CN112870751A - 一种新型三氯化铝捕集器降温装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型三氯化铝捕集器降温装置，涉及化工设备技术领域，包括装有冷却水的蓄水池，蓄水池内设置有炉体，炉体用于凝结三氯化铝蒸汽，炉体底部连接有出水管，出水管连接有水冷机，水冷机连接有进水管，进水管管口位于蓄水池上方，蓄水池内设置有温度传感器，温度传感器电性连接有控制器，控制器与水冷机电性连接，控制器可控制水冷机的启停,本发明具有可根据实际生产情况智能管理水冷机的使用、提高水冷机使用寿命、降低能耗的优点。

Description

一种新型三氯化铝捕集器降温装置

技术领域

本发明涉及化工设备技术领域，具体涉及一种新型三氯化铝捕集器降温装置。

背景技术

三氯化铝属于无机类化工产品，是制取染料的主要原料，广泛应用于催化剂的合成、石油裂解、合成染料、橡胶、医药、洗涤剂、香料、农药和有机铝化合物的制备，还用于金属冶炼和润滑油的加工等方面，三氯化铝在冶金行业、造纸行业、污水处理行业等应用广泛，目前工业生产三氯化铝的主要方法有铝锭法、铝粉法、阿尔克法、盐浴法等工艺。

三氯化铝制备过程中，需要用到捕集器，来自氯化反应炉的三氯化铝蒸汽在捕集器内自然冷凝成固体，并凝结在捕集器内壁，同时在捕集器外壁设置有水冷夹套，通过不断通入冷却水起到降温作用，从而提高三氯化铝蒸汽凝结效率，目前这部分冷却结构一般通过往水冷夹套不断通入和排出冷却水的方式来保证冷却效果，比较浪费水资源，或者增设水冷机，水冷夹套上的进水管和出水管均连接在水冷夹套上，从而起到循环使用冷却水的作用，但是这个过程需要水冷机不断工作，负荷较大，能耗也较大，不能根据实际生产情况智能管理水冷机的使用，导致水冷机使用寿命较短。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种新型三氯化铝捕集器降温装置，以达到根据实际生产情况智能管理水冷机的使用，降低能耗的作用。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种新型三氯化铝捕集器降温装置，包括装有冷却水的蓄水池，蓄水池内设置有炉体，炉体用于凝结三氯化铝蒸汽，炉体底部连接有出水管，出水管连接有水冷机，水冷机连接有进水管，进水管管口位于蓄水池上方，蓄水池内设置有温度传感器，温度传感器电性连接有控制器，控制器与水冷机电性连接，控制器可控制水冷机的启停。

优选地，蓄水池上段内壁设置有补水球阀，补水球阀与控制器电性连接，控制器电性连接有补水装置。

优选地，补水装置包括与控制器电性连接的水泵，水泵分别连接有第一水管和第二水管，第一水管用于连接水源，第二水管伸入蓄水池内。

优选地，炉体内设置有旋转机构，旋转机构上连接有若干组自适应伸缩机构，自适应伸缩机构连接有与炉体内壁接触的刮板。

优选地，自适应伸缩机构包括与伸缩机构连接的活塞筒，活塞筒内设置有压缩弹簧，压缩弹簧连接有活塞块，活塞块可沿活塞筒内壁滑移，活塞块连接有伸出活塞筒的活塞杆，活塞杆与刮板连接.

优选地，自适应伸缩机构还包括活动套设在活塞杆上的线性轴承，线性轴承设置在活塞筒内部。

优选地，旋转机构包括机箱，机箱内设置有驱动电机，驱动电机底部连接有位于机箱下方的转动轴，转动轴上设置有若干与对应活塞筒连接的连杆。

优选地，机箱顶部连接有伸缩缸，伸缩缸设置在炉体顶部。

优选地，炉体顶部连接有排气管，排气管连接有旋风除尘器，旋风除尘器底部连接有集尘箱，旋风除尘器设置在蓄水池外侧壁，集尘箱包括连接在旋风除尘器底部的箱体，箱体底部铰接有箱盖，箱盖一端可通过锁紧件固定在箱体底部。

优选地，炉体顶部设置有进气口，炉体底部设置有伸出蓄水池的卸料管。

本发明的有益效果体现在：

1、本发明通过将炉体浸泡在蓄水池中，不仅降温效果好，且蓄水池对冷却水的容纳量较大，冷却水冷却效果可持续一段时间，这个过程无需启动水冷机进行水循环，当温度传感器检测到冷却水温度高于预设值时，这时控制器则控制水冷机启动进行循环冷却，直到蓄水池内的冷却水降温后低于预设值，这时水冷机又自动关闭，如此往复，从而起到自动管理水冷机使用的作用，智能化程度高，无需人为管理，水冷机无需持续使用，提高了水冷机使用寿命，且降低了能耗。

2、冷却水循环使用过程中，受到自然因素会蒸发一部分，通过补水球阀可检测到水位的降低，从而通过控制器控制补水装置自动补水，无需人为管理，实现自动化管理。

3、通过设置自适应伸缩机构，即使刮板有磨损，在压缩弹簧作用下对活塞杆有一个往外的力，使得刮板始终能抵紧在炉体内壁，从而保证刮料效果，实现自适应调节，无需人工操作，实用性高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明提供的一种新型三氯化铝捕集器降温装置的结构示意图；

图2为本发明中自适应伸缩机构的结构示意图；

图3为本发明中集尘箱的结构示意图。

附图标记：

1-炉体，2-旋转机构，2.1-机箱，2.2-驱动电机，2.3-转动轴，2.4-连杆，3-自适应伸缩机构，3.1-活塞筒，3.2-压缩弹簧，3.3-活塞块，3.4-活塞杆，3.5-线性轴承，4-刮板，5-伸缩缸，6-蓄水池，7-出水管，8-水冷机，9-进水管，10-温度传感器，11-控制器，12-补水球阀，13-补水装置，13.1-水泵，13.2-第一水管，13.3-第二水管，14-排气管，15-旋风除尘器，16-集尘箱，16.1-箱体，16.2-箱盖，17-进气口，18-卸料管。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和出示的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施方式的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1

如图1-3所示，本实施例提供一种新型三氯化铝捕集器降温装置，包括装有冷却水的蓄水池6，蓄水池6内设置有炉体1，炉体1用于凝结三氯化铝蒸汽，炉体1底部连接有出水管7，出水管7连接有水冷机8，水冷机8连接有进水管9，进水管9管口位于蓄水池6上方，蓄水池6内设置有温度传感器10，温度传感器10电性连接有控制器11，控制器11与水冷机8电性连接，控制器11可控制水冷机8的启停。

工作时，三氯化铝蒸汽进入炉体1内，蓄水池6内的冷却水对三氯化铝蒸汽降温加快其凝结速度，这里将炉体1一部分浸泡在蓄水池6中，不仅降温效果好，且蓄水池6对冷却水的容纳量较大，冷却水冷却效果可持续一段时间，这个过程无需启动水冷机8进行水循环，这个过程中冷却水进行换热逐渐升温，这里给温度传感器10设定一个预设值，当温度传感器10检测到冷却水温度高于预设值时，温度传感器10向控制器11发送信号，这时控制器11则控制水冷机8启动进行循环冷却，直到蓄水池6内的冷却水降温后低于预设值，这时水冷机8又自动关闭，如此往复，从而起到自动管理水冷机8使用的作用，智能化程度高，无需人为管理，水冷机8无需持续使用，起到科学管理作用，提高了水冷机8使用寿命，且降低了能耗。

需要说明的是，水冷机8也称冷水机，是一种可以提供恒温、恒流、恒压的冷却水设备，水冷机8分为风冷式冷水机和水式冷水机两种，其内部带有循环泵，起到对水冷却和循环输送的作用，其具体结构和原理为现有技术，这里不再赘述。

具体地，蓄水池6上段内壁设置有补水球阀12，补水球阀12与控制器11电性连接，控制器11电性连接有补水装置13，补水装置13包括与控制器11电性连接的水泵13.1，水泵13.1分别连接有第一水管13.2和第二水管13.3，第一水管13.2用于连接水源，第二水管13.3伸入蓄水池6内。

冷却水循环使用过程中，受到自然因素会蒸发一部分，通过补水球阀12可检测到水位的降低，补水球阀12向控制器11发送信号，从而通过控制器11控制水泵13.1的启动，通过第一水管13.2和第二水管13.3将水源引到蓄水池6内，实现自动补水，无需人为管理，实现自动化管理。

具体地，炉体1内设置有旋转机构2，旋转机构2上连接有若干组自适应伸缩机构3，自适应伸缩机构3连接有与炉体1内壁接触的刮板4。自适应伸缩机构3包括与伸缩机构连接的活塞筒3.1，活塞筒3.1内设置有压缩弹簧3.2，压缩弹簧3.2连接有活塞块3.3，活塞块3.3可沿活塞筒3.1内壁滑移，活塞块3.3连接有伸出活塞筒3.1的活塞杆3.4，活塞杆3.4与刮板4连接.

现有捕集器通过旋转刮板4的方式将凝结在炉体1内壁的固体三氯化铝刮下来，但是这类捕集器中刮板4贴合内壁高速旋转时，使用过久后捕集器内壁和刮板4都会造成一定磨损，两者间隙也越大，刮料效果变差。因此具体地，自适应伸缩机构3还包括活动套设在活塞杆3.4上的线性轴承3.5，线性轴承3.5设置在活塞筒3.1内部，线性轴承3.5可对活塞杆3.4的伸缩起到导向的作用，磨损低。

工作时，旋转机构2带动自适应伸缩机构3及刮板4整体旋转，自适应伸缩机构3旋转时对活塞杆3.4及刮板4产生离心力，再配合压缩弹簧3.2作用力，从而通过刮板4紧密贴合炉体1内壁并将炉体1内壁上的固体三氯化铝刮下来，这里通过设置自适应伸缩机构3，即使刮板4或炉体1内壁有磨损，在压缩弹簧3.2作用下对活动块和活塞杆3.4有一个往外的力，使得刮板4始终能抵紧在炉体1内壁，从而保证刮料效果，实现自适应调节，无需人工操作，实用性高。

具体地，旋转机构2包括机箱2.1，机箱2.1内设置有驱动电机2.2，驱动电机2.2底部连接有位于机箱2.1下方的转动轴2.3，转动轴2.3上设置有若干与对应活塞筒3.1连接的连杆2.4，机箱2.1顶部连接有伸缩缸5，伸缩缸5设置在炉体1顶部。

刮料时，伸缩缸5带动旋转机构2及刮板4整体上下移动，同时驱动电机2.2带动转动轴2.3及连杆2.4转动，从而带动刮板4围绕旋转机构2公转，从而充分地将凝结在炉体1内壁的固体三氯化铝刮下来，刮料效果好。

需要说明的是，这里驱动电机2.2可采用步进电机或伺服电机。步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为"步距角"，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。步进电机和伺服电机均可实现调速作用，满足使用要求。

具体地，炉体1顶部连接有排气管14，排气管14连接有旋风除尘器15，旋风除尘器15底部连接有集尘箱16，旋风除尘器15设置在蓄水池6外侧壁，集尘箱16包括连接在旋风除尘器15底部的箱体16.1，箱体16.1底部铰接有箱盖16.2，箱盖16.2一端可通过锁紧件固定在箱体16.1底部。

炉体1内产生的灰尘可通过排气管14进入旋风除尘器15内进行除尘处理，然后灰尘可堆积在集尘箱16内，减少空气污染，当集尘箱16内堆积灰尘较多时，可打开箱盖16.2将灰尘集中清理，然后关上箱盖16.2通过锁紧件锁紧即可，这里箱盖16.2和箱体16.1底部均设置有与锁紧件配合的锁孔，锁紧件可为销钉或螺钉等。

需要说明的是，这里旋风除尘器15包括与排气管14连接的圆筒体，圆筒体顶部连接有排气管14，圆筒体底部一体连接有圆锥体，圆锥体底部连接集尘箱16。旋风除尘器15是除尘装置的一类，除尘机理是使含尘气流作旋转运动，借助于离心力将尘粒从气流中分离并捕集于器壁，再借助重力作用使尘粒落入集尘箱16。旋风除尘器15的各个部件都有一定的尺寸比例，每一个比例关系的变动，都能影响旋风除尘器15的效率和压力损失，其中除尘器直径、进气口17尺寸、排气管14直径为主要影响因素。在使用时应注意，当超过某一界限时，有利因素也能转化为不利因素。另外，有的因素对于提高除尘效率有利，但却会增加压力损失，因而对各因素的调整必须兼顾。

具体地，炉体1顶部设置有进气口17，三氯化铝蒸汽从进气口17进入炉体1，炉体1底部设置有伸出蓄水池6的卸料管18，炉体1内刮下来的固体三氯化铝从卸料管18出来，这里可在卸料管18内设置绞龙，提高卸料效果。

这里炉体1直径由原来的1.2m增加为1.4m，增大产能，炉体1厚度由原来的20mm降低为2mm，从而提高冷却效果。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种新型三氯化铝捕集器降温装置，其特征在于，包括装有冷却水的蓄水池，所述蓄水池内设置有炉体，所述炉体用于凝结三氯化铝蒸汽，所述炉体底部连接有出水管，所述出水管连接有水冷机，所述水冷机连接有进水管，所述进水管管口位于蓄水池上方，所述蓄水池内设置有温度传感器，所述温度传感器电性连接有控制器，所述控制器与水冷机电性连接，所述控制器可控制水冷机的启停。

2.根据权利要求1所述的一种新型三氯化铝捕集器降温装置，其特征在于，所述蓄水池上段内壁设置有补水球阀，所述补水球阀与控制器电性连接，所述控制器电性连接有补水装置。

3.根据权利要求2所述的一种新型三氯化铝捕集器降温装置，其特征在于，所述补水装置包括与控制器电性连接的水泵，所述水泵分别连接有第一水管和第二水管，所述第一水管用于连接水源，所述第二水管伸入蓄水池内。

4.根据权利要求1所述的一种新型三氯化铝捕集器降温装置，其特征在于，所述炉体内设置有旋转机构，所述旋转机构上连接有若干组自适应伸缩机构，所述自适应伸缩机构连接有与炉体内壁接触的刮板。

5.根据权利要求4所述的一种新型三氯化铝捕集器降温装置，其特征在于，所述自适应伸缩机构包括与伸缩机构连接的活塞筒，所述活塞筒内设置有压缩弹簧，所述压缩弹簧连接有活塞块，所述活塞块可沿活塞筒内壁滑移，所述活塞块连接有伸出活塞筒的活塞杆，所述活塞杆与刮板连接。

6.根据权利要求5所述的一种新型三氯化铝捕集器降温装置，其特征在于，所述自适应伸缩机构还包括活动套设在活塞杆上的线性轴承，所述线性轴承设置在活塞筒内部。

7.根据权利要求6所述的一种新型三氯化铝捕集器降温装置，其特征在于，所述旋转机构包括机箱，所述机箱内设置有驱动电机，所述驱动电机底部连接有位于机箱下方的转动轴，所述转动轴上设置有若干与对应活塞筒连接的连杆。

8.根据权利要求7所述的一种新型三氯化铝捕集器降温装置，其特征在于，所述机箱顶部连接有伸缩缸，所述伸缩缸设置在炉体顶部。

9.根据权利要求1所述的一种新型三氯化铝捕集器降温装置，其特征在于，所述炉体顶部连接有排气管，所述排气管连接有旋风除尘器，所述旋风除尘器底部连接有集尘箱，所述旋风除尘器设置在蓄水池外侧壁，所述集尘箱包括连接在旋风除尘器底部的箱体，所述箱体底部铰接有箱盖，所述箱盖一端可通过锁紧件固定在箱体底部。

10.根据权利要求1至9中任一权利要求所述的一种新型三氯化铝捕集器降温装置，其特征在于，所述炉体顶部设置有进气口，所述炉体底部设置有伸出蓄水池的卸料管。

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