一种轻质多孔生物陶粒

技术领域

本发明涉及多孔生物陶粒技术领域，尤其涉及一种轻质多孔生物陶粒。

背景技术

生物陶粒是一种新型的生物膜载体滤料，具有质轻，比表面积大、吸附能力强等优点。适用于各种形式的滤池滤罐。与石英砂相比，比表面积为同体积石英砂的2-3倍，孔隙率为石英砂的1.3-2.0倍。与砂滤池比较，平均滤速高(20-25m/h)，产水量大，过滤周期长，冲洗频率小，冲洗强度低。是选用天然吸附材料和矿物质，经科学设计配方高温烧结精筛等工序加工而成，该滤料具有比重轻，空隙率高，表面性状好，滤速高，运行稳定，使用寿命长，反冲洗耗水量低，生物繁殖快等特点，是一种节约能耗的实用新型滤料。

现有的生物陶粒在生产过程中，外包覆体采用吸水性树脂进行包覆，吸水性树脂与陶粒芯本体粘接强度差，影响产品稳定性，同时产品加工后，生物陶粒表面温度较高，由于树脂的特性，其在工业化送料的过程中，容易因温度较高，导致表面粘性较大，从而使得生物陶粒粘于送料机上，导致无法顺利完成送料操作，同时，附着于送料机上的生物陶粒在将其取下后，其会产生一定的形变，降低其原有的使用价值，导致该送料机使用价值较低。

发明内容

基于现有的轻质多孔生物陶粒的技术问题，本发明提出了一种轻质多孔生物陶粒。

本发明提出的一种轻质多孔生物陶粒，包括填料基质和外包覆体；填料基质包括以下重量份原料：凹凸棒土40-50份、稻壳粉生物质料10-20份、粉煤灰1-5份；

外包覆体采用聚丙烯酸钠吸水树脂和改性增粘树脂按照重量比4:1构成；改性增粘树脂的制备方法为：

S1：将环糊精按照重量比1：5送入到质量分数10-20％的十二烷基硫酸钠的水溶液中进行搅拌处理，搅拌转速为100-500r/min，搅拌时间为20-30min，搅拌结束，加入盐酸调节pH至5.0，继续搅拌20-30min，搅拌结束，得到改性环糊精；

S2：将松香树脂按照重量比5:1与改性环糊精混合，混合至充分，然后加入松香树脂总量1-6％的硅烷偶联剂，熔融反应10-20min，冷却至室温，得到改性增粘树脂；

其中填料基质通过600-800℃的煅烧炉进行煅烧成型，制备芯体，然后通过外包覆体热熔包覆，一体成型，最后送入送料改性机中送料改性处理；

送料改性机，包括中空支撑板，所述中空支撑板的底部外壁四角均固定连接有支撑座，且中空支撑板的顶部外壁四角均固定连接有支撑杆，每两个支撑杆的顶部外壁固定连接有同一个固定杆，两个所述固定杆的顶部外壁等距离固定连接有中空冷却板，且每个中空冷却板的顶部外壁均等距离开有连接孔，每个连接孔的内壁均固定连接有冷却组件，所述中空支撑板和中空冷却板的相对一侧外壁等距离固定连接有连通管，且中空支撑板的底部外壁固定连接有安装架，安装架的顶部外壁固定连接有气泵，气泵的输气端通过管道连接于中空支撑板的内部。

优选地，所述冷却组件包括冷却罩，且冷却罩与中空冷却板相连通，冷却罩的内壁等距离开有冷却孔，冷却罩的内壁等距离固定连接有切杆，每个切杆的外壁均固定连接有弧形接触杆。

优选地，所述中空冷却板位于每个冷却罩内侧的顶部外壁均固定连接有液压缸，且液压缸的顶部外壁固定连接有锥形顶出板，锥形顶出板的外壁环形分布有阻块。

优选地，所述冷却罩的外壁固定连接有限位罩，且限位罩的内壁等距离固定连接有固定块，每个固定块面向冷却罩中心端的外壁均固定连接有挤压弹簧，每个挤压弹簧的外壁均固定连接有挤压板，挤压板为类L型结构。

优选地，所述安装架的顶部外壁固定连接有安装块，且安装块的顶部外壁固定连接有进风罩，进风罩靠近进风端的内壁固定连接有两个冷却管，两个冷却管的外壁均等距离固定连接有扩面叶，两个冷却管的两侧外壁均固定连接有循环管，循环管连接有冷却液输送系统。

优选地，所述中空冷却板靠近每个冷却罩的外壁均固定连接有弧形滑板，且中空支撑板靠近每个弧形滑板的顶部外壁均固定连接有弧形导流板。

优选地，所述中空支撑板的一侧外壁固定连接有两个延伸板，且两个延伸板顶部外壁固定连接有同一个中空气板，中空气板面向中空支撑板的外壁等距离开有鼓风孔，每个鼓风孔的内壁均固定连接有鼓风管，鼓风管靠近外侧的内壁固定连接有延伸管，延伸管的内壁等距离固定连接有均分叶，鼓风管的内壁层次分布有导流罩，每相邻的两个导流罩的外壁固定连接有同一个密封环，中空气板的另一侧外壁固定连接有机架，机架的顶部外壁固定连接有鼓风机，鼓风机的鼓风端通过管道连接于中空气板的内壁。

优选地，所述中空支撑板的一侧外壁固定连接有下料板，且下料板靠近每个弧形导流板两侧的外壁均固定连接有隔板，下料板位于每相邻的两个隔板之间的外壁均等距离固定连接有滞留块。

优选地，所述下料板的顶部外壁两端均固定连接有两个侧杆，且每两个侧杆的顶部外壁固定连接有同一个连接杆，连接杆的底部外壁等距离固定连接有液压杆，位于不同连接杆上的相对应的两个液压杆的底部外壁固定连接有同一个调节板，调节板的底部外壁等距离固定连接有阻板，阻板靠近每个滞留块的外壁均固定连接有环板。

优选地，所述送料改性机的改性方法包括如下步骤：

S1、打开气泵，冷却管两端通过循环管与冷却水循环系统连接，气泵通过进风罩将气体导入进风罩内部，冷却管中的冷却水对气体进行冷却操作，继而导入冷却罩中，通过冷却罩上环形分布的冷却孔导出；

S2、将各个生物陶粒放置于冷却罩的内部，冷却的气体将生物陶粒吹动悬浮于冷却罩的内部，对其进行冷却塑性，冷却一段时间后，调节液压缸带动锥形顶出板将生物陶粒顶出，继而通过挤压板和挤压弹簧将生物陶粒顶出滑入弧形滑板上，接着滑入弧形导流板中；

S3、启动鼓风机，鼓风机通过中空气板将风力传输至各个鼓风管中，通过多层导流罩的压缩，强劲的风力通过延伸管鼓出，将滞留于弧形导流板上的生物陶粒吹入下料板上的各个隔板之间；

S4、下料过程中，根据陶粒包装机的工作效率调节液压杆的工作频率，定时调节液压杆带动调节板下方的阻板对生物陶粒进行阻拦和放行。

本发明中的有益效果为：

1、本发明通过填料基质和外包覆体制备成一体式生物陶粒，通过对外包覆体进行改性处理，外包覆体中加入了增粘树脂改性体，松香树脂的配合中加入改性环糊精，由于环糊精的内腔疏水和外腔亲水，从而将陶粒芯和亲水聚丙烯酸钠吸水树脂一体式结合，提高产品的整体稳定性，环糊精经过改性后，活性增强，分散效果好，从而提高了产品的整体稳定性；生物陶粒再制成后由于外表温度较高，经过送料改性机改性后，产品便于储存，稳定性得到进一步提高，适合工业化生产。

2、送料改性机设置有冷却组件，进行生物陶粒送料的时候，启动气泵，气泵通过冷却罩内部环形分布的冷却孔出风，然后将生物陶粒放置于冷却罩内部，冷却孔鼓出的气体使得生物陶粒悬浮于冷却罩的内部，避免表面温度较高的生物陶粒与冷却罩产生接触，气体吹动生物陶粒的过程中，使得生物陶粒出现旋转，从而实现对生物陶粒表面的全方位降温，降温冷却后的生物陶粒，其粘性极大地降低，无法依附于冷却罩的内部，同时，在冷却罩的内部等距离分布切杆和弧形接触杆，降低冷却后的生物陶粒被接触范围，确保其在顶出的过程中，不会因接触摩擦出现形变。

3、通过设置有进风罩、冷却管和扩面叶，气泵通过进风罩将气体导入冷却罩的过程中，冷却管内部通过两端的循环管进行冷却液的循环，降低进风罩内部的温度，冷却管上等距离分布的扩面叶增加气体与冷却管的接触面积，从而提高气体冷却的比例，冷却后的气体，其喷向生物陶粒时，极大地增加生物陶粒被冷却的效率和效果，进一步提高生物陶粒送料的顺利程度。

4、通过设置有限位罩、固定块、挤压板和挤压弹簧，生物陶粒放置于冷却罩内部一段时间后，需要对其进行顶出，调节下方的液压缸带动锥形顶出板对生物陶粒进行顶出，顶出的过程中，生物陶粒与挤压板接触，轻微的挤压使得挤压弹簧出现收缩，顶出完成后，收缩的挤压弹簧回复，弹性作用带动生物陶粒从锥形顶出板上落入弧形滑板上，顺利的完成生物陶粒的下料。

5、通过设置有鼓风组件，鼓风组件包括鼓风机、鼓风管和中空气板，在生物陶粒通过弧形滑板落入下方的弧形导流板后，启动鼓风机，鼓风机通过中空气板将气体导入各个鼓风管中，鼓风管中层次分布的导流罩将气体的鼓出范围进行层层压缩，使得气体从最后一个导流罩鼓出时的冲劲最大，鼓出的气体迅速的带动生物陶粒从弧形导流板上移动至下料板处，同时，气体鼓出的过程中，通过延伸管对气体的鼓风范围进行限定，降低风力损耗，延伸管内部的均分叶对气体进行均分，使得气体可以从不同位置上对生物陶粒进行推动，避免单点推动造成生物陶粒形变，同时鼓出的气体能够对陶粒进行均化散热，进一步提高产品后续储存效果。

6、通过设置有液压杆、调节板、阻板、滞留块和环板，生物陶粒输送至下料板的各个隔板之间后，通过滞留块将位于不同高度上的生物陶粒进行分隔，根据陶粒包装机的工作效率进行液压杆的调节速度的调节，从而使得生物陶粒的送料效率与陶粒包装机的工作效率同步，实现同步送料和包装操作，提高该送料改性机的使用价值。

附图说明

图1为本发明提出的一种轻质多孔生物陶粒的整体结构示意图；

图2为本发明提出的一种轻质多孔生物陶粒的进风罩结构剖视图；

图3为本发明提出的一种轻质多孔生物陶粒的整体结构侧视图；

图4为本发明提出的一种轻质多孔生物陶粒的鼓风组件示意图；

图5为本发明提出的一种轻质多孔生物陶粒的鼓风管结构剖视图；

图6为本发明提出的一种轻质多孔生物陶粒的冷却组件示意图；

图7为图6的结构仰视图；

图8为本发明提出的一种轻质多孔生物陶粒的限位组件示意图。

图中：1中空支撑板、2支撑座、3气泵、4安装块、5安装架、6循环管、7进风罩、8中空气板、9中空冷却板、10固定杆、11限位罩、12弧形导流板、13侧杆、14连接杆、15液压杆、16隔板、17下料板、18弧形滑板、19冷却管、20扩面叶、21机架、22鼓风机、23鼓风管、24均分叶、25导流罩、26延伸管、27密封环、28固定块、29挤压板、30挤压弹簧、31弧形接触杆、32锥形顶出板、33切杆、34冷却罩、35冷却孔、36阻块、37液压缸、38调节板、39阻板、40环板、41滞留块、42连通管、43支撑杆、44延伸板。

具体实施方式

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。

请参阅图1、图6和图7，一种轻质多孔生物陶粒，一种轻质多孔生物陶粒，包括填料基质和外包覆体；填料基质包括以下重量份原料：凹凸棒土40-50份、稻壳粉生物质料10-20份、粉煤灰1-5份；

外包覆体采用聚丙烯酸钠吸水树脂和改性增粘树脂按照重量比4:1构成；改性增粘树脂的制备方法为：

S1：将环糊精按照重量比1：5送入到质量分数10-20％的十二烷基硫酸钠的水溶液中进行搅拌处理，搅拌转速为100-500r/min，搅拌时间为20-30min，搅拌结束，加入盐酸调节pH至5.0，继续搅拌20-30min，搅拌结束，得到改性环糊精；

S2：将松香树脂按照重量比5:1与改性环糊精混合，混合至充分，然后加入松香树脂总量1-6％的硅烷偶联剂，熔融反应10-20min，冷却至室温，得到改性增粘树脂；

其中填料基质通过600-800℃的煅烧炉进行煅烧成型，制备芯体，然后通过外包覆体热熔包覆，一体成型，最后送入送料改性机中送料改性处理；

通过填料基质和外包覆体制备成一体式生物陶粒，通过对外包覆体进行改性处理，外包覆体中加入了增粘树脂改性体，松香树脂的配合中加入改性环糊精，由于环糊精的内腔疏水和外腔亲水，从而将陶粒芯和亲水聚丙烯酸钠吸水树脂一体式结合，提高产品的整体稳定性，环糊精经过改性后，活性增强，分散效果好，从而提高了产品的整体稳定性；生物陶粒再制成后由于外表温度较高，经过送料改性机改性后，产品便于储存，稳定性得到进一步提高，适合工业化生产。

送料改性机包括中空支撑板1，中空支撑板1的底部外壁四角均固定连接有支撑座2，且中空支撑板1的顶部外壁四角均固定连接有支撑杆43，每两个支撑杆43的顶部外壁固定连接有同一个固定杆10，两个固定杆10的顶部外壁等距离固定连接有中空冷却板9，且每个中空冷却板9的顶部外壁均等距离开有连接孔，每个连接孔的内壁均固定连接有冷却组件，中空支撑板1和中空冷却板9的相对一侧外壁等距离固定连接有连通管42，且中空支撑板1的底部外壁固定连接有安装架5，安装架5的顶部外壁固定连接有气泵3，气泵3的输气端通过管道连接于中空支撑板1的内部。

本发明中，冷却组件包括冷却罩34，且冷却罩34与中空冷却板9相连通，冷却罩34的内壁等距离开有冷却孔35，冷却罩34的内壁等距离固定连接有切杆33，每个切杆33的外壁均固定连接有弧形接触杆31，通过设置有冷却组件，进行生物陶粒送料的时候，启动气泵3，气泵3通过冷却罩34内部环形分布的冷却孔35出风，然后将生物陶粒放置于冷却罩34内部，冷却孔35鼓出的气体使得生物陶粒悬浮于冷却罩34的内部，避免表面温度较高的生物陶粒与冷却罩34产生接触，气体吹动生物陶粒的过程中，使得生物陶粒出现旋转，从而实现对生物陶粒表面的全方位降温，降温冷却后的生物陶粒，其粘性极大地降低，无法依附于冷却罩34的内部，同时，在冷却罩34的内部等距离分布切杆33和弧形接触杆31，降低冷却后的生物陶粒被接触范围，确保其在顶出的过程中，不会因接触摩擦出现形变。

本发明中，中空冷却板9位于每个冷却罩34内侧的顶部外壁均固定连接有液压缸37，且液压缸37的顶部外壁固定连接有锥形顶出板32，锥形顶出板32的外壁环形分布有阻块36。

本发明中，冷却罩34的外壁固定连接有限位罩11，且限位罩11的内壁等距离固定连接有固定块28，每个固定块28面向冷却罩34中心端的外壁均固定连接有挤压弹簧30，每个挤压弹簧30的外壁均固定连接有挤压板29，挤压板29为类L型结构。

请参阅图1和图2，安装架5的顶部外壁固定连接有安装块4，且安装块4的顶部外壁固定连接有进风罩7，进风罩7靠近进风端的内壁固定连接有两个冷却管19，两个冷却管19的外壁均等距离固定连接有扩面叶20，两个冷却管19的两侧外壁均固定连接有循环管6，循环管6连接有冷却液输送系统，通过设置有进风罩7、冷却管19和扩面叶20，气泵3通过进风罩7将气体导入冷却罩34的过程中，冷却管19内部通过两端的循环管6进行冷却液的循环，降低进风罩7内部的温度，冷却管19上等距离分布的扩面叶20增加气体与冷却管19的接触面积，从而提高气体冷却的比例，冷却后的气体，其喷向生物陶粒时，极大地增加生物陶粒被冷却的效率和效果，进一步提高生物陶粒送料的顺利程度。

本发明中，中空冷却板9靠近每个冷却罩34的外壁均固定连接有弧形滑板18，且中空支撑板1靠近每个弧形滑板18的顶部外壁均固定连接有弧形导流板12。

请参阅图1、图4和图5，中空支撑板1的一侧外壁固定连接有两个延伸板44，且两个延伸板44顶部外壁固定连接有同一个中空气板8，中空气板8面向中空支撑板1的外壁等距离开有鼓风孔，每个鼓风孔的内壁均固定连接有鼓风管23，鼓风管23靠近外侧的内壁固定连接有延伸管26，延伸管26的内壁等距离固定连接有均分叶24，鼓风管23的内壁层次分布有导流罩25，每相邻的两个导流罩25的外壁固定连接有同一个密封环27，中空气板8的另一侧外壁固定连接有机架21，机架21的顶部外壁固定连接有鼓风机22，鼓风机22的鼓风端通过管道连接于中空气板8的内壁。

本发明中，中空支撑板1的一侧外壁固定连接有下料板17，且下料板17靠近每个弧形导流板12两侧的外壁均固定连接有隔板16，下料板17位于每相邻的两个隔板16之间的外壁均等距离固定连接有滞留块41。

请参阅图1和图8，下料板17的顶部外壁两端均固定连接有两个侧杆13，且每两个侧杆13的顶部外壁固定连接有同一个连接杆14，连接杆14的底部外壁等距离固定连接有液压杆15，位于不同连接杆14上的相对应的两个液压杆15的底部外壁固定连接有同一个调节板38，调节板38的底部外壁等距离固定连接有阻板39，阻板39靠近每个滞留块41的外壁均固定连接有环板40。

送料改性机的送料改性方法包括如下步骤：

S1、打开气泵3，冷却管19两端通过循环管6与冷却水循环系统连接，气泵3通过进风罩7将气体导入进风罩7内部，冷却管19中的冷却水对气体进行冷却操作，继而导入冷却罩34中，通过冷却罩34上环形分布的冷却孔35导出；

S2、将各个生物陶粒放置于冷却罩34的内部，冷却的气体将生物陶粒吹动悬浮于冷却罩34的内部，对其进行冷却塑性，冷却一段时间后，调节液压缸37带动锥形顶出板32将生物陶粒顶出，继而通过挤压板29和挤压弹簧30将生物陶粒顶出滑入弧形滑板18上，接着滑入弧形导流板12中；

S3、启动鼓风机22，鼓风机22通过中空气板8将风力传输至各个鼓风管23中，通过多层导流罩25的压缩，强劲的风力通过延伸管26鼓出，将滞留于弧形导流板12上的生物陶粒吹入下料板17上的各个隔板16之间；

S4、下料过程中，根据陶粒包装机的工作效率调节液压杆15的工作频率，定时调节液压杆15带动调节板38下方的阻板39对生物陶粒进行阻拦和放行。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。