技术领域
本实用新型涉及化工领域，具体而言，本实用新型涉及钛白粉包膜系统。
背景技术
由于TiO2基料具有的光化学性能及晶格缺陷，利用TiO2基料制备钛白粉用作涂料，就需要采用无机和有机包膜堵塞TiO2基料的光活化点，以提高TiO2的耐候性和光泽度。同时 TiO2本质上是亲水憎油性物质，表面带负电荷，在有机介质中的分散性很差，制备得到的钛白粉涂料易产生浮色、发花、絮凝和沉淀等问题。
由此，必须通过表面处理手段来堵塞TiO2表面的光活化点，隔绝TiO2与光的直接接触，改善TiO2粒子的表面化学性质，提高其在各种介质中的润湿性和分散性。在对TiO2基料的表面处理中，受现有技术的限制，国内TiO2包膜浓度一般在200～300g/L，包膜处理的能力较低。
因此，现有的钛白粉包膜手段仍有待改进。
实用新型内容
本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出钛白粉包膜系统。该系统可以根据钛白粉浆料的浓度和其在包膜罐中的液位以及包膜剂的加入情况，实时调整包膜罐中搅拌装置的转速，从而实现高浓度钛白粉浆料的包膜处理，且产品膜层致密、均匀，质量稳定。
在本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种钛白粉包膜系统。根据本实用新型的实施例，该系统包括：
钛白粉储槽；
第一至第三包膜剂储罐，所述第一至第三包膜剂储罐依次具有第一至第三出料阀门；
包膜罐，所述包膜罐具有钛白粉入口、包膜剂入口和包膜后钛白粉出口，所述钛白粉入口与所述钛白粉储槽相连，所述包膜剂入口分别通过所述第一至第三出料阀门与所述第一至第三包膜剂储罐相连；
密度计，所述密度计设置在所述钛白粉储槽与所述钛白粉入口之间；
液位计，所述液位计设置在所述包膜罐的侧壁上；
搅拌装置，所述搅拌装置包括多层搅拌桨和变频调速器，所述多层搅拌桨与所述变频调速器相连且延伸设置在所述包膜罐内；
其中，所述变频调速器分别与所述密度计、所述液位计和所述第一至第三出料阀门相连，所述变频调速器适于根据所述密度计和所述液位计的信号调节所述多层搅拌桨的转速和所述第一至第三出料阀门的开闭。
由此，根据本实用新型实施例的钛白粉包膜系统可以根据钛白粉浆料的浓度和其在包膜罐中的液位以及包膜剂的加入情况，实时调整包膜罐中搅拌装置的转速，从而实现高浓度钛白粉浆料的包膜处理，且产品膜层致密、均匀，质量稳定。
任选的，所述多层搅拌桨包括搅拌杆和沿所述搅拌杆轴向上间隔设置的下层桨叶、中层桨叶和上层桨叶。
任选的，所述下层桨叶、所述中层桨叶和所述上层桨叶等间距设置。
任选的，所述钛白粉包膜系统进一步包括：进料泵，所述进料泵设置在所述钛白粉储槽和所述钛白粉入口之间。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本实用新型一个实施例的钛白粉包膜系统的结构示意图；
图2是根据本实用新型再一个实施例的钛白粉包膜系统的结构示意图；
图3是采用本实用新型一个实施例的钛白粉包膜系统对钛白粉进行包膜处理的方法流程示意图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种钛白粉包膜系统。根据本实用新型的实施例，参考图1～2，该系统包括：钛白粉储槽100、第一至第三包膜剂储罐210、220 和230、包膜罐300、密度计400、液位计500和搅拌装置。其中，第一至第三包膜剂储罐 210、220和230依次具有第一至第三出料阀门211、221和231；包膜罐300具有钛白粉入口310、包膜剂入口302和包膜后钛白粉出口303，钛白粉入口301与钛白粉储槽100相连，包膜剂入口302分别通过第一至第三出料阀门211、221和231与第一至第三包膜剂储罐 210、220和230相连；密度计400设置在钛白粉储槽100与钛白粉入口301之间；液位计 500设置在包膜罐300的侧壁上；搅拌装置包括多层搅拌桨610和变频调速器620，多层搅拌桨610与变频调速器620相连且延伸设置在包膜罐300内；变频调速器620分别与密度计400、液位计500和第一至第三出料阀门211、221和231相连，变频调速器620适于根据密度计400和液位计500的信号调节多层搅拌桨610的转速和第一至第三出料阀门211、 221和231的开闭。
下面参考图1～2对根据本实用新型实施例的钛白粉包膜系统进行详细描述：
根据本实用新型的实施例，第一至第三包膜剂储罐210、220和230依次具有第一至第三出料阀门211、221和231，即，第一包膜剂储罐210具有第一出料阀门211，第二包膜剂储罐220具有第二出料阀门221，第三包膜剂储罐具有第三出料阀门231；第一至第三出料阀门适于接收变频调速器的信号，并根据该信号打开或关闭，从而向包膜罐中加入第一包膜剂、第二包膜剂和第三包膜剂。
根据本实用新型的一个具体实施例，第一包膜剂、第二包膜剂和第三包膜剂可以分别独立地为Al2O3、SiO2或ZrO2。
根据本实用新型的实施例，包膜罐300具有钛白粉入口310、包膜剂入口302和包膜后钛白粉出口303，钛白粉入口301与钛白粉储槽100相连，包膜剂入口302分别通过第一至第三出料阀门211、221和231与第一至第三包膜剂储罐210、220和230相连，包膜罐300适于利用第一至第三包膜剂对钛白粉浆料进行包膜处理。
根据本实用新型的具体实施例，钛白粉浆料的浓度可以为400～650g/L。本实用新型的系统通过根据包膜罐内钛白粉浆料浓度和液位实时控制包膜剂的加入和搅拌转速，可以实现对浓度为400～650g/L的钛白粉浆料进行包膜处理，相对于现有技术中对钛白粉浓度 200～300g/L的限制，本实用新型的系统在保证产品品质的同时，大大提高了产能。
根据本实用新型的实施例，密度计400设置在钛白粉储槽100与钛白粉入口301之间，密度计400适于监测由钛白粉储槽100中出料的钛白粉浆料的密度，通过钛白粉浆料的密度反映浆料浓度，并将密度信号发送给变频调速器620，以便变频调速器620根据密度信号调节包膜罐内的搅拌转速。
根据本实用新型的实施例，液位计500设置在包膜罐300的侧壁上，液位计500适于监测包膜罐100内钛白粉浆料的液位，并将液位信号发送给变频调速器620，以便变频调速器620根据液位信号调节包膜罐内的搅拌转速。
根据本实用新型的实施例，搅拌装置包括多层搅拌桨610和变频调速器620，多层搅拌桨610与变频调速器620相连且延伸设置在包膜罐300内，搅拌装置适于对包膜罐中的钛白粉浆料和包膜剂进行搅拌。
根据本实用新型的实施例，变频调速器620分别与密度计400、液位计500和第一至第三出料阀门211、221和231相连，变频调速器620适于根据密度计400和液位计500的信号调节多层搅拌桨610的转速和第一至第三出料阀门211、221和231的开闭。发明人发现，在包膜处理中，搅拌转速的控制对包膜处理的产能和产品品质起关键作用，由于现有技术中难以根据生产的实际情况及时调节包膜处理的搅拌转速，使得包膜浓度限制在 200～300g/L，产能降低；本申请的系统通过根据包膜罐内的钛白粉浆料密度以及液位实时调节搅拌转速，可以实现对400～650g/L的高浓度钛白粉浆料进行包膜处理，且产品膜层致密、均匀，产品质量稳定。
具体的，发明人通过大量实验发现，如果包膜处理的搅拌速度过高、搅拌强度太大、太激烈，会造成TiO2粒子间强烈的碰撞，从而破坏TiO2粒子表面的水合氧化物沉积层，使产品膜层致密度降低；如果搅拌转速过低、搅拌强度太小、太平缓，会造成TiO2浆料无法充分分散，使包膜不均匀。
根据本实用新型的具体实施例，多层搅拌桨610包括搅拌杆614和沿搅拌杆614轴向上间隔设置的下层桨叶611、中层桨叶612和上层桨叶613。由此，可以进一步有效地对包膜罐内浆料的搅拌转速进行控制，从而进一步提高包膜处理的产能和产品质量。
根据本实用新型的具体实施例，下层桨叶611、中层桨叶612和上层桨叶613可以等间距设置。由此，可以进一步有效地对包膜罐内浆料的搅拌转速进行控制，从而进一步提高包膜处理的产能和产品质量。
参考图2，本实用新型实施例的钛白粉包膜系统还可以进一步包括：进料泵700。
根据本实用新型的实施例，进料泵700设置在钛白粉储槽100和钛白粉入口301之间。由此，可以进一步提高包膜处理的产能。
由此，根据本实用新型实施例的钛白粉包膜系统可以根据钛白粉浆料的浓度和其在包膜罐中的液位以及包膜剂的加入情况，实时调整包膜罐中搅拌装置的转速，从而实现高浓度钛白粉浆料的包膜处理，且产品膜层致密、均匀，质量稳定。
为了方便理解，下面参考图3对采用本实用新型实施例的钛白粉包膜系统对钛白粉进行包膜处理的方法进行详细描述。根据本实用新型的实施例，该方法包括：
S100：加入钛白粉浆料
该步骤中，向包膜罐中加入钛白粉浆料，当包膜罐内液面高于下层桨叶时，变频调速器启动，并控制多层搅拌桨在第一转速下搅拌；当包膜罐内液面高于中层桨叶时，变频调速器控制多层搅拌桨在第二转速下搅拌；当包膜罐内液面高于上层桨叶至加料完成，变频调速器控制多层搅拌桨在第三转速下搅拌；完成加料后，变频调速器控制多层搅拌桨在第四转速下搅拌。
根据本实用新型的具体实施例，钛白粉浆料的浓度可以为400～650g/L。本实用新型的方法通过根据包膜罐内钛白粉浆料浓度和液位实时控制包膜剂的加入和搅拌转速，可以实现对浓度为400～650g/L的钛白粉浆料进行包膜处理，相对于现有技术中对钛白粉浓度 200～300g/L的限制，本实用新型的方法在保证产品品质的同时，大大提高了产能。
根据本实用新型的一个具体实施例，在向包膜罐中加入钛白粉浆料的过程中，可以将包膜罐中的钛白粉浆料升温至60～90℃，由此，可以进一步提高包膜处理产能和产品品质。
根据本实用新型的具体实施例，第一转速可以为40～60r/min，第二转速可以为60～80 r/min，第三转速可以为65～85r/min，第四转速可以为70～90r/min。由此，可以进一步提高包膜处理产能和产品品质。
S200：加入第一包膜剂
该步骤中，第一出料阀门开启，在向包膜罐中加入第一包膜剂的过程中，变频调速器控制多层搅拌桨在第五转速下搅拌，当第一包膜剂加入完成后，变频调速器控制多层搅拌桨在第六转速下搅拌。
根据本实用新型的一个具体实施例，第一包膜剂可以为Al2O3、SiO2或ZrO2。
根据本实用新型的一个具体实施例，在向包膜罐中加入第一包膜剂之前，可以调节搅拌转速至65～85r/min，由此，可以进一步提高包膜处理的产能和产品品质。
S300：加入第二包膜剂
该步骤中，第二出料阀门开启，在向包膜罐中加入第二包膜剂的过程中，变频调速器控制多层搅拌桨在第五转速下搅拌，当第二包膜剂加入完成后，变频调速器控制多层搅拌桨在第六转速下搅拌。
根据本实用新型的一个具体实施例，第二包膜剂可以为Al2O3、SiO2或ZrO2。
S400：加入第三包膜剂
该步骤中，第三出料阀门开启，在向包膜罐中加入第三包膜剂的过程中，变频调速器控制多层搅拌桨在第五转速下搅拌，当第三包膜剂加入完成后，变频调速器控制多层搅拌桨在第六转速下搅拌。
根据本实用新型的一个具体实施例，第三包膜剂可以为Al2O3、SiO2或ZrO2。
S500：熟化处理
该步骤中，变频调速器控制多层搅拌桨在第七转速下搅拌，以便对S400所得物料进行熟化处理，完成熟化处理后，变频调速器控制多层搅拌桨在第八转速下搅拌，以便得到包膜后钛白粉。
根据本实用新型的一个具体实施例，熟化处理进行的时间可以为30～70min。由此，可以进一步提高包膜处理的产能和产品品质。
根据本实用新型的具体实施例，上述第五转速可以为75～95r/min，第六转速可以为 60～80r/min，第七转速可以为65～85r/min，第八转速可以为60～80r/min。
根据本实用新型的实施例，发明人发现，在包膜处理中，搅拌转速的控制对包膜处理的产能和产品品质起关键作用，由于现有技术中难以根据生产的实际情况及时调节包膜处理的搅拌转速，使得包膜浓度限制在200～300g/L，产能降低；本申请的系统通过根据包膜罐内的钛白粉浆料密度以及液位实时调节搅拌转速，可以实现对400～650g/L的高浓度钛白粉浆料进行包膜处理，且产品膜层致密、均匀，产品质量稳定。
具体的，发明人通过大量实验发现，如果包膜处理的搅拌速度过高、搅拌强度太大、太激烈，会造成TiO2粒子间强烈的碰撞，从而破坏TiO2粒子表面的水合氧化物沉积层，使产品膜层致密度降低；如果搅拌转速过低、搅拌强度太小、太平缓，会造成TiO2浆料无法充分分散，使包膜不均匀。
根据本实用新型的一个具体实施例，完成熟化处理后，将得到的包膜后钛白粉排出包膜罐，当包膜罐内液位低于下层桨叶时，液位计监测到液位信号并将该信号发送给变频调速器，变频调速器根据该信号停止搅拌。
由此，根据本实用新型实施例的钛白粉包膜方法可以根据钛白粉浆料的浓度和其在包膜罐中的液位以及包膜剂的加入情况，实时调整包膜罐中搅拌装置的转速，从而实现高浓度钛白粉浆料的包膜处理，且产品膜层致密、均匀，质量稳定。
下面参考具体实施例，对本实用新型进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本实用新型。
实施例
按照下列步骤对钛白粉浆料进行包膜处理：
(1)向包膜罐中加入钛白粉浆料，当包膜罐内液面高于下层桨叶时，变频调速器启动，并控制多层搅拌桨在40～60r/min转速下搅拌；
当包膜罐内液面高于中层桨叶时，变频调速器控制多层搅拌桨在60～80r/min转速下搅拌；
当包膜罐内液面高于上层桨叶至加料完成，变频调速器控制多层搅拌桨在65～85r/min 转速下搅拌；
完成加料后，变频调速器控制多层搅拌桨在70～90r/min转速下搅拌；
(2)调节变频调速器转速至65～85r/min；
(3)第一出料阀门开启，在向包膜罐中加入第一包膜剂的过程中，变频调速器控制多层搅拌桨在75～95r/min转速下搅拌，当第一包膜剂加入完成后，变频调速器控制多层搅拌桨在60～80r/min转速下搅拌；
(4)第二出料阀门开启，在向包膜罐中加入第二包膜剂的过程中，变频调速器控制多层搅拌桨在75～95r/min转速下搅拌，当第二包膜剂加入完成后，变频调速器控制多层搅拌桨在60～80r/min转速下搅拌；
(5)第三出料阀门开启，在向包膜罐中加入第三包膜剂的过程中，变频调速器控制多层搅拌桨在75～95r/min转速下搅拌，当第三包膜剂加入完成后，变频调速器控制多层搅拌桨在60～80r/min转速下搅拌；
(6)变频调速器控制多层搅拌桨在65～85r/min转速下搅拌，以便对步骤(4)所得物料进行熟化处理，完成熟化处理后，变频调速器控制多层搅拌桨在60～80r/min转速下搅拌，以便得到包膜后钛白粉；
(7)将得到的包膜后钛白粉排出包膜罐，当包膜罐内液位低于下层桨叶时，液位计监测到液位信号并将该信号发送给变频调速器，变频调速器根据该信号停止搅拌。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。