一种计量易水解固体物料的装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种计量易水解固体原料的装置，属于化工生产【技术领域】。本实用新型解决了现有的易水解固体原料的计量存在计量不准确、在计量过程中吸潮水解导致质量下降、手工敞开操作不安全的问题。该装置包括贮罐、带有溢流口的计量罐、干燥罐；利用真空将熔化的原料抽入贮罐，维持温度相对稳定，利用氮气或干燥的压缩空气将原料压入高位的计量罐，并在常压下利用溢流口的自动溢流作用，使多压的原料流回贮罐，实现定量(体积)计量，贮罐与计量罐通过装有无水氯化钙干燥剂的干燥罐放空，全密闭操作。该装置主要用于易水解固体原料的计量，也可推广应用于易于水解或吸潮的液体原料的计量，具有较为广泛的通用性。
【专利说明】一种计量易水解固体物料的装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及计量易水解固体物料的装置，主要用于化工生产的配料和包装，属于化工生产【技术领域】。
【背景技术】
[0002]固体酰化反应试剂，包括酰氯和酸酐，大都有毒有害，具有腐蚀性，容易水解，如暴露在空气中，吸收空气中的水分发生水解，酰氯还释放出刺激性的氯化氢气体，不仅造成产品质量下降，还造成环境污染。
[0003]在化工配方、反应加料和包装时都需要计量，有时要求精确计量。固体物料通常采用机械先行破碎，再对块粒状物料进行称重的方法计量，因块粒状物料的流动性与块粒大小密切相关，导致块粒物料的自动计量相对于液体物料较为困难，尤其是易吸湿发粘的块粒状物料，称重计量更为困难。
[0004]固体酰化反应试剂，大部分熔点较低，如间硝基苯甲酰氯(熔点35°C )、对硝基苯甲酰氯(熔点75°C)、间苯二甲酰氯(熔点43°C)、对苯二甲酰氯(熔点83°C)、均苯三甲酰氯(熔点36°C)、i3-萘甲酰氯(熔点43°C)、戊二酸酐(熔点56°C)、顺丁烯二酸酐(熔点53°C )等，由于在机械破碎过程中摩擦生热易发生熔化，受冷又凝结成块，而且易于吸湿发粘，不能采用通常的固体物料的计量方法进行计量。
[0005]关于固体酰化反应试剂物料的计量，传统上采用加热熔化、称重或量体积的方法计量，敞开式操作。这种方法存在以下问题:(I)操作过程暴露在空气中，物料难免吸收空气中的水分发生水解，引起质量下降；(2)人工作业，使用漏斗、桶、勺子、移液管等工具近距离操作，难免发生跑、冒、滴、漏现象，存在安全隐患；(3)量体积，通过人工肉眼观察液位高度决定体积数量，受人的身高、观察的角度等因素影响，人为误差较大，另，未规定控制的温度，因密度与温度有关，即使量取的体积一样，在温度差别较大时质量也有差别，温度差别越大，质量差别也越大。
【发明内容】
[0006]本实用新型所要解决的技术问题是:研制一种固体物料的计量装置，确保计量准确无误；避免物料在计量过程中吸潮而引起质量下降；密闭操作，避免发生跑、冒、滴、漏现象，消除安全隐患。
[0007]为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是:
[0008]一种计量易水解固体物料的装置，包括贮罐1、计量罐2和干燥罐3。
[0009]所述贮罐I顶部的出料口 51依次通过出料阀23、电伴热出料管24与计量罐2顶部的加料口 30相连，计量罐2的高位溢流口 28依次通过电伴热返料管25、返料阀54与贮罐I顶部的返料口 53相连，计量罐2的中位溢流口 29、低位溢流口 32分别通过中位溢流阀27、低位溢流阀26与电伴热返料管25相连，贮罐I顶部的放空口 alO依次通过放空阀al9、放空管a36、放空阀b47与干燥罐3侧下部的放空口 c46相连，计量罐2顶部的放空口 b31与放空管a36相连。
[0010]所述贮罐I为椭圆形封头容器，贮罐I内设搅拌器7、插底管44和温度计套管45，搅拌器7的轴上端连接贮罐I顶部中心的搅拌口 8，采用双端面机械密封或磁力驱动密封方式，插底管44的上端连接贮罐I顶部的出料口 51，温度计套管45的上端连接贮罐I顶部的测温口 52，温度计套管45内设有热电阻温度计55，贮罐I外设夹套43，夹套43以“下进上出”的方式走液体热媒，夹套43底部的热媒入口 4通过热媒入口阀5连接热媒流入管6，夹套43上部的热媒出口 50通过热媒出口阀49连接热媒流出管48，贮罐I顶部的进料口 13通过进料阀14连接进料管15，贮罐I顶部的进抽气口 12上设有三通18，三通18的侧支通过进气阀17连接进气管16，三通18的上支通过真空阀20连接真空管22，贮罐I顶部的测压口 11连接真空压力表21，贮罐I的外表面设有保温层9。
[0011]所述计量罐2为椭圆形盖或平盖、椭圆形底或锥形底的容器，侧壁根据计量的体积数量要求，设有高位溢流口 28、中位溢流口 29和低位溢流口 32，以及能观察溢流口附近液位的视镜式玻璃板液面计33，底部的放料口 34通过放料阀35连接放料管56，计量罐2的外表面采用伴热电热带保温。
[0012]所述干燥罐3为平盖、椭圆形底或锥形底的容器，盛装块粒状无水氯化钙干燥剂，侧上部的放空口 d39通过放空阀c38连接放空管b37，底部的放尽口 40通过放尽阀41连接放尽管42。
[0013]所述装置计量的方法如下:
[0014](I)备料:打开真空阀20，调节贮罐I内真空度为0.02?0.06Mpa，打开进料阀14，向贮罐I中加入熔化的物料，至装料系数为0.3?0.9，关闭进料阀14和真空阀20，打开放空阀al9、放空阀b47和放空阀c38，使贮罐I恢复常压；当贮罐I的装料系数低于0.3时，关闭放空阀al9，按照上述操作补充物料；启动搅拌器7，打开热媒入口阀5和热媒出口阀49，向贮罐I的夹套43中通入温度在物料的熔点以上20?60°C的液体热媒，控制物料的温度稳定在熔点以上20-40°C ；
[0015](2)压料:关闭放空阀al9，打开进气阀17，向贮罐I中通入氮气或干燥的压缩空气，至贮罐I内压力为0.03?0.05Mpa，关闭进气阀17，打开出料阀23，向计量罐2中压入物料，通过视镜式玻璃板液面计33观察计量罐2内液面高度，当要计量的物料数量为计量罐2的低位溢流口 32以下容积，在液面高于低位溢流口 32时，关闭出料阀23 ;当要计量的物料数量为计量罐2的中位溢流口 29以下容积，在液面高于中位溢流口 29时，关闭出料阀23 ;当要计量的物料数量为计量罐2的高位溢流口 28以下容积，在液面高于高位溢流口 28时，关闭出料阀23 ；
[0016](3)计量:打开放空阀al9使贮罐I恢复常压，打开出料阀23使电伴热出料管24中的物料流回贮罐I ;当要计量的物料数量为计量罐2的低位溢流口 32以下容积时，打开低位溢流阀26和返料阀54，使低位溢流口 32以上的物料流回贮罐I ;当要计量的物料数量为计量罐2的中位溢流口 29以下容积时，打开中位溢流阀27和返料阀54，使中位溢流口29以上的物料流回贮罐I ;当要计量的物料数量为计量罐2的高位溢流口 28以下容积时，打开返料阀54，使高位溢流口 28以上的物料流回贮罐I ;
[0017](4)放料:观察视镜式玻璃板液面计33，当液面稳定不变时，打开放料阀35，通过放料管56或在放料管56自由端连接的软管，将计量罐2中的物料放入配料釜、反应釜、包装容器或其它接受容器中，放毕，关闭放料阀35。
[0018]本实用新型的贮罐I用于盛装固体物料，并加热保温确保物料为液体状态，温度相对稳定；计量罐2用于按体积计量液态物料，保温，并用于向接受容器加料；干燥罐3盛装无水氯化钙干燥剂，用于干燥与物料接触的空气，并通过其使体系放空。
[0019]本实用新型的贮罐I与计量罐2之间的连接方式，用于通过压料方式向计量罐2加料，并使多加的物料返回贮罐I ;贮罐I或计量罐2与干燥罐3之间的连接方式，用于通过干燥罐3放空。
[0020]本实用新型的贮罐I为椭圆形封头容器结构，满足正负压操作使用要求，是常见的化工设备，有标准的零部件，来源容易，制造、维修方便；贮罐I内部设有搅拌器7、插底管44和温度计套管45，分别用于使各处物料温度保持一致、导出物料和保护热电阻温度计，需要说明的是，通过插底管44导出物料而未在底部开设出料口，从根本上消除了跑、冒、滴、漏现象罐I外部的夹套43用于加热保温，以“下进上出”的方式走热媒——25?95°C的热水或25?150°C的导热油，可确保夹套43中充满热媒，利于传热，在贮罐I的外表面设有保温层9利于节能；贮罐I顶部的进料口 13用于向贮罐I中加入物料，出料口 51连接插底管44的上端用于压出物料，进抽气口 12用于在贮罐I中抽真空或充入氮气或干燥的压缩空气，测压口 11安装真空压力表21用于监测控制抽料的真空度和压料用氮气或干燥的压缩空气的压力，热电阻温度计55安装在温度计套管45中用于监测控制物料的温度，搅拌口 8用于安装搅拌器7，它位于顶部中心，利于搅拌均匀，而采用双端面机械密封或磁力驱动密封方式，是为了保证密封效果。
[0021]本实用新型的计量罐2是常压操作设备，选择椭圆形底或锥形底、椭圆形盖或平盖的标准容器，其侧部的高位溢流口 28、中位溢流口 29、低位溢流口 32，是根据所要计量的物料体积数量，按照大、中、小三种规格严格计算设计制造的。如果要计量的物料体积数量只有一种或两种规格，也可以只设有一个溢流口或两个溢流口。优选溢流口位于靠近贮罐I一侧的计量罐2的侧壁上，所有溢流口处于同一方位角，这样便于加工、观察和操作。视镜式玻璃板液面计33位于操作面一侧的计量罐2的侧壁上，优选与溢流口成90°方位角，如一个视镜式玻璃板液面计33不够长，可采用两个或多个错开对接，以便能观察到涵盖全部溢流口的液面高度。顶部设有加料口 30和放空口 b31，分别用于接受来自贮罐I的物料和放空；底部设有放料口 34，用于把定量的物料放入配料釜、反应釜或包装容器等接受容器中。计量罐2外表面缠绕伴热电热带，也是为了保温，通过温度控制器控制计量罐2外壁温度稳定不变，电热带外可用石棉布保温。
[0022]本实用新型的干燥罐3也是常压操作设备，选择平盖、椭圆形底或锥形底的容器。干燥罐3为细高型，高径比在I?10: I范围内，空气在干燥罐3内的停留时间较长，利于干燥。干燥罐3内底部设有篦子板，支撑块粒状无水氯化钙干燥剂。侧下部放空口 c46位于篦子板下，侧上部放空口 d39位于无水氯化钙之上，放空口 c46与放空口 d39在中心剖面对角线上。底部的放尽口 40用于放出破碎的粉状氯化钙或吸水溶解形成的氯化钙溶液。这种结构满足使用要求，易于加工，便于更换无水氯化钙。
[0023]本实用新型的计量方法，首先利用负压将物料抽入贮罐1，控制物料的温度在熔点以上沸点以下相对稳定，然后利用正压的氮气或干燥的压缩空气将物料从贮罐I压入计量罐2，并在常压状态下，通过计量罐2的高位溢流口 28、中位溢流口 29或低位溢流口 32，利用位差使多压的物料自动流回贮罐1，最后利用位差将计量好的物料从计量罐2放入接受容器中。
[0024]本实用新型的有益效果是:在熔点以上稳定的温度下，利用计量罐2溢流口的自动溢流作用实现物料的定量(体积)计量，计量过程排除了人为因素影响，且不涉及传感器元件及转动部件，结果精准，重复性、稳定性优异，装置使用寿命长；计量体系通过装有无水氯化钙的干燥罐3放空，在计量过程中物料的质量保持不变；全封闭作业，无物料暴露、泄漏，过程安全；计量罐2设有多个溢流口，满足不同计量数量的要求，操作灵活，主要用于易水解固体物料的计量，也可推广应用于易于水解或吸潮的液体物料的计量，具有较为广泛的通用性。
[0025]下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1是本实用新型的一种计量易水解固体物料的装置的结构示意图。
[0027]其中:1、贮罐，2、计量罐，3、干燥罐，4、热媒入口，5、热媒入口阀，6、热媒流入管，7、搅拌器，8、搅拌口，9、保温层，10、放空口 a，11、测压口，12、进抽气口，13、进料口，14、进料阀，15、进料管，16、进气管，17、进气阀，18、三通，19、放空阀a，20、真空阀，21、真空压力表，22、真空管，23、出料阀，24、电伴热出料管，25、电伴热返料管，26、低位溢流阀，27、中位溢流阀，28、高位溢流口，29、中位溢流口，30、加料口，31、放空口 b，32、低位溢流口，33、视镜式玻璃板液面计，34、放料口，35、放料阀，36、放空管a，37、放空管b，38、放空阀c，39、放空口 d，40、放尽口，41、放尽阀，42、放尽管，43、夹套，44、插底管，45、温度计套管，46、放空口 C，47、放空阀b，48、热媒流出管，49、热媒出口阀，50、热媒出口，51、出料口，52、测温口，53、返料口，54、返料阀，55、热电阻温度计，56、放料管。
【具体实施方式】
[0028]如图1所示，一种计量易水解固体物料的装置，包括贮罐1、计量罐2和干燥罐3。
[0029]所述贮罐I顶部的出料口 51通过出料阀23与计量罐2顶部的加料口 30相连，计量罐2的高位溢流口 28依次通过电伴热返料管25、返料阀54与贮罐I顶部的返料口 53相连，计量罐2的中位溢流口 29、低位溢流口 32分别通过中位溢流阀27、低位溢流阀26与电伴热返料管25相连，贮罐I顶部的放空口 alO依次通过放空阀al9、放空管a36、放空阀b47与干燥罐3侧下部的放空口 c46相连，计量罐2顶部的放空口 b31与放空管a36相连。
[0030]所述贮罐I为HG/T3648-2011规定的200L磁力驱动反应釜。内部设有搅拌器7、插底管44和温度计套管45，搅拌器7的轴上端连接贮罐I顶部中心的搅拌口 8，插底管44的上端连接贮罐I顶部的出料口 51，温度计套管45的上端连接贮罐I顶部的测温口 52，温度计套管45内安装量程为-20?150°C的热电阻温度计55 ;外部设有夹套43，夹套43以“下进上出”的方式走25?95 °C的热水，夹套43底部的热媒入口 4通过热媒入口阀5连接热媒流入管6，夹套43上部的热媒出口 50通过热媒出口阀49连接热媒流出管48 ;顶部的进料口 13通过进料阀14连接进料管15，进抽气口 12上设有三通18，三通18的侧支通过进气阀17连接干燥的压缩空气进气管16，三通18的直支通过真空阀20连接真空管22，测压口 11安装量程为-0.1?0.6Mpa的真空压力表21 ;贮罐I的外表面涂覆保温层9。
[0031]所述计量罐2为HG5-1578-85规定的100L立式椭圆形封头贮罐，靠近贮罐I的侧壁根据25L、50L、75L三种包装规格的要求相应地开设三个溢流口，即高位溢流口 28以下容积为75L、中位溢流口 29以下容积为50L、低位溢流口 32以下容积为25L，在操作面一侧、与溢流口成90°方位角的侧壁上安装视镜式玻璃板液面计33，底部的放料口 34通过放料阀35连接放料管56，计量罐2外表面缠绕伴热电热带，并用石棉布保温。
[0032]所述干燥罐3为平盖、椭圆形底的30L容器，高径比为5: 1，内装块粒状无水氯化钙干燥剂20?25L，侧上部的放空口 d39通过放空阀c38连接放空管b37，底部的放尽口40通过放尽阀41连接放尽管42。
[0033]以均苯三甲酰氯的包装计量为例，计量方法如下:
[0034](I)备料:打开真空阀20，调节贮罐I内负压为-0.05Mpa，打开进料阀14，向贮罐I中加入熔化的均苯三甲酰氯，至装料系数为0.80，关闭进料阀14和真空阀20，打开放空阀al9、放空阀b47和放空阀c38，使贮罐I恢复常压；当贮罐I的装料系数低于0.3时，关闭放空阀al9，按照上述操作补充均苯三甲酰氯；启动搅拌器7，打开热媒入口阀5和热媒出口阀49，向贮罐I的夹套43中通入温度为60?90°C的热水，控制均苯三甲酰氯的温度为60 ±2.5 0C ；
[0035](2)压料:关闭放空阀al9，打开进气阀17，向贮罐I中通入干燥的压缩空气，至贮罐I内压力为0.05Mpa,关闭进气阀17，打开出料阀23，向计量罐2中压入均苯三甲酰氯，通过视镜式玻璃板液面计33观察计量罐2内液面高度，当要计量25L均苯三甲酰氯，在液面上升超过低位溢流口 32时，关闭出料阀23 ;当要计量50L均苯三甲酰氯，在液面上升超过中位溢流口 29时，关闭出料阀23 ;当要计量75L均苯三甲酰氯，在液面上升超过高位溢流口 28时，关闭出料阀23 ；
[0036](3)计量:打开放空阀al9使贮罐I恢复常压，打开出料阀23使电伴热出料管24中的均苯三甲酰氯流回贮罐I ;当要计量25L均苯三甲酰氯时，打开低位溢流阀26和返料阀54，使低位溢流口 32以上的均苯三甲酰氯流回贮罐I ;当要计量50L均苯三甲酰氯时，打开中位溢流阀27和返料阀54，使中位溢流口 29以上的均苯三甲酰氯流回贮罐I ;当要计量75L均苯三甲酰氯时，打开返料阀54，使高位溢流口 28以上的均苯三甲酰氯流回贮罐I ;
[0037](4)放料:观察视镜式玻璃板液面计33，当液面稳定不变时，打开放料阀35，通过放料管56将计量罐2中的25L或50L或75L均苯三甲酰氯放入相应规格的包装容器中，放毕，关闭放料阀35。
【权利要求】
1.一种计量易水解固体物料的装置，其特征是该装置包括贮罐(I)、计量罐(2)和干燥罐(3);所述贮罐(I)顶部的出料口(51)依次通过出料阀(23)、电伴热出料管(24)与计量罐(2)顶部的加料口(30)相连，计量罐(2)的高位溢流口(28)依次通过电伴热返料管(25)、返料阀(54)与贮罐(I)顶部的返料口(53)相连，计量罐(2)的中位溢流口(29)、低位溢流口(32)分别通过中位溢流阀(27)、低位溢流阀(26)与电伴热返料管(25)相连，贮罐(I)顶部的放空口 a(10)依次通过放空阀a(19)、放空管a(36)、放空阀b(47)与干燥罐(3)侧下部的放空口 c (46)相连，计量罐(2)顶部的放空口 b (31)与放空管a (36)相连；所述贮罐⑴为椭圆形封头容器，贮罐⑴内设搅拌器(7)、插底管(44)和温度计套管(45)，搅拌器(7)的轴上端连接贮罐(I)顶部中心的搅拌口(8)，采用双端面机械密封或磁力驱动密封方式，插底管(44)的上端连接贮罐(I)顶部的出料口(51)，温度计套管(45)的上端连接贮罐(I)顶部的测温口(52)，温度计套管(45)内设有热电阻温度计(55)，贮罐(I)外设夹套(43)，夹套(43)以“下进上出”的方式走液体热媒，夹套(43)底部的热媒入口(4)通过热媒入口阀(5)连接热媒流入管￠)，夹套(43)上部的热媒出口(50)通过热媒出口阀(49)连接热媒流出管(48)，贮罐(I)顶部的进料口(13)通过进料阀(14)连接进料管(15)，贮罐(I)顶部的进抽气口(12)上设有三通(18)，三通(18)的侧支通过进气阀(17)连接进气管(16)，三通(18)的上支通过真空阀(20)连接真空管(22)，贮罐(I)顶部的测压口(11)连接真空压力表(21)，贮罐(I)的外表面设有保温层(9);所述计量罐(2)为椭圆形盖或平盖、椭圆形底或锥形底的容器，侧壁根据计量的体积数量要求，设有高位溢流口(28)、中位溢流口(29)和低位溢流口(32)，以及能观察溢流口附近液位的视镜式玻璃板液面计(33)，底部的放料口(34)通过放料阀(35)连接放料管(56)，计量罐(2)的外表面采用伴热电热带保温；所述干燥罐(3)为平盖、椭圆形底或锥形底的容器，盛装块粒状无水氯化钙干燥剂，侧上部的放空口 d(39)通过放空阀c (38)连接放空管b (37)，底部的放尽口(40)通过放尽阀(41)连接放尽管(42)。
【文档编号】G01F22/00GK204188213SQ201420387992
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年7月15日 优先权日:2014年7月15日
【发明者】任夫健, 刘燕军, 尚贵如, 马丽欣, 王庆志, 凌永社, 郭宇晴 申请人:中国人民解放军63977部队