CN114340798B - 使用泵的用于超吸收性聚合物水凝胶的细切装置 - Google Patents

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Abstract

公开了使用泵的用于超吸收性聚合物水凝胶的细切装置。本发明的一个实施方案提供了这样的细切装置，其包括：筒体，在所述筒体中形成有转移空间，水凝胶通过所述转移空间被转移；泵送单元，所述泵送单元安装于筒体以向转移空间供应压力；旋转轴，所述旋转轴可旋转地安装在筒体的转移空间中；驱动电机，所述驱动电机被配置成向旋转轴提供旋转驱动力；切割器构件，所述切割器构件安装于旋转轴以粉碎通过转移空间中的压力转移的水凝胶；和多孔板，所述多孔板安装在筒体中以将通过切割器构件粉碎的水凝胶排出至筒体的外部。

Description

使用泵的用于超吸收性聚合物水凝胶的细切装置
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年10月18日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2019-0130240号和于2020年10月16日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2020-0134112号的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。
本发明涉及使用泵的用于超吸收性聚合物水凝胶的细切装置，所述细切装置均匀地切割水凝胶。
背景技术
超吸收性聚合物(super absorbent polymer，SAP)是一种具有能够吸收其自身重量的500倍至1000倍水分的功能的合成聚合物材料，并且被各开发者称为超吸收性材料(super absorbency material，SAM)，吸收性凝胶材料(absorbent gel material，AGM)等。上述超吸收性聚合物开始作为卫生产品投入实际使用，并且除卫生产品例如儿童用纸尿布之外，目前还被广泛用作诸如以下的材料：园艺用土壤修复剂、土木工程或建筑用供水材料、育苗用片材、食品流通领域用保鲜剂和泥敷剂用材料。
通过如上所述的聚合反应获得的水凝胶或水凝胶聚合物通常在干燥过程之后被粉碎，然后作为已知的粉末产品市售。为了有效地进行干燥步骤，尽可能地增加水凝胶聚合物的表面积是重要的。因此，为了尽可能地增加干燥过程之前的水凝胶聚合物的表面积，可以考虑通过将经由热聚合或光聚合而聚合的水凝胶聚合物简单地粉碎来增加待干燥的水凝胶聚合物的表面积的方法。已经公开了在聚合之后对水凝胶聚合物进行第一次粉碎的方法以如上所述增加水凝胶聚合物的表面积。
在水凝胶的第一次粉碎过程中主要使用切碎机。
这样的切碎机包括用于使水凝胶移动的螺杆、包括螺旋的筒、用于切割水凝胶的切割器刀片和排出经切割的水凝胶的多孔板。
在这样的常规切碎机中，注入到筒和螺杆中的水凝胶颗粒的移动方向是水平的。因此，在定位有多孔板的位置处向水凝胶颗粒施加的压力不均匀，并且筒的下部位置处的工作压力大于其上部处的工作压力，使得在多孔板中无法进行均匀的切割。
如上所述，当水凝胶的微小切割颗粒的尺寸不均匀时，在水凝胶的干燥过程期间对于各颗粒可能发生不均匀的干燥，从而导致过度干燥或干燥不足。
在此，水凝胶的过度干燥产品可能在超吸收性聚合物的制备过程中产生大量的细粉，从而在制备过程中引起问题。此外，水凝胶的干燥不足的产品在以下方面具有问题：在诸如粉碎或分级的过程中难以顺利制备超吸收性聚合物以及制备的超吸收性聚合物的物理特性。
发明内容
技术问题
本发明的一个实施方案致力于提供使用泵的用于超吸收性聚合物水凝胶的细切装置，所述细切装置能够均匀地切割水凝胶，从而改善超吸收性聚合物的制造品质。
技术方案
本发明的一个实施方案提供了这样的使用泵的用于超吸收性聚合物水凝胶的细切装置，其包括：筒体，在筒体中形成有转移空间，水凝胶通过所述转移空间被转移；泵送单元，所述泵送单元安装于筒体以向转移空间供应压力；旋转轴，所述旋转轴可旋转地安装在筒体的转移空间中；驱动电机，所述驱动电机被配置成向旋转轴提供旋转驱动力；切割器构件，所述切割器构件安装于旋转轴以粉碎通过转移空间中的压力转移的水凝胶；和多孔板，所述多孔板安装在筒体中以将通过切割器构件粉碎的水凝胶排出至筒体的外部。
筒体可以具有转移水凝胶的转移空间，并且可以通过在筒体的上部处连接泵送单元而向转移空间的内部供应泵送的压力。
泵送单元可以包括：连接通道，所述连接通道安装在筒体的上部上以与转移空间连通；主体部，所述主体部固定安装于连接通道；和螺旋转子部，所述螺旋转子部可旋转地安装在主体部内部以向连接通道提供压力。
在主体部的上部处可以安装有注入水凝胶的注入料斗。
在旋转轴上可以顺序地安装有复数个切割器构件和复数个多孔板。
在连接通道中可以安装有能够检查内部的显示窗。
细切装置还可以包括压力传感器，所述压力传感器安装在连接通道中以感测内部压力是否在预定压力范围内。
有益效果
根据本发明的一个实施方案，水凝胶可以通过泵送单元的泵送力在以完全均匀的状态填充在筒体的内部空间中的同时被加压在多孔板的侧表面上。因此，水凝胶被均匀地加压到多孔板的整个侧面区域上，并因此水凝胶可以在均匀加压的状态下被切割，从而改善超吸收性聚合物的制备品质。
附图说明
图1例示了根据本发明的第一实施方案的使用泵的用于超吸收性聚合物水凝胶的细切装置的示意性透视图。
图2例示了示出图1的细切装置的示意性侧视图。
图3例示了示出图2的细切装置的主要部件的示意性分解侧视图。
图4例示了示出根据本发明的第二实施方案的使用泵的用于超吸收性聚合物水凝胶的细切装置的主要部件的示意性分解侧视图。
图5例示了根据本发明的第三实施方案的使用泵的用于超吸收性聚合物水凝胶的细切装置的示意性透视图。
图6例示了根据本发明的第四实施方案的使用泵的用于超吸收性聚合物水凝胶的细切装置的示意性透视图。
图7例示了根据本发明的第五实施方案的使用泵的用于超吸收性聚合物水凝胶的细切装置的示意性透视图。
具体实施方式
在下文中，将参照其中示出本发明的实施方案的附图更充分地描述本发明。如本领域技术人员将认识到的，所描述的实施方案可以以各种不同的方式修改，所有这些都不脱离本发明的精神或范围。附图和描述在本质上被视为说明性的而不是限制性的。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。
可以安装以下描述的使用泵的用于超吸收性聚合物水凝胶的细切装置100以通过使超吸收性聚合物更精确地形成为颗粒形状来改善物理特性。这将在下面参照附图详细地描述。
图1例示了根据本发明的第一实施方案的使用泵的用于超吸收性聚合物水凝胶的细切装置的示意性透视图，图2例示了示出图1的细切装置的示意性侧视图，以及图3例示了示出图2的细切装置的主要部件的示意性分解侧视图。
如图1至图3中所例示的，根据本发明的第一实施方案，使用泵的用于超吸收性聚合物水凝胶的细切装置100包括：筒体10，在筒体10中形成有转移空间11，水凝胶通过转移空间11被转移；泵送单元60，所述泵送单元60安装在筒体10的上部处以向转移空间11供应压力；旋转轴20，所述旋转轴20可旋转地安装在筒体10的转移空间11中；切割器构件40，所述切割器构件40安装于旋转轴20以粉碎通过在转移空间11中产生的压力转移的水凝胶；和多孔板50，所述多孔板50安装在筒体10中以将通过切割器构件40粉碎的水凝胶排出至筒体10的外部。
筒体10可以以其中水凝胶被转移而通过的转移空间11沿纵向方向形成的状态并且被支撑在其底表面上的状态安装。
可以从筒体10的下部突出有支撑基座13以被稳定地支撑在其底表面上。
在筒体10的一侧处可以形成这样的排出部14：通过稍后描述的切割器构件40而被粉碎并且穿过多孔板50的水凝胶颗粒可以通过所述排出部14被排出。
旋转轴20可以可旋转地安装在筒体10的内部转移空间11中。
旋转轴20可以安装成可在筒体10内部的转移空间11的纵向方向上旋转。因此，旋转轴20安装成向稍后将描述的切割器构件40提供旋转力来适当地粉碎水凝胶。
旋转轴20可以安装成其具有这样的第一端：所述第一端连接至驱动电机30的驱动轴以便在筒体10内部可在一个方向上或在相反方向上旋转。
驱动电机30以其中驱动轴连接至旋转轴20的第一端的状态安装在筒体10的一侧处，并因此可以提供旋转驱动力使得旋转轴20根据注入筒体10中的水凝胶的量而在一个方向上或在相反方向上以适当的旋转速度旋转。
同时，切割器构件40可以安装于旋转轴20。
切割器构件40可以安装成适当地粉碎通过泵送单元60的压力62而从筒体10的转移空间11转移的水凝胶，所述切割器构件40可旋转地安装于旋转轴20的与形成在筒体10上的排出部14对应的位置处。
切割器构件40可以安装成在旋转轴20的末端处以圆形形状突出，并且可以安装成适当地粉碎从筒体10的内部在排出部14的方向上移动的水凝胶。切割器构件40被示例性地描述为以突出的状态安装于旋转轴20的末端处，但本发明不限于此，并且可以将复数个切割器构件40安装于旋转轴20的末端处彼此间隔开。
多孔板50安装在筒体10的与排出部14对应的位置处，并且在其中可以形成有复数个切割孔。
因此，通过切割器构件40粉碎的水凝胶通过泵送单元60中产生的压力而在筒体10内部被加压并移动，从而被稳定地排出通过多孔板50的切割孔以进行切割过程。
同时，泵送单元60可以安装于筒体10以提供用于转移水凝胶的压力。
泵送单元60包括：连接通道61，所述连接通道61安装在筒体10的上部处以与转移空间11连通；主体部63，所述主体部63连接至并固定至连接通道61；和转子部65，所述转子部65可旋转地安装在主体部63内部以向连接通道61提供压力。
连接通道61可以安装成具有连接至筒体10的上部并与转移空间11连通的第一侧及其连接至主体部63的第二侧。
以从筒体10的上侧突出的状态连接至主体部63的连接通道61可以支撑其中主体部63安装在筒体10的上侧的状态。
连接通道61可以由钢材形成以支撑主体部63，或者可以在被安装在支撑框架(未示出)上的同时连接至主体部63。
以连接至连接通道61的状态安装于筒体10的上部的主体部63可以具有其中安装有转子部65的安装空间。主体部63可以以连接至呈各种形状例如圆柱形形状或多边形形状的连接通道61的状态安装于筒体10的上侧。
连接通道61被示例性地描述为弯曲成将主体部63与筒体10彼此连接，但是当改变泵送单元60的安装位置时可以形成为具有线性形状。
用于注入水凝胶的注入料斗67可以安装在主体部63的上部处。注入料斗67不必限于安装在主体部63的上侧上，而且可以安装在主体部63的侧表面上。此外，当改变泵送电机64的位置时，注入料斗67可以安装在主体部63的后侧处。
因此，水凝胶可以在通过注入料斗67被供应到主体部63的内部状态下根据稍后描述的转子部65的操作而移动通过连接通道61以被供应到筒体10的内部。
安装在主体部63的内部安装空间中的转子部65可以根据使用者的操作控制而被选择性地驱动，并且可以安装成向连接通道61供应泵送力。
根据本实施方案，泵送单元60可以具有可旋转地安装在主体部63内部的螺旋转子部65，以应用为提供超过水凝胶的压力的泵送力的一种螺杆泵。
转子部65可以通过泵送电机64的旋转力而可旋转地安装在主体部63内部。
可以在转子部65与泵送电机64之间安装转子螺杆68。
安装在主体部63内部的转子螺杆68可以在安装有注入料斗67的位置处安装在主体部63内部以将泵送电机64的旋转力转移至转子部65。因此，水凝胶可以更稳定地在泵送单元60中被泵送从而被转移至筒体10的内部。
如上所述，水凝胶可以在通过注入料斗67来供应并且通过转子部65的泵送力移动至筒体10的内部的状态下被切割器构件40粉碎。
随后，水凝胶在被切割器构件40粉碎的状态下经由转移空间中的压力进一步移动而在穿过多孔板50的同时被适当地切割。在此，水凝胶在多孔板50中被切割的操作中可以在通过泵送单元60的泵送力被均匀压力加压在多孔板50的整个侧表面上的同时被切割。
即，水凝胶可以通过泵送单元60的泵送压力在完全均匀地填充在筒体10的内部空间中的状态下被加压在多孔板50的侧表面上。因此，由于水凝胶被均匀地加压到多孔板50的整个侧面区域上，水凝胶可以在均匀加压的状态下被切割，从而改善超吸收性聚合物的制备品质。
图4例示了示出根据本发明的第二实施方案的使用泵的用于超吸收性聚合物水凝胶的细切装置的主要部件的示意性分解侧视图。与图1至图3的附图标记相同的附图标记表示具有相同或相似功能的相同或相似构件。在下文中，将省略相同附图标记的详细描述。
如图4中所例示的，根据本发明的第二实施方案的使用泵的用于超吸收性聚合物水凝胶的细切装置200的复数个切割器构件140和复数个多孔板150可以顺序地安装于旋转轴20。
因此，可以根据旋转轴20的旋转操作通过使用切割器构件140来粉碎水凝胶，使得可以进行有效的水凝胶粉碎操作。
图5例示了根据本发明的第三实施方案的使用泵的用于超吸收性聚合物水凝胶的细切装置的示意性透视图。与图1至图4的附图标记相同的附图标记表示具有相同或相似功能的相同或相似构件。在下文中，将省略相同附图标记的详细描述。
如图5中所例示的，在根据本发明的第三实施方案的使用泵的用于超吸收性聚合物水凝胶的细切装置300中可以安装有能够确定连接通道的显示窗210。
因此，可以容易地检查由于连接通道61的堵塞而导致的异常关闭状态和水凝胶的移动状态，使得可以进行快速的故障排除。
图6示出了根据本发明的第四实施方案的使用泵的用于超吸收性聚合物水凝胶的细切装置的示意性透视图。与图1至图5的附图标记相同的附图标记表示具有相同或相似功能的相同或相似构件。在下文中，将省略相同附图标记的详细描述。
如图6中所示，在根据本发明的第四实施方案的使用泵的用于超吸收性聚合物水凝胶的细切装置400中可以安装有用于感测连接通道61的内部压力是否在预定压力范围内的压力传感器310。
压力传感器310可以安装成当连接通道61的内部压力被感测为超过预定压力的异常压力时通过识别诸如堵塞的关闭状态或诸如穿孔的损坏状态来警告使用者。因此，可以快速地对异常操作进行故障排除并延长使用寿命。
图7示出了根据本发明的第五实施方案的使用泵的用于超吸收性聚合物水凝胶的细切装置的示意性透视图。与图1至图6的附图标记相同的附图标记表示具有相同或相似功能的相同或相似构件。在下文中，将省略相同附图标记的详细描述。
如图7中所示，根据本发明的第五实施方案的使用泵的用于超吸收性聚合物水凝胶的细切装置500的泵送单元60可以安装于筒体10的侧表面处，并且连接通道61可以连接至筒体10的侧表面。
因此，水凝胶可以从筒体10的侧表面供应至筒体10的内部。在本实施方案中，连接通道61被示例性地描述为连接至筒体10的侧表面，但是当改变驱动电机30的位置时，连接通道61可以连接至筒体10的后部位置。
虽然已经结合目前被认为是实用的实施方案描述了本发明，但是应理解，本发明不限于所公开的实施方案，而是相反地，旨在涵盖包括在所附权利要求书的精神和范围内的多种修改和等同布置。
附图标记
10筒体 11转移空间
13支撑基座 20旋转轴
30驱动电机 40、140切割器构件
50、150多孔板 60泵送单元
61连接通道 63主体部
64泵送电机 65转子部
67注入料斗 68转子螺杆
210显示窗 310压力传感器

Claims (6)

1.一种使用泵的用于超吸收性聚合物水凝胶的细切装置，所述装置包括：
筒体，在所述筒体中形成有转移空间，所述水凝胶通过所述转移空间被转移，其中注入到所述筒体中的所述水凝胶的移动方向是水平的；
泵送单元，所述泵送单元安装于所述筒体以向所述转移空间供应压力；
旋转轴，所述旋转轴可旋转地安装在所述筒体的所述转移空间中；
驱动电机，所述驱动电机被配置成向所述旋转轴提供旋转驱动力；
切割器构件，所述切割器构件安装于所述旋转轴以粉碎通过所述转移空间中的压力转移的所述水凝胶；和
多孔板，所述多孔板安装在所述筒体中以将通过所述切割器构件粉碎的所述水凝胶排出至所述筒体的外部，
其中所述水凝胶通过所述泵送单元的泵送压力在完全均匀地填充在所述筒体的内部空间中的状态下被加压在所述多孔板的侧表面上，
其中所述泵送单元包括：
连接通道，所述连接通道安装在所述筒体的上部上以与所述转移空间连通；
主体部，所述主体部固定安装于所述连接通道；和
螺旋转子部，所述螺旋转子部可旋转地安装在所述主体部内部以向所述连接通道提供压力。
2.根据权利要求1所述的细切装置，其中
所述筒体
具有转移所述水凝胶的转移空间，并且通过在所述筒体的上部处连接所述泵送单元而向所述转移空间的内部供应泵送的压力。
3.根据权利要求1所述的细切装置，其中
在所述主体部的上部处安装有注入所述水凝胶的注入料斗。
4.根据权利要求1所述的细切装置，其中
在所述旋转轴上顺序地安装有复数个切割器构件和复数个多孔板。
5.根据权利要求1所述的细切装置，其中
在所述连接通道中安装有能够检查内部的显示窗。
6.根据权利要求1所述的细切装置，还包括
压力传感器，所述压力传感器安装在所述连接通道中以感测内部压力是否在预定压力范围内。
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