CN112892799B - 一种制备三乙酸甘油酯的设备及制备方法 - Google Patents

Abstract

发明涉及三乙酸甘油酯生产制造技术领域，具体涉及一种制备三乙酸甘油酯的设备及制备方法。制备三乙酸甘油酯的设备包括物料碾磨装置，物料碾磨装置包括壳体、研磨盘、支撑筒、传动机构和摩擦结构；壳体内设置有主轴，研磨盘设置于主轴，支撑筒设置在研磨盘下方；研磨盘卡死时传动机构驱动支撑筒绕第一方向转动，支撑筒向下使研磨盘向下运动扩大研磨间隙；研磨物料过少主轴加速旋转时，摩擦结构使支撑筒随主轴绕第二方向转动，支撑筒向上推动研磨盘以减小研磨间隙。本发明能够根据物料的研磨情况，通过支撑筒的上下移动适时调节研磨间隙的大小，以使研磨间隙适应物料的状态，以避免卡死，提高研磨效果和研磨效率。

Description

一种制备三乙酸甘油酯的设备及制备方法

技术领域

本发明涉及三乙酸甘油酯生产制造技术领域，具体涉及一种制备三乙酸甘油酯的设备及制备方法。

背景技术

三乙酸甘油酯为无色油状液体，有微弱果香、肉甜的味道，低浓度时有苦味，可用于日化香精配方中，主要作为定香剂使用。现有技术中三乙酸甘油酯大都由多种物料混合加工而成，其生产工艺可包括破碎工序和混合工序，破碎工序能够对制备原料中的固体物料进行研磨破碎，破碎后再进行混合反应可提升制备效率。例如有些制备工艺需要以1,2,3-三氯丙烷与乙酸钠为原料在溶剂中生成三乙酸甘油酯和氯化钠，利用破碎工序对乙酸钠粉碎研磨能大幅提升制备效率。

现有的研磨装置在研磨时，由于研磨颗粒粒径大小不一，所以研磨间隙与粒径不匹配，其一容易导致装置空转研磨不充分影响研磨效果，其二容易造成装置卡死，影响研磨效率。

发明内容

根据现有技术的至少一个不足之处，本发明提出了一种制备三乙酸甘油酯的设备及制备方法，以解决现有的三乙酸甘油酯制造设备因研磨粒径与研磨间隙不匹配造成的装置空转或卡死的问题。

本发明的一种制备三乙酸甘油酯的设备采用如下技术方案：包括物料碾磨装置，所述物料碾磨装置包括：

壳体，其内部设置有竖直延伸的主轴；

研磨盘，其可上下滑动地设置于所述主轴，并在所述主轴的带动下转动，所述研磨盘和所述壳体之间具有研磨间隙，以对制备原料中的进入所述壳体内的物料进行研磨；

支撑筒，其设置在所述研磨盘的下方，以支撑所述研磨盘；

传动机构，其配置成在正常研磨时驱动所述主轴转动，进而带动所述研磨盘转动；在所述研磨盘卡死时驱动所述支撑筒绕第一方向转动，所述支撑筒在配合结构的引导下向下移动，所述研磨盘在自重和所述物料的推动下向下运动，进而使得所述研磨间隙扩大，解除卡死；

摩擦结构，其配置成在所述研磨间隙处的物料过少，且主轴加速旋转并达到预设转速后，使所述支撑筒随所述主轴绕与第一方向相反的第二方向转动，进而使所述支撑筒在所述配合结构的引导下向上运动，以向上推动所述研磨盘，进而减小所述研磨间隙，加大研磨力度。

可选地，所述传动机构包括活动轮盘、以及从内至外依次啮合的主齿轮、行星轮、内外双齿圈和固定齿轮，所述主齿轮套设于所述主轴，所述支撑筒的内周壁设置有齿圈部，所述固定齿轮与所述齿圈部啮合；

所述活动轮盘位于所述支撑筒的下方且与所述壳体通过阻力结构转动连接；所述固定齿轮和所述内外双齿圈均可转动的安装于所述活动轮盘，所述行星轮通过竖直设置的行星轮轴与动力输入件相连接，所述行星轮可转动地安装于所述行星轮轴，以在正常研磨时，所述行星轮沿所述内外双齿圈滚动，并驱动所述主齿轮转动；以及在述研磨盘卡死时，所述行星轮沿所述主齿轮滚动，并驱动所述内外双齿圈转动，进而通过所述固定齿轮带动所述支撑筒转动。

可选地，所述支撑筒的外侧设置有固定筒；

所述配合结构包括搭柱和螺旋导槽，所述搭柱突出设置在所述支撑筒的外周壁面，所述螺旋导槽设置在所述固定筒的内周壁面，所述搭柱插入所述螺旋导槽内，以使所述支撑筒转动时通过所述搭柱在所述螺旋导槽的引导下进行上下移动。

可选地，所述摩擦结构包括抬杆和摩擦副，所述抬杆一端与所述主轴相铰接，以使所述抬杆绕铰接点在竖直平面内摆动，所述摩擦副铰接在抬杆的另一端，以在所述主轴达到预设转速后，所述抬杆向上摆动到预设位置，并带动所述摩擦副顶压在所述支撑筒的内周壁。

可选地，所述支撑筒通过支撑装置支撑所述研磨盘；所述支撑装置包括滚轮和支撑架，所述支撑架安装于所述研磨盘，所述滚轮通过滚轮轴可转动的安装于所述支撑架，且所述滚轮与所述支撑筒的上端面滚动连接。

可选地，所述内外双齿圈和所述活动轮盘通过滚子连接，所述内外双齿圈的底部设置有放置所述滚子的滚槽，所述滚槽内设置有储油槽。

可选地，所述动力输入件为传动轮，所述传动轮位于所述活动轮盘的下方且与所述主轴转动连接，所述行星轮轴安装于所述传动轮；所述传动轮为带轮，通过带传动与电机的输出轴相连接；或者，所述传动轮为齿轮，通过齿轮传动与电机的输出轴相连接。

可选地，所述研磨盘包括相连接的锥形顶壁和管状侧壁，所述管状侧壁设置于所述固定筒的外侧，所述管状侧壁和所述固定筒之间设置有螺旋叶片。

可选地，还包括传送带、反应釜以及送料管，所述制备原料中的需要研磨的物料经所述传送带输送至所述物料碾磨装置内进行研磨处理，后输送至所述反应釜，所述制备原料中的其余物料经所述送料管直接输送至反应釜。

一种制备三乙酸甘油酯的制备方法，使用上述一种制备三乙酸甘油酯的设备，包括以下步骤：

（1）将制备原料中的需要研磨的物料经所述传送带输送至所述物料碾磨装置进行研磨处理，后送至所述反应釜；

（2）将制备原料中的其余物料经所述送料管输送至所述反应釜；

（3）需要研磨的物料和其余物料在所述反应釜中混合反应。

本发明的有益效果是：本发明的一种制备三乙酸甘油酯的设备设置了物料碾磨装置，能够对制备原料中需要研磨的物料进行研磨处理，提高制备效率。

本发明的物料碾磨装置中设置了研磨盘、支撑筒、传动机构和摩擦结构。在正常研磨时传动机构驱动主轴转动，进而带动研磨盘转动研磨；在研磨盘卡死时，传动机构驱动支撑筒绕第一方向转动，支撑筒向下使研磨盘向下运动扩大研磨间隙，解除卡死。在研磨物料过少使主轴加速旋转并达到预设转速后，摩擦结构使支撑筒随主轴绕与第一方向相反的第二方向转动，支撑筒向上推动研磨盘以减小研磨间隙。以此根据物料的研磨情况，通过支撑筒的上下移动使得研磨盘上下移动，适时调节研磨间隙的大小，以使研磨间隙适应物料的状态，以避免卡死，提高研磨效果和研磨效率。

本发明的物料碾磨装置通过传动机构和摩擦结构的配合，实现支撑筒不同方向的转动，通过配合结构将支撑筒的转动转换成支撑筒的上下运动，进而实现研磨盘的上下运动，以调节研磨间隙，结构紧凑，设计巧妙。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。

图1为本发明一种制备三乙酸甘油酯的设备的整体结构示意图；

图2为本发明中物料碾磨装置的内部结构示意图；

图3为图2中A处局部放大图；

图4为本发明中固定筒的结构示意图；

图5为本发明中内外双齿圈的结构示意图；

图6为本发明中支撑筒的结构示意图；

图7为本发明中主轴的结构示意图；

图8为本发明中花键轴套的结构示意图；

图9为本发明中物料碾磨装置的仰视图；

图10为本发明中固定筒和活动轮盘安装俯视图；

图11为本发明中传动机构轮系示意图；

图12为本发明中物料碾磨装置正常研磨原理图；

图13为本发明中物料碾磨装置卡死原理图；

图14为本发明中物料碾磨装置研磨不充分时原理图。

图中：01、物料；02、传送带；03、物料碾磨装置；04、反应釜；05、送料管；1、壳体；2、研磨盘；3、主轴；301、花键轴段；4、滚轮；401、支撑架；5、滚轮轴；6、固定筒；601、螺旋导槽；7、支撑筒；701、搭柱；702、导轨面；8、密封圈；9、固定盘；10、固定齿轮；11、底盘；12、内外双齿圈；1201、储油槽；1202、滚槽；13、滚子；14、动力输入件；15、摩擦副；17、抬杆；18、主齿轮；19、行星轮；1901、滚珠；1902、圆柱滚子；1903、行星轮轴；20、活动轮盘；21、花键轴套；22、研磨间隙；23、螺旋叶片；24、出料口。

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。

如图1至图13所示，本发明的一种制备三乙酸甘油酯的设备，包括传送带02、物料碾磨装置03、反应釜04以及送料管05。制备原料中的需要研磨的物料01经传送带02输送至物料碾磨装置03内进行研磨处理，后输送至反应釜04；制备原料中的其余物料经送料管05直接输送至反应釜04，需要研磨的物料01和经送料管05直接输送的物料在反应釜04内混合反应，以制备三乙酸甘油酯。

其中物料碾磨装置03包括壳体1、研磨盘2、支撑筒7、传动机构和摩擦结构。壳体1内部设置有竖直延伸的主轴3；研磨盘2可上下滑动地设置于主轴3，并在主轴3的带动下转动，研磨盘2和壳体1之间具有研磨间隙22，以对制备原料中的进入壳体1内的物料01进行研磨。支撑筒7设置在研磨盘2的下方，以支撑研磨盘2。传动机构配置成在正常研磨时驱动主轴3转动，进而带动研磨盘2转动；在研磨盘2卡死时驱动支撑筒7绕第一方向转动，支撑筒7在配合结构的引导下向下移动，研磨盘2在自重和壳体1内部的物料01的推动下向下运动，进而使得研磨间隙22扩大，解除卡死。摩擦结构配置成在研磨间隙22处的物料01过少，且主轴3加速旋转并达到预设转速后，使支撑筒7随主轴3绕与第一方向相反的第二方向转动，进而使支撑筒7在配合结构的引导下向上运动，以向上推动研磨盘2，进而减小研磨间隙22，加大研磨力度，使得壳体1内的物料01能够得到充分研磨。

在本实施例中，传动机构包括活动轮盘20、以及从内至外依次啮合的主齿轮18、行星轮19、内外双齿圈12和固定齿轮10，主齿轮18套设于主轴3且主齿轮18和主轴3键连接，支撑筒7的内周壁设置有齿圈部，固定齿轮10与齿圈部啮合。活动轮盘20位于支撑筒7的下方且与壳体1通过阻力结构转动连接，阻力结构可以设置为摩擦面或者油膜阻力面等其他产生摩擦阻力的结构，当阻力结构的最大阻力被克服后，活动轮盘20可相对于壳体1转动。固定齿轮10和内外双齿圈12均可转动的安装于活动轮盘20。行星轮19通过竖直设置的行星轮轴1903与动力输入件14相连接，行星轮19可转动地安装于行星轮轴1903，以在正常研磨时，行星轮19沿内外双齿圈12滚动，并驱动主齿轮18转动；以及在述研磨盘2卡死时，行星轮19沿主齿轮18滚动，并驱动内外双齿圈12转动，进而通过固定齿轮10带动支撑筒7转动。其中为保证受力平衡和运行平稳，行星轮19和固定齿轮10均沿活动轮盘20的圆周方向均匀设置有若干个。

需要说明的是，常规状态下本发明物料碾磨装置03中配合结构的摩擦阻力大于研磨间隙22的研磨阻力，活动轮盘20与壳体1之间阻力结构的阻力大于配合结构的摩擦阻力。正常研磨时，如图12所示（图中虚线所示方向为部件的自转方向，三条斜线表示所示部件静止，以下相同），动力输入件14带动行星轮19顺时针输入，此时研磨间隙22的摩擦阻力最小，行星轮19以顺时针方向沿内外双齿圈12滚动，并绕自身轴线以逆时针方向自转驱动主齿轮18转动，主齿轮18顺时针转动带动主轴3转动，进而带动研磨盘2顺时针转动研磨。

当研磨间隙22处物料01增多研磨不及时导致研磨盘2卡死，研磨阻力增大，当研磨阻力大于配合结构处的摩擦力，如图13所示，动力输入件14带动行星轮19顺时针输入，行星轮19以顺时针方向沿主齿轮18滚动，并绕自身轴线以顺时针方向自转驱动内外双齿圈12转动，内外双齿圈12顺时针转动，并驱动固定齿轮10绕自身轴线以逆时针方向转动，固定齿轮10带动支撑筒7以逆时针方向转动（对应上述第一方向），支撑筒7在配合结构的引导下向下移动，研磨盘2在自重和壳体1内部的物料01的推动下向下运动，进而使得研磨间隙22扩大，解除卡死，解除卡死后，研磨盘2恢复转动，继续研磨。

当研磨间隙22内的物料01减少，研磨间隙22相对变大，研磨阻力减小，主轴3转速持续增加，当主轴3转速增加到预设值，摩擦结构将主轴3和支撑筒7固连。如图14所示，动力输入件14通过行星轮19顺时针输入并带动主齿轮18顺时针转动，因主轴3和支撑筒7固连，行星轮9和固定齿轮10均无法自转，固定齿轮10、活动轮盘20和内外双齿圈12构成一个整体，在主轴3和行星轮19的带动下以顺时针方向同步转动（对应上述第二方向），支撑筒7在配合结构的引导下向上运动，研磨间隙22减小，研磨阻力增大，主轴3减速，使物料01充分研磨。当主轴3转速低于预设值，摩擦结构使得主轴3与支撑筒7脱离，支撑筒7停止转动，研磨盘2正常研磨。

在本实施例中，支撑筒7的外侧设置有固定筒6。配合结构包括搭柱701和螺旋导槽601，搭柱701突出设置在支撑筒7的外周壁面，螺旋导槽601设置在固定筒6的内周壁面，搭柱701插入螺旋导槽601内，以使支撑筒7转动时通过搭柱701在螺旋导槽601的引导下进行上下移动。常规状态下，由于搭柱701与螺旋导槽601之间的摩擦力大于研磨阻力，以保证研磨盘2在主轴3的带动下正常研磨。

在本实施例中，摩擦结构包括抬杆17和摩擦副15，抬杆17一端与主轴3相铰接，以使抬杆17绕铰接点在竖直平面内摆动，摩擦副15铰接在抬杆17的另一端，以在主轴3达到预设转速后，抬杆17向上摆动到预设位置，并带动摩擦副15顶压在支撑筒7的内周壁，进而使得主轴3和支撑筒7固连。具体地，主轴3的上端具有花键轴段301，花键轴段301上套设有花键轴套21，且允许相对滑动，抬杆17与花键轴套21相铰接。摩擦副15包括连接座和摩擦片，摩擦片安装于连接座，连接座和抬杆17相铰接，本发明中给出的优选实施例，一个连接座（一个摩擦副15）连接两个抬杆17并组成一组，连接座和抬杆17沿花键轴套21圆周方向均匀设置有若干组，以保证受力均衡摩擦可靠。研磨盘2安装于花键轴段301的顶端，以通过花键连接沿主轴3上下滑动。

在本实施例中，支撑筒7通过支撑装置支撑研磨盘2。支撑装置包括滚轮4和支撑架401，支撑架401安装于研磨盘2，滚轮4通过滚轮轴5可转动的安装于支撑架401，且滚轮4与支撑筒7的上端面滚动连接，以在研磨盘2转动时减小与支撑筒7的摩擦。支撑筒7的上端面设置为导轨面702，导轨面702与滚轮4相配合，便于滚轮4沿导轨面702滚动。

在本实施例中，内外双齿圈12和活动轮盘20通过滚子13连接，内外双齿圈12的底部设置有放置滚子13的滚槽1202，滚槽1202内设置有储油槽1201，便于对滚子13进行润滑。

在本实施例中，动力输入件14为传动轮，传动轮位于活动轮盘20的下方且可转动的安装于主轴3，行星轮19轴安装于传动轮以在传动轮的带动下转动，活动轮盘20的中心具有通孔，便于行星轮19轴穿过。传动轮为带轮，通过带传动与电机的输出轴相连接；或者，传动轮为齿轮，通过齿轮传动与电机的输出轴相连接。

在本实施例中，研磨盘2包括相连接的锥形顶壁和管状侧壁，支撑架401连接在锥形顶壁的下表面，管状侧壁设置于固定筒6的外侧，管状侧壁和固定筒6之间设置有若干螺旋叶片23，若干螺旋叶片23在竖直方向上间隔排布，研磨过程中螺旋叶片23随研磨盘2转动，能够将研磨后的粉末阻隔，尽可能防止研磨后的粉末经管状侧壁和固定筒6的间隙进入研磨盘2内部，影响传动。壳体1的侧壁位于研磨盘2的下方设置有出料口24，研磨后的粉末经出料口24排入反应釜04，螺旋叶片23在转动的过程中，有利于研磨后的粉末排出。

在本实施例中，行星轮19和行星轮19轴的轴向配合面（上下配合面）之间设置有滚珠1901，行星轮19和行星轮19轴的周向配合面之间设置有圆柱滚子1902，设置滚珠1901和圆柱滚子1902便于行星轮19自转。

为便于安装和拆卸，壳体1采用分体式结构，包括上壳和底盘11，上壳和底盘11采用螺栓连接。进一步地，为便于固定筒6和活动轮盘20的安装，本发明还设置有固定盘9，固定盘9通过连接件安装于底盘11，固定筒6安装于固定盘9的上表面，活动轮盘20通过阻力结构可转动的安装于固定盘9的内周壁。固定盘9和上壳之间设置有密封圈8，底盘11、连接件、固定盘9、固定筒6、密封圈8以及上壳通过螺栓固定，共同围成本发明中的壳体1。

本发明还提供了一种制备三乙酸甘油酯的制备方法，使用了上述制备三乙酸甘油酯的设备，具体包括以下步骤：

（1）将制备原料中的需要研磨的物料01经传送带02输送至物料碾磨装置03进行研磨处理，后送至反应釜04；

（2）将制备原料中的其余物料经送料管05输送至反应釜04；

（3）需要研磨的物料01和其余物料在反应釜04中混合反应，以制备三乙酸甘油酯；

（4）将反应后的混合物料进行后续处理。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种制备三乙酸甘油酯的设备，其特征在于：包括物料碾磨装置，所述物料碾磨装置包括：

壳体，其内部设置有竖直延伸的主轴；

研磨盘，其能够上下滑动地设置于所述主轴，并在所述主轴的带动下转动，所述研磨盘和所述壳体之间具有研磨间隙，以对制备原料中的进入所述壳体内的物料进行研磨；

支撑筒，其设置在所述研磨盘的下方，以支撑所述研磨盘；

传动机构，其配置成在正常研磨时驱动所述主轴转动，进而带动所述研磨盘转动；在所述研磨盘卡死时驱动所述支撑筒绕第一方向转动，所述支撑筒在配合结构的引导下向下移动，所述研磨盘在自重和所述物料的推动下向下运动，进而使得所述研磨间隙扩大，解除卡死；

摩擦结构，其配置成在所述研磨间隙处的物料过少，且主轴加速旋转并达到预设转速后，使所述支撑筒随所述主轴绕与第一方向相反的第二方向转动，进而使所述支撑筒在所述配合结构的引导下向上运动，以向上推动所述研磨盘，进而减小所述研磨间隙，加大研磨力度，所述传动机构包括活动轮盘、以及从内至外依次啮合的主齿轮、行星轮、内外双齿圈和固定齿轮，所述主齿轮套设于所述主轴，所述支撑筒的内周壁设置有齿圈部，所述固定齿轮与所述齿圈部啮合；

所述活动轮盘位于所述支撑筒的下方且与所述壳体通过阻力结构转动连接；阻力结构设置为摩擦面或者油膜阻力面，当阻力结构的最大阻力被克服后，活动轮盘能够相对于壳体转动，所述固定齿轮和所述内外双齿圈均可转动的安装于所述活动轮盘，所述行星轮通过竖直设置的行星轮轴与动力输入件相连接，所述行星轮可转动地安装于所述行星轮轴，以在正常研磨时，所述行星轮沿所述内外双齿圈滚动，并驱动所述主齿轮转动；以及在所述研磨盘卡死时，所述行星轮沿所述主齿轮滚动，并驱动所述内外双齿圈转动，进而通过所述固定齿轮带动所述支撑筒转动，所述支撑筒的外侧设置有固定筒；

所述配合结构包括搭柱和螺旋导槽，所述搭柱突出设置在所述支撑筒的外周壁面，所述螺旋导槽设置在所述固定筒的内周壁面，所述搭柱插入所述螺旋导槽内，以使所述支撑筒转动时通过所述搭柱在所述螺旋导槽的引导下进行上下移动，所述摩擦结构包括抬杆和摩擦副，所述抬杆一端与所述主轴相铰接，以使所述抬杆绕铰接点在竖直平面内摆动，所述摩擦副铰接在抬杆的另一端，以在所述主轴达到预设转速后，所述抬杆向上摆动到预设位置，并带动所述摩擦副顶压在所述支撑筒的内周壁，进而使得主轴和支撑筒固连。

2.根据权利要求1所述的一种制备三乙酸甘油酯的设备，其特征在于：所述支撑筒通过支撑装置支撑所述研磨盘；所述支撑装置包括滚轮和支撑架，所述支撑架安装于所述研磨盘，所述滚轮通过滚轮轴可转动的安装于所述支撑架，且所述滚轮与所述支撑筒的上端面滚动连接。

3.根据权利要求1所述的一种制备三乙酸甘油酯的设备，其特征在于：所述内外双齿圈和所述活动轮盘通过滚子连接，所述内外双齿圈的底部设置有放置所述滚子的滚槽，所述滚槽内设置有储油槽。

4.根据权利要求3所述的一种制备三乙酸甘油酯的设备，其特征在于：所述动力输入件为传动轮，所述传动轮位于所述活动轮盘的下方且与所述主轴转动连接，所述行星轮轴安装于所述传动轮。

5.根据权利要求4所述的一种制备三乙酸甘油酯的设备，其特征在于：所述传动轮为带轮，通过带传动与电机的输出轴相连接。

6.根据权利要求4所述的一种制备三乙酸甘油酯的设备，其特征在于：所述传动轮为齿轮，通过齿轮传动与电机的输出轴相连接。

7.根据权利要求4所述的一种制备三乙酸甘油酯的设备，其特征在于：所述研磨盘包括相连接的锥形顶壁和管状侧壁，所述管状侧壁设置于所述固定筒的外侧，所述管状侧壁和所述固定筒之间设置有螺旋叶片。

8.根据权利要求1所述的一种制备三乙酸甘油酯的设备，其特征在于：还包括传送带、反应釜以及送料管，所述制备原料中的需要研磨的物料经所述传送带输送至所述物料碾磨装置内进行研磨处理，后输送至所述反应釜，所述制备原料中的其余物料经所述送料管直接输送至反应釜。

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