一种利用水面振动分离亲疏水微粒的装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种利用水面振动分离亲疏水微粒的装置，特点是包括可上下振动的内装有水的振动台，振动台内设置有空心轴，空心轴的两端封闭且其上端沿其长度方向设置有用于收集疏水微粒的开口，振动台的上方设置有用于带动空心轴匀速前进的移动装置，空心轴的外壁等间距围绕有2*N个可沿空心轴转动的用于打捞水中微粒的打捞臂，打捞臂上布满有用于分离微粒与水的微孔，打捞臂相离的夹角空间分别通过一段弧形密封条封闭形成亲水微粒聚集区，位于相邻的弧形密封条之间的打捞臂的夹角空间形成疏水微粒聚集区，优点是结构简单紧凑，没有复杂传动结构，分离速度快，分离精度高，绿色环保和成本低廉。

【技术实现步骤摘要】
一种利用水面振动分离亲疏水微粒的装置
本专利技术涉及分离领域，尤其是涉及一种利用水面振动分离亲疏水微粒的装置。
技术介绍
润湿是我们生活中常见的现象，例如运动的衣服容易吸汗才会穿的舒服，清晨的蜘蛛网总是能够挂满露珠，荷叶不润湿的特性让其出淤泥而不染。很多涌现出的新型材料都是利用液滴在物体表面的一些运动特性制备的，例如不沾鞋，防雾玻璃，不沾水的领带等。操控液滴在物体表面运动的一种主要的方式就是利用物体表面对液滴的亲疏水性的差异，驱动液滴在表面定向移动。而制备这种具有亲疏水差异的表面就需要利用亲水材料与疏水材料成不同的比例混合制备，这就首先需要对亲疏水材料进行分离，需要一种精确高效的分离装置。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种具有结构简单、分离效率高、分离速度快、精度高、维护简便、制造成本低、适用范围广的利用水面振动分离亲疏水微粒的装置。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种利用水面振动分离亲疏水微粒的装置，包括可上下振动的振动台，所述的振动台内装有水，所述的振动台内设置有中心轴与水平面中心线齐平的空心轴，所述的空心轴的两端封闭且其上端沿其长度方向设置有用于收集疏水微粒的开口，所述的振动台的上方设置有用于带动所述的空心轴匀速前进的移动装置，所述的移动装置通过支撑臂与所述的空心轴的侧部固定连接；所述的空心轴的外壁等间距围绕有2*N个可沿所述的空心轴转动的用于打捞水中微粒的打捞臂，所述的打捞臂上布满有用于分离微粒与水的微孔，所述的打捞臂相离的夹角空间分别通过一段弧形密封条封闭形成亲水微粒聚集区，位于相邻的所述的弧形密封条之间的所述的打捞臂的夹角空间形成疏水微粒聚集区，其中N取值为2、3或4；所述的空心轴向右前行且所述的打捞臂朝逆时针方向转动或者所述的空心轴向左前行且所述的打捞臂顺时针方向转动时，所述的打捞臂打捞亲水颗粒落入所述的亲水微粒聚集区，随着所述的打捞臂的转动所述的亲水微粒在自身重力的作用下重新落入水中，所述的打捞臂打捞所述的疏水颗粒落入所述的疏水微粒聚集区，随着所述的打捞臂的转动所述的疏水微粒在自身重力的作用下通过开口落入所述的空心轴的内部。所述的振动台的外形为矩形凹槽，所述的振动台的振动的频率为6Hz，最大加速度为5g；所述的振动台内的水面在振动状态下形成波长为5-7cm，高度为0.8-1.2cm的稳定波形。相邻的所述的打捞臂顶部之间的间距等于振动时所述的振动台内水面波腹与波节之间的间距。使每个打捞臂转动出水面上恰好到达水面波腹或者波节的位置。所述的弧形密封条位于所述的打捞臂的根部，所述的弧形密封条的弧形角度为相邻两根所述的打捞臂的夹角角度，所述的空心轴正上方的开口角度为相邻两根所述的打捞臂的夹角角度。所述的打捞臂包括一体连接的长杆和短杆，所述的长杆通过转动轴承与所述的空心轴转动连接且所述的长杆与所述的空心轴的切线垂直，所述的短杆的一端固定在所述的长杆的顶部且其另一端朝向与所述的打捞臂转动方向一致，所述的短杆与所述的长杆之间的夹角为120度，所述的长杆的长度为2-3cm，所述的短杆的长度为0.8-1.2cm。所述的移动装置包括与所述的支撑臂上部连接的滑块以及与所述的滑块配合使用的导轨，所述的滑块沿所述的导轨恒速移动，水平移动速度为54cm/min，所述的打捞臂为6个，转动角速度为6r/min。这些数据是为了保证打捞臂可沿空心轴转动且打捞臂的转动角速度与所述的空心轴的前进速度相匹配，保证每个打捞臂转动出水面上恰好到达水面波腹或者波节的位置。例如从上一个打捞臂出水到下一个打捞臂出水，需要的时间按照6r/min的转速可计算出，为10/6秒。这段时间导轨前进的距离为1.5cm，恰好是从波腹中心到波节的距离，保证了每个打捞臂出水时都能及时赶到颗粒聚集的区域进行打捞。上述利用水面振动分离亲疏水微粒的装置的工作原理如下：实验证明水面在振动的影响下产生稳定的正弦波动形貌，水面上下振动最剧烈的位置为波腹，水面基本不振动的位置为波节。水面上的微小微粒在其影响以及在表面张力的作用下，疏水颗粒相比于亲水颗粒没入水中的体积更小，受到重力的影响更大，会在波腹上下的水面摆动下向波腹的中心移动。而亲水颗粒则会远离波腹即靠近波节移动，疏水微粒会聚集在波腹，亲水微粒聚集在波节，亲疏水微粒在水面依次间隔排列，形成空间位置的初步分离。打捞臂在行进的过程中不断朝行进相反的旋转，将初步分开的亲疏水微粒打捞来。打捞起来的微粒随着打捞臂的旋转运动到了空心轴的上方，由于空心轴上方有开口，没有被弧形密封条封闭的打捞臂直接与空心轴的内部连接，疏水微粒在自身重力的作用下落入空心轴的内部。而亲水微粒则由于弧形密封条封闭的原因，不会进入空心轴，并随着打捞臂的旋转到达装置的后方并在重力的作用下重新落入水中。滑块在导轨上的前进移动速度与打捞臂的旋转速度相匹配，保证每个打捞臂都能适时出现在微粒聚集区域，并只将一种类型的微粒打捞起来。同时由于打捞臂是偶数，保证开口打捞臂只打捞疏水微粒，并将其收集在空心轴内，最终实现亲疏水微粒的分离。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术首次公开了一种利用水面振动分离亲疏水微粒的装置，该分离装置借助水面振动分离微粒。优点如下：1、本专利技术的装置主要利用水面波动实现亲疏水微粒的分离，结合间隔开口的打捞臂水面上的亲疏水颗粒彻底分离。2、本专利技术的分离装置结构简单紧凑，没有复杂传动结构，分离速度快，分离精度高，可适用于大剂量亲疏水微粒的快速精准分离。3、本专利技术的只利用水面波形振动便实现了水疏水微粒的分离，不需要像浮选等工艺需要借助浮选剂等化学药剂，绿色环保，成本低廉。综上所述，本专利技术一种利用水面振动分离亲疏水微粒的装置，具有结构简单紧凑，没有复杂传动结构，分离速度快，分离精度高，绿色环保，成本低廉的优点，从某种意义上脱离了分离的装置，较之于现有的多数设计的亲疏水微粒的装置，将具有更加广泛的应用空间。附图说明图1为本专利技术的分离亲疏水微粒的装置的结构示意图；图中各标注如下：振动台-1，亲水微粒-2；疏水微粒-3，打捞臂-4，弧形密封条-5，空心轴-6，支撑臂-7，滑块-8，导轨-9，微孔-10，亲水微粒聚集区-11，疏水微粒聚集区-12，长杆-13，短杆-14。具体实施方式以下结合附图实施例对本专利技术作进一步详细描述。具体实施例一种利用水面振动分离亲疏水微粒3的装置，如图1所示，包括可上下振动的振动台1，振动台1内装有水，振动台1内设置有中心轴与水平面中心线齐平的空心轴6，空心轴6的两端封闭且其上端沿其长度方向设置有用于收集疏水微粒3的开口，振动台1的上方设置有用于带动空心轴6匀速前进的移动装置，移动装置通过支撑臂7与空心轴6的侧部固定连接；空心轴6的外壁等间距围绕有2*N个可沿空心轴6转动的用于打捞水中微粒的打捞臂4，打捞臂4上布满有用于分离微粒与水的微孔10，打捞臂4相离的夹角空间分别通过一段弧形密封条5封闭形成亲水微粒聚集区11，位于相邻的弧形密封条5之间的打捞臂4的夹角空间形成疏水微粒聚集区12，其中N取值为2、3或4；空心轴6向右前行且打捞臂4朝逆时针方向转动或者空心轴6向左前行且打捞臂4顺时针方向转动时，打捞臂4打捞亲水颗粒落入亲水微粒聚集区11，随着打捞臂4的转动亲水微粒2在自身重力的作用下重新落入水中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用水面振动分离亲疏水微粒的装置，其特征在于：包括可上下振动的振动台，所述的振动台内装有水，所述的振动台内设置有中心轴与水平面中心线齐平的空心轴，所述的空心轴的两端封闭且其上端沿其长度方向设置有用于收集疏水微粒的开口，所述的振动台的上方设置有用于带动所述的空心轴匀速前进的移动装置，所述的移动装置通过支撑臂与所述的空心轴的侧部固定连接；所述的空心轴的外壁等间距围绕有2*N个可沿所述的空心轴转动的用于打捞水中微粒的打捞臂，所述的打捞臂上布满有用于分离微粒与水的微孔，所述的打捞臂相离的夹角空间分别通过一段弧形密封条封闭形成亲水微粒聚集区，位于相邻的所述的弧形密封条之间的所述的打捞臂的夹角空间形成疏水微粒聚集区，其中N取值为2、3或4；所述的空心轴向右前行且所述的打捞臂朝逆时针方向转动或者所述的空心轴向左前行且所述的打捞臂顺时针方向转动时，所述的打捞臂打捞亲水颗粒落入所述的亲水微粒聚集区，随着所述的打捞臂的转动所述的亲水微粒在自身重力的作用下重新落入水中，所述的打捞臂打捞所述的疏水颗粒落入所述的疏水微粒聚集区，随着所述的打捞臂的转动所述的疏水微粒在自身重力的作用下通过开口落入所述的空心轴的内部。...

【技术特征摘要】
1.一种利用水面振动分离亲疏水微粒的装置，其特征在于：包括可上下振动的振动台，所述的振动台内装有水，所述的振动台内设置有中心轴与水平面中心线齐平的空心轴，所述的空心轴的两端封闭且其上端沿其长度方向设置有用于收集疏水微粒的开口，所述的振动台的上方设置有用于带动所述的空心轴匀速前进的移动装置，所述的移动装置通过支撑臂与所述的空心轴的侧部固定连接；所述的空心轴的外壁等间距围绕有2*N个可沿所述的空心轴转动的用于打捞水中微粒的打捞臂，所述的打捞臂上布满有用于分离微粒与水的微孔，所述的打捞臂相离的夹角空间分别通过一段弧形密封条封闭形成亲水微粒聚集区，位于相邻的所述的弧形密封条之间的所述的打捞臂的夹角空间形成疏水微粒聚集区，其中N取值为2、3或4；所述的空心轴向右前行且所述的打捞臂朝逆时针方向转动或者所述的空心轴向左前行且所述的打捞臂顺时针方向转动时，所述的打捞臂打捞亲水颗粒落入所述的亲水微粒聚集区，随着所述的打捞臂的转动所述的亲水微粒在自身重力的作用下重新落入水中，所述的打捞臂打捞所述的疏水颗粒落入所述的疏水微粒聚集区，随着所述的打捞臂的转动所述的疏水微粒在自身重力的作用下通过开口落入所述的空心轴的内部。2.根据权利要求1所述的一种利用水面振动分离亲疏水微粒的装置，其特征在于：所述的振动台的外形为矩形凹槽，所述的振动台的振动的频率为6Hz，最大加...

【专利技术属性】
技术研发人员：张振亚，
申请(专利权)人：宁波工程学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33