一种重质碱高效结晶生产设备

摘要

本发明涉及纯碱制备技术领域，具体的说是一种重质碱高效结晶生产设备；包括箱体、搅拌单元、蒸汽室、反应箱和蒸汽干燥器，该重质碱高效结晶生产设备还包括：传送带，传送带位于反应箱的侧壁上，传送带上安装有收集框，用于收集反应箱内部的纯碱结晶；驱动单元，驱动单元位于箱体内底部，用于使传送带移出反应箱；收卷单元，收卷单元位于箱体内底部，用于对传送带的复位，使收集框浸没在碱液中；控制器，控制器用于控制该重质碱高效结晶生产设备自动运行；通过收集框对纯碱晶粒进行收集，避免纯碱液和纯碱结晶颗粒混在一起，提高纯碱结晶效果，能够根据不同的工业用途所适配的晶粒大小的不同选择性的对纯碱晶粒进行收集，生产出不同规格的纯碱。

说明书

技术领域

本发明涉及纯碱制备技术领域，具体的说是一种重质碱高效结晶生产设备。

背景技术

纯碱学名碳酸钠，又名苏打、碱灰，为白色粉状或颗粒状物；纯碱产品主要有两种，即重质纯碱和轻质纯碱；其规格的区别主要在于物理性质的不同，如松密度、颗粒大小和形状等，一般轻质纯碱的密度为0.5～0.6g/ml；重质纯碱密度为1.0～1.2g/ml；重质纯碱和轻质纯碱相比，重质纯碱由于其重度大，在使用过程中，碱尘不易飞扬，大大减轻了飞扬损失和环境污染，且其包装材料省，运输、贮存费用低深受用户欢迎；重质纯碱的主要生产方法分别有以轻质纯碱为原料的固相水合法、液相水合法、挤压法；以天然碱溶解得到的碱液为原料的蒸发结晶法即一水碳酸钠法；

重质纯碱在生产过程中对晶浆进行搅拌从而促进晶粒的不断长大，现有技术中通过螺旋式弹簧使晶浆呈龙卷风式转动，或通过搅拌带、搅拌器的旋转带动晶浆循环流动，可以将重度较小的结晶聚集在一起并向上移动，重度较小的结晶在向上移动过程中不断的融合在一起形成重度较大的结晶，使晶粒更快的汇集从而不断长大，直到自身重力能够克服向下的阻力下落至出料口，提高重度较大的结晶的产量，针对不同的工业用途所适配的颗粒大小的不同，需要生产出不同规格的重质纯碱，因在生产重质纯碱时纯碱结晶只有生长至其重度达到一定值时才能克服向下的阻力掉落至出料口，无法进一步生长，而重度稍小的重质纯碱则不会向下掉落，无法被收集而是向上移动继续生长直到自身的重力能够克服向下的阻力下落至出料口，所生产的重质纯碱的重度是一定的，不能同时生产出不同规格的重质纯碱。

鉴于此，为了克服上述技术问题，本发明提出了一种重质碱高效结晶生产设备，解决了上述技术问题。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提出了一种重质碱高效结晶生产设备，本发明通过收集框对纯碱晶粒进行收集，避免纯碱液和纯碱结晶颗粒混在一起，影响纯碱液的结晶，从而提高纯碱结晶效果，能够根据不同的工业用途所适配的晶粒大小的不同选择性的对纯碱晶粒进行收集，从而在生产过程中能够生产出不同规格的纯碱。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种重质碱高效结晶生产设备，包括：

箱体，箱体的侧壁上设置有蒸汽口和出气口，箱体的顶部设置有进料口，箱体底部设置有出料口；进料口和出料口内均设有电动阀；反应箱内设有搅拌单元，搅拌单元用于对碱液进行搅拌；

搅拌单元包括位于箱体顶部中心的一号电机；一号电机的输出轴贯穿箱体的顶部并延伸至箱体内，一号电机位于箱体内部的一端固接有旋转杆；旋转杆远离电机的一端固连有支撑板；支撑板的下方设有螺旋式弹簧；螺旋式弹簧的最外圈与支撑板固接，最内圈固连有配重块；

蒸汽室，蒸汽室位于箱体的外侧，与蒸汽口和出气口连通；

反应箱，反应箱无盖，反应箱位于箱体内中部为纯碱结晶区，反应箱侧壁设置有单向阀；蒸汽口与单向阀通过管道连通；

蒸汽干燥器，蒸汽干燥器位于箱体内侧与蒸汽室内的蒸汽相配合，对纯碱结晶进行干燥；

该重质碱高效结晶生产设备还包括：

传送带，传送带位于反应箱的侧壁上，传送带上安装有收集框，用于收集反应箱内部的纯碱结晶；

驱动单元，驱动单元位于箱体内底部，用于使传送带移出反应箱，从而带动收集框移出将纯碱结晶从箱体底部的出料口排出；

收卷单元，收卷单元位于箱体内底部，用于对传送带的复位，使收集框浸没在碱液中；

控制器，控制器用于控制该重质碱高效结晶生产设备自动运行。

优选的，驱动单元包括二号电机；传送带的两端分别固连有转动杆，位于反应箱内部的转动杆一端贯穿反应箱的侧壁与反应箱侧壁密封转动连接；二号电机的输出轴与位于反应箱外部的转动杆固连。

优选的，驱动单元包括摇杆；摇杆设置在箱体的外部，贯穿箱体的侧壁与位于反应箱外部的转动杆固连。

优选的，收卷单元包括三号电机；三号电机的输出轴与位于反应箱内部的转动杆的一端固连。

优选的，收卷单元包括卷簧；卷簧与位于反应箱内部的转动杆的一端固连。

优选的，收集框为方体，其中一侧面为开口；开口朝向晶浆中旋涡旋转的方向，使晶粒进入收集框内；与开口相对的侧壁上均布有网孔；开口处设置有竖直方向上的电动阀门。

优选的，收集框内容腔的截面形状的菱形。

优选的，收集框上网孔所在的侧壁贯穿设置有转轴；位于收集框外的转轴的端部处安装有叶轮；位于收集框内部的转轴端部处固连有与转轴垂直的刮杆。

优选的，刮杆上设置有刷毛。

优选的，反应箱内侧壁上部固连有一层环形网罩；网罩上设置有断口使收集框顺利通过。

本发明的有益效果如下：

1.本发明中驱动单元带动传送带移动，能够使收集框沿着反应箱侧壁移动从而在不同的位置高度处固定，对碱液中的纯碱结晶进行收集，使得在生产纯碱的过程中能生产出不同规格的纯碱。

2.本发明中的收集框内容腔的截面形状为菱形，收集框底部向内下侧倾斜，使晶粒进入反应箱内后不易逸出，有利于晶粒的收集，驱动单元带动传送带移动，从而使收集框沿着反应箱内侧壁移动至反应箱的外侧壁时，收集框翻转其顶部翻转为底部，由于顶部也向内下侧倾斜，翻转后有利于晶粒的滑落，当电动阀门打开时，晶粒从收集框内滑落至箱体底部，提高了工作效率。

3.本发明中的网罩在晶粒穿过到达其上侧面时，纯碱结晶进一步生长，晶粒变大不会因其自身的重力作用克服向下的阻力落至反应箱底部，提高了超重质纯碱的产量。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。

图1是本发明重质碱高效结晶生产设备的立体图；

图2是本发明重质碱高效结晶生产设备其中一种实施方式的剖视图；

图3是本发明重质碱高效结晶生产设备又一种实施方式的剖视图；

图4是本发明中收集框的立体图；

图中：1、箱体；11、蒸汽口；12、出气口；13、进料口；14、出料口；15、搅拌单元；151、一号电机；152、旋转杆；153、支撑板；154、螺旋式弹簧；155、配重块；16、蒸汽室；17、蒸汽干燥器；2、反应箱；21、管道；3、传送带；31、转动杆；4、收集框；41、开口；42、网孔；43、电动阀门；44、转轴；45、叶轮；46、刮杆；47、刷毛；5、驱动单元；51、二号电机；52、摇杆；6、收卷单元；61、三号电机；62、卷簧；7、网罩；71、断口。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图4所示，本发明所述的一种重质碱高效结晶生产设备，包括：

箱体1，箱体1的侧壁上设置有蒸汽口11和出气口12，箱体1的顶部设置有进料口13，箱体1底部设置有出料口14；进料口13和出料口14内均设有电动阀；反应箱2内设有搅拌单元15，搅拌单元15用于对碱液进行搅拌；

搅拌单元15包括位于箱体1顶部中心的一号电机151；一号电机151的输出轴贯穿箱体1的顶部并延伸至箱体1内，一号电机151位于箱体1内部的一端固接有旋转杆152；旋转杆152远离电机的一端固连有支撑板153；支撑板153的下方设有螺旋式弹簧154；螺旋式弹簧154的最外圈与支撑板153固接，最内圈固连有配重块155；

蒸汽室16，蒸汽室16位于箱体1的外侧，与蒸汽口11和出气口12连通；

反应箱2，反应箱2无盖，反应箱2位于箱体1内中部为纯碱结晶区，反应箱2侧壁设置有单向阀；蒸汽口11与单向阀通过管道21连通；

蒸汽干燥器17，蒸汽干燥器17位于箱体1内侧与蒸汽室16内的蒸汽相配合，对纯碱结晶进行干燥；

该重质碱高效结晶生产设备还包括：

传送带3，传送带3位于反应箱2的侧壁上，传送带3上安装有收集框4，用于收集反应箱2内部的纯碱结晶；

驱动单元5，驱动单元5位于箱体1内底部，用于使传送带3移出反应箱2，从而带动收集框4移出将纯碱结晶从箱体1底部的出料口14排出；

收卷单元6，收卷单元6位于箱体1内底部，用于对传送带3的复位，使收集框4浸没在碱液中；

控制器，控制器用于控制该重质碱高效结晶生产设备自动运行；

工作时，因在生产重质纯碱时纯碱结晶只有生长至其重度达到一定值时才能克服向下的阻力掉落至出料口，无法进一步生长，而重度稍小的重质纯碱则不会向下掉落，无法被收集而是向上移动继续生长直到自身的重力能够克服向下的阻力下落至出料口，所生产的重质纯碱的重度是一定的，不能同时生产出不同规格的重质纯碱；

本发明中先将进料口13的电动阀打开，倒入碱液，关闭进料口13的电动阀，启动一号电机151，同时打开蒸汽室16，蒸汽从蒸汽口11通入，通入的蒸汽通过管道21进入反应箱2内部，一号电机151的输出轴在转动的过程中带动螺旋式弹簧154发生转动，螺旋式弹簧154在旋转的过程中产生离心力，将碱液中产生的较小的结晶聚集在一起，较小的结晶在不断聚集在一起的过程中融合在一起，由于螺旋式弹簧154的最内圈固连有配重块155，使得螺旋式弹簧154上下抖动，呈龙卷风式旋转，从而带动晶浆呈龙卷风式旋转，将重度较小的结晶不断聚集在一起向反应箱2的上部移动，重度较小的结晶在向上移动的过程中不断融合在一起形成重度较大的结晶，因而在反应箱2内晶粒所在的位置越高晶粒越大，收集框4能够随传送带3的移动沿反应箱2侧壁移动，根据不同的工业用途所适配的晶粒大小的不同改变其在反应箱2内的位置高度，从而对满足所需重度的纯碱结晶进行收集，使得在生产过程中能够生产出不同规格的纯碱，能够在传送带3上安装多个收集框4，同时收集不同规格的纯碱结晶，提高工作效率；

本发明通过收集框4对纯碱晶粒进行收集，避免纯碱液和纯碱结晶颗粒混在一起，影响纯碱液的结晶，从而提高纯碱结晶效果，能够根据不同的工业用途所适配的晶粒大小的不同选择性的对纯碱晶粒进行收集，从而在生产过程中能够生产出不同规格的纯碱。

作为本发明的一种实施方式，驱动单元5包括二号电机51；传送带3的两端分别固连有转动杆31，位于反应箱2内部的转动杆31一端贯穿反应箱2的侧壁与反应箱2侧壁密封转动连接；二号电机51的输出轴与位于反应箱2外部的转动杆31固连；工作时，随着一号电机151驱动螺旋式弹簧154发生转动对碱液进行搅拌，蒸汽室16内的蒸汽通入反应箱2内部时，产生气泡协助晶粒上浮，加快重质碱的生产速度，待反应箱2内部的纯碱结晶被收集框4收集一段时间后，一号电机151停止驱动，启动二号电机51，二号电机51的输出轴发生转动带动转动杆31转动将传送带3收卷起来往反应箱2外侧移动，收集框4随着传送带3的收卷逐渐移出反应箱2内部，晶粒掉落至箱体1底部，通过蒸汽室16内的蒸汽与蒸汽干燥器17之间的配合，对纯碱结晶进行干燥。

作为本发明的另一种实施方式，驱动单元5包括摇杆52；摇杆52设置在箱体1的外部，贯穿箱体1的侧壁与位于反应箱2外部的转动杆31固连；工作时，随着一号电机151驱动螺旋式弹簧154发生转动对碱液进行搅拌，蒸汽室16内的蒸汽通入反应箱2内部时，产生气泡协助晶粒上浮，加快重质碱的生产速度，待反应箱2内部的纯碱结晶被收集框4收集一段时间后，一号电机151停止驱动，手转动摇杆52，带动转动杆31转动将传送带3收卷起来往反应箱2外侧移动，收集框4随着传送带3的收卷逐渐移出反应箱2内部，晶粒掉落至箱体1底部，通过蒸汽室16内的蒸汽与蒸汽干燥器17之间的配合，对纯碱结晶进行干燥。

作为本发明的一种实施方式，收卷单元6包括三号电机61；三号电机61的输出轴与位于反应箱2内部的转动杆31的一端固连；工作时，当驱动单元5驱动转动杆31转动带动传送带3收卷，使收集框4完成一次对纯碱晶粒的收集，晶粒掉落至箱体1底部后，启动三号电机61，三号电机61的输出轴在转动的过程中使传送带3复位往反应箱2内移动，将收集框4重新浸没在碱液中。

作为本发明的另一种实施方式，收卷单元6包括卷簧62；卷簧62与位于反应箱2内部的转动杆31的一端固连；工作时，当驱动单元5驱动转动杆31转动带动传送带3收卷，使收集框4完成一次对纯碱晶粒的收集后，卷簧62在传送带3收卷的过程中不断被拉伸，当晶粒掉落至箱体1底部后，卷簧62在恢复原状的过程中使传送带3复位往反应箱2内移动，将收集框4重新浸没在碱液中。

作为本发明的一种实施方式，收集框4为方体，其中一侧面为开口41；开口41朝向晶浆中旋涡旋转的方向，使晶粒进入收集框4内；与开口41相对的侧壁上均布有网孔42；开口41处设置有竖直方向上的电动阀门43；工作时，收集框4浸没在碱液中时，控制器控制电动阀门43打开，碱液流过收集框4，穿过网孔42所在的侧壁，晶粒被滞留在收集框4内，收集框4完成对晶粒的收集后，驱动单元5使传送带3发生移动，使收集框4沿着反应箱2的内侧壁向上移动，到达反应箱2的端口，沿着反应箱2侧壁进行翻转，当一个收集框4移出反应箱2后，驱动单元5暂时停止驱动，控制器控制该收集框4的电动阀门43打开，晶粒掉落至箱体1底部，通过蒸汽室16内的蒸汽与蒸汽干燥器17之间的配合，对纯碱结晶进行干燥，通过出料口14对纯碱结晶进行收集，驱动单元5再次驱动传送带3移动使下一个收集框4移出反应箱2后暂停驱动，控制器控制下一个收集框4的电动阀门43打开，晶粒掉落至箱体1底部，对其进行干燥，直至所有收集框4内的纯碱结晶从出料口14被分开收集起来。

作为本发明的一种实施方式，收集框4内容腔的截面形状的菱形；工作时，收集框4在收集纯碱结晶的过程中，晶粒从开口41处进入收集框4内，收集框4底部向内下侧倾斜，使晶粒进入反应箱2内后不易逸出，有利于晶粒的收集，驱动单元5带动传送带3移动，从而使收集框4沿着反应箱2内侧壁移动至反应箱2的外侧壁时，收集框4翻转其顶部翻转为底部，由于顶部也向内下侧倾斜，翻转后有利于晶粒的滑落，当电动阀门43打开时，晶粒从收集框4内滑落至箱体1底部。

作为本发明的一种实施方式，收集框4上网孔42所在的侧壁贯穿设置有转轴44；位于收集框4外的转轴44的端部处安装有叶轮45；位于收集框4内部的转轴44端部处固连有与转轴44垂直的刮杆46；工作时，碱液在流动的过程中穿过网孔42，位于收集框4外的转轴44的端部处的叶轮45随着碱液的流动而旋转，从而使的转轴44发生转动，带动刮杆46转动，刮杆46与网孔42所在的侧壁贴合，从而对侧壁上的晶体及时进行清理，使其不会堵塞网孔42而影响晶浆的流动和晶粒的收集。

作为本发明的一种实施方式，刮杆46上设置有刷毛47；工作时，刮杆46上的刷毛47随刮杆46一起旋转，从而与晶粒直接接触，刷毛47是柔性的，不易破坏晶粒，相比刮杆46与晶粒直接接触，对晶粒进行清理，刷毛47则起到了缓冲作用，确保晶粒的完整性，提高了晶粒的品质。

作为本发明的一种实施方式，反应箱2内侧壁上部固连有一层环形网罩7；网罩7上设置有断口71使收集框4顺利通过；工作时，一开始收集框4顶部的上端面与网罩7的上端面平齐，螺旋式弹簧154呈现龙卷风式旋转，带动碱液呈龙卷风式旋转将重度较小的结晶不断聚集在一起向反应箱2的上部移动，重度较小的结晶在向上移动的过程中不断的融合在一起，形成重度较大的结晶，重度较大的结晶能够穿过网罩7随着碱液的流动在网罩7上移动，纯碱结晶将进一步生长，晶粒变大，此时收集框4再向上移动，电动阀门43打开，将晶粒收集起来，晶粒不会因其自身的重力作用克服向下的阻力落至反应箱2底部，提高了超重质纯碱的产量。

具体工作流程如下：

本发明中先将进料口13的电动阀打开，倒入碱液，关闭进料口13的电动阀，启动一号电机151，同时打开蒸汽室16，蒸汽从蒸汽口11通入，通入的蒸汽通过管道21进入反应箱2内部，一号电机151的输出轴在转动的过程中带动螺旋式弹簧154发生转动，螺旋式弹簧154在旋转的过程中产生离心力，将碱液中产生的较小的结晶聚集在一起，较小的结晶在不断聚集在一起的过程中融合在一起，由于螺旋式弹簧154的最内圈固连有配重块155，使得螺旋式弹簧154上下抖动，呈龙卷风式旋转，从而带动晶浆呈龙卷风式旋转，将重度较小的结晶不断聚集在一起向反应箱2的上部移动，重度较小的结晶在向上移动的过程中不断融合在一起形成重度较大的结晶，因而在反应箱2内晶粒所在的位置越高晶粒越大，收集框4能够随传送带3的移动沿反应箱2侧壁移动，根据不同的工业用途所适配的晶粒大小的不同改变其在反应箱2内的位置高度，从而对满足所需重度的纯碱结晶进行收集，使得在生产过程中能够生产出不同规格的纯碱，能够在传送带3上安装多个收集框4，同时收集不同规格的纯碱结晶，提高工作效率；

随着一号电机151驱动螺旋式弹簧154发生转动对碱液进行搅拌，蒸汽室16内的蒸汽通入反应箱2内部时，产生气泡协助晶粒上浮，加快重质碱的生产速度，待反应箱2内部的纯碱结晶被收集框4收集一段时间后，一号电机151停止驱动，启动二号电机51，二号电机51的输出轴发生转动带动转动杆31转动将传送带3收卷起来往反应箱2外侧移动，为了防止二号电机51出现故障的情况下也能够通过手转动摇杆52，带动转动杆31转动将传送带3收卷起来，收集框4随着传送带3的收卷逐渐移出反应箱2内部，晶粒掉落至箱体1底部，通过蒸汽室16内的蒸汽与蒸汽干燥器17之间的配合，对纯碱结晶进行干燥；

当驱动单元5驱动转动杆31转动带动传送带3收卷，使收集框4完成一次对纯碱晶粒的收集，晶粒掉落至箱体1底部后，启动三号电机61，三号电机61的输出轴在转动的过程中使传送带3复位往反应箱2内移动，为了防止三号电机61出现故障的情况下也可通过卷簧62在传送带3收卷往反应箱2内移动的过程中不断被拉伸，当晶粒掉落至箱体1底部后，卷簧62在恢复原状的过程中使传送带3复位往反应箱2内移动，将收集框4重新浸没在碱液中；

收集框4浸没在碱液中时，控制器控制电动阀门43打开，碱液流过收集框4，穿过网孔42所在的侧壁，晶粒被滞留在收集框4内，收集框4完成对晶粒的收集后，驱动单元5使传送带3发生移动，使收集框4沿着反应箱2的内侧壁向上移动，到达反应箱2的端口，沿着反应箱2侧壁进行翻转，当一个收集框4移出反应箱2后，驱动单元5暂时停止驱动，控制器控制该收集框4的电动阀门43打开，晶粒掉落至箱体1底部，通过蒸汽室16内的蒸汽与蒸汽干燥器17之间的配合，对纯碱结晶进行干燥，通过出料口14对纯碱结晶进行收集，驱动单元5再次驱动传送带3移动使下一个收集框4移出反应箱2后暂停驱动，控制器控制下一个收集框4的电动阀门43打开，晶粒掉落至箱体1底部，对其进行干燥，直至所有收集框4内的纯碱结晶从出料口14被分开收集起来；

收集框4在收集纯碱结晶的过程中，晶粒从开口41处进入收集框4内，收集框4底部向内下侧倾斜，使晶粒进入反应箱2内后不易逸出，有利于晶粒的收集，驱动单元5带动传送带3移动，从而使收集框4沿着反应箱2内侧壁移动至反应箱2的外侧壁时，收集框4翻转其顶部翻转为底部，由于顶部也向内下侧倾斜，翻转后有利于晶粒的滑落，当电动阀门43打开时，晶粒从收集框4内滑落至箱体1底部；

碱液在流动的过程中穿过网孔42，位于收集框4外的转轴44的端部处的叶轮45随着碱液的流动而旋转，从而使的转轴44发生转动，带动刮杆46转动，刮杆46与网孔42所在的侧壁贴合，从而对侧壁上的晶体及时进行清理，使其不会堵塞网孔42而影响晶浆的流动和晶粒的收集；

刮杆46上的刷毛47随刮杆46一起旋转，从而与晶粒直接接触，刷毛47是柔性的，不易破坏晶粒，相比刮杆46与晶粒直接接触，对晶粒进行清理，刷毛47则起到了缓冲作用，确保晶粒的完整性，提高了晶粒的品质；

一开始收集框4顶部的上端面与网罩7的上端面平齐，螺旋式弹簧154呈现龙卷风式旋转，带动碱液呈龙卷风式旋转将重度较小的结晶不断聚集在一起向反应箱2的上部移动，重度较小的结晶在向上移动的过程中不断的融合在一起，形成重度较大的结晶，重度较大的结晶能够穿过网罩7随着碱液的流动在网罩7上移动，纯碱结晶将进一步生长，晶粒变大，此时收集框4再向上移动，电动阀门43打开，将晶粒收集起来，晶粒不会因其自身的重力作用克服向下的阻力落至反应箱2底部，提高了超重质纯碱的产量。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。