技術(shù)文章
1. 罐體部分
- 罐體主體
- 一般為圓筒形,這是最常見(jiàn)的形狀,因?yàn)檫@種形狀在承受壓力和物料攪拌時(shí)應(yīng)力分布較為均勻。罐體通常采用不銹鋼材質(zhì),如304或316L不銹鋼。304不銹鋼適用于一般的化學(xué)環(huán)境和食品加工環(huán)境;316L不銹鋼含有鉬元素,對(duì)于含有氯離子等腐蝕性較強(qiáng)的溶液有更好的耐腐蝕性,常用于制藥、化工等對(duì)材質(zhì)要求較高的行業(yè)。
- 罐體的大小根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需求來(lái)確定,從實(shí)驗(yàn)室用的小型結(jié)晶罐(幾升容量)到工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)用的數(shù)千升容量的結(jié)晶罐都有。罐體頂部設(shè)有進(jìn)料口,進(jìn)料口的位置和大小設(shè)計(jì)要便于物料的加入,并且在進(jìn)料過(guò)程中盡量減少溶液飛濺和雜質(zhì)混入。底部有出料口,出料口通常會(huì)配備閥門(mén),用于控制結(jié)晶產(chǎn)品的排出,并且要保證能夠?qū)⒐迌?nèi)的結(jié)晶產(chǎn)品完-全排出。
- 罐壁夾套
- 罐壁夾套是結(jié)晶罐的重要組成部分,用于溫度控制。夾套環(huán)繞在罐體外側(cè),形成一個(gè)封閉的空間。夾套可以通過(guò)通入加熱介質(zhì)(如蒸汽、導(dǎo)熱油)或冷卻介質(zhì)(如冷卻水)來(lái)調(diào)節(jié)罐內(nèi)溶液的溫度。夾套的厚度和材質(zhì)要保證能夠承受一定的壓力,并且要有良好的熱傳導(dǎo)性能,以實(shí)現(xiàn)高效的溫度調(diào)節(jié)。
- 保溫層(可選)
- 在一些對(duì)溫度控制要求較高或者需要防止熱量散失的情況下,結(jié)晶罐會(huì)在夾套外層設(shè)置保溫層。保溫層通常采用保溫材料,如巖棉、聚氨酯泡沫等。這些材料具有低導(dǎo)熱系數(shù),可以有效減少熱量的傳遞,保持罐內(nèi)溫度的穩(wěn)定,降低能源消耗。
- 觀察窗和人孔(可選)
- 觀察窗一般安裝在罐體的側(cè)面,采用透明的鋼化玻璃或有機(jī)玻璃等材料,便于操作人員在結(jié)晶過(guò)程中觀察溶液的狀態(tài),如晶體的生長(zhǎng)情況、溶液的顏色變化等。人孔主要用于設(shè)備的檢修和內(nèi)部清理,其尺寸要足夠大,以便人員能夠進(jìn)入罐內(nèi)進(jìn)行操作。
2. 攪拌系統(tǒng)
- 攪拌軸
- 攪拌軸是傳遞動(dòng)力的關(guān)鍵部件,它將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力傳遞給攪拌槳。攪拌軸通常為不銹鋼材質(zhì),其直徑和長(zhǎng)度要根據(jù)罐體的大小和攪拌槳的類(lèi)型來(lái)確定。為了保證攪拌軸的穩(wěn)定性,會(huì)在罐體頂部和底部設(shè)置軸承座來(lái)支撐攪拌軸。在攪拌軸與罐體的連接處,會(huì)安裝密封裝置,防止溶液泄漏。
- 攪拌槳
- 攪拌槳的種類(lèi)多樣,常見(jiàn)的有錨式攪拌槳、槳式攪拌槳、渦輪式攪拌槳、框式攪拌槳等。
- 錨式攪拌槳形狀類(lèi)似于錨,它沿著罐壁和底部運(yùn)動(dòng),主要用于高粘度溶液的攪拌,能夠有效防止溶液在罐壁和底部結(jié)焦或沉淀,促進(jìn)晶體在整個(gè)罐內(nèi)均勻生長(zhǎng)。
- 槳式攪拌槳結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,由若干個(gè)槳葉組成,適用于低粘度溶液的攪拌,能夠產(chǎn)生較大的循環(huán)流量,使溶液在罐內(nèi)混合均勻。
- 渦輪式攪拌槳類(lèi)似于渦輪,轉(zhuǎn)速較高,能夠產(chǎn)生強(qiáng)烈的剪切力和湍動(dòng),適合用于需要快速混合和分散的結(jié)晶過(guò)程,如在有添加劑加入的結(jié)晶過(guò)程中,使添加劑能夠快速均勻地分布在溶液中。
- 框式攪拌槳是一種綜合型攪拌槳,它結(jié)合了槳式和錨式攪拌槳的特點(diǎn),對(duì)溶液有較好的上下翻動(dòng)和圓周方向的攪拌作用,適用于中等粘度的溶液。
3. 溫度控制系統(tǒng)
- 溫度傳感器
- 溫度傳感器安裝在罐體內(nèi),用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溶液的溫度。常見(jiàn)的溫度傳感器有熱電偶、熱電阻等。熱電偶具有響應(yīng)速度快、測(cè)量范圍廣的優(yōu)點(diǎn);熱電阻則精度較高,特別是在低溫測(cè)量時(shí)表現(xiàn)出色。溫度傳感器的位置要選擇能夠準(zhǔn)確反映溶液主體溫度的地方,通常安裝在靠近攪拌槳的區(qū)域,以避免局部溫度差異的影響。
- 控制器
- 控制器接收溫度傳感器傳來(lái)的信號(hào),并與設(shè)定的溫度參數(shù)進(jìn)行比較。根據(jù)比較結(jié)果,控制器調(diào)節(jié)加熱或冷卻介質(zhì)的流量或溫度??刂破骺梢允呛?jiǎn)單的PID控制器(比例 - 積分 - 微分控制器),也可以是更先進(jìn)的智能控制器。PID控制器通過(guò)調(diào)節(jié)比例、積分和微分三個(gè)參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)精確的溫度控制,智能控制器則可以根據(jù)不同的結(jié)晶過(guò)程自動(dòng)調(diào)整控制策略。
- 加熱/冷卻介質(zhì)管道和閥門(mén)
- 加熱和冷卻介質(zhì)通過(guò)管道進(jìn)出夾套。管道的材質(zhì)要與介質(zhì)和夾套材質(zhì)相適應(yīng),并且要保證良好的密封性。閥門(mén)用于控制介質(zhì)的流量,根據(jù)控制器的指令,閥門(mén)可以精確調(diào)節(jié)加熱或冷卻介質(zhì)的進(jìn)入量,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)罐內(nèi)溫度的精準(zhǔn)控制。
4. 真空系統(tǒng)(可選)
- 真空泵
- 真空泵是真空系統(tǒng)的核心部件,用于抽出罐內(nèi)的空氣,降低罐內(nèi)壓力。常見(jiàn)的真空泵有旋片式真空泵、水環(huán)式真空泵、羅茨真空泵等。旋片式真空泵適用于中低真空度的要求,水環(huán)式真空泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定,羅茨真空泵則可以獲得較高的真空度,通常在需要高精度真空環(huán)境的結(jié)晶過(guò)程中使用。
- 真空管道和閥門(mén)
- 真空管道將真空泵和結(jié)晶罐連接起來(lái),管道要保證良好的密封性,防止空氣泄漏。真空閥門(mén)用于控制真空系統(tǒng)的開(kāi)閉和真空度的調(diào)節(jié),閥門(mén)的類(lèi)型有球閥、蝶閥等,其密封性能要好,以確保罐內(nèi)能夠達(dá)到并維持所需的真空度。
- 真空表
- 真空表安裝在結(jié)晶罐上,用于實(shí)時(shí)顯示罐內(nèi)的真空度。操作人員可以根據(jù)真空表的讀數(shù)來(lái)判斷真空系統(tǒng)是否正常工作,以及結(jié)晶過(guò)程是否在設(shè)定的真空條件下進(jìn)行。