一种用于悬浮熔融结晶的铰刀式连续结晶器

文档序号:35637644发布日期:2023-10-06 05:39阅读:46来源:国知局

本发明涉及化工设备领域,具体为一种用于悬浮熔融结晶的铰刀式连续结晶器。


背景技术:

1、悬浮熔融结晶是一种用于分离和纯化溶液中溶解物的方法,它通过在熔融状态下将溶液中的溶质以悬浮物的形式析出结晶,然后进行分离和收集,悬浮熔融结晶的工作原理是将含有溶质的溶液加热至超过其饱和度的温度,使溶质在溶液中过饱和,然后,在控制冷却速率的条件下,将溶液缓慢冷却,使过饱和溶质逐渐析出结晶成为悬浮物,最后,通过固液分离等方式,将结晶物与母液分离,并进行进一步的处理和纯化,悬浮熔融结晶具有高纯度、高产率和操作灵活性的优点,适用于各种溶质的分离和纯化,例如化学品、药物、金属盐等。连续结晶器用于该工艺中析出结晶这一过程。

2、目前的连续结晶器通常由结晶灌、刮削装置、冷却系统等组成,在连续结晶过程中,母液进入结晶灌后,在冷却系统的作用下,母液在结晶罐内壁进行换热,随着换热过程进行,结晶灌内壁上开始析出结晶,同时母液中也有结晶的析出,刮削装置用于刮削结晶罐内壁所析出的结晶以保证换热效果,并且刮削下的结晶同样作为晶核与母液混合促进结晶以提高生产率。

3、现有的连续结晶器存在刮削装置所需的切削力较大,徒增能耗,且刮削下的结晶粒度较大,影响生产效率的问题,如专利cn207137413u公布了一种挂壁式结晶器,该装置结构简单,采用了一对平直刮板刮削结晶器内壁结晶,但单个平直刮板与内壁结晶接触面积大,导致该刮削机构所需的切削力过大。专利cn112774244a公布了一种刮刀式表面结晶器,其在刮冰轴上分段设置多个刮冰刀以刮削结晶,这种分段设置的刮冰刀仅降低了单个刮冰刀上刮削结晶所需的切削力与刮冰刀的加工精度要求和维修更换成本,其刮削机构整体所需的切削力并没有降低,且刮冰刀的切削运动只是随刮冰轴转动所产生,刮冰刀自身并不产生与内壁结晶的相对运动,这会导致刮削下来的结晶粒度较大,与母液混合后会影响其结晶效果与后续的排出,影响生产效率。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于悬浮熔融结晶的铰刀式连续结晶器,具备连续高效率结晶的优点,可有效降低结晶器在工作过程中刮削内壁结晶所需的切削力,保证刮削下来的结晶粒度,并能连续平稳可靠地刮削结晶器内壁结晶,保证换热效果,延长结晶器停机清洗周期,提高结晶器运行工作时间。

2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种用于悬浮熔融结晶的铰刀式连续结晶器,包括:

3、结晶器主体;

4、驱动装置,所述驱动装置连接于结晶器主体内部;

5、冷却装置,所述冷却装置套设于结晶器主体上对结晶器主体内部母液进行热交换,使母液降温结晶;

6、刮料装置,所述刮料装置连接于驱动装置上用于对结晶器主体内壁结晶进行刮除;

7、传动装置,所述传动装置设置于结晶器主体内腔顶部,所述传动装置固定连接于刮料装置顶部用于带动刮料装置在随驱动装置公转的同时进行自转以刮除结晶。

8、作为本发明的一种用于悬浮熔融结晶的铰刀式连续结晶器优选的,所述结晶器主体包括内筒,所述内筒一侧连接有支撑法兰,所述内筒另一侧连接有底座法兰,所述支撑法兰顶部连接有连接法兰,所述连接法兰上连通有进料口,所述连接法兰顶部连接有电机座,所述底座法兰底部连通有出料口。

9、作为本发明的一种用于悬浮熔融结晶的铰刀式连续结晶器优选的,所述底座法兰内腔底部开设有用于排料的排料腔,且排料腔上部开设有环形卡槽。

10、作为本发明的一种用于悬浮熔融结晶的铰刀式连续结晶器优选的,所述驱动装置包括主轴,所述主轴顶端通过联轴器连接有电机,所述主轴底部连接有支撑座。

11、作为本发明的一种用于悬浮熔融结晶的铰刀式连续结晶器优选的,所述主轴底端连接有排料机构,所述排料机构用于促进结晶器主体内腔中结晶与母液形成的固液混合物排出出料口。

12、作为本发明的一种用于悬浮熔融结晶的铰刀式连续结晶器优选的,所述刮料装置包括刀架,所述刀架一侧连接有回转刀具,所述回转刀具表面轴向设置有多段切削刃,每个回转刀具上的切削刃呈交错分布,所述回转刀具在传动装置带动下自转时可对结晶器主体内部的固液混合物起到搅拌作用。

13、作为本发明的一种用于悬浮熔融结晶的铰刀式连续结晶器优选的,所述传动装置包括内啮合行星传动机构、外啮合行星传动机构和行星轮系传动机构。

14、作为本发明的一种用于悬浮熔融结晶的铰刀式连续结晶器优选的,所述内啮合行星传动机构包括第一小齿轮、齿圈和第一行星架,所述第一小齿轮啮合于齿圈内壁,所述第一小齿轮可以设置多个,所述第一小齿轮固定连接在回转刀具顶端,所述齿圈固定连接于内筒内壁,所述第一行星架内侧连接在主轴上,所述第一行星架外侧连接在回转刀具顶部。

15、作为本发明的一种用于悬浮熔融结晶的铰刀式连续结晶器优选的,所述外啮合行星传动机构包括第二小齿轮、大齿轮和第二行星架,所述第二小齿轮啮合于大齿轮表面,所述第二小齿轮可以设置多个,所述第二小齿轮固定连接在回转刀具顶端,所述大齿轮固定连接在连接法兰底部,所述第二行星架内侧连接在主轴上,所述第二行星架外侧连接在回转刀具顶部。

16、作为本发明的一种用于悬浮熔融结晶的铰刀式连续结晶器优选的,所述行星轮系传动机构包括行星轮、太阳轮、轮系齿圈和第三行星架,所述行星轮啮合于太阳轮的表面与轮系齿圈的内壁,所述行星轮可以设置多个,所述行星轮固定连接在回转刀具顶端,所述太阳轮固定连接在主轴上随主轴转动,所述轮系齿圈固定连接在内筒内壁,所述第三行星架内侧连接在主轴上,所述第三行星架外侧连接在回转刀具顶部。

17、与现有技术相比,本发明的有益效果如下:

18、1、本发明通过传动装置和刮料装置的配合使用,能够便于对结晶器主体内壁结晶进行刮除,通过传动装置的传动,回转刀具在跟随驱动装置公转的同时,其自身也在刀架相对一侧进行自转,相较于一般的平直刮刀,这种刮削方式可以降低切削力,当切削刃为螺旋刀刃时,其旋向顺应驱动装置的旋转方向,在其自转的同时,可以将刮下的结晶向下推送并搅拌,避免晶粒堆积,使其更大程度上与母液混合,提高结晶效果。

19、2、本发明设置了回转刀具,在工作时,回转刀具的转动除了刮削结晶外,同时还可以对结晶器主体内部的固液混合物起到搅拌混合的作用,即回转刀具同时具备刮削结晶、搅拌混合两种功能,可以减少零件数量,使结晶器结构更加紧凑。

20、3、本发明通过在多个回转刀具上设置交错的切削刃,可以刮下整个结晶器主体内壁的结晶,切削刃和结晶器主体内壁间存有微小间隙,在最大化提高生产率的同时,可以防止损坏结晶器主体的内壁。

21、4、本发明通过设置驱动装置,对结晶器主体内部所设的刮料装置进行驱动,且主轴底部设置了支撑座和排料机构,支撑座可以对主轴进行支撑限位,增加主轴刚度,排料机构可以加快固液混合物排出出料口。



技术特征:

1.一种用于悬浮熔融结晶的铰刀式连续结晶器,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种用于悬浮熔融结晶的铰刀式连续结晶器,其特征在于:所述结晶器主体(1)包括内筒(101),所述内筒(101)一侧连接有支撑法兰(102),所述内筒(101)另一侧连接有底座法兰(106),所述支撑法兰(102)顶部连接有连接法兰(103),所述连接法兰(103)上连通有进料口(104),所述连接法兰(103)顶部连接有电机座(105),所述底座法兰(106)底部连通有出料口(107)。

3.根据权利要求2所述的一种用于悬浮熔融结晶的铰刀式连续结晶器,其特征在于:所述底座法兰(106)内腔底部开设有用于排料的排料腔(106a),且排料腔(106a)上部开设有环形卡槽(106b)。

4.根据权利要求1所述的一种用于悬浮熔融结晶的铰刀式连续结晶器,其特征在于:所述驱动装置(2)包括主轴(201),所述主轴(201)顶端通过联轴器连接有电机(202),所述主轴(201)底部连接有支撑座(203)。

5.根据权利要求4所述的一种用于悬浮熔融结晶的铰刀式连续结晶器,其特征在于:所述主轴(201)底端连接有排料机构(204),所述排料机构(204)用于促进结晶器主体(1)内腔中结晶与母液形成的固液混合物排出出料口(107)。

6.根据权利要求1所述的一种用于悬浮熔融结晶的铰刀式连续结晶器,其特征在于:所述刮料装置(4)包括刀架(401),所述刀架(401)一侧连接有回转刀具(402),所述回转刀具(402)表面轴向设置有多段切削刃(403),每个回转刀具(402)上的切削刃(403)呈交错分布,所述回转刀具(402)在传动装置(5)带动下自转时可对结晶器主体(1)内部的固液混合物起到搅拌作用。

7.根据权利要求1所述的一种用于悬浮熔融结晶的铰刀式连续结晶器,其特征在于:所述传动装置(5)包括内啮合行星传动机构(501)、外啮合行星传动机构(502)和行星轮系传动机构(503)。

8.根据权利要求7所述的一种用于悬浮熔融结晶的铰刀式连续结晶器,其特征在于:所述内啮合行星传动机构(501)包括第一小齿轮(501a)、齿圈(501b)和第一行星架(501c),所述第一小齿轮(501a)啮合于齿圈(501b)内壁,所述第一小齿轮(501a)可以设置多个,所述第一小齿轮(501a)固定连接在回转刀具(402)顶端,所述齿圈(501b)固定连接于内筒(101)内壁,所述第一行星架(501c)内侧连接在主轴(201)上,所述第一行星架(501c)外侧连接在回转刀具(402)顶部。

9.根据权利要求7所述的一种用于悬浮熔融结晶的铰刀式连续结晶器,其特征在于:所述外啮合行星传动机构(502)包括第二小齿轮(502a)、大齿轮(502b)和第二行星架(502c),所述第二小齿轮(502a)啮合于大齿轮(502b)表面,所述第二小齿轮可以设置多个,所述第二小齿轮(502a)固定连接在回转刀具(402)顶端,所述大齿轮(502b)固定连接在连接法兰(103)底部,所述第二行星架(502c)内侧连接在主轴(201)上,所述第二行星架(502c)外侧连接在回转刀具(402)顶部。

10.根据权利要求7所述的一种用于悬浮熔融结晶的铰刀式连续结晶器,其特征在于:所述行星轮系传动机构(503)包括行星轮(503a)、太阳轮(503b)、轮系齿圈(503c)和第三行星架(503d),所述行星轮(503a)啮合于太阳轮(503b)的表面与轮系齿圈(503c)的内壁,所述行星轮(503a)可以设置多个,所述行星轮(503a)固定连接在回转刀具(402)顶端,所述太阳轮(503b)固定连接在主轴(201)上随主轴(201)转动,所述轮系齿圈(503c)固定连接在内筒(101)内壁,所述第三行星架(503d)内侧连接在主轴(201)上,所述第三行星架(503d)外侧连接在回转刀具(402)顶部。


技术总结
本发明公开了一种用于悬浮熔融结晶的铰刀式连续结晶器,包括:结晶器主体、驱动装置、冷却装置、刮料装置、传动装置;驱动装置连接于结晶器主体内部,用于驱动刮料装置;冷却装置套设于结晶器主体上对结晶器主体内部母液进行热交换,使母液降温结晶;刮料装置连接于驱动装置上对结晶器主体内壁结晶进行刮除;传动装置设置于结晶器主体内腔顶部,用于带动刮料装置随驱动装置公转的同时进行自转;本发明具有连续高效率结晶的优点,结构紧凑,降低了刮削结晶器内壁晶体所需的切削力,减小了能耗,可连续平稳地刮削内壁结晶,保证了换热效果,提高了结晶器连续运行工作时间,提高了生产效率。

技术研发人员:张换高,张嘉政,吕建华,越通博,温冲,高佳龙
受保护的技术使用者:河北工业大学
技术研发日:
技术公布日:2024/1/15
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