液体进行搅拌，待搅拌完成后生成二氧化硅溶液，随后进行下一步凝固工序；s2、待液体搅拌完成后，将若干个方格板依次放置在盛放盒的内侧，随后启动水泵将第二集液槽内部的甲醇抽取并注入到喷液管内部，然后通过喷液头将甲醇喷入一点停止甲醇的注入，随后打开分流管让内部的二氧化硅溶液通过导液管注入输液盒的内部，输液盒通过输液管将溶液导入集液框最终通过滴液筒将溶液滴在方格板内部的格子内，待格子滴满后停止，然后启动两个加热器使得加热棒将第一集液槽内部具有杂质的甲醇进行加热蒸馏提纯，加热后的蒸馏变为水蒸气经过回流管在导热管、集气盒以及连通管内部流通，从而提高盛放盒内部的温度加速溶液凝固，减少凝固的时间，而化为水蒸气的甲醇气体在集气盒内部流通时遇冷会重新凝结为感觉的甲醇水滴，随后通过自身重量顺着滴落管重新滑落至第二集液槽的内部进行重新使用，待凝固完成后进行除杂工序；s3、进行除杂工序时，在滑块的限位下推动密封板将高压釜箱的前部盖住，随后旋转转盘带动螺纹柱转动进螺纹筒的内部此时密封板被完全固定住，随后再次启动水泵将第二集液槽内部干净的甲醇抽出并通过喷液头注入盛放盒的内部将凝固后的固体浸泡，随后在启动高压釜箱对内部增压，通过轻微量的加压能够使得甲醇更为高效的渗透如气凝胶固体的缝隙内将杂质排除，待第一次排杂工序完成后打开排液管使得具有杂质的甲醇通过同流管排入第一集液槽内部进行储存，待下一批气凝胶制作需要进行凝固工序时在通过加热提纯并加速凝胶的凝固速度，随后再次将甲醇注入盛放盒内部进行排杂，直至将凝胶内部的杂质排除完为止，当排杂完成后排除全部的甲醇液体，然后将所有管道的阀门关闭，随后加大高压釜箱内部的压力使得超出临界值，待加压完成后就能够将密封板打开得到加压完成后的气凝胶，随后进行下一批次的制作。
16.有益效果本发明提供了一种耐高温陶瓷气凝胶的制备设备和制备工艺。与现有的技术相比具备以下有益效果：（1）、该耐高温陶瓷气凝胶的制备设备，通过在高压釜箱的内部安装有导热管，并在导热管的顶部安装有盛放盒以及方格板，而若干个盛放盒通过连通管进行连接，这些结构的设置能够在气凝胶进行凝固工序以及排杂工序时，通过导热管对盛放盒加温以及对高压釜箱内部增压，从而加快溶液的凝固速度，以及使得甲醇可以更快渗透凝固固体提高排杂效率，以至于加快了工序速度提高了制备效率，满足于当前气凝胶的制备领域。
17.（2）、该耐高温陶瓷气凝胶的制备设备，通过在处理底框的内部开设有第一集液槽和第二集液槽两个凹槽，分别放置纯净甲醇以及具有杂质的甲醇，同时第一集液槽的内部设置有加热棒，这些结构的设置能够将排杂后的甲醇进行加热蒸馏提纯，使其重新凝结落
在第二集液槽的内部进行再次使用，省却了繁琐的过滤工作，为工作人员提供了方便，同时加热时的水蒸气还能够增加盛放盒的温度提高溶液的凝结速度，有效的展示了设备整体的功能性。
18.（3）、该耐高温陶瓷气凝胶的制备设备，通过在高压釜箱的表面以及内部分别安装有喷液管以及同流管和排液管等管道，通过合理的连接，能够进行干净甲醇的灌注，以及杂质甲醇的回流，保证了制备时的液体流动的稳定性，减少了工作人员的直接操作，降低了劳动强度。
19.（4）、该耐高温陶瓷气凝胶的制备设备，通过在高压釜箱的顶部安装有第一混液箱以及在第一混液箱的顶部安装有第二混液箱，两个设备之间通过下液管和转动杆进行连接，这些结构的设置能够将溶液的两种配比过程进行分离，避免不同溶液搅拌不均匀就发生掺杂，从而影响搅拌后液体的质量，同时自动搅拌也方便了工作人员的使用，减少了操作动作，提高液体配置的质量。
附图说明
20.图1为本发明的立体结构示意图；图2为本发明图1中a处的局部放大图；图3为本发明回流提纯机构、提速机构和混液机构的后视图；图4为本发明混液机构的剖视图；图5为本发明提速机构的剖视图；图6为本发明导热管、盛放盒和方格板的立体结构示意图；图7为本发明高压釜箱内部结构的后视图；图8为本发明回流提纯机构的剖视图。
21.图中：1、回流提纯机构；2、提速机构；3、混液机构；4、回流管；5、滴落管；6、抽液管；7、出液管；8、导液管；9、连接管；201、高压釜箱；202、集气盒；203、连通管；204、导热管；205、盛放盒；206、方格板；207、同流管；208、排液管；209、集液框；210、滴液筒；211、输液盒；212、输液管；213、喷液管；214、喷液头；215、滑槽板；216、滑块；217、密封板；218、螺纹柱；219、螺纹筒；220、转盘；301、第一混液箱；302、第二混液箱；303、驱动箱；304、电机；305、转动杆；306、搅拌叶；307、投液管；308、下液管；309、电磁阀；310、分流管；101、处理底框；102、第一集液槽；103、第二集液槽；104、滤气阀；105、加热器；106、加热棒；107、水泵。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
23.请参阅图1-8，本发明提供两种技术方案：实施例一一种耐高温陶瓷气凝胶的制备设备，包括回流提纯机构1，回流提纯机构1的顶部安装有提速机构2，提速机构2的顶部安装有混液机构3，回流提纯机构1包括处理底框101。
24.作为优选的实施例，提速机构2包括高压釜箱201，且高压釜箱201设置有三个，三个高压釜箱201均通过固定板固定连接于处理底框101的顶部，高压釜箱201的两侧均通过开设开口固定连接有集气盒202，相近两个集气盒202之间的上部与下部且位于高压釜箱201的外部均固定连通有连通管203，两个集气盒202之间的上部与下部且位于高压釜箱201的内部均固定连通有导热管204，导热管204的顶部固定连接有盛放盒205，盛放盒205的内侧放置有方格板206，高压釜箱201内腔的右侧固定连接有同流管207，盛放盒205底部的后侧固定连通有排液管208，且同流管207的底端依次贯穿高压釜箱201和处理底框101并延伸至第一集液槽102的内部，排液管208的一端与同流管207固定连通。
25.作为优选的实施例，为了能够随时对盛放盒205进行甲醇的补充，本发明中，高压釜箱201内位于盛放盒205的上部均固定连接有与方格板206相配合使用的集液框209，且集液框209的底部通过开设开口固定安装有滴液筒210，高压釜箱201的后部通过开设开口固定安装有输液盒211，集液框209的后部与输液盒211之间固定连通有输液管212，高压釜箱201顶部的左侧通过开设开口固定连接有喷液管213，且喷液管213的底端延伸至高压釜箱201的内部，喷液管213上固定连通有多个与盛放盒205相配合使用的喷液头214。
26.作为优选的实施例，为了能够对高压釜箱201增加密封性，本发明中，高压釜箱201内腔底部的两侧均固定连接有滑槽板215，滑槽板215的内部滑动安装有滑块216，滑块216的前端固定连接有与高压釜箱201相配合使用的密封板217，密封板217的顶部转动连接有螺纹柱218，高压釜箱201顶部的前部固定安装有与螺纹柱218相配合使用的螺纹筒219，螺纹柱218的前端固定连接有转盘220。
27.实施例二一种耐高温陶瓷气凝胶的制备设备，包括回流提纯机构1，回流提纯机构1的顶部安装有提速机构2，提速机构2的顶部安装有混液机构3，回流提纯机构1包括处理底框101。
28.作为优选的实施例，提速机构2包括高压釜箱201，且高压釜箱201设置有三个，三个高压釜箱201均通过固定板固定连接于处理底框101的顶部，高压釜箱201的两侧均通过开设开口固定连接有集气盒202，相近两个集气盒202之间的上部与下部且位于高压釜箱201的外部均固定连通有连通管203，两个集气盒202之间的上部与下部且位于高压釜箱201的内部均固定连通有导热管204，导热管204的顶部固定连接有盛放盒205，盛放盒205的内侧放置有方格板206，高压釜箱201内腔的右侧固定连接有同流管207，盛放盒205底部的后侧固定连通有排液管208，且同流管207的底端依次贯穿高压釜箱201和处理底框101并延伸至第一集液槽102的内部，排液管208的一端与同流管207固定连通。
29.作为优选的实施例，为了能够随时对盛放盒205进行甲醇的补充，本发明中，高压釜箱201内位于盛放盒205的上部均固定连接有与方格板206相配合使用的集液框209，且集液框209的底部通过开设开口固定安装有滴液筒210，高压釜箱201的后部通过开设开口固定安装有输液盒211，集液框209的后部与输液盒211之间固定连通有输液管212，高压釜箱201顶部的左侧通过开设开口固定连接有喷液管213，且喷液管213的底端延伸至高压釜箱201的内部，喷液管213上固定连通有多个与盛放盒205相配合使用的喷液头214。
30.作为优选的实施例，为了能够对高压釜箱201增加密封性，本发明中，高压釜箱201内腔底部的两侧均固定连接有滑槽板215，滑槽板215的内部滑动安装有滑块216，滑块216的前端固定连接有与高压釜箱201相配合使用的密封板217，密封板217的顶部转动连接有
螺纹柱218，高压釜箱201顶部的前部固定安装有与螺纹柱218相配合使用的螺纹筒219，螺纹柱218的前端固定连接有转盘220。
31.作为优选的实施例，为了能够将具有杂质的甲醇进行提纯再利用，本发明中，处理底框101内部的上侧与下侧分别开设有第一集液槽102和第二集液槽103，最左侧与最右侧集气盒202的底端均固定连通有回流管4，回流管4的底端依次贯穿处理底框101并延伸至第一集液槽102的内部，最左侧与最右侧两个集气盒202中部的若干个集气盒202的底端均固定连通有滴落管5，且滴落管5的底端贯穿处理底框101并延伸至第二集液槽103的内部，滴落管5延伸至第二集液槽103内部的一端固定连接有滤气阀104，滤气阀104能够将气体滤除使得液体通过，处理底框101顶部的两侧均通过固定块固定连接有加热器105，加热器105的底端固定连接有加热棒106，且加热棒106的底端贯穿处理底框101并延伸至第一集液槽102的内部，处理底框101的左侧固定安装有水泵107，水泵107的进水口与出水口分别固定连接有抽液管6和出液管7，抽液管6的一端贯穿处理底框101并延伸至第二集液槽103的内部，喷液管213的顶部通过连接管9与出液管7的顶端连通。
32.作为优选的实施例，为了能够方便工作人员对液体进行混合，本发明中，混液机构3包括第一混液箱301，第一混液箱301通过固定板固定连接于中部高压釜箱201的顶部，第一混液箱301的顶部通过支架固定连接有第二混液箱302，第二混液箱302的顶部固定连接有驱动箱303，驱动箱303内腔的顶部固定连接有电机304，电机304为伺服电机，电机304的输出轴通过联轴器固定连接有转动杆305，转动杆305的底端依次贯穿驱动箱303、第二混液箱302和第一混液箱301并延伸至第一混液箱301的内部，转动杆305延伸至第一混液箱301内部的一端通过轴承件转动连接于第一混液箱301内腔的底部，转动杆305表面的上部与下部且位于第一混液箱301和第二混液箱302的内部均固定连接有搅拌叶306，第一混液箱301和第二混液箱302的后部均通过开设开口固定连接有投液管307，第二混液箱302和第一混液箱301之间的两侧均固定连通有下液管308，下液管308的表面固定安装有电磁阀309，第一混液箱301的后部通过开设开口固定安装有分流管310，分流管310的两侧以及底部均固定连接有导液管8，三个导液管8的一端分别固定连通于三个输液盒211的顶部。
33.实施例二相对于实施例一的优点在于：通过在处理底框101的内部开设有第一集液槽102和第二集液槽103两个凹槽，分别放置纯净甲醇以及具有杂质的甲醇，同时第一集液槽102的内部设置有加热棒106，这些结构的设置能够将排杂后的甲醇进行加热蒸馏提纯，使其重新凝结落在第二集液槽103的内部进行再次使用，省却了繁琐的过滤工作，为工作人员提供了方便，同时加热时的水蒸气还能够增加盛放盒205的温度提高溶液的凝结速度，有效的展示了设备整体的功能性，通过在高压釜箱201的表面以及内部分别安装有喷液管213以及同流管207和排液管208等管道，通过合理的连接，能够进行干净甲醇的灌注，以及杂质甲醇的回流，保证了制备时的液体流动的稳定性，减少了工作人员的直接操作，降低了劳动强度，通过在高压釜箱201的顶部安装有第一混液箱301以及在第一混液箱301的顶部安装有第二混液箱302，两个设备之间通过下液管308和转动杆305进行连接，这些结构的设置能够将溶液的两种配比过程进行分离，避免不同溶液搅拌不均匀就发生掺杂，从而影响搅拌后液体的质量，同时自动搅拌也方便了工作人员的使用，减少了操作动作，提高液体配置的质量。
34.一种耐高温陶瓷气凝胶的制备工艺，采用上述的耐高温陶瓷气凝胶制备设备，具
体包括以下步骤：s1、对气凝胶进行制备前，首先通过管道往第二集液槽103的内部注入干净的甲醇，随后通过投液管307将四硅酸钠溶液和甲醇投入第二混液箱302的内部，通过表面的刻度槽观察容量高度，待四硅酸钠溶液和甲醇投放完成后停止，随后启动电机304通过转动杆305带动搅拌叶306进行旋转，使得搅拌叶306对溶液进行搅拌，待搅拌完成后停止电机304，随后打开电磁阀309使得搅拌好的溶液通过下液管308注入第一混液箱301的内部，随后继续通过投液管307往第一混液箱301的内部注入额外的水、甲醇以及加入浓氨水作为催化剂，待液体注入完成后继续启动电机304使得搅拌叶306对第一混液箱301内部的液体进行搅拌，待搅拌完成后生成二氧化硅溶液，随后进行下一步凝固工序；s2、待液体搅拌完成后，将若干个方格板206依次放置在盛放盒205的内侧，随后启动水泵107将第二集液槽103内部的甲醇抽取并注入到喷液管213内部，然后通过喷液头214将甲醇喷入一点停止甲醇的注入，随后打开分流管310让内部的二氧化硅溶液通过导液管8注入输液盒211的内部，输液盒211通过输液管212将溶液导入集液框209最终通过滴液筒210将溶液滴在方格板206内部的格子内，待格子滴满后停止，然后启动两个加热器105使得加热棒106将第一集液槽102内部具有杂质的甲醇进行加热蒸馏提纯，加热后的蒸馏变为水蒸气经过回流管4在导热管204、集气盒202以及连通管203内部流通，从而提高盛放盒205内部的温度加速溶液凝固，减少凝固的时间，而化为水蒸气的甲醇气体在集气盒202内部流通时遇冷会重新凝结为感觉的甲醇水滴，随后通过自身重量顺着滴落管5重新滑落至第二集液槽103的内部进行重新使用，待凝固完成后进行除杂工序；s3、进行除杂工序时，在滑块216的限位下推动密封板217将高压釜箱201的前部盖住，随后旋转转盘220带动螺纹柱218转动进螺纹筒219的内部此时密封板217被完全固定住，随后再次启动水泵107将第二集液槽103内部干净的甲醇抽出并通过喷液头214注入盛放盒205的内部将凝固后的固体浸泡，随后在启动高压釜箱201对内部增压，通过轻微量的加压能够使得甲醇更为高效的渗透如气凝胶固体的缝隙内将杂质排除，待第一次排杂工序完成后打开排液管208使得具有杂质的甲醇通过同流管207排入第一集液槽102内部进行储存，待下一批气凝胶制作需要进行凝固工序时在通过加热提纯并加速凝胶的凝固速度，随后再次将甲醇注入盛放盒205内部进行排杂，直至将凝胶内部的杂质排除完为止，当排杂完成后排除全部的甲醇液体，然后将所有管道的阀门关闭，随后加大高压釜箱201内部的压力使得超出临界值，待加压完成后就能够将密封板217打开得到加压完成后的气凝胶，随后进行下一批次的制作。
35.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。