一种负压工况下冷凝物料采出装置的制作方法

本实用新型属于物料采出设备领域，尤其是涉及一种负压工况下冷凝物料采出装置。

背景技术：

在化工行业中，传质分离是一种常见的单元操作过程，通过传质分离过程能使各种均相混合物分离，并根据实际需要采出所需物料。分馏是最为常见的传质分离过程，在进行分馏工作时需要对物料进行加热，随后通过冷凝器对待采出的物料进行冷凝。由于物料的状态变化会诱发容器内的压力变化，因此冷凝设备会在工作时呈现负压状态，在这种状态下进行物料采出需要在采出端设置真空设备，利用真空设备克服冷凝设备中的负压，使物料顺利的排出。

由于真空设备的扬程与冷凝设备中的负压无法完全匹配，因此真空设备的介入会使物料分离系统内部的稳定性受到影响。为降低分离系统中的压力波动，工作人员需要根据系统内部的实际压力情况对真空设备的功率进行实时调节，这样一来会增加采出工作的操作频率和操作难度，提升工作人员的劳动负担。此外，当采出物料为易结晶物料时，残留在采出设备中的物料会在真空设备和采出管路中发生凝结，在长期工作过程中，凝结的物料会堵塞采出设备，因此工作人员需要定期对采出设备进行清理，避免凝结物料对采出工作造成影响。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种负压工况下冷凝物料采出装置，以实现降低物料采出工作的操作难度，并防止物料在采出过程中发生凝结的目的。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种负压工况下冷凝物料采出装置，包括储液罐和采出管；所述储液罐设置在冷凝设备的下方，用于储存工艺物料，所述工艺物料包括液封物料和采出物料；所述储液罐与冷凝设备的高度差大于物料在标准大气压下的液柱高度，在所述储液罐上设有出料管，通过出料管能将物料导向后续接收设备；所述采出管用于克服负压采出物料，包括内管道和伴热装置，所述内管道的顶端与冷凝设备相连，底端插入液封物料内部；所述伴热装置用于对内管道的温度进行控制，以避免物料在采出过程中发生凝结，伴热装置为设置在内管道外部的夹套管或第一伴热管线。

进一步的，所述储液罐包括振荡器，所述振荡器设置在储液罐的侧壁上，通过振荡器能对储液罐内的物料进行振动，避免物料发生凝结。

进一步的，所述内管道包括：插入段、连接段和采出段，所述插入段置于储液罐内部，插入段的顶端通过连接段与设置在储液罐外部的采出段相连，且所述连接段的侧壁与储液罐相接触；所述连接段为连接软管，且所述伴热装置设置在采出段外部。

进一步的，所述储液罐外部设有第二伴热管线，通过第二伴热管线能提升储液罐的温度，避免液封物料发生凝结。

进一步的，所述出料管设置在储液罐的侧壁上，且出料管的管口位于所述内管道底端的上方。

进一步的，所述出料管包括u型段，所述u型段用于防止物料或气体发生回流。

进一步的，所述储液罐上设有液位指示计，所述液位指示计的探测端位于内管道底端和出料管管口之间。

进一步的，所述储液罐的顶部设有用于注入液封物料的补料管，底部设有用于排空储液罐的放净管。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种负压工况下冷凝物料采出装置具有以下优势：

(1)本实用新型所述的一种负压工况下冷凝物料采出装置，能够降低参与物料采出过程的设备数量，降低物料采出的能耗和操作难度。当冷凝设备内部出现负压情况时，储液罐内部的液封物料将被吸入内管道中，由于本装置中储液罐与冷凝设备之间的高度差大于物料在标准大气压下的液柱高度，因此当液封物料爬升到极限高度后会停止爬升，此时冷凝设备内部的负压将被本装置所平衡，待采出物料会顺利的进入内管道中。当待采出物料与液封物料相接触后，内管道中原有的液柱会向下滑落，因此待采出物料会进入储液罐并最终通过出料管流向接收设备。此外，当本装置执行易结晶物料的采出工作时，伴热装置能够对内管道的温度进行控制，因此物料不会在采出管内部发生凝结，工作人员无需在采样过程中对装置进行频繁清理，降低了物料采出的工作量。

(2)本实用新型所述的一种负压工况下冷凝物料采出装置，能够适应连续式采出和间断式采出两种工作模式。在执行连续式采出工作时，由于本装置不依靠真空设备克服物料负压，因此物料的采出过程不会在分离系统内部造成波动，工作人员无需在采出过程中对本装置进行调节。在执行间断式采出工作时，本装置无需工作人员根据实际工况对本装置进行启停，仅需保证液封物料的液面高度始终高于内管道底端的高度即可。

(3)本实用新型所述的一种负压工况下冷凝物料采出装置，其出料管的管口位于内管道底端的上方，因此进入储液罐的物料将会在储液罐内部进行沉降，最终以溢流的形式进入出料管内部。通过沉降和溢流能够使采出物料中的固体污染物沉在储液罐底部，提升采出物料的纯净度。

(4)本实用新型所述的一种负压工况下冷凝物料采出装置，在储液罐上设有第二伴热管线和振荡器，当本装置处于间断式工作状态下，第二伴热管线和振荡器能对储液罐内的物料进行加热和振动，避免液封物料在储液罐内部发生凝结。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的采出装置的结构示意图(伴热装置为夹套管)；

图2为本实用新型实施例所述的采出装置的剖切示意图(伴热装置为夹套管)；

图3为本实用新型实施例所述的采出装置的结构示意图(伴热装置为第一伴热管线)。

附图标记说明：

1-储液罐；11-液封物料；12-补料管；13-放净管；2-出料管；21-u型段；3-内管道；31-插入段；32-连接段；33-采出段；4-伴热装置；41-外管道；42-换热夹层；51-第一伴热管线；52-第二伴热管线；6-液位指示计；7-振荡器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

一种负压工况下冷凝物料采出装置，其结构可由图1和图2进行示意，如图所示本装置包括储液罐1和采出管。所述储液罐1设置在冷凝设备的下方，用于容纳工艺物料，且储液罐1与冷凝设备的高度差大于物料在标准大气压下的液柱高度。所述工艺物料包括液封物料11和采出物料，在本装置首次开车前，工作人员需要向储液罐1内部注入液封物料11，且所述液封物料11与待采出物料相同，通过液封物料11能够对采出管进行液封，使采出管内部与外界环境相隔离。在储液罐1上还设有出料管2，通过所述出料管2能将物料导向后续接收设备，方便进行后续操作。

可选的，为方便液封物料11的注入和排出，所述储液罐1的顶部设有用于注入液封物料的补料管12，底部设有用于排空储液罐1的放净管13。

所述采出管用于克服冷凝设备中的负压，使得待采出物料顺利流出冷凝设备，采出管包括内管道3，所述内管道3的顶端与冷凝设备的出料口相连通，底端插入液封物料11内部。当冷凝设备内部进入负压状态时，内管道3的顶端压力小于底端压力，因此储液罐1内部的液封物料11将会被吸入内管道3内部。由于大气压力的作用，液封物料11在内管道3中只能形成有限高度的水柱，水柱的高度与物料的密度相关联。示例性的，当液封物料11为水时，内管道3中的最大液柱高度为10.33米。当液柱高度到达极限位置后，液封物料11将会停止向上爬升，此时冷凝设备中的负压将被大气压力所平衡，因此待采出物料将会顺利的进入内管道3中。当待采出物料与液封物料11相接触后，内管道3中原有的液柱会向下滑落，因此待采出物料会进入储液罐1并最终通过出料管2流向后续接收设备

在实际工作过程中，待采出物料可能是易结晶物质，这些物质会随着温度的降低而在设备的内壁上发生凝结，由于本装置中储液罐1和冷凝设备之间需要满足一定的高度差，因此内管道3的长度通常会比较大，而易结晶物质在内管道3中的流动会使物料的热量快速流失，因此物料可能会在内管道3内部发生凝结。为避免这一情况发生，本实施例在内管道3的外部设有伴热装置4，通过伴热装置4能够对内管道3的温度进行控制，避免物料发生凝结。

所述伴热装置4可选用夹套管或第一伴热管线51。当选用夹套管作为伴热装置4时，本装置的结构可由图2进行示意，如图所示，在内管道3的外部设有外管道41，所述外管道41和内管道3之间形成换热夹层42。在进行工作时，工作人员可向换热夹层42内部注入如热水、蒸汽或导热油等伴热介质，通过伴热介质提升内管道3的温度，使管内的物料维持在液相状态，避免发生凝结。当选用第一伴热管线51作为伴热装置4时，本装置的结构可由图3进行示意，如图所示，所述第一伴热管线51缠绕在内管道3的外部，可选的，所述第一伴热管线51可选用电伴热管线，也可选用内部流动有伴热介质的伴热管。通过第一伴热管线51与内管道3之间的换热能够提升内管道3的温度，避免物料在管道中发生凝结。

此外，当待采出物料为易结晶物质时，设置在储液罐1内部的液封物料11也可能发生凝结，因此可在储液罐1的外部设置第二伴热管线52来提升储液罐1的温度。

可选的，为避免液封物料11发生凝结，所述储液罐1可包括振荡器7，所述振荡器7设置在储液罐1的侧壁上，当本装置开始工作时，通过振荡器7能够使储液罐1内部的物料发生波动，破坏物料的结晶状态，避免物料发生凝结。

为避免储液罐1的振动破坏内管道3内部的气压平衡，所述内管道3包括：插入段31、连接段32和采出段33，其中连接段32选用连接软管，且伴热装置4设置在采出段33的外部。如图2所示，所述插入段31置于储液罐1内部，插入段31的顶端通过连接段32与设置在储液罐1外部的采出段33相连，所述连接段32与储液罐1相接触。当储液罐1因振荡器7的启动而发生振动时，连接段32能够根据振动而发生轻微形变，避免振动扩散到整个内管道3上，从而确保内管道3在工作时保持内部的气压平衡。

在实际工作过程中，装置的内部可能出现固体污染物，这些污染物会随着流动的物料而进入后续接收设备内部，从而降低物料的纯净度。作为本实施例的一个可选实施方式，所述出料管2可设置在储液罐1的侧壁上，且出料管2的管口位于所述内管道3底端的上方。由于出料管2管口和内管道3底端存在高度差，因此物料会在储液罐1后进行沉降，经过沉降后物料中的污染物将会下沉到储液罐1的底部。随着罐内物料的逐渐增多，位于上层的纯净物料将会以溢流的方式进入出料管2内部，从而实现提升物料纯净度的目的。此外，由于本装置在平衡冷凝设备内部压力时会将液封物料11吸入内管道中，此时外界环境中的污染物可能会通过出料管2进入储液罐1。为避免这一现象的发生，所述出料管2可包括u型段21，通过设置u型段21能够避免接收设备或外界环境中的污染物沿出料管2进入储液罐1内部，确保罐内物料的洁净度。

此外，为方便工作人员对液封物料11的液位高度进行判断，本装置还包括液位指示计6，所述液位指示计6的探测端位于内管道3底端和出料管2管口之间。当本装置进行间断式工作时，工作人员可根据液位指示计6的的示数对储液罐1内部的液面高度进行判断，确保液封物料11能够对内管道3进行液封。

下面对本装置的工作过程进行说明：

当本装置进行连续式采出工作时，首先开启伴热装置4和储液罐1外的第二伴热管线52，对装置进行预热。随后向储液罐1内部注入液封物料11，使液封物料1的液面高于内管道3的底端。接下来启动分离系统，使待采出物料进入冷凝设备内部，此时随着气相物料的液化，冷凝设备中的压力逐渐降低，而储液罐1内部的液封物料11将会被吸入内管道3内部。当内管道3中的液柱高度到达极限高度时，冷凝设备中的液态待采出物料将会进入内管道3中，并沿内管道3流入储液罐1内部。物料在储液罐1中沉降后会以溢流的方式沿出料管2进入后续接收设备，完成物料的采出工作。

当本装置进行间断式采出工作时，其工作过程与连续式工作过程相同，但工作人员需要在采出间断点开启振荡器7，防止储液罐1内的液封物料11发生凝结。此外，工作人员还需根据液位指示计6的示数向储液罐1中及时补充液封物料11，避免采出管液封失效。

下面对上述方案进行效果说明：

本实施例提供了一种负压工况下冷凝物料采出装置，通过储液罐1和冷凝设备之间的高度差来平衡物料采出的负压，因此无需使用真空设备，降低了物料采出的操作难度和能源消耗。其次，本装置能够适用于连续式采出和间断式采出，在连续式采出过程中不会破坏分离系统的内部稳定性，在间断式采出过程那种无需工作人员进行频繁操作。此外，本装置能够适用于采出易结晶物料，当本装置执行易结晶物料的采出工作时，可通过伴热装置4和储液罐1外部的第二伴热管线52对装置进行加热，避免物料在流动过程中发生凝结。与此同时，还可通过振荡器7对储液罐1进行振动，避免液封物料11发生凝结。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。