CN113772770B - 一种硝酸钾生产用自控蒸馏水器及蒸馏方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种硝酸钾生产用自控蒸馏水器及蒸馏方法，涉及自控蒸馏水器相关技术领域，包括桶状结构的物料桶，物料桶的内壁设置有隔板，隔板的侧壁贯通开设有通孔，物料桶顶端处的外壁连接有导管，导管缠绕在物料桶的外壁，导管的外壁套接有散热块，导管的端部固定有导料罩，物料桶的外壁固定有水道，导料罩的端部与水道远离开口端的内壁齐平，导管与物料桶之间通过陶瓷隔热板隔离，导管外壁的散热块设置有多个，通孔的直径较大的一端朝向物料桶的内部，通孔在隔板的侧壁呈阵列分布，通孔的中心轴与隔板的中心轴所在方向齐平。通过以上各装置的配合使用，能够提升水蒸汽凝结的速率，并且能够使水蒸气凝结的速率保持稳定，提升水蒸汽凝结的量。

Description

一种硝酸钾生产用自控蒸馏水器及蒸馏方法

技术领域

本发明涉及自控蒸馏水器相关技术领域，具体为一种硝酸钾生产用自控蒸馏水器及蒸馏方法。

背景技术

在硝酸钾的生产过程中，为防止其产品中掺混有其他杂质影响纯度，生产过程中的溶剂主要采用蒸馏水，蒸馏水的制备大同小异，以现有的常使用于硝酸钾制备的蒸馏水器为例，通过对水进行加热，利用水蒸汽遇冷凝结的原理，实现对水的蒸馏，但是随着水蒸汽换热过程的进行，会导致周围环境升高，从而使得水蒸汽凝结的效率逐渐降低，甚至会影响水蒸汽的正常凝结，从而影响硝酸钾的正常生产，并且当蒸馏水的供应不足时，还极易产生一定的安全隐患，因此特提出一种能够保证蒸馏水制备效率，使硝酸钾制备过程中所使用蒸馏水不会出现短缺情况的硝酸钾生产用自控蒸馏水器，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硝酸钾生产用自控蒸馏水器及蒸馏方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种硝酸钾生产用自控蒸馏水器，包括桶状结构的物料桶，物料桶的内壁设置有隔板，隔板的侧壁贯通开设有通孔，物料桶顶端处的外壁连接有导管，导管缠绕在物料桶的外壁，导管的外壁套接有散热块，导管的端部固定有导料罩，防止水蒸汽逸散，保证蒸馏水的产量。

物料桶的外壁固定有水道，导料罩的端部与水道远离开口端的内壁齐平，导管与物料桶之间通过陶瓷隔热板隔离，导管外壁的散热块设置有多个，且多个散热块在导管的外壁等距分布，能够提升导管与空气之间的散热速率。

在进一步的实施例中，隔板所在平面与物料桶的底侧齐平，通孔为喇叭型结构，且通孔的直径较大的一端朝向物料桶的内部，多个通孔在隔板的侧壁呈阵列分布，通孔的中心轴与隔板的中心轴所在方向齐平，通孔端部的边缘处为弧形结构，且通孔口径较大的一端的边缘与隔板的侧面齐平，可以增加水蒸汽在导管内部的流动速率。

在进一步的实施例中，导管设置有两个，且两个导管分别位于隔板分割物料桶空间的底端处和顶端处，两个导管在物料桶外壁的缠绕方向相反，两个导管远离物料桶的一端汇聚，且导料罩与导管端部的汇聚处贯通，导管的外壁一体设置有副支，副支的两端分别与物料桶的内部以及导管的内部贯通，能够增加水蒸汽向导管内部的流通量，进而提升水蒸汽流通的速率。

在进一步的实施例中，散热块相远离的侧面固定有换热管，于散热块两侧对称的换热管之间设置有曲管，曲管为波浪型结构，换热管的内部灌装有换热剂，曲管的外壁固定有多个散热鳍片，散热鳍片的设置有两组，且两组散热鳍片之间安装有导风扇，增加空气流动速率，能够提升水蒸汽换热凝结的速率。

在进一步的实施例中，曲管与散热鳍片的贴合处设置有容腔，容腔的外壁一体设置有多个副鳍，多个副鳍在容腔的外壁环形等距分布，容腔为中空的球形结构，散热鳍片所在平面与导风扇的风向齐平，防止气压变化导致曲管发生形变。

在进一步的实施例中，通孔口径较小一端的外壁一体设置有挡板，通孔的侧壁靠近挡板处开设有穿孔，穿孔的开口方向与挡板的侧面正对，且挡板的远离通孔端部的一端向下偏离水平方向30-60°，隔板为中部凸起的薄壳型结构，且导管伸入物料桶内部一端的侧壁与隔板的顶面贴合，有助于提升水蒸汽凝结的量，进而提升蒸馏水的产量。

在进一步的实施例中，导料罩通过伸缩管与导管的端部连接，导料罩远离导管一端的外壁固定有圆环型结构的气囊，气囊的底侧与导料罩的底端齐平，伸缩管套接在导管的外壁，且两者的连接处设置有滚珠，滚珠的外壁套有伸缩管的内壁以及导管的外壁贴合，使导料罩能够漂浮在水面，可以有效防止出现蒸馏水逆流的情况。

在进一步的实施例中，散热鳍片的一侧固定有集热块，集热块远离散热鳍片的一侧固定有热电制冷片，热电制冷片的散热端连接有散热扇，散热扇连接有逻辑控制器，散热鳍片的侧面安装有温度传感器，温度传感器的输出端与逻辑控制器的输入端连接，可以对散热鳍片的温度进行调控，从而能够对散热鳍片的温度进行稳定的保持，提升水蒸汽的液化速率。

一种硝酸钾生产用自控蒸馏水器及蒸馏方法，具体包括如下步骤：

T1、物料桶内部的水受热蒸发，水蒸汽穿过通孔在物料桶位于隔板上方的空间汇聚，随着气压的升高，水蒸汽通过导管向着导料罩的方向流动，散热块将空气与导管之间换热，使得水蒸汽凝结，最终被水道收集；

T2、散热鳍片增加散热块的散热面积，进而提升换热效率，可以提升水蒸汽凝结的速率，从而增加水蒸汽凝结的量，并且导料罩与水道内部的蒸馏水接触，使得未在导管内部液化的水蒸汽能够在蒸馏水中液化，从而使得蒸馏水的制备更加地高效纯净。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明中记载了一种硝酸钾生产用自控蒸馏水器及蒸馏方法，通过导管以及散热鳍片能够增加水蒸汽的换热面积，散热扇能够增加散热鳍片之间空气的流动速率以及空气流量，可以进一步地防止散热鳍片以及导管积累热量，从而保证水蒸汽换热的稳定进行，并且导料罩利用其外壁的气囊可以漂浮在水道内部的液面以上，能够有效防止水道内部蒸馏水的回流，保证蒸馏水的产量。

利用热电制冷片可以使散热鳍片的温度进一步地降低，从而增加水蒸汽与导管以及散热鳍片之间的温差，提升水蒸汽凝结的速率，增加蒸馏水的产量。

附图说明

图1为本发明实施例物料桶结构图；

图2为本发明实施例物料桶局部剖视图；

图3为本发明实施例图2中A处结构放大图；

图4为本发明实施例换热管结构图；

图5为本发明实施例2换热管结构图；

图6为本发明实施例3伸缩管结构图。

图中：1、物料桶；2、隔板；3、通孔；31、挡板；32、穿孔；4、导管；41、副支；5、散热块；51、换热管；52、曲管；53、散热鳍片；54、导风扇；55、容腔；56、副鳍；57、集热块；58、散热扇；6、导料罩；61、伸缩管；62、气囊；63、滚珠；7、水道。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

实施例1

请参阅图1-4，本实施例提供了一种硝酸钾生产用自控蒸馏水器，包括桶状结构的物料桶1，物料桶1为圆柱体型结构，并且其顶端为弧形结构，可以有效防止水被加热蒸发过程中，出现物料桶爆裂或者出现形变，能够避免气压变化造成物料桶1密封性受损。

其中，物料桶1的内壁设置有隔板2，隔板2的侧壁贯通开设有通孔3，物料桶1顶端处的外壁连接有导管4，导管4缠绕在物料桶1的外壁，导管4的外壁套接有散热块5，导管4的端部固定有导料罩6，水蒸汽穿过通孔3在经由导管4进行传输，再通过散热块5增加换热效率，最终凝结后经导料罩6排出。

物料桶1的外壁固定有水道7，导料罩6的端部与水道7远离开口端的内壁齐平，导管4与物料桶1之间通过陶瓷隔热板隔离，可以减少物料桶1自身温度对水蒸汽凝结过程的影响。

为了提升水蒸汽的换热速率，导管4外壁的散热块5设置有多个，且多个散热块5在导管4的外壁等距分布，多个散热块5的配合使用，能够进一步地增加导管4与空气之间的接触面积，提升导管4与空气之间的换热速率，从而提升水蒸汽换热速率。

为了增加导管4内部气体的流速，隔板2所在平面与物料桶1的底侧齐平，通孔3为喇叭型结构，且通孔3的直径较大的一端朝向物料桶1的内部，多个通孔3在隔板2的侧壁呈阵列分布，通孔3的中心轴与隔板2的中心轴所在方向齐平，通孔3端部的边缘处为弧形结构，且通孔3口径较大的一端的边缘与隔板2的侧面齐平，喇叭型结构能够增加水蒸汽的流速，进而可以利用伯努利原理，实现水蒸汽于物料桶1内壁的凝结，并且随着水蒸汽流速的增加，还能够相应地提升物料桶1内部气压的变化速率，可以提升水蒸汽在导管4内部的流速，提升水蒸汽排出换热的速率。

其中，导管4设置有两个，且两个导管4分别位于隔板2分割物料桶1空间的底端处和顶端处，两个导管4在物料桶1外壁的缠绕方向相反，两个导管4远离物料桶1的一端汇聚，且导料罩6与导管4端部的汇聚处贯通，能够对物料桶1顶端处的水蒸汽进行快速外排，还能够对隔板2侧面处的已经凝结的水蒸汽进行外排。

优选的，导管4的外壁一体设置有副支41，副支41的两端分别与物料桶1的内部以及导管4的内部贯通，进一步提升物料桶1内部水蒸汽向导管4你不转移的速率。

为了提升水蒸汽的换热速率，散热块5相远离的侧面固定有换热管51，于散热块5两侧对称的换热管51之间设置有曲管52，曲管52为波浪型结构，可以增加曲管52与散热鳍片53之间的接触面积，延长水蒸汽换热的时间，提高水蒸汽的换热效果，有助于其凝结。

优选的，换热管51的内部灌装有换热剂，曲管52的外壁固定有多个散热鳍片53，散热鳍片53的设置有两组，且两组散热鳍片53之间安装有导风扇54，换热剂吸热汽化，经导风扇54加快空气流速进行换热，又能够再次变为液态，循环往复能够有效提升水蒸汽的换热速率。

并且，换热剂对换热管51的内部进行填充，可以相应地提高单位时间内换热管51搬运热量的量，从而提升水蒸汽的换热效率。

实施例2

请参阅图5，在实施例1的基础上做了进一步改进：一般情况下，曲管52与散热鳍片53之间的接触面较小，因此使得两者之间的热传递存在着一定的限制，单纯的改变材料，会造成贵重金属使用量的增加，提高成本。

为了进一步地提升曲管52与散热鳍片53之间的热传递速率，曲管52与散热鳍片53的贴合处设置有容腔55，容腔55的外壁一体设置有多个副鳍56，多个副鳍56在容腔55的外壁环形等距分布，副鳍56能够增加曲管52与散热鳍片53之间的接触面积，从而能够提升曲管52与散热鳍片53之间的热传递速率。

其中优选的，容腔55为中空的球形结构，散热鳍片53所在平面与导风扇54的风向齐平，球型结构的容腔55能够有效对汽化的换热剂进行良好的盛装，可以有效防止出现曲管52破裂的情况，风向与散热鳍片53齐平，能够使空气在散热鳍片53之间流动的更加顺畅。

为了能够进一步提升水蒸汽液化的速率，通孔3口径较小一端的外壁一体设置有挡板31，通孔3的侧壁靠近挡板31处开设有穿孔32，穿孔32的开口方向与挡板31的侧面正对，隔板2为中部凸起的薄壳型结构，且导管4伸入物料桶1内部一端的侧壁与隔板2的顶面贴合，水蒸汽击打在挡板31的侧面，能够进行能量上的转移，进而能够使一部分与挡板31冲撞的水蒸汽液化，进而能够增加水蒸汽液化的量。

其中，挡板31的远离通孔3端部的一端向下偏离水平方向30-60°，能够使与挡板31冲撞但并未液化的水蒸气与隔板2表面残留的蒸馏水进行接触，从而提升水蒸汽液化为蒸馏水的量。

实施例3

请参阅图6，在实施例2的基础上做了进一步改进：为了能够防止水蒸汽在导出时出现逸散的情况，水蒸汽的输出端口多会与液面直接接触，在水蒸馏完成以后，由于物料桶1内部气压的改变，会出现蒸馏水顺着导管4逆流的情况。

为了防止导料罩6伸入液面以下，导料罩6通过伸缩管61与导管4的端部连接，导料罩6远离导管4一端的外壁固定有圆环型结构的气囊62，气囊62的底侧与导料罩6的底端齐平，伸缩管61套接在导管4的外壁，且两者的连接处设置有滚珠63，滚珠63的外壁套有伸缩管61的内壁以及导管4的外壁贴合。

导料罩6在气囊62的作用下能够漂浮在液面上，在物料通1内部气压降低时，蒸馏水具有逆流的趋势时，逆流的水会导致液面的降低，从而不会发生蒸馏水持续逆流的情况发生。

为了能够进一步地提升水蒸汽换热凝结的速率，散热鳍片53的一侧固定有集热块57，集热块57远离散热鳍片53的一侧固定有热电制冷片，热电制冷片的散热端连接有散热扇58，散热扇58连接有逻辑控制器，散热鳍片53的侧面安装有温度传感器，温度传感器的输出端与逻辑控制器的输入端连接。

温度传感器可以实时监测散热鳍片53的温度，进而使得热电制冷片能够调节自身功率，使散热鳍片53能够保持一个较低的温度，从而能够保证水蒸汽液化的速率。

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 (6)

1.一种硝酸钾生产用自控蒸馏水器，包括桶状结构的物料桶（1），所述物料桶（1）的内壁设置有隔板（2），其特征在于：所述隔板（2）的侧壁贯通开设有通孔（3），所述物料桶（1）顶端处的外壁连接有导管（4），所述导管（4）缠绕在物料桶（1）的外壁，所述导管（4）的外壁套接有散热块（5），所述导管（4）的端部固定有导料罩（6）；

所述物料桶（1）的外壁固定有水道（7），所述导料罩（6）的端部与水道（7）远离开口端的内壁齐平，所述导管（4）与物料桶（1）之间通过陶瓷隔热板隔离，所述导管（4）外壁的散热块（5）设置有多个，且多个散热块（5）在导管（4）的外壁等距分布；

所述隔板（2）所在平面与物料桶（1）的底侧齐平，所述通孔（3）为喇叭型结构，且通孔（3）的直径较大的一端朝向物料桶（1）的内部，多个所述通孔（3）在隔板（2）的侧壁呈阵列分布，所述通孔（3）的中心轴与隔板（2）的中心轴所在方向齐平，所述通孔（3）端部的边缘处为弧形结构，且通孔（3）口径较大的一端的边缘与隔板（2）的侧面齐平；

所述通孔（3）口径较小一端的外壁一体设置有挡板（31），所述通孔（3）的侧壁靠近挡板（31）处开设有穿孔（32），所述穿孔（32）的开口方向与挡板（31）的侧面正对，且挡板（31）的远离通孔（3）端部的一端向下偏离水平方向30-60°，所述隔板（2）为中部凸起的薄壳型结构，且导管（4）伸入物料桶（1）内部一端的侧壁与隔板（2）的顶面贴合，

所述导管（4）设置有两个，且两个所述导管（4）分别位于隔板（2）分割物料桶（1）空间的底端处和顶端处，两个所述导管（4）在物料桶（1）外壁的缠绕方向相反，两个所述导管（4）远离物料桶（1）的一端汇聚，且导料罩（6）与导管（4）端部的汇聚处贯通，所述导管（4）的外壁一体设置有副支（41），所述副支（41）的两端分别与物料桶（1）的内部以及导管（4）的内部贯通。

2.根据权利要求1所述的一种硝酸钾生产用自控蒸馏水器，其特征在于：所述散热块（5）相远离的侧面固定有换热管（51），于散热块（5）两侧对称的换热管（51）之间设置有曲管（52），所述曲管（52）为波浪型结构，所述换热管（51）的内部灌装有换热剂，所述曲管（52）的外壁固定有多个散热鳍片（53），所述散热鳍片（53）的设置有两组，且两组散热鳍片（53）之间安装有导风扇（54）。

3.根据权利要求2所述的一种硝酸钾生产用自控蒸馏水器，其特征在于：所述曲管（52）与散热鳍片（53）的贴合处设置有容腔（55），所述容腔（55）的外壁一体设置有多个副鳍（56），多个所述副鳍（56）在容腔（55）的外壁环形等距分布，所述容腔（55）为中空的球形结构，所述散热鳍片（53）所在平面与导风扇（54）的风向齐平。

4.根据权利要求1所述的一种硝酸钾生产用自控蒸馏水器，其特征在于：所述导料罩（6）通过伸缩管（61）与导管（4）的端部连接，所述导料罩（6）远离导管（4）一端的外壁固定有圆环型结构的气囊（62），所述气囊（62）的底侧与导料罩（6）的底端齐平，所述伸缩管（61）套接在导管（4）的外壁，且两者的连接处设置有滚珠（63），所述滚珠（63）的外壁套有伸缩管（61）的内壁以及导管（4）的外壁贴合。

5.根据权利要求3所述的一种硝酸钾生产用自控蒸馏水器，其特征在于：所述散热鳍片（53）的一侧固定有集热块（57），所述集热块（57）远离散热鳍片（53）的一侧固定有热电制冷片，所述热电制冷片的散热端连接有散热扇（58），所述散热扇（58）连接有逻辑控制器，所述散热鳍片（53）的侧面安装有温度传感器，所述温度传感器的输出端与逻辑控制器的输入端连接。

6.一种硝酸钾生产用自控蒸馏水器的蒸馏方法，采用权利要求1所述的一种硝酸钾生产用自控蒸馏水器，其特征在于，包括如下步骤：

T1、物料桶（1）内部的水受热蒸发，水蒸汽穿过通孔（3）在物料桶（1）位于隔板（2）上方的空间汇聚，随着气压的升高，水蒸汽通过导管（4）向着导料罩（6）的方向流动，散热块（5）将空气与导管（4）之间换热，使得水蒸汽凝结，最终被水道（7）收集；

T2、散热鳍片（53）增加散热块（5）的散热面积，进而提升换热效率，提升水蒸汽凝结的速率，从而增加水蒸汽凝结的量，并且导料罩（6）与水道（7）内部的蒸馏水接触，使得未在导管（4）内部液化的水蒸汽在蒸馏水中液化，从而使得蒸馏水的制备更加地高效纯净。

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