CN106225486A - 草酸输送装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种草酸输送装置，包括：由上下左右及后侧五块板体所围成的箱体、密封盖在箱体前侧箱口上的箱盖以及上下排布焊接在箱体内部的若干个隔板，所述隔板将箱体划分成若干个区域，每个区域内都安装有一加热板；所述箱体的左右一侧板靠近底端的位置设有用于接入氮气的进气接口，所述隔板上开设有通气用通口，所述箱体的上板设有出气接口，所述出气接口上设有用于连通脱脂炉的炉胆反应腔的气体通道。本发明设计了一种草酸输送装置，实现气态草酸催化剂的补给，使脱脂炉利用气态草酸作为催化剂来分解聚甲醛，解决了催化脱脂过程草酸升华后能进入脱脂炉的问题，从而不使用压缩空气的方式也能完成输送补给。
Description
技术领域
本发明涉及一种脱脂炉的辅助设备，更具体涉及一种应用在金属注射成型及陶瓷注射成型中催化脱脂炉的草酸输送装置。
背景技术
催化脱脂的工艺原理是利用固态的聚甲醛（POM）在一定温度（约100℃）的酸性气氛下快速裂解成气态的甲醛分子的特性，其中酸作为一种催化剂而存在。其裂解式如下：
(CH2O)n（酸性溶液）—→nCH2O
目前，催化脱脂过程中常用的催化剂是硝酸（HNO3），一般采用隔膜泵或者柱塞泵来完成硝酸到脱脂炉的输送。柱塞泵的结构原理如图1所示，当偏心轮71控制活塞72向左运动时，管道73内压强降低，在大气压下，下管圆球74打开，溶液76进入管道73；当活塞72向右运动时，管道73内压强增大，此时下管圆球74关闭，上管圆球75被顶开，溶液76流入到上面的容器里，完成溶液的输送。但硝酸在催化反应过程中存在以下缺陷：
1、容易造成工件表面氧化，硝酸对脱脂炉内的工件生坯金属粉末发生氧化反应：
3Fe+8HNO3＝Fe3O4+6NO2↑+4H2O
2Al+6HNO3＝Al2O3+6NO2↑+3H2O
所以不利于催化脱脂技术应用到这些容易被硝酸氧化的金属粉末中。
2、硝酸产生大量的氮氧化物，无法有效分解而污染大气，尾气的排放中有HNO3和NOx，是酸雨成因之一，对环境有危害，对水体、土壤和大气可造成污染。
因此，本发明人为了克服硝酸的缺陷，独创出采用草酸（HOOCCOOH）气体替代硝酸溶液作为上述脱脂反应的催化剂。但在草酸气体输送过程中，存在以下问题：
1、现有气态输送装置无法维持高温作业，因为草酸在100℃时开始升华，容易凝结，易造成通道堵塞，影响生产，不适宜采用传统的气态输送装置；而且传统的气态输送装置只实现了大量的输送，无法实现定量的输送。
2、现有气态输送装置都是使用空气压缩机来完成输送，即时会有大量的空气流入，因为金属注射成型及陶瓷注射成型的催化脱脂过程不能有空气流入，不然会产生严重的安全事故，所以不能采用空气压缩法进行气态输送；而且都要完全密封，不漏气，这都是现有的输送装置无法做到的。
3、另外现有气态输送装置占用空间大，程序复杂，价格昂贵，会给一些规模小、产量少的中小型企业带来一定的经济负担，阻碍企业的发展。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，提供一种草酸输送装置。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：一种草酸输送装置，包括：由上下左右及后侧五块板体所围成的箱体、密封盖在箱体前侧箱口上的箱盖以及上下排布焊接在箱体内部的若干个隔板，所述隔板将箱体划分成若干个区域，每个区域内都安装有一加热板；所述箱体的左右一侧板靠近底端的位置设有用于接入氮气的进气接口，所述隔板上开设有通气用通口，所述箱体的上板设有出气接口，所述出气接口上设有用于连通脱脂炉的炉胆反应腔的气体通道。
作为优选方案，所述箱体的底端设有通过失重率曲线用于监测草酸流入量的电子秤。
作为优选方案，所述箱体的左右一侧板设有电气元件，所述电气元件包括监测加热板加热温度的温度传感器，每个箱体的区域内都插有一根温度传感器。
作为优选方案，所述箱体的上板安装有用于监测箱体内压力情况的压力表。
作为优选方案，所述气体通道上依次绕有加热丝和保温纸。
作为优选方案，相邻的所述隔板之间距离为50~80mm。
作为优选方案，所述加热板固定安装在隔板的上方10~20mm处。
作为优选方案，所述出气接口与进气接口位于靠近箱体的体对角线上。
作为优选方案，所述加热板一端通过密封接线柱穿过箱体引入电源线。
作为优选方案，所述箱体的箱口上形成有安装边，箱盖的四边打螺丝固定在安装边上。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、传统脱脂炉只能实现液态硝酸催化剂的补给，本发明设计了一种草酸输送装置，实现气态草酸催化剂的补给，使脱脂炉利用气态草酸作为催化剂来分解聚甲醛，解决了催化脱脂过程草酸升华后能进入脱脂炉的问题，从而不使用压缩空气的方式也能完成输送补给。
2、本发明利用箱体与输送气体通道全过程加热，实现草酸在输送中完全气化，解决了草酸在吸水结晶结块堵塞管道的问题；草酸如果结晶结块，不用搅拌打碎也能完成补给，完成输送作业。
3、本发明可以通过控制箱体里加热板的加热顺序，调节温度的高低反应电子秤的失重率来控制草酸气体的流入量，实现草酸气体的定量进给。
4、本发明可以实现完全密封作业，做到草酸在进给时完全密封，不漏气，确保脱脂炉里的聚甲醛能顺利催化脱脂，解决了草酸密封输送的问题，避免漏气的危险。
5、本发明制造成本低廉，维护成本也低，可提高企业效益。
6、本发明是以草酸作为催化剂，属于有机酸，尾气中只有CO2和H2O，环保排放，无硝酸产生的氮氧化物，做到无污染。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，其中：
图1为现有技术中柱塞泵的结构原理示意图；
图2为本发明较佳实施例的拆分结构示意图；
图3为本发明较佳实施例的内部结构示意图；
图4为本发明较佳实施例的整体结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述。较佳实施例中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等用语，仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
请参见图2至图4，本发明较佳实施例中设计的一种草酸输送装置，其主要包括：箱体10、箱盖20、隔板30以及加热板40。箱体10是由上、下、左、右以及后侧五块板体所围成，在箱体10的前侧开设有箱口，在该箱口的四边形成安装边11，在箱体10的左右一侧板靠近底端的位置设置有进气接口12，进气接口12用于接入氮气（N2），在箱体10的上板设置有出气接口13，出气接口13与进气接口12位于靠近箱体10的体对角线上，以此确保氮气尽可能流经箱内的每个位置，以此充分带走草酸气体。箱盖20盖在箱体10的箱口上，在箱盖20的四边打螺丝固定在安装边11上，箱盖的作用是使密封箱体内部。隔板30焊接安装在箱体10内，隔板30上下均匀分布有若干个，其具体数量视箱体的高度而定，隔板30将箱体10划分成若干个区域，相邻的隔板30之间距离为50~80mm，在隔板30的中部还开设有通口，该通口为了便于上下加热时草酸气体出气。加热板40固定安装在每个隔板30的上方10~20mm处，使得加热板40可以同时加热其上下左右周围的草酸，每个区域内都有个加热板40，加热板40一端通过密封接线柱41穿过箱体10引入电源线。
进一步地，在出气接口13上连通有气体通道（图中未标示），气体通道直接用于连接脱脂炉内的炉胆反应腔。气体通道上依次绕有加热丝和保温纸，如果草酸无法完全气化，会带有一些粉末进入通往脱脂炉的气体通道里，并粘在出气口上，这时气体通道会被加热丝加热至80℃~180℃，使粘在气体通道里的草酸粉末升华，确保草酸完全气化，不影响脱脂炉内脱脂效率。
进一步地，在箱体10的上板安装有压力表50，压力表50不能离出气接口13太近，太近的话容易影响到压力表50的准确度，压力表50的作用是监测箱体内的压力情况。
进一步地，在箱体10的左右一侧板上设置有电气元件60，电气元件60包括但不限于温度传感器，在每个箱体的区域内都插有一根温度传感器，这样就可以监测到每个加热板40的工作温度。
本发明的工作过程：先把草酸粉末储存在箱体10里，并屯满每个区域，然后盖上箱盖20完全密封；草酸在箱体10里由加热板40从①区开始加热至80℃~180℃，使①区里的草酸升华，同时进气接口12通入氮气，带动草酸气体从出气接口13经过气体通道流入脱脂炉；直到①区里的草酸消耗殆尽，再打开②区的加热板40，也是加热到80℃~180℃；当②区里的草酸也消耗完，再开始加热③区里的草酸，直到消耗完箱体10里的所有草酸，然后再打开箱盖20添加草酸。氮气在整个加热过程中要一直保持通气。
进一步地，在箱体10的底端还设置有电子秤（图中未标示），草酸的流入量可以通过电子秤的失重率曲线直观反映。失重率曲线是以草酸消耗的重量为纵坐标Y（单位：克）、以时间为横坐标X（单位：小时）的平面坐标系中的一条线，草酸的消耗单位是克/小时（g/h），这样可以直观了解控制草酸的流入量。例如草酸的流入量是10g/h就能满足生产要求，那应该一直控制这时的加热板的加热顺序和加热温度，以保证草酸一直保持10g/h的量流入脱脂炉。本发明通过控制加热顺序以及调节加热温度来实现曲线的走向，其控制程序如下：
1、控制加热顺序：当加热①区还无法满足催化脱脂的效果时，可以同时开启②区的加热板；如果还无法满足，则可以同时加热③区的加热板，直到同时加热N区的加热板为止。当加热①区，草酸气体通入量过多时，可以关闭加热①区的加热板，开启加热②区的加热板；若加热②区还是过量时，关闭加热②区的加热板，开启加热③区的加热板，直到关闭加热（N-1）区的加热板，开启加热N区的加热板为止。加热板的加热顺序还可以这样：同时加热③⑥区，①②③区，②④⑤⑧区……
2、调节加热温度：当①区的加热板加热温度过高时，如150℃，可以降低至130℃，120℃，100℃等。当②区的加热板加热温度过高（过低），也可以降低（升高）温度，以此类推。加热板的加热温度不宜过高，否则会先把草酸分解，从而影响脱脂的催化效果。
草酸有酸的通性，如果发生设备故障导致草酸泄露，遗留，可通过碳酸盐（如Na2CO3）粉末或溶液进行处理（相比硝酸泄露时安全很多），其反应方程式如下所示：
H2C2O4+Na2CO3＝CO2↑+Na2C2O4+H2O。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种草酸输送装置，其特征在于，包括：由上下左右及后侧五块板体所围成的箱体、密封盖在箱体前侧箱口上的箱盖以及上下排布焊接在箱体内部的若干个隔板，所述隔板将箱体划分成若干个区域，每个区域内都安装有一加热板；所述箱体的左右一侧板靠近底端的位置设有用于接入氮气的进气接口，所述隔板上开设有通气用通口，所述箱体的上板设有出气接口，所述出气接口上设有用于连通脱脂炉的炉胆反应腔的气体通道。
2.根据权利要求1所述的草酸输送装置，其特征在于，所述箱体的底端设有通过失重率曲线用于监测草酸流入量的电子秤。
3.根据权利要求1所述的草酸输送装置，其特征在于，所述箱体的左右一侧板设有电气元件，所述电气元件包括监测加热板加热温度的温度传感器，每个箱体的区域内都插有一根温度传感器。
4.根据权利要求1所述的草酸输送装置，其特征在于，所述箱体的上板安装有用于监测箱体内压力情况的压力表。
5.根据权利要求1所述的草酸输送装置，其特征在于，所述气体通道上依次绕有加热丝和保温纸。
6.根据权利要求1至5任一项所述的草酸输送装置，其特征在于，相邻的所述隔板之间距离为50~80mm。
7.根据权利要求1至5任一项所述的草酸输送装置，其特征在于，所述加热板固定安装在隔板的上方10~20mm处。
8.根据权利要求1至5任一项所述的草酸输送装置，其特征在于，所述出气接口与进气接口位于靠近箱体的体对角线上。
9.根据权利要求1至5任一项所述的草酸输送装置，其特征在于，所述加热板一端通过密封接线柱穿过箱体引入电源线。
10.根据权利要求1至5任一项所述的草酸输送装置，其特征在于，所述箱体的箱口上形成有安装边，箱盖的四边打螺丝固定在安装边上。
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