CN115105853A - 一种立式连续冷却结晶器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种立式连续冷却结晶器，该结晶器包括三缸同步式液压装置、圆板式端盖、物料分布器、圆筒形壳体、冷却模块、W形底封头和刮料装置；三缸同步式液压装置、物料分布器、冷却模块和W形底封头由上到下依次设置在圆筒形壳体的内部，刮料装置设置在W形底封头的上方；三缸同步式液压装置用于带动冷却模块无间断的进行轴向往复式搅拌，从而使物料无法在圆筒形壳体的内筒及内件产生挂壁；物料分布器用于将物料和晶种均匀分布到立式连续冷却结晶器的内部；冷却模块用于把立式连续冷却结晶器分成多个冷却条件不同的结晶区间，物料自上而下经过温度梯度递减的各个结晶区间，逐渐结晶。
Description
技术领域
本发明涉及冷却结晶技术领域，尤其涉及一种适用于生物化工类糖、醇行业及其它化工行业中酸、碱、盐多种物料的立式连续冷却结晶器。
背景技术
目前，现有技术中冷却结晶装置多采用小容积结晶机单罐间歇生产，设备容积小，加之间歇式操作，装料卸料浪费时间，能耗高、生产不稳定，且设备占地面积大，生产无法实现自控，浪费资源与劳动力。设备结构设计不尽合理，冷却控温方式单一，在结晶过程中会形成死角，影响晶体成形与质量。现有的圆盘式冷却结晶器，其冷却圆盘与大轴相连，大轴的转动带动冷却圆盘转动，圆盘间的连接管路集中在轴中，但由于轴的直径有限，无法实现多根连接管路的安装，无法实现多级冷却，且需要减速机带动圆盘旋转而使得电机功率过大，从而导致能耗过大，造成能源浪费。
发明内容
本发明旨在提供一种可实现连续结晶生产，提高生产效率，保持稳定的产品质量的固定盘管冷却立式连续结晶器，所要解决的技术问题包括如何实现连续结晶生产、提高生产效率、保持稳定的产品质量。
本发明的目的是解决现有技术的不足，提供一种立式连续冷却结晶器，包括三缸同步式液压装置、圆板式端盖、物料分布器、圆筒形壳体、冷却模块、 W形底封头和刮料装置；所述的三缸同步式液压装置、物料分布器、冷却模块和 W形底封头由上到下依次设置在圆筒形壳体的内部，所述的刮料装置设置在所述W形底封头的上方；所述的三缸同步式液压装置用于带动所述的冷却模块无间断的进行轴向往复式搅拌，从而使物料无法在所述的圆筒形壳体的内筒及内件产生挂壁；所述的物料分布器用于将物料和晶种均匀分布到所述立式连续冷却结晶器的内部；所述的冷却模块用于把所述的立式连续冷却结晶器分成多个冷却条件不同的结晶区间，物料自上而下经过温度梯度递减的各个结晶区间，逐渐结晶。
优选地，所述圆筒形壳体的内部还设置有搅拌器，物料结晶后依靠物料自身的重力和搅拌器的推动而到达W形底封头。
优选地，所述圆筒形壳体上还设置有出料口，达W形底封头的结晶产品经过底部的刮料装置送至出料口，将结晶产品排出到下道工序。
优选地，所述的立式连续冷却结晶器还包括锥帽，所述立式连续冷却结晶器的内部设置有检修通道，所述的锥帽设置在检修通道的出口处，并位于所述W形底封头的上部。
优选地，所述的立式连续冷却结晶器还包括裙座支撑或H钢腿式支撑，所述的裙座支撑或H钢腿式支撑设置在圆筒形壳体的底部。
优选地，所述的三缸同步式液压装置由液压缸固定架、3个液压缸、液压油分配管路、同步马达和液压泵站组成，所述的液压泵站和3个液压缸通过所述的液压油分配管路连接，液压油分配管路与液压泵站通过液压油管相连接，为3个液压缸提供动力支持；所述的3个液压缸与所述的液压缸固定架连接，用于为所述的液压缸固定架提供轴向往复式运动的动力；同步马达与3个液压缸和液压泵站通过液压油管连通，为3个液压缸的同步运行提供保障。
优选地，所述的冷却模块由多组冷却盘管组成，该冷却盘管由多层多圈钢管组成。
进一步优选地，每层所述的冷却盘管由多个同心圆环组成，每圈冷却盘管的直径由中心起始，向外逐渐增大，每圈冷却盘管之间通过弯头连接成通路。
进一步优选地，所述的冷却模块根据冷却工艺的需要，把冷却盘管进行相应的分层分块，组成冷却模块，层与层之间根据需要用相应的管件连通成通路；每层圆环交错分布，同时解决了物料短路和物料沉降过快的问题；每组冷却模块的进出口与冷却介质分配管相连接，冷却介质分配管通过加强部件与冷却模块相连接，形成刚性体。
优选地，所述W形底封头的结构为倒锥底封头加一个锥体或凸形封头构成。
有益效果
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明所述的立式连续冷却结晶器中，冷却模块根据冷却工艺需要，把冷却盘管进行相应的分层分块，组成冷却模块，层与层之间根据需要用相应的管件连通成通路。每层圆环交错分布，同时解决了物料短路和物料沉降过快的问题。冷却模块由多层多组冷却盘管组成，换热充分且均匀。在结晶器壳体外设置晶种循环管路, 开车后所需的晶种由设备自身循环供给，结晶过程实现连续化。底封头为W形，有效解决了轴封沉底现象，防止了杂物堆积在轴封处而损坏密封面的发生。底封头设置锥帽，可以有效解决物料从检修通道短路的问题。
本发明所述的立式连续冷却结晶器可根据结晶工艺参数的不同对冷却单元进行分组，每个冷却单元组可实现单独参数控制，利于拟合结晶曲线，使物料的结晶过程顺利进行，实现了温度梯度控制。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的具体实施方式一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
图1是本发明所述的立式连续冷却结晶器的内部结构示意图。
图2是本发明所述的冷却盘管的俯视图。
图3是本发明所述的冷却模块的侧视图。
图4是本发明所述的W形底封头的结构示意图。
具体实施方式
在下文中更详细地描述了本发明以有助于对本发明的理解。
如图1至图4所示，本发明所述的立式连续冷却结晶器包括三缸同步式液压装置1、圆板式端盖2、物料分布器3、圆筒形壳体4、冷却模块5、 W形底封头6、锥帽7、刮料装置8和裙座支撑或H钢腿式支撑9。
所述的三缸同步式液压装置1、物料分布器3、冷却模块5和 W形底封头6、由上到下依次设置在圆筒形壳体4的内部，所述的锥帽7和刮料装置8设置在所述W形底封头6的上方。
所述的三缸同步式液压装置1用于带动所述的冷却模块无间断的进行轴向往复式搅拌，从而使物料无法在所述的圆筒形壳体的内筒及内件产生挂壁。
所述的物料分布器3用于将物料和晶种均匀分布到设备内部。
所述的冷却模块5用于把设备分成多个冷却条件不同的结晶区间，物料自上而下经过温度梯度递减的各个结晶区间，逐渐结晶，并依靠物料自身的重力和搅拌器的推动而到达W形底封头6,经过底部刮刀送至出料口，排出产品到下道工序。
所述的裙座支撑或H钢腿式支撑9固定设置在所述圆筒形壳体4的底部。
所述立式连续冷却结晶器的内部设置有检修通道8，所述的锥帽7设置在检修通道的出口处，并位于所述W形底封头6的上部。因设备的检修通道为空心圆筒，物料进入设备后容易从空心圆筒的空心处直接沉降至W形封头底部。锥帽设置在检修通道的出口处，焊接在所述W形底封头的上部，使得流入检修通道空心处的物料从锥帽的四周均匀分布到W形底封头的边缘，从而有效地防止物料短路，直接冲击底部搅拌装置。刮料装置8位于W形底封头6的底部，把底部达到结晶状态的物料刮至出料口10，结晶物料从出料口排出。
所述的三缸同步式液压装置由液压缸固定架、3个液压缸、液压油分配管路、同步马达、液压泵站组成，所述的液压泵站和3个液压缸通过所述的液压油分配管路连接，液压油分配管路与液压泵站通过液压油管相连接，为3个液压缸提供动力支持；所述的3个液压缸与所述的液压缸固定架连接，用于为所述的液压缸固定架提供轴向往复式运动的动力。同步马达与3个液压缸和液压泵站通过液压油管连通，为3个液压缸的同步运行提供保障。
根据3点确定一个平面原理，3个液压缸的同步性要远远优于3个以上液压缸的同步性。因此，该往复运动的稳定性优于3个以上液压缸装置。
所述的圆板式端盖2为圆形盖板，该圆板式端盖与圆筒形壳体的上端焊接，对内部物料起到密封作用。同时，3个液压缸的底板焊接固定在该圆板式端盖上，液压油分配管路、同步马达均固定在该圆板式端盖上。
所述的冷却模块由多组冷却盘管组成，该冷却盘管由多层多圈钢管组成。每层冷却盘管由多个同心圆环组成，每圈冷却盘管直径由中心起始，向外逐渐增大，每圈冷却盘管之间通过弯头连接成通路。冷却模块根据冷却工艺需要，把冷却盘管进行相应的分层分块，组成冷却模块，层与层之间根据需要用相应的管件连通成通路。每层圆环交错分布，同时解决了物料短路和物料沉降过快的问题。每组冷却模块的进出口与冷却介质分配管相连接，冷却介质分配管通过加强部件与冷却模块相连接，形成刚性体。
所述的立式连续冷却结晶器中的W形底封头6为W形，其结构为倒锥底封头61加一个小锥体或凸形封头62（椭圆、碟形）构成。底封头设计为W形，可以有效地避免轴封出堆积杂物而损伤密封面。
所述出料口10的入口处还设置有搅拌装置9。
现有技术中，以玉米、大米或其它原料的糖醇（如葡萄糖、 山梨醇、 甘露醇等）、氨基酸行业（如谷氨酸钠，柠檬酸等）、医药行业等生产技术中， 大多采用中、小型卧式冷却结晶机。 由于技术结构的原因， 冷却换热不充分， 物料易泄露，且其操作模式为之间歇式操作，无法实现连续结晶。 本发明所述的立式连续冷却结晶器包括三缸同步式液压装置、圆板式端盖、物料分布器、圆筒形壳体、多圈多层同心圆环式冷却模块、 W形底封头、锥帽、刮料装置。冷却盘管之间可以通过各种管件连通，组成冷却模块，每个冷却模块分别与壳体外部的冷却介质分配管相连接， 构成多组冷却模块， 每组冷却模块的冷却介质参数可单独控制以拟合结晶曲线，冷却盘管与物料接触充分，换热效果显著；盘管为圆管，圆管表面光滑，不会产生挂壁现象，且每层盘管交错分布，同时解决了物料短路和物料沉降过快的问题。
本发明所述的圆筒形壳体为立式筒形壳体，圆筒形壳体内自下而上依次设置多个冷却模块， 冷却模块之间通过管件连通，并与圆筒形壳体外部的冷却介质分配管道相连接。冷却模块由多组冷却盘管组成，该冷却盘管由多层多圈钢管组成。每层冷却盘管由多个同心圆环组成，每圈冷却盘管的直径由中心起始，向外逐渐增大，每圈冷却盘管之间通过弯头连接成通路。冷却模块根据冷却工艺需要，把冷却盘管进行相应的分层分块，组成冷却模块，层与层之间根据需要用相应的管件连通成通路。每层圆环交错分布，同时解决了物料短路和物料沉降过快的问题。冷却模块由多层多组冷却盘管组成，换热充分且均匀。在所述的圆筒形壳体外设置有晶种循环管路, 开车后（即所述的立式连续冷却结晶器开始运行后）所需的晶种由所述的立式连续冷却结晶器自身循环供给，结晶过程实现连续化。底封头为W形，有效解决了轴封沉底现象，防止了杂物堆积在轴封处而损坏密封面的发生。所述的锥帽7设置在检修通道的出口处，所述W形底封头6的上部：因设备的检修通道为空心圆筒，物料进入设备后容易从空心圆筒空心处直接沉降至W形封头底部。锥帽设置在检修通道的出口处，焊接在所述W形底封头的上部，使得流入检修通道空心处的物料从锥帽的四周均匀分布到W形底封头的边缘，从而有效地防止物料短路，直接冲击底部搅拌装置。刮料装置8位于W形底封头6的底部，把底部达到结晶状态的物料刮至出料口，结晶物料从出料口排出。
本发明可根据结晶工艺参数的不同对冷却单元（冷却模块）进行分组，每个冷却单元（冷却模块）组可实现单独参数控制，利于拟合结晶曲线，使物料的结晶过程顺利进行，实现了温度梯度控制。使用时，需要结晶的物料通过进料管进入圆筒形壳体,由物料分布器将物料和晶种均匀分布到设备内部。冷却介质通过分配管，分多路逆向流动通入冷却盘管,多组冷却模块相当于多个按顺序依次连接的单个结晶设备，把设备分成多个冷却条件不同的结晶区间。物料自上而下经过温度梯度递减的各个结晶区间，逐渐结晶，并依靠物料自身的重力和搅拌器的推动而到达底封头,经过底部刮刀送至出料口，排出产品到下道工序。一部分产品通过晶种循环管路回到设备顶部进入壳体作为晶种，开车后所需的晶种由设备自身循环供给，结晶过程实现连续化。
以上描述了本发明优选实施方式，然其并非用以限定本发明。本领域技术人员对在此公开的实施方案可进行并不偏离本发明范畴和精神的改进和变化。
Claims (10)
1.一种立式连续冷却结晶器，其特征在于，该立式连续冷却结晶器包括三缸同步式液压装置、圆板式端盖、物料分布器、圆筒形壳体、冷却模块、 W形底封头和刮料装置；所述的三缸同步式液压装置、物料分布器、冷却模块和 W形底封头由上到下依次设置在圆筒形壳体的内部，所述的刮料装置设置在所述W形底封头的上方；所述的三缸同步式液压装置用于带动所述的冷却模块无间断的进行轴向往复式搅拌，从而使物料无法在所述的圆筒形壳体的内筒及内件产生挂壁；所述的物料分布器用于将物料和晶种均匀分布到所述立式连续冷却结晶器的内部；所述的冷却模块用于把所述的立式连续冷却结晶器分成多个冷却条件不同的结晶区间，物料自上而下经过温度梯度递减的各个结晶区间，逐渐结晶。
2.根据权利要求1所述的立式连续冷却结晶器，其特征在于，所述圆筒形壳体的内部还设置有搅拌器，物料结晶后依靠物料自身的重力和搅拌器的推动而到达W形底封头。
3.根据权利要求2所述的立式连续冷却结晶器，其特征在于，所述圆筒形壳体上还设置有出料口，达W形底封头的结晶产品经过底部的刮料装置送至出料口，将结晶产品排出到下道工序。
4.根据权利要求1所述的立式连续冷却结晶器，其特征在于，所述的立式连续冷却结晶器还包括锥帽，所述立式连续冷却结晶器的内部设置有检修通道，所述的锥帽设置在检修通道的出口处，并位于所述W形底封头的上部。
5.根据权利要求1所述的立式连续冷却结晶器，其特征在于，所述的立式连续冷却结晶器还包括裙座支撑或H钢腿式支撑，所述的裙座支撑或H钢腿式支撑设置在圆筒形壳体的底部。
6.根据权利要求1所述的立式连续冷却结晶器，其特征在于，所述的三缸同步式液压装置由液压缸固定架、3个液压缸、液压油分配管路、同步马达和液压泵站组成，所述的液压泵站和3个液压缸通过所述的液压油分配管路连接，液压油分配管路与液压泵站通过液压油管相连接，为3个液压缸提供动力支持；所述的3个液压缸与所述的液压缸固定架连接，用于为所述的液压缸固定架提供轴向往复式运动的动力；同步马达与3个液压缸和液压泵站通过液压油管连通，为3个液压缸的同步运行提供保障。
7.根据权利要求1所述的立式连续冷却结晶器，其特征在于，所述的冷却模块由多组冷却盘管组成，该冷却盘管由多层多圈钢管组成。
8.根据权利要求7所述的立式连续冷却结晶器，其特征在于，每层所述的冷却盘管由多个同心圆环组成，每圈冷却盘管的直径由中心起始，向外逐渐增大，每圈冷却盘管之间通过弯头连接成通路。
9.根据权利要求8所述的立式连续冷却结晶器，其特征在于，所述的冷却模块根据冷却工艺的需要，把冷却盘管进行相应的分层分块，组成冷却模块，层与层之间根据需要用相应的管件连通成通路；每层圆环交错分布，同时解决了物料短路和物料沉降过快的问题；每组冷却模块的进出口与冷却介质分配管相连接，冷却介质分配管通过加强部件与冷却模块相连接，形成刚性体。
10.根据权利要求1所述的立式连续冷却结晶器，其特征在于，所述W形底封头的结构为倒锥底封头加一个锥体或凸形封头构成。
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