本發(fā)明涉及結(jié)晶設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種連續(xù)式結(jié)晶器。

背景技術(shù)：

結(jié)晶器是用于產(chǎn)品結(jié)晶操作的一種設(shè)備，一般分為蒸發(fā)結(jié)晶器和冷卻結(jié)晶器兩種。在公開號為CN202155069U的專利文獻(xiàn)(以下簡稱文獻(xiàn)1)中公開了一種“內(nèi)循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶器”(本申請將其全文引用于此)。在該文獻(xiàn)1中公開的結(jié)晶器，其相對于傳統(tǒng)的外循環(huán)結(jié)晶器而言，可簡化設(shè)備結(jié)構(gòu)，同時可大大的降低設(shè)備運(yùn)行的功耗，而且可有效地解決采用傳統(tǒng)的外循環(huán)結(jié)晶設(shè)備時容易由于停機(jī)而在相應(yīng)的管道、設(shè)備內(nèi)發(fā)生結(jié)晶沉積而造成整個結(jié)晶設(shè)備無法重新開機(jī)的問題。但是，上述文獻(xiàn)1中的結(jié)晶器仍然存在如下問題：

1、對經(jīng)換熱管換熱后的溶液中所夾雜的細(xì)小結(jié)晶顆粒的分離效果較差，導(dǎo)致大部分結(jié)晶顆粒流至上方的筒體內(nèi)；

2、驅(qū)動攪拌的機(jī)構(gòu)設(shè)置在下筒體的底部，導(dǎo)致結(jié)晶的出料操作不方便；

3、導(dǎo)流筒的下端直接沖向下筒體底部，容易對位于下筒體底部的結(jié)晶區(qū)域造成沖擊，使沉積的結(jié)晶被沖散，導(dǎo)致結(jié)晶的沉積效果較差，進(jìn)而影響排出的結(jié)晶物料品質(zhì)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種可以有效地對經(jīng)換熱管換熱后的溶液中所夾雜的結(jié)晶顆粒進(jìn)行分離的連續(xù)式結(jié)晶器。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種連續(xù)式結(jié)晶器，包括從上至下依次相連的上腔室、換熱室和結(jié)晶室；在上腔室和換熱室之間設(shè)置有上管板，在結(jié)晶室和換熱室之間設(shè)置有下管板；在換熱室內(nèi)設(shè)置有換熱管，并且換熱管的下端穿過下管板后與結(jié)晶室連通，換熱管的上端穿過上管板后與上腔室連通；還包括導(dǎo)流管，所述導(dǎo)流管穿過換熱室，并且導(dǎo)流管的上端穿過上管板后與上腔室連通，導(dǎo)流管的下端穿過下管板后與結(jié)晶室連通，還包括分隔板，所述分隔板設(shè)置在上腔室內(nèi)，并且所述分隔板將上腔室分割為位于上方的頂部腔室和位于下方的分離腔室，所述換熱管的上端穿過上管板后與分離腔室連通，所述導(dǎo)流管的上端穿過分隔板后與頂部腔室連通；在位于分離腔室內(nèi)的導(dǎo)流管的管壁上設(shè)置有貫穿管壁的斜向通孔，并且所述斜向通孔的走向相對于對應(yīng)處的管壁壁厚方向傾斜。

進(jìn)一步的是：所述斜向通孔設(shè)置有多個，并且多個斜向通孔沿著導(dǎo)流管的周向均勻分布，所述多個斜向通孔的走向相對于對應(yīng)處的管壁壁厚方向的傾斜方向一致。

進(jìn)一步的是：在導(dǎo)流管的管壁外側(cè)，與每個斜向通孔對應(yīng)的設(shè)置有一延長管，所述延長管與對應(yīng)的斜向通孔連通，并且延長管的走向與對應(yīng)的斜向通孔的走向一致。

進(jìn)一步的是：所述斜向通孔的走向從導(dǎo)流管的外壁面至內(nèi)壁面之間為斜向下傾斜設(shè)置，并且其傾斜角度為θ，有0＜θ≤30°。

進(jìn)一步的是：所述θ＝10°。

進(jìn)一步的是：所述分隔板呈中部下凹的漏斗狀，并且所述導(dǎo)流管的上端從分隔板中心的最低處穿出。

進(jìn)一步的是：所述導(dǎo)流管的下端在穿過下管板后向下延伸一定距離L；并且在導(dǎo)流管的下端出口的正下方一定距離P處設(shè)置有擋板；其中L＞0，P＞0。

進(jìn)一步的是：在頂部腔室的頂部設(shè)置有第一出口，在結(jié)晶室的底部設(shè)置有第二出口，在換熱室的一側(cè)設(shè)置有換熱媒介入口，在換熱室上與換熱媒介入口相對的一側(cè)設(shè)置有換熱媒介出口；還包括進(jìn)料口，所述進(jìn)料口與結(jié)晶室連通。

進(jìn)一步的是：所述連續(xù)式結(jié)晶器用于冷凝結(jié)晶作業(yè)，所述進(jìn)料口通過進(jìn)料管道連接至導(dǎo)流管的中部位置，并與導(dǎo)流管連通。

進(jìn)一步的是：在導(dǎo)流管內(nèi)設(shè)置有螺旋葉，所述螺旋葉通過轉(zhuǎn)軸與設(shè)置在上腔室上方的驅(qū)動機(jī)構(gòu)傳動連接，通過所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動螺旋葉轉(zhuǎn)動以驅(qū)使位于導(dǎo)流管內(nèi)的液體向下流動；當(dāng)設(shè)置有擋板時，所述擋板安裝在轉(zhuǎn)軸上。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過設(shè)置分隔板以及相應(yīng)的斜向通孔結(jié)構(gòu)，可使溶液在導(dǎo)流管內(nèi)形成旋流狀態(tài)，而通過旋流可將該部分溶液中所攜帶的結(jié)晶顆粒進(jìn)行有效地分離，使得大部分結(jié)晶顆粒沿導(dǎo)流管向下沉降，同時使得分離后的清夜向上流動至頂部腔室中，因此可有效地實現(xiàn)對結(jié)晶顆粒的分離。另外，通過在結(jié)晶室的底部設(shè)置第二出口，可更便于將結(jié)晶部分的物料排出。另外，還通過設(shè)置擋板，可避免從導(dǎo)流管下端排出的液體直接沖擊到位于結(jié)晶室底部的沉積區(qū)，可提高結(jié)晶物料的結(jié)晶效果。另外，通過在導(dǎo)流管內(nèi)設(shè)置螺旋葉片，可由螺旋葉片帶動導(dǎo)流管內(nèi)的液體向下流動，進(jìn)而可提高整個結(jié)晶器內(nèi)部的液體循環(huán)速率，最終達(dá)到提高結(jié)晶效率的目的。而且本發(fā)明所述的結(jié)晶器，可有效地避免由于停機(jī)而造成的管路堵塞甚至導(dǎo)致設(shè)備無法啟動的情況發(fā)生，并且還可大大的降低設(shè)備運(yùn)行所需能耗，達(dá)到節(jié)能減排的效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的一種連續(xù)式結(jié)晶器具體示例的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中局部區(qū)域A的放大示意圖；

圖3為導(dǎo)流管與分隔板連接時的三維結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖3的主視圖；

圖5為圖4中B-B截面的剖視圖，其中設(shè)置有延長管結(jié)構(gòu)；

圖6為圖4中B-B截面的剖視圖，其中未設(shè)置有延長管結(jié)構(gòu)；

圖7為圖5中C-C截面的剖視圖；

圖中標(biāo)記為：上腔室1、換熱室2、結(jié)晶室3、上管板4、下管板5、換熱管6、導(dǎo)流管7、分隔板8、頂部腔室9、分離腔室10、斜向通孔11、延長管12、擋板13、第一出口14、第二出口15、換熱媒介入口16、換熱媒介出口17、進(jìn)料口18、進(jìn)料管道19、螺旋葉20、轉(zhuǎn)軸21、驅(qū)動機(jī)構(gòu)22、攪拌葉23。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

如圖1中所示，本發(fā)明所述的一種連續(xù)式結(jié)晶器，包括從上至下依次相連的上腔室1、換熱室2和結(jié)晶室3；在上腔室1和換熱室2之間設(shè)置有上管板4，在結(jié)晶室3和換熱室2之間設(shè)置有下管板5；在換熱室2內(nèi)設(shè)置有換熱管6，并且換熱管6的下端穿過下管板5后與結(jié)晶室3連通，換熱管6的上端穿過上管板4后與上腔室1連通；還包括導(dǎo)流管7，所述導(dǎo)流管7穿過換熱室2，并且導(dǎo)流管7的上端穿過上管板4后與上腔室1連通，導(dǎo)流管7的下端穿過下管板5后與結(jié)晶室3連通；還包括分隔板8，所述分隔板8設(shè)置在上腔室1內(nèi)，并且所述分隔板8將上腔室1分割為位于上方的頂部腔室9和位于下方的分離腔室10，所述換熱管6的上端穿過上管板4后與分離腔室10連通，所述導(dǎo)流管7的上端穿過分隔板8后與頂部腔室9連通；在位于分離腔室10內(nèi)的導(dǎo)流管7的管壁上設(shè)置有貫穿管壁的斜向通孔11，并且所述斜向通孔11的走向相對于對應(yīng)處的管壁壁厚方向傾斜。

本發(fā)明所述的結(jié)晶器，可實現(xiàn)連續(xù)結(jié)晶作業(yè)，相應(yīng)的需要連續(xù)不斷的向結(jié)晶器內(nèi)補(bǔ)入原液，同時也可連續(xù)或者不連續(xù)地排出結(jié)晶或者結(jié)晶濃液以及連續(xù)的排出清夜或者排出蒸汽。而且本發(fā)明所述的結(jié)晶器既可用于蒸發(fā)式結(jié)晶作業(yè)，又可用于冷凝式結(jié)晶作業(yè)；其中，根據(jù)結(jié)晶器作業(yè)方式的不同，上腔室1的作用也會隨之改變，當(dāng)本發(fā)明所述的結(jié)晶器用于蒸發(fā)式結(jié)晶作業(yè)時，上腔室1將作為蒸發(fā)腔室，整個結(jié)晶器內(nèi)部的溶液液面將位于上腔室1內(nèi)，并且溶液應(yīng)當(dāng)將換熱室2、結(jié)晶室3以及分離室10等填充滿；此時溶液從結(jié)晶室2內(nèi)通過換熱管6后將被加熱，加熱后的溶液最終將有部分進(jìn)入到上腔室1中的頂部腔室9內(nèi)，在頂部腔室9中被蒸發(fā)濃縮，蒸發(fā)后的蒸汽將從設(shè)置在頂部腔室9頂部的第一出口14排出并可被收集。而當(dāng)所述的結(jié)晶器用于冷凝式結(jié)晶作業(yè)時，上腔室1將作為清液的澄清室，整個結(jié)晶器內(nèi)部將被溶液完全充滿；此時溶液從結(jié)晶室2內(nèi)通過換熱管6后將被冷卻降溫，冷卻后的溶液將有部分進(jìn)入到上腔室1中的頂部腔室9內(nèi)，在頂部腔室9內(nèi)位于溶液內(nèi)的結(jié)晶顆粒將逐漸沉降，而位于最頂部的清液將從設(shè)置在上腔室1頂部的第一出口14排出并可被收集。

當(dāng)然，不失一般性，本發(fā)明中的結(jié)晶器為了使其可正常地運(yùn)行，需要在上腔室1的頂部設(shè)置有相應(yīng)的第一出口14，在結(jié)晶室3的底部設(shè)置有第二出口15，在換熱室2的一側(cè)設(shè)置有換熱媒介入口16，在換熱室2上與換熱媒介入口16相對的一側(cè)設(shè)置有換熱媒介出口17；還需要設(shè)置有進(jìn)料口18，所述進(jìn)料口18與結(jié)晶室3連通。這樣，通過進(jìn)料口18可向結(jié)晶器內(nèi)連續(xù)不斷的加入原液；通過第一出口14，可排出相應(yīng)的清液或者蒸汽；通過第二出口15，可排出結(jié)晶體或者結(jié)晶濃液；通過換熱媒介入口16和換熱媒介出口17可向換熱室2內(nèi)通入換熱媒介，以與從換熱管6內(nèi)流過的溶液進(jìn)行換熱。

另外，根據(jù)結(jié)晶器作業(yè)方式的不同，當(dāng)結(jié)晶器用于冷凝結(jié)晶作業(yè)時，可優(yōu)選將所述進(jìn)料口18通過進(jìn)料管道19連接至導(dǎo)流管7的中部位置，并與導(dǎo)流管7連通。例如參照附圖1中所示，將進(jìn)料口18通過進(jìn)料管道19與穿過下管板5后的導(dǎo)流管7連通。這樣設(shè)置的好處是：使得加入到結(jié)晶器內(nèi)的原液將首先與被冷卻后的從導(dǎo)流管7流回至結(jié)晶室3內(nèi)的部分溶液混合，這樣可使原液被快速冷卻以及時地析出一定的結(jié)晶后再排至結(jié)晶室中進(jìn)行一定的沉降分離。而當(dāng)結(jié)晶器用于蒸發(fā)結(jié)晶作業(yè)時，可直接將進(jìn)料口18設(shè)置在結(jié)晶室3上部的側(cè)壁上，以將原液直接加入到結(jié)晶室3內(nèi)即可。

另外，本發(fā)明中設(shè)置斜向通孔11的作用是使得溶液通過斜向通孔11從導(dǎo)流管7外部的分離腔室10流入到導(dǎo)流管7內(nèi)，同時在導(dǎo)流管7內(nèi)形成旋流。參照附圖5或者附圖6中所示，圖中帶有箭頭的曲線大致表示流體的流向線；由于將斜向通孔11的走向設(shè)置為相對于對應(yīng)處的管壁壁厚方向傾斜，即斜向通孔11的走向與管壁壁厚方向形成一定的夾角δ，參照附圖5中所示，以此使得沿著斜向通孔11的走向流入到導(dǎo)流管7的液體將形成旋流。當(dāng)然，理論上為了在導(dǎo)流管7內(nèi)實現(xiàn)旋流效果，δ的取值應(yīng)當(dāng)介于：0＜δ≤90°范圍，并且當(dāng)δ的取值越靠近90°時，則相同條件下產(chǎn)生的旋流效果越好。如圖5中設(shè)置有四個斜向通孔11，四個斜向通孔11位于同一橫截面上，并且四個斜向通孔11沿著導(dǎo)流管7的周向等角度的均勻分布，此時將在導(dǎo)流管7中形成逆時針轉(zhuǎn)動的旋流。同理在附圖6中通過設(shè)置五個傾斜方向一致的斜向通孔11，也可在導(dǎo)流管7中形成逆時針轉(zhuǎn)動的旋流。而通過在導(dǎo)流管7內(nèi)形成旋流，則可將溶液中所含有的結(jié)晶顆粒離心的甩至靠近導(dǎo)流管7的內(nèi)壁側(cè)，然后逐漸沉降到底部的結(jié)晶室3內(nèi)；而分離出結(jié)晶后的清液，將部分沿著導(dǎo)流管7向上流入到頂部腔室9中，另一部分則向下回流入結(jié)晶室3中再次循環(huán)。之所以有部分的清液將沿著導(dǎo)流管7向上流動，是由于整個結(jié)晶器通過進(jìn)料口18連續(xù)不斷的向其內(nèi)部供入原液，并且還應(yīng)當(dāng)控制原液的加入量大致等于從第一出口14和第二出口15所排出的物料量之和，以使得整個結(jié)晶器內(nèi)部的溶液量保持穩(wěn)定。

另外，考慮到導(dǎo)流管7的壁厚可能較薄，因此僅通過斜向通孔11所產(chǎn)生旋流效果可能不佳，為此，參照附圖5中所示，可進(jìn)一步在導(dǎo)流管7的管壁外側(cè)，與每個斜向通孔11對應(yīng)的設(shè)置有一延長管12，所述延長管12與對應(yīng)的斜向通孔11連通，并且延長管12的走向與對應(yīng)的斜向通孔11的走向一致。通過設(shè)置延長管12，可增強(qiáng)產(chǎn)生旋流的效果，進(jìn)而提高結(jié)晶的分離效果。延長管12的形狀應(yīng)當(dāng)大致與斜向通孔11一致，例如附圖中所示的既是設(shè)置斜向通孔11的橫截面為矩形的縫隙結(jié)構(gòu)，相應(yīng)的延長管12的橫截面也設(shè)置為相同大小的矩形管。當(dāng)然，不失一般性，也可將延長管12設(shè)置在導(dǎo)流管7的管壁內(nèi)側(cè)或者將延長管12整體穿過導(dǎo)流管7的管壁。另外，延長管12也可沿其走向方式設(shè)置有一定的彎曲弧度，只要保證其可提高最終在導(dǎo)流管7內(nèi)產(chǎn)生的旋流效果即可。

另外，為了實現(xiàn)旋流時將結(jié)晶顆粒向?qū)Я鞴?的下端離心“拋甩”的效果，以使結(jié)晶顆粒能更好的向下沉積到結(jié)晶室3內(nèi)，參照附圖7中所示，進(jìn)一步可將所述斜向通孔11的走向從導(dǎo)流管7的外壁面至內(nèi)壁面之間為斜向下傾斜設(shè)置，并且當(dāng)其傾斜角度為θ時，一般設(shè)置有0＜θ≤30°，例如可設(shè)置所述傾斜角度θ＝10°。另外，在上述情況下，當(dāng)設(shè)置有延長管12時，也可將延長管12的走向設(shè)置為與斜向通孔11的走向一致的傾斜情況。

另外，在本發(fā)明中，設(shè)置分隔板8的作用是將上腔室1分割為兩個彼此獨(dú)立的分離腔室10和頂部腔室9；而考慮到在頂部腔室9中也可能產(chǎn)生一定量的結(jié)晶顆粒，尤其是在用于蒸發(fā)結(jié)晶作業(yè)時，在頂部腔室9中也將析出較多的結(jié)晶顆粒。因此，為了使該部分結(jié)晶顆粒能順利的通過導(dǎo)流管7后沉降至底部的結(jié)晶室3內(nèi)，參照附圖3和附圖4中所示，本發(fā)明進(jìn)一步可將所述分隔板8設(shè)置為呈中部下凹的漏斗狀，并且所述導(dǎo)流管7的上端從分隔板8中心的最低處穿出；當(dāng)然導(dǎo)流管7的上端端面應(yīng)當(dāng)盡量與漏斗狀的分隔板8的最低處平滑過渡，以避免結(jié)晶顆粒在該處堆積。

另外，參照附圖2中所示，進(jìn)一步可設(shè)置導(dǎo)流管7的下端在穿過下管板5后向下延伸一定距離L，其中L＞0，這樣設(shè)置的好處是可避免從導(dǎo)流管7流至下方結(jié)晶室3內(nèi)的部分溶液又立刻向上回流入換熱管6中，以使得從導(dǎo)流管7流出的溶液先在結(jié)晶室3內(nèi)進(jìn)行一定時間的沉降過程后再向上進(jìn)入到換熱管6中，這樣可盡量減少結(jié)晶顆粒進(jìn)入到換熱管6內(nèi)。另外，還可在導(dǎo)流管7的下端出口的正下方一定距離P處設(shè)置有擋板13；其中P＞0。設(shè)置擋板13的作用是可避免從導(dǎo)流管7流出的溶液對位于結(jié)晶室3底部沉積的結(jié)晶顆?；蛘呓Y(jié)晶濃液造成沖擊，擋板3可通過相應(yīng)的安裝支桿安裝在結(jié)晶室3的內(nèi)壁面上或者通過安裝支桿直接安裝到導(dǎo)流管7的底端。

另外，為了提高位于導(dǎo)流管7內(nèi)的溶液從上向下的流動效果，進(jìn)一步可在導(dǎo)流管7內(nèi)設(shè)置有螺旋葉20，所述螺旋葉20通過轉(zhuǎn)軸21與設(shè)置在上腔室1上方的驅(qū)動機(jī)構(gòu)22傳動連接，通過所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)22驅(qū)動螺旋葉20轉(zhuǎn)動以驅(qū)使位于導(dǎo)流管7內(nèi)的液體向下流動，以此實現(xiàn)主動驅(qū)動循環(huán)的目的。而且，當(dāng)設(shè)置有擋板13時，所述擋板13可直接安裝在轉(zhuǎn)軸21上。螺旋葉20的作用是通過轉(zhuǎn)動驅(qū)動導(dǎo)流管7內(nèi)的液體向下流動，因此螺旋葉20的旋向應(yīng)當(dāng)與驅(qū)動機(jī)構(gòu)22驅(qū)動其轉(zhuǎn)動的方向相匹配，以實現(xiàn)上述目的。至于驅(qū)動機(jī)構(gòu)22，一般可采用普通的電機(jī)即可，另外還可在驅(qū)動機(jī)構(gòu)22的輸出端設(shè)置有相應(yīng)的減速機(jī)構(gòu)，通過減速機(jī)構(gòu)實現(xiàn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)22的輸出端與轉(zhuǎn)軸21之間的減速傳動連接。

當(dāng)然，不失一般性，還可在結(jié)晶室3的底部設(shè)置有攪拌用的攪拌葉23，如附圖1中所示，將攪拌葉23設(shè)置在第二出口15的上方；攪拌葉23的作用是起到對結(jié)晶室3內(nèi)沉積的結(jié)晶顆?；蛘呓Y(jié)晶濃液起到緩慢的攪拌作用，以提高結(jié)晶顆粒的均勻性。當(dāng)然，在上述設(shè)置有驅(qū)動機(jī)構(gòu)22以及轉(zhuǎn)軸21時，可將上述攪拌葉23直接設(shè)置在轉(zhuǎn)軸21上，并可直接隨轉(zhuǎn)軸21轉(zhuǎn)動。