CN112044102B

CN112044102B - 一种用于次磷酸钠水溶液蒸发的多级蒸发装置

Info

Publication number: CN112044102B
Application number: CN202010893207.1A
Authority: CN
Inventors: 朱雪松; 冯振华; 刘仕通; 高宏福; 钱旭
Original assignee: Jiangsu Hechun Chemical Industry Co ltd; Jiangsu Kangxiang Industrial Group Co ltd
Current assignee: Jiangsu Hechun Chemical Industry Co ltd; Jiangsu Kangxiang Industrial Group Co ltd
Priority date: 2020-08-31
Filing date: 2020-08-31
Publication date: 2022-02-08
Anticipated expiration: 2040-08-31
Also published as: CN112044102A

Abstract

本发明公开了一种用于次磷酸钠水溶液蒸发的多级蒸发装置，包括底板、摇匀结构和辅助升温结构；底板：上表面左侧设有前后对称的支撑板，两侧的支撑板上端之间设有固定环，固定环的内部设有蒸发桶，蒸发桶的内部设有环形板，蒸发桶的上表面进液口处设有进液管，环形板的内弧壁底端设有电加热丝，蒸发桶的底端排液口处设有排液管，排液管的内部串联有管阀；该用于次磷酸钠水溶液蒸发的多级蒸发装置，可以使次磷酸钠水溶液均匀受热，还可以对次磷酸钠水溶液加热产生的混合蒸汽再次利用，使其参与到蒸发工作中，加快蒸发进程，能够使人员观察到次磷酸钠水溶液的蒸发进程。

Description

一种用于次磷酸钠水溶液蒸发的多级蒸发装置

技术领域

本发明涉及化工产品技术领域，具体为一种用于次磷酸钠水溶液蒸发的多级蒸发装置。

背景技术

次磷酸钠是一种无机化合物，其化学式为NaH2PO2，为无色有珍珠光泽的晶体或白色粉末，味咸、易潮解，强烈加热，分解放出磷化氢并立即在空气中着火，与强氧化剂混合会引起爆炸，易溶于甘油和热乙醇，溶于水、冷乙醇，微溶于无水乙醇，不溶于乙醚，水溶液呈中性，将次磷酸用碳酸钠中和而得，用作药物、实验室试剂和镀镍中的还原剂，在次磷酸纳的生产过程中，需要将25％质量浓度的次磷酸纳水溶液蒸发至85％质量浓度，然后进行冷却结晶，一直以来液体次磷酸纳水溶液浓缩蒸发是采用单一的加热蒸发工艺，能源消耗较大，且蒸发质量不明显，通常不具备其它辅助蒸发结构来实现多级蒸发，因此，为了解决上述问题，我们设计出了一种用于次磷酸钠水溶液蒸发的多级蒸发装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种用于次磷酸钠水溶液蒸发的多级蒸发装置，可以使次磷酸钠水溶液均匀受热，还可以对次磷酸钠水溶液加热产生的混合蒸汽再次利用，使其参与到蒸发工作中，加快蒸发进程，能够使人员观察到次磷酸钠水溶液的蒸发进程，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于次磷酸钠水溶液蒸发的多级蒸发装置，包括底板、摇匀结构和辅助升温结构；

底板：上表面左侧设有前后对称的支撑板，两侧的支撑板上端之间设有固定环，固定环的内部设有蒸发桶，蒸发桶的内部设有环形板，蒸发桶的上表面进液口处设有进液管，环形板的内弧壁底端设有电加热丝，蒸发桶的底端排液口处设有排液管，排液管的内部串联有管阀，底板的上表面右侧设有气液分离箱，气液分离箱的上表面右侧设有U形架，U形架的上表面设有气泵，气泵上表面的进气口与蒸发桶上表面的蒸汽出口通过管道连通，气液分离箱上表面右侧的进气口处设有三通管，三通管的上端贯穿U形架并与气泵的底面出气口连通；

摇匀结构：设置于环形板的内部；

辅助升温结构：设置于蒸发桶的内部，辅助升温结构右端的进气口与气液分离箱左侧面的出气口连通；

其中：还包括PLC控制器，所述PLC控制器设置于底板的上表面右前端，PLC控制器的输入端电连接外部电源，气泵和电加热丝的输入端均电连接PLC控制器的输出端，可以使次磷酸钠水溶液均匀受热，还可以对次磷酸钠水溶液加热产生的混合蒸汽再次利用，使其参与到蒸发工作中，加快蒸发进程，能够使人员观察到次磷酸钠水溶液的蒸发进程。

进一步的，所述摇匀结构包括定位板、套筒、套杆、弹簧、U形座和晃动板，所述定位板对称设置于环形板的内弧壁上端，定位板的底面均设有套筒，套筒的内部均滑动连接有套杆，套杆上端设置的弹簧上方端头与对应的定位板底面固定连接，套杆底端的限位板内侧面均通过销轴转动连接有U形座，晃动板的两端分别通过销轴与对应的U形座内壁转动连接，可以对次磷酸钠水溶液进行搅拌。

进一步的，所述摇匀结构还包括搅拌电机、连接板和搅拌杆，所述搅拌电机设置于蒸发桶的上表面中心处，搅拌电机的输出轴通过轴承与蒸发桶的顶壁转动连接并延伸至蒸发桶的内部，搅拌电机的输出轴下侧端头处设有连接板，连接板的底面外侧设有搅拌杆，搅拌杆的底端与晃动板上表面的边缘处滑动连接，搅拌电机的输入端电连接PLC控制器的输出端，可以使次磷酸钠水溶液能均匀受热，加快蒸发进程。

进一步的，所述辅助升温结构包括进气管、出气管、连接管和蛇形管，所述进气管设置于蒸发桶外弧壁底端的进气口处，进气管右端的进气口与气液分离箱左侧面的出气口连通，蒸发桶外弧壁上端的出气口处设有出气管，环形板内弧壁上下两端的通孔处均设有连接管，两端的连接管通过蛇形管连通，可以同时从内部和外部对次磷酸钠水溶液进行换热工作，加快蒸发速度。

进一步的，所述气液分离箱的上表面左侧设有水泵，水泵底面的进水管贯穿气液分离箱的顶壁并延伸至气液分离箱的内部底端，水泵上表面出水口处设置的回液管依次贯穿蒸发桶和环形板的外弧壁并延伸至环形板的内部，水泵的输入端电连接PLC控制器的输出端，可以将气液分离箱内部凝结的次磷酸钠水溶液通过回液管再次送入环形板内。

进一步的，所述气液分离箱的右侧面设有离心电机，离心电机的输出轴通过轴承与气液分离箱的右侧壁转动连接并延伸至气液分离箱的内部，离心电机的输出轴左侧端头处设有转动轴，转动轴的外弧面设有均匀分布的离心叶片，离心电机的输入端电连接PLC控制器的输出端，可以将混合蒸汽进行气液分离。

进一步的，所述蒸发桶的上表面后侧设有超声波传感器，蒸发桶的上表面前侧设有温度传感器，超声波传感器和温度传感器的感应端均贯穿蒸发桶的顶壁并延伸至环形板的内部，超声波传感器和温度传感器的输出端均电连接PLC控制器的输入端，可以使人员观察到次磷酸钠水溶液的蒸发进程。

进一步的，所述底板的底面设有安装板，安装板的四角对称设有安装孔，可以对上方结构进行固定，保证工作环境的稳定性。

进一步的，所述三通管的右侧管体和下侧管体内部均串联有独立管阀，可以保证蒸发环境的密封性。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本用于次磷酸钠水溶液蒸发的多级蒸发装置，具有以下好处：

1、使用螺栓通过安装孔将安装板与安装部位连接，实现对上方结构的固定，保证工作环境的稳定性，打开三通管右侧管体内部串联的独立管阀，通过PLC控制器的调控，气泵运转，将环形板内的空气通过三通管排出，随后闭合三通管右侧管体内部串联的独立管阀，打开三通管下侧管体内部串联的独立管阀，将次磷酸钠水溶液通过进液管送入环形板内，电加热丝通电将电能转化为热能，对次磷酸钠水溶液进行加热，同时搅拌电机运转，带动连接板转动，使搅拌杆对次磷酸钠水溶液进行搅拌，受搅拌杆的顶压和弹簧弹性势能牵引的影响，晃动板能够进行反复晃动，使次磷酸钠水溶液能均匀受热，加快蒸发进程。

2、次磷酸钠水溶液加热产生的混合蒸汽通过蒸发桶上表面的蒸汽出口管道和三通管进入气液分离箱内部，离心电机运转，带动转动轴转动，使离心叶片高速旋转将混合蒸汽进行气液分离，分离后的热蒸气通过进气管进入蒸发桶和环形板的间隙处，与环形板内的次磷酸钠水溶液进行热交换，热蒸气还可以经过连接管进入蛇形管内，同时从内部和外部对次磷酸钠水溶液进行换热工作。

3、水泵运转可以将气液分离箱内部凝结的次磷酸钠水溶液通过回液管再次送入环形板内，超声波传感器可以根据发出超声波信号到接收超声波信号的时间判断环形板内的次磷酸钠水溶液液位高度，温度传感器能够实时监测环形板内部的温度，可以使人员观察到次磷酸钠水溶液的蒸发进程。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明前侧内剖结构示意图；

图3为本发明摇匀结构安装示意图；

图4为本发明内部结构示意图。

图中：1底板、2支撑板、3固定环、4蒸发桶、5环形板、6摇匀结构、61定位板、62套筒、63套杆、64弹簧、65U形座、66晃动板、67搅拌电机、68连接板、69搅拌杆、7气液分离箱、8辅助升温结构、81进气管、82出气管、83连接管、84蛇形管、9进液管、10PLC控制器、11U形架、12气泵、13水泵、14回液管、15电加热丝、16排液管、17三通管、18离心电机、19转动轴、20离心叶片、21超声波传感器、22温度传感器、23安装板、24安装孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种用于次磷酸钠水溶液蒸发的多级蒸发装置，包括底板1、摇匀结构6和辅助升温结构8；

底板1：上表面左侧设有前后对称的支撑板2，两侧的支撑板2上端之间设有固定环3，固定环3的内部设有蒸发桶4，蒸发桶4的内部设有环形板5，蒸发桶4的上表面进液口处设有进液管9，环形板5的内弧壁底端设有电加热丝15，蒸发桶4的底端排液口处设有排液管16，排液管16的内部串联有管阀，底板1的上表面右侧设有气液分离箱7，气液分离箱7的上表面右侧设有U形架11，U形架11的上表面设有气泵12，气泵12上表面的进气口与蒸发桶4上表面的蒸汽出口通过管道连通，气液分离箱7上表面右侧的进气口处设有三通管17，三通管17的上端贯穿U形架11并与气泵12的底面出气口连通，三通管17的右侧管体和下侧管体内部均串联有独立管阀，使用螺栓通过安装孔24将安装板23与安装部位连接，实现对上方结构的固定，保证工作环境的稳定性，打开三通管17右侧管体内部串联的独立管阀，通过PLC控制器10的调控，气泵12运转，将环形板5内的空气通过三通管17排出，随后闭合三通管17右侧管体内部串联的独立管阀，打开三通管17下侧管体内部串联的独立管阀，将次磷酸钠水溶液通过进液管9送入环形板5内，电加热丝15通电将电能转化为热能，对次磷酸钠水溶液进行加热；

摇匀结构6：设置于环形板5的内部，摇匀结构6包括定位板61、套筒62、套杆63、弹簧64、U形座65和晃动板66，定位板61对称设置于环形板5的内弧壁上端，定位板61的底面均设有套筒62，套筒62的内部均滑动连接有套杆63，套杆63上端设置的弹簧64上方端头与对应的定位板61底面固定连接，套杆63底端的限位板内侧面均通过销轴转动连接有U形座65，晃动板66的两端分别通过销轴与对应的U形座65内壁转动连接，摇匀结构6还包括搅拌电机67、连接板68和搅拌杆69，搅拌电机67设置于蒸发桶4的上表面中心处，搅拌电机67的输出轴通过轴承与蒸发桶4的顶壁转动连接并延伸至蒸发桶4的内部，搅拌电机67的输出轴下侧端头处设有连接板68，连接板68的底面外侧设有搅拌杆69，搅拌杆69的底端与晃动板66上表面的边缘处滑动连接，搅拌电机67的输入端电连接PLC控制器10的输出端，同时搅拌电机67运转，带动连接板68转动，使搅拌杆69对次磷酸钠水溶液进行搅拌，受搅拌杆69的顶压和弹簧64弹性势能牵引的影响，晃动板66能够进行反复晃动，使次磷酸钠水溶液能均匀受热，加快蒸发进程；

辅助升温结构8：设置于蒸发桶4的内部，辅助升温结构8右端的进气口与气液分离箱7左侧面的出气口连通，辅助升温结构8包括进气管81、出气管82、连接管83和蛇形管84，进气管81设置于蒸发桶4外弧壁底端的进气口处，进气管81右端的进气口与气液分离箱7左侧面的出气口连通，蒸发桶4外弧壁上端的出气口处设有出气管82，环形板5内弧壁上下两端的通孔处均设有连接管83，两端的连接管83通过蛇形管84连通，分离后的热蒸气通过进气管81进入蒸发桶4和环形板5的间隙处，与环形板5内的次磷酸钠水溶液进行热交换，热蒸气还可以经过连接管83进入蛇形管84内，同时从内部和外部对次磷酸钠水溶液进行换热工作；

其中：还包括PLC控制器10，PLC控制器10设置于底板1的上表面右前端，PLC控制器10的输入端电连接外部电源，气泵12和电加热丝15的输入端均电连接PLC控制器10的输出端。

其中：气液分离箱7的上表面左侧设有水泵13，水泵13底面的进水管贯穿气液分离箱7的顶壁并延伸至气液分离箱7的内部底端，水泵13上表面出水口处设置的回液管14依次贯穿蒸发桶4和环形板5的外弧壁并延伸至环形板5的内部，水泵13的输入端电连接PLC控制器10的输出端，水泵13运转可以将气液分离箱7内部凝结的次磷酸钠水溶液通过回液管14再次送入环形板5内。

其中：气液分离箱7的右侧面设有离心电机18，离心电机18的输出轴通过轴承与气液分离箱7的右侧壁转动连接并延伸至气液分离箱7的内部，离心电机18的输出轴左侧端头处设有转动轴19，转动轴19的外弧面设有均匀分布的离心叶片20，离心电机18的输入端电连接PLC控制器10的输出端，次磷酸钠水溶液加热产生的混合蒸汽通过蒸发桶4上表面的蒸汽出口管道和三通管17进入气液分离箱7内部，离心电机18运转，带动转动轴19转动，使离心叶片20高速旋转将混合蒸汽进行气液分离。

其中：蒸发桶4的上表面后侧设有超声波传感器21，蒸发桶4的上表面前侧设有温度传感器22，超声波传感器21和温度传感器22的感应端均贯穿蒸发桶4的顶壁并延伸至环形板5的内部，超声波传感器21和温度传感器22的输出端均电连接PLC控制器10的输入端，超声波传感器21可以根据发出超声波信号到接收超声波信号的时间判断环形板5内的次磷酸钠水溶液液位高度，温度传感器22能够实时监测环形板5内部的温度，可以使人员观察到次磷酸钠水溶液的蒸发进程。

其中：底板1的底面设有安装板23，安装板23的四角对称设有安装孔24，使用螺栓通过安装孔24将安装板23与安装部位连接，实现对上方结构的固定，保证工作环境的稳定性。

在使用时：使用螺栓通过安装孔24将安装板23与安装部位连接，实现对上方结构的固定，保证工作环境的稳定性，打开三通管17右侧管体内部串联的独立管阀，通过PLC控制器10的调控，气泵12运转，将环形板5内的空气通过三通管17排出，随后闭合三通管17右侧管体内部串联的独立管阀，打开三通管17下侧管体内部串联的独立管阀，将次磷酸钠水溶液通过进液管9送入环形板5内，电加热丝15通电将电能转化为热能，对次磷酸钠水溶液进行加热，同时搅拌电机67运转，带动连接板68转动，使搅拌杆69对次磷酸钠水溶液进行搅拌，受搅拌杆69的顶压和弹簧64弹性势能牵引的影响，晃动板66能够进行反复晃动，使次磷酸钠水溶液能均匀受热，加快蒸发进程，次磷酸钠水溶液加热产生的混合蒸汽通过蒸发桶4上表面的蒸汽出口管道和三通管17进入气液分离箱7内部，离心电机18运转，带动转动轴19转动，使离心叶片20高速旋转将混合蒸汽进行气液分离，分离后的热蒸气通过进气管81进入蒸发桶4和环形板5的间隙处，与环形板5内的次磷酸钠水溶液进行热交换，热蒸气还可以经过连接管83进入蛇形管84内，同时从内部和外部对次磷酸钠水溶液进行换热工作，水泵13运转可以将气液分离箱7内部凝结的次磷酸钠水溶液通过回液管14再次送入环形板5内，超声波传感器21可以根据发出超声波信号到接收超声波信号的时间判断环形板5内的次磷酸钠水溶液液位高度，温度传感器22能够实时监测环形板5内部的温度，可以使人员观察到次磷酸钠水溶液的蒸发进程，蒸发工作结束后，各单元复位，打开排液管16内部串联的管阀，将提纯后的次磷酸钠溶液排出，准备进行下一步工作。

值得注意的是，本实施例中所公开的PLC控制器10核心芯片选用的是西门子S7-300单片机，搅拌电机67和离心电机18均选用的是东莞市威邦机电有限公司出品的5IK150RGU-CF调速电机，气泵12选用的是成都新为诚科技有限公司出品的VAY8828真空泵，水泵13选用的是上海阳光泵业制造有限公司出品的G型单螺杆泵，电加热丝15选用的是盐城宏泰合金电器有限公司型号为Cr27AL7Mo2的电加热丝，超声波传感器21选用的是广州宝盾电子科技有限公司出品的M18U150-PN-45-L5超声波传感器，温度传感器22选用的是无锡市众测传感器技术有限公司出品的PT100铂电阻温度传感器，PLC控制器10控制气泵12、水泵13、电加热丝15、搅拌电机67、离心电机18、超声波传感器21和温度传感器22工作采用现有技术中常用的方法。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种用于次磷酸钠水溶液蒸发的多级蒸发装置，其特征在于：包括底板（1）、摇匀结构（6）和辅助升温结构（8）；

底板（1）：上表面左侧设有前后对称的支撑板（2），两侧的支撑板（2）上端之间设有固定环（3），固定环（3）的内部设有蒸发桶（4），蒸发桶（4）的内部设有环形板（5），蒸发桶（4）的上表面进液口处设有进液管（9），环形板（5）的内弧壁底端设有电加热丝（15），蒸发桶（4）的底端排液口处设有排液管（16），排液管（16）的内部串联有管阀，底板（1）的上表面右侧设有气液分离箱（7），气液分离箱（7）的上表面右侧设有U形架（11），U形架（11）的上表面设有气泵（12），气泵（12）上表面的进气口与蒸发桶（4）上表面的蒸汽出口通过管道连通，气液分离箱（7）上表面右侧的进气口处设有三通管（17），三通管（17）的上端贯穿U形架（11）并与气泵（12）的底面出气口连通；

摇匀结构（6）：设置于环形板（5）的内部，所述摇匀结构（6）包括定位板（61）、套筒（62）、套杆（63）、弹簧（64）、U形座（65）和晃动板（66），所述定位板（61）对称设置于环形板（5）的内弧壁上端，定位板（61）的底面均设有套筒（62），套筒（62）的内部均滑动连接有套杆（63），套杆（63）上端设置的弹簧（64）上方端头与对应的定位板（61）底面固定连接，套杆（63）底端的限位板内侧面均通过销轴转动连接有U形座（65），晃动板（66）的两端分别通过销轴与对应的U形座（65）内壁转动连接；

所述摇匀结构（6）还包括搅拌电机（67）、连接板（68）和搅拌杆（69），所述搅拌电机（67）设置于蒸发桶（4）的上表面中心处，搅拌电机（67）的输出轴通过轴承与蒸发桶（4）的顶壁转动连接并延伸至蒸发桶（4）的内部，搅拌电机（67）的输出轴下侧端头处设有连接板（68），连接板（68）的底面外侧设有搅拌杆（69），搅拌杆（69）的底端与晃动板（66）上表面的边缘处滑动连接，搅拌电机（67）的输入端电连接PLC控制器（10）的输出端；

辅助升温结构（8）：设置于蒸发桶（4）的内部，辅助升温结构（8）右端的进气口与气液分离箱（7）左侧面的出气口连通；

其中：还包括PLC控制器（10），所述PLC控制器（10）设置于底板（1）的上表面右前端，PLC控制器（10）的输入端电连接外部电源，气泵（12）和电加热丝（15）的输入端均电连接PLC控制器（10）的输出端。

2.根据权利要求1所述的一种用于次磷酸钠水溶液蒸发的多级蒸发装置，其特征在于：所述辅助升温结构（8）包括进气管（81）、出气管（82）、连接管（83）和蛇形管（84），所述进气管（81）设置于蒸发桶（4）外弧壁底端的进气口处，进气管（81）右端的进气口与气液分离箱（7）左侧面的出气口连通，蒸发桶（4）外弧壁上端的出气口处设有出气管（82），环形板（5）内弧壁上下两端的通孔处均设有连接管（83），两端的连接管（83）通过蛇形管（84）连通。

3.根据权利要求1所述的一种用于次磷酸钠水溶液蒸发的多级蒸发装置，其特征在于：所述气液分离箱（7）的上表面左侧设有水泵（13），水泵（13）底面的进水管贯穿气液分离箱（7）的顶壁并延伸至气液分离箱（7）的内部底端，水泵（13）上表面出水口处设置的回液管（14）依次贯穿蒸发桶（4）和环形板（5）的外弧壁并延伸至环形板（5）的内部，水泵（13）的输入端电连接PLC控制器（10）的输出端。

4.根据权利要求1所述的一种用于次磷酸钠水溶液蒸发的多级蒸发装置，其特征在于：所述气液分离箱（7）的右侧面设有离心电机（18），离心电机（18）的输出轴通过轴承与气液分离箱（7）的右侧壁转动连接并延伸至气液分离箱（7）的内部，离心电机（18）的输出轴左侧端头处设有转动轴（19），转动轴（19）的外弧面设有均匀分布的离心叶片（20），离心电机（18）的输入端电连接PLC控制器（10）的输出端。

5.根据权利要求1所述的一种用于次磷酸钠水溶液蒸发的多级蒸发装置，其特征在于：所述蒸发桶（4）的上表面后侧设有超声波传感器（21），蒸发桶（4）的上表面前侧设有温度传感器（22），超声波传感器（21）和温度传感器（22）的感应端均贯穿蒸发桶（4）的顶壁并延伸至环形板（5）的内部，超声波传感器（21）和温度传感器（22）的输出端均电连接PLC控制器（10）的输入端。

6.根据权利要求1所述的一种用于次磷酸钠水溶液蒸发的多级蒸发装置，其特征在于：所述底板（1）的底面设有安装板（23），安装板（23）的四角对称设有安装孔（24）。

7.根据权利要求1所述的一种用于次磷酸钠水溶液蒸发的多级蒸发装置，其特征在于：所述三通管（17）的右侧管体和下侧管体内部均串联有独立管阀。