用于高粘度液体的真空消泡设备及消泡方法技术

本发明专利技术公开了一种用于高粘度液体的真空消泡设备及消泡方法，其中真空消泡设备设置两个方向相反的脱泡挡板和一个大面积的螺旋板，使高粘度液体始终处于薄膜流层的状态，大大增加了其表面积和表面张力，能够有效消除气泡；螺旋板的低速旋转加快了高粘度液体的成膜速度和流动速度，同时产生的旋转剪切力也能够消除气泡。本申请消泡方法采用多重消泡方式，结合一定真空度、螺旋板旋转转速以及进、出料流量阀流量控制进行高效稳定的消泡。本申请所述技术方案具有结构简单、操作简便、耗能较低、成本低廉、消泡效率高等优势，适用于高粘度液体的消泡，能够避免高温、消泡剂等因素对高粘度液体的质量带来的不利影响。

Vacuum Defoaming Equipment and Method for High Viscosity Liquid

【技术实现步骤摘要】
用于高粘度液体的真空消泡设备及消泡方法
本专利技术涉及一种真空消泡设备及消泡方法，尤其涉及一种用于高粘度液体的真空消泡设备及消泡方法，特别适用于高粘度且含表面活性剂的浆料的消泡。
技术介绍
在水性色浆等高粘度液体的生产过程中，为保证颜料等不溶于水的固体颗粒能够稳定地分散在液体中，往往需要添加分散助剂等具有表面活性的物质，但这会导致大量微小气泡的产生且产生的气泡较稳定，而水性色浆等高粘度液体难以自然消除气泡，或往往需要很长时间才能自然消泡，这对产品的连续化生产、包装储存、运输、应用等均有较大影响。目前，在工业生产过程中，能够实现消泡的方式一般分为两种，即化学法和物理法。化学法消泡一般是采用添加消泡剂的方式，这是因为消泡剂具有较低的表面张力，在泡沫间的液膜中扩散后，由于消泡剂分子取代了泡沫表面具有表面活性物质的分子，导致新的液膜局部强度很低而泡沫的稳定性下降，从而使泡沫易于破裂。但在实际使用时，由于液膜强度高，高粘度的液体加入消泡剂后其消泡速度远低于低粘度液体，因此仍需要较长时间才能有较好的消泡效果；而且消泡剂一般只能消除液体表面的气泡，液体内部的微小气泡因其浮力很小，难以上浮到液体表面导致其无法消除，消泡效率较低。此外，消泡剂是高化学需氧量的油性化学药品，而化学需氧量是指以化学方法测量水样中需要被氧化的还原性物质的量，是影响废水等级和处理成本的重要因素。使用消泡剂不仅会增加成本，严重影响产品质量，还会增加废水的处理难度，消泡剂的使用使很多企业的废水排放无法达标。因此，在高粘度液体的工业生产中，为取得较好的消泡效率，并保证产品的稳定性，往往采用物理法对其进行消泡。国内外相关行业已有多种用于液体产品的物理消泡方式，例如搅拌离心消泡、真空消泡、薄膜消泡、超声波消泡、加热消泡等。但上述消泡方法均存在一定的缺陷：搅拌离心消泡的生产效率低、气泡残留多；真空消泡时，连续抽真空消泡则往往会因气泡体积过度膨胀，从而导致气泡进入真空泵影响设备的正常使用，间歇式抽真空消泡则两次抽真空的间隔时间过长，导致消泡效率低，而且在抽真空间歇期间脱出的气体会影响真空度，进一步降低消泡效率；薄膜消泡的消泡速度较慢、处理量小；超声波消泡时，由于高粘度液体中小气泡受超声波影响发生振动时的阻力较大，汇聚成大气泡的几率要小得多，即使形成大气泡也难以迅速从液体中逸出，对于高粘度液体的消泡效率极低；加热消泡不仅耗能大，还会让水性色浆中的颜料等因高温下分散剂的吸附作用力降低等因素而加速沉降，影响产品的稳定性。现有许多有关消泡设备和方法的专利报道，如申请号为201410356940.4的中国专利“制造聚酰胺酸树脂所用的消泡釜和消泡方法”公开了一种安装有半球形薄层分配器的消泡釜，且罐体外安装有夹套，夹套内加入导热介质，进入消泡釜的聚酰胺酸树脂溶液成薄层分散流动，再经薄层分配器的下沿与罐体内壁的间隙保持薄层沿罐体内壁继续向下流，同时利用高温下液体产品粘度和液膜强度的降低，破坏气泡稳定性，最后在罐体内底部聚集，该设备虽然结构简单、消泡效果较好，但加热耗能大，在部分产品脱泡过程中过度受热会影响产品品质；申请号为CN201010273742.3的中国专利“高粘度液体产品的消泡装置”主要是利用高剪切力下浆料变稀的特性进行消泡，只能适用于具有触变性的浆料，如中性笔墨水等产品，不适合不具备显著触变性的高粘度液体产品；公开号为US5612219的美国专利介绍了一种生物反应器中除泡装置，该装置是一种与液体表面呈45°-90°夹角、疏水材料制备的盘子，在搅拌状态下进行消泡。触变性较小的高粘度液体产品的脱泡问题，是困扰高粘度液体产品生产的重要难题，针对不具备显著触变性的高粘度液体产品，上述现有技术揭示的消泡设备，消泡效率难以达到工业化生产的要求。
技术实现思路
为了克服上述缺陷，本专利技术提供了一种用于高粘度液体的真空消泡设备及消泡方法，该消泡设备和消泡方法采用真空薄膜消泡和螺旋搅拌消泡相结合的方式，能够对产品进行多次薄膜消泡并用低速离心消泡加以辅助，且结构简单、操作简便、消泡效率高、不会影响产品品质。本申请所使用的高粘度液体，一般是指以NDJ-1型旋转粘度计测试，6r/min的转速下，粘度在3000mPa·s以上的液体，尤其是NDJ-1型旋转粘度计测试6r/min和60r/min转速下，粘度比值小于3的不具备显著触变性的高粘度液体产品。本专利技术的技术方案是：一种用于高粘度液体的真空消泡设备，包括进料装置和消泡装置，所述进料装置包括液体储罐、液体提升泵和进料管，所述进料管连通液体储罐和消泡罐体，所述液体提升泵设于进料管上靠近液体储罐一端处，且进料管上定位设有进料流量阀；所述消泡装置包括内有可密封空腔的消泡罐体、设于消泡罐体上并与该消泡罐体内空腔连通的真空泵、设于消泡罐体空腔内上半部的成膜脱泡挡板组件和设于消泡罐体空腔内下半部的螺旋搅拌脱泡组件；其中消泡罐体的底部为朝一侧倾斜的倾斜底板，且该倾斜底板的最低点处设有与消泡罐体内部连通的出料管，该出料管上定位设有出料流量阀；其中成膜脱泡挡板组件包括呈伞状结构的上挡板、呈反伞状结构的下挡板和固定连接于上、下挡板中心之间的中柱，所述进料管的出料端管口伸入消泡罐体的空腔内并正对上挡板最高点处，且上挡板的下沿与消泡罐体的内侧壁之间形成有流动间隙；所述下挡板的下沿与消泡罐体的内侧壁之间紧密贴合，且下挡板的底部靠近中心处设为金属网；其中螺旋搅拌脱泡组件包括电动机、旋转轴和螺旋板，所述电动机定位设于消泡罐体的底部外侧，所述旋转轴沿消泡罐体中心轴线方向竖直设置且该旋转轴与电动机的输出轴定位连接并由电动机带动转动，所述螺旋板沿旋转轴自上向下倾斜螺旋固定绕设于旋转轴上形成单向流动路径，螺旋板的外沿与消泡罐体之间存在转动间隙且螺旋板的外沿设有高于螺旋板内沿的挡板，所述旋转轴的上端与螺旋板顶部的上表面平齐。其进一步的技术方案是：所述流动间隙的间距为1-5mm。所述上挡板的伞状结构的倾斜面与消泡罐体内侧壁之间形成的锐角夹角为30-85°，且所述下挡板的反伞状结构的倾斜面与消泡罐体内侧壁之间形成的锐角夹角为30-85°。所述金属网设于下挡板底部围绕中柱处，该金属网的网格孔径为1-5mm，且该金属网的网面上设有若干尖刺。所述真空泵与消泡罐体内部连通的管路上对应真空泵处定位设有放空阀，且消泡罐体上设有用于测量消泡罐体内部压力的压力计。所述消泡装置还包括底座，消泡罐体置于该底座上，该底座上表面的周边处间隔设有若干个钢构维护框架，该钢构维护框架与消泡罐体底部处的外侧壁固定连接。所述进料管和出料管的出料端管口处均呈管口内径沿液体流动方向逐渐增大状。本申请还公开了一种使用上述真空消泡设备进行高粘度液体消泡的方法，该方法包括下述步骤：S1：将高粘度液体通过液体提升泵从液体储罐中提升至进料管内后，经进料流量阀由进料管进入消泡罐体内，同时启动真空泵在消泡罐体内形成负压状态，并启动电动机使其带动旋转轴以不高于60r/min的转速进行低速旋转；S2：高粘度液体从进料管掉落至上挡板的最高点处，并沿上挡板向外扩散形成第一薄膜状流层，在前述真空度下该第一薄膜状流层完成第一次消泡；S3：高粘度液体继续从上挡板的下沿末端流下，沿消泡罐体内壁向下流动，在消泡罐体内壁上形成第二薄膜状流层，在前述真本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于高粘度液体的真空消泡设备，包括进料装置和消泡装置，其特征在于：所述进料装置包括液体储罐(1)、液体提升泵(2)和进料管(3)，所述进料管连通液体储罐和消泡罐体，所述液体提升泵设于进料管上靠近液体储罐一端处，且进料管上定位设有进料流量阀(4)；所述消泡装置包括内有可密封空腔的消泡罐体(5)、设于消泡罐体上并与该消泡罐体内空腔连通的真空泵(6)、设于消泡罐体空腔内上半部的成膜脱泡挡板组件(7)和设于消泡罐体空腔内下半部的螺旋搅拌脱泡组件(8)；其中消泡罐体(5)的底部为朝一侧倾斜的倾斜底板(5‑1)，且该倾斜底板的最低点处设有与消泡罐体内部连通的出料管(9)，该出料管上定位设有出料流量阀(10)；其中成膜脱泡挡板组件(7)包括呈伞状结构的上挡板(7‑1)、呈反伞状结构的下挡板(7‑2)和固定连接于上、下挡板中心之间的中柱(7‑3)，所述进料管(3)的出料端管口伸入消泡罐体的空腔内并正对上挡板最高点处，且上挡板的下沿与消泡罐体的内侧壁之间形成有流动间隙(7‑4)；所述下挡板的下沿与消泡罐体的内侧壁之间紧密贴合，且下挡板的底部靠近中心处设为金属网(7‑5)；其中螺旋搅拌脱泡组件(8)包括电动机(8‑1)、旋转轴(8‑2)和螺旋板(8‑3)，所述电动机定位设于消泡罐体的底部外侧，所述旋转轴沿消泡罐体中心轴线方向竖直设置且该旋转轴与电动机的输出轴定位连接并由电动机带动转动，所述螺旋板沿旋转轴自上向下倾斜螺旋固定绕设于旋转轴上形成单向流动路径，螺旋板的外沿与消泡罐体之间存在转动间隙且螺旋板的外沿设有高于螺旋板内沿的挡板，所述旋转轴的上端与螺旋板顶部的上表面平齐。...

【技术特征摘要】
1.一种用于高粘度液体的真空消泡设备，包括进料装置和消泡装置，其特征在于：所述进料装置包括液体储罐(1)、液体提升泵(2)和进料管(3)，所述进料管连通液体储罐和消泡罐体，所述液体提升泵设于进料管上靠近液体储罐一端处，且进料管上定位设有进料流量阀(4)；所述消泡装置包括内有可密封空腔的消泡罐体(5)、设于消泡罐体上并与该消泡罐体内空腔连通的真空泵(6)、设于消泡罐体空腔内上半部的成膜脱泡挡板组件(7)和设于消泡罐体空腔内下半部的螺旋搅拌脱泡组件(8)；其中消泡罐体(5)的底部为朝一侧倾斜的倾斜底板(5-1)，且该倾斜底板的最低点处设有与消泡罐体内部连通的出料管(9)，该出料管上定位设有出料流量阀(10)；其中成膜脱泡挡板组件(7)包括呈伞状结构的上挡板(7-1)、呈反伞状结构的下挡板(7-2)和固定连接于上、下挡板中心之间的中柱(7-3)，所述进料管(3)的出料端管口伸入消泡罐体的空腔内并正对上挡板最高点处，且上挡板的下沿与消泡罐体的内侧壁之间形成有流动间隙(7-4)；所述下挡板的下沿与消泡罐体的内侧壁之间紧密贴合，且下挡板的底部靠近中心处设为金属网(7-5)；其中螺旋搅拌脱泡组件(8)包括电动机(8-1)、旋转轴(8-2)和螺旋板(8-3)，所述电动机定位设于消泡罐体的底部外侧，所述旋转轴沿消泡罐体中心轴线方向竖直设置且该旋转轴与电动机的输出轴定位连接并由电动机带动转动，所述螺旋板沿旋转轴自上向下倾斜螺旋固定绕设于旋转轴上形成单向流动路径，螺旋板的外沿与消泡罐体之间存在转动间隙且螺旋板的外沿设有高于螺旋板内沿的挡板，所述旋转轴的上端与螺旋板顶部的上表面平齐。2.根据权利要求1所述的用于高粘度液体的真空消泡设备，其特征在于：所述流动间隙(7-4)的间距为1-5mm。3.根据权利要求1所述的用于高粘度液体的真空消泡设备，其特征在于：所述上挡板(7-1)的伞状结构的倾斜面与消泡罐体内侧壁之间形成的锐角夹角为30-85°，且所述下挡板(7-2)的反伞状结构的倾斜面与消泡罐体内侧壁之间形成的锐角夹角为30-85°。4.根据权利要求1所述的用于高粘度液体的真空消泡设备，其特征在于：所述金属网(7-5)设于下挡板(7-2)底部围绕中柱处，该金属网的网格孔径为1-5mm，且该金属网的网面上设有若干尖刺。5.根据权利要求1所述的用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜长森，徐海梅，伍金平，解亚楠，
申请(专利权)人：苏州世名科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32