CN113856305B - 分离机构以及中间相沥青制备装置 - Google Patents

分离机构以及中间相沥青制备装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种分离机构以及中间相沥青制备装置，所述分离机构包括筛分组件和驱动单元(100)；所述筛分组件具有能够承载不溶物的承载空间，所述筛分组件能够在所述驱动单元(100)的驱动下进入溶剂中或者从所述溶剂中脱离并且能够绕自身的中心轴线旋转，并且，所述筛分组件能够允许可溶物进入和流出所述承载空间并将所述不溶物限制在所述承载空间中。本发明的分离机构能够有效地将不溶物和可溶物进行分离，进而提高中间相沥青的制备效率以及质量。

Description

分离机构以及中间相沥青制备装置
技术领域
本发明涉及煤沥青加工领域，具体地涉及一种分离机构以及中间相沥青制备装置。
背景技术
在中间相沥青的制备过程中，需要使用不同的溶剂(如甲苯、喹啉、洗油等)对煤沥青进行溶解，以将煤沥青中的某些组分去除，再对剩余的煤沥青组分进行聚合，从而得到中间相沥青。其常规的操作过程如下：首先，需要将煤沥青与溶剂混合溶解，之后再对不溶物和可溶物进行沉降或过滤分离，然后，通过蒸馏的方式将可溶物中的煤沥青组分与溶剂分离，最后，将分离溶剂后的煤沥青组分放入反应釜中进行聚合反应，即可得到中间相沥青。
但是，采用上述方法制备中间相沥青时，常规的沉降和过滤方法无法有效地对不溶物和可溶物进行分离，从而导致中间相沥青的制备效率较低，且质量不佳。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种分离机构以及中间相沥青制备装置，该分离机构能够有效地将不溶物和可溶物进行分离，进而提高中间相沥青的制备效率以及质量。
为了实现上述目的，本发明提供一种分离机构，用于分离可溶物与不溶物，所述分离机构包括筛分组件和驱动单元；所述筛分组件具有能够承载不溶物的承载空间，所述筛分组件能够在所述驱动单元的驱动下进入溶剂中或者从所述溶剂中脱离并且能够绕自身的中心轴线旋转，并且，所述筛分组件能够允许可溶物进入和流出所述承载空间并将所述不溶物限制在所述承载空间中。
可选的，所述筛分组件包括圆柱状的网笼，所述网笼的上端具有用于所述不溶物进出的敞口，所述网笼的内部具有所述承载空间，所述网笼配置为能够允许所述可溶物进入和流出并将所述不溶物限制在所述承载空间中；所述网笼能够在所述驱动单元的驱动下进出所述溶剂并能够绕自身轴线旋转。
可选的，所述筛分组件包括多个翼片，多个所述翼片沿着所述网笼的侧壁周向设置在所述网笼上并沿所述网笼的径向向外延伸。
可选的，所述筛分组件包括套筒、螺杆、第一定位螺母、第二定位螺母以及第一连接杆；所述螺杆与所述套筒螺纹配合连接，所述螺杆的一端伸入所述套筒中，另一端向下从所述套筒的底部伸出；所述第一定位螺母固定设置在所述螺杆伸出所述套筒的一端；所述第二定位螺母固定设置在所述螺杆上并位于所述套筒内部；所述螺杆伸出所述套筒的一端通过所述第一连接杆连接所述网笼；所述驱动单元配置为能够与所述套筒连接以能够驱动所述套筒绕自身轴线旋转。
本发明还提供一种中间相沥青制备装置，所述中间相沥青制备装置包括反应釜以及上述的分离机构，所述反应釜包括能够盛装溶剂的容纳腔室；所述分离机构的筛分组件能够设置于所述容纳腔室中。
可选的，所述中间相沥青制备装置包括设置在所述容纳腔室中的冷却水盘管。
可选的，所述中间相沥青制备装置包括能够对所述容纳腔室中的可溶物实施搅拌的搅拌组件。
可选的，所述搅拌组件包括搅拌叶片和第二连接杆，所述搅拌叶片设置在所述第二连接杆的一端，所述第二连接杆的另一端能够与所述驱动单元连接以在所述驱动单元的驱动下绕自身轴线旋转。
可选的，所述中间相沥青制备装置包括用于收集蒸馏状态的溶剂的冷凝管；优选地，所述冷凝管上开设有能够与外部的真空气源连接的抽气口。
可选的，所述反应釜包括能够打开或闭合所述容纳腔室的法兰盖，所述法兰盖上开设有用于安装所述冷凝管或密封塞的安装孔；优选地，所述法兰盖上设有与所述容纳腔室连通的进气组件和排气组件；优选地，所述中间相沥青制备装置包括包覆于所述反应釜设置的加热组件；优选地，所述中间相沥青制备装置包括包覆于所述加热组件设置的保温组件。
通过上述技术方案，所述筛分组件能够在所述驱动单元的驱动下进入溶剂中或者从所述溶剂中脱离并且能够绕自身的中心轴线旋转，并且，所述筛分组件能够允许可溶物进入和流出所述承载空间并将所述不溶物限制在所述承载空间中。当需要将可溶物与不溶物分离时，首先将原料放入所述筛分组件的承载空间中，然后控制所述驱动单元驱动筛分组件进入溶剂中，所述筛分组件再绕中心轴线旋转，使得所述原料中的可溶物能够尽可能地溶于溶剂中，接着再控制所述驱动单元驱动所述筛分组件从所述溶剂中脱离，脱离之后，所述筛分组件能够绕中心轴线旋转使得所述承载空间中的可溶物在离心力的作用下更加彻底地与不溶物分离，并且可溶物流出所述承载空间进入所述溶剂中，而不溶物则被限制在所述承载空间中，从而实现可溶物与不溶物之间的分离，分离效果好。
附图说明
图1是本发明的分离机构的一种实施方式的结构示意图，其中未示出驱动单元；
图2是本发明的中间相沥青制备装置的一种实施方式的结构示意图；
图3是本发明的中间相沥青制备装置的搅拌组件的结构示意图；
图4是本发明的中间相沥青制备装置的冷凝管的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
如图1所示，本发明的分离机构，用于分离可溶物与不溶物，所述分离机构包括筛分组件和驱动单元100；所述筛分组件具有能够承载不溶物的承载空间，所述筛分组件能够在所述驱动单元100的驱动下进入溶剂中或者从所述溶剂中脱离并且能够绕自身的中心轴线旋转，并且，所述筛分组件能够允许可溶物进入和流出所述承载空间并将所述不溶物限制在所述承载空间中。
在本发明中，当需要将可溶物与不溶物分离时，首先将原料放入所述筛分组件的承载空间中，然后控制所述驱动单元100驱动筛分组件进入溶剂中，所述筛分组件再绕中心轴线旋转，使得所述原料中的可溶物能够尽可能地溶于溶剂中，接着再控制所述驱动单元100驱动所述筛分组件从所述溶剂中脱离，脱离之后，所述筛分组件能够绕中心轴线旋转使得所述承载空间中的可溶物在离心力的作用下更加彻底地与不溶物分离，并且可溶物流出所述承载空间进入所述溶剂中，而不溶物则被限制在所述承载空间中，从而实现可溶物与不溶物之间的分离，分离效果好。
应当理解的是，所述筛分组件可以通过多种形式实现上述功能，例如，所述筛分组件可以包括球状的网笼，该网笼内部即为所述承载空间。在本发明的一种实施方式中，为了能够更加方便地取放所述原料以及不溶物，所述筛分组件包括圆柱状的网笼201，所述网笼201的上端具有用于所述原料以及不溶物进出的敞口，所述网笼201的内部具有所述承载空间，所述网笼201配置为能够允许所述可溶物进入和流出并将所述不溶物限制在所述承载空间中；所述网笼201能够在所述驱动单元100的驱动下进出所述溶剂并能够绕自身轴线旋转。也就是说，所述原料以及不溶物能够放置在所述网笼201的底部，当所述网笼201浸入溶剂时，所述溶剂流入所述网笼201中并使所述原料中的可溶物溶解于所述溶剂中，而所述网笼201绕自身轴线旋转时也能够加快所述可溶物的溶解，当所述网笼201脱离所述溶剂时，所述可溶物随溶剂流出所述网笼201，所述不溶物则被所述网笼201止挡而承载于所述网笼201的底部，当所述网笼201彻底脱离溶剂后，所述网笼201在所述驱动单元100的驱动下绕自身轴线旋转，所述不溶物上残余的可溶物就会在离心力的作用下被甩出所述网笼201，使得所述不溶物与所述可溶物彻底的分离。
为了提高所述可溶物在所述溶剂中的溶解速度，增大混合效果，在本发明的一种实施方式中，所述筛分组件包括多个翼片202，多个所述翼片202沿着所述网笼201的侧壁周向设置在所述网笼201上并沿所述网笼201的径向向外延伸，换言之，在所述网笼201旋转时，多个所述翼片202可以起到搅拌的作用，以此提高所述可溶物在所述溶剂中的溶解速度。
应当理解的是，所述筛分组件可以通过多种方式实现所述网笼201的升降以及旋转，例如，所述筛分组件可以包括齿条和微型电机，所述驱动单元100能够驱动齿条沿竖直方向升降移动，所述微型电机设置在所述齿条上，所述网笼201由所述微型电机驱动而绕自身轴线旋转，当所述驱动单元100和所述微型电机同时工作时，所述网笼201即可实现升降和旋转功能。但是，这样无疑会增加生产成本，并且所述微型电机也需要频繁的维护，因此，本发明提供另一种实施方式以解决上述问题，具体的，所述筛分组件包括套筒203、螺杆204、第一定位螺母205、第二定位螺母206以及第一连接杆207；所述螺杆204与所述套筒203螺纹配合连接，所述螺杆204的一端伸入所述套筒203中，另一端向下从所述套筒203的底部伸出；所述第一定位螺母205固定设置在所述螺杆204伸出所述套筒203的一端；所述第二定位螺母206固定设置在所述螺杆204上并位于所述套筒203内部；所述螺杆204伸出所述套筒203的一端通过所述第一连接杆207连接所述网笼201；所述驱动单元100配置为能够与所述套筒203连接以能够驱动所述套筒203绕自身轴线旋转。当所述驱动单元100驱动所述套筒203绕自身轴线旋转时，与所述套筒203螺纹配合连接的所述螺杆204就会相对于所述套筒203伸缩移动，即图1沿竖直方向升降移动。当所述螺杆204带动所述第一连接杆207下降时，所述网笼201就能够浸入所述溶剂中，并且，在所述第二定位螺母206与所述套筒203接触时，所述螺杆204就会停止下降动作并由所述套筒203驱动而产生旋转，进而带动所述第一连接杆207和所述网笼201旋转，从而促使所述可溶物溶解于所述溶剂中。当所述螺杆204带动所述第一连接杆207上升时，所述网笼201就能够脱离所述溶剂，并且，在所述第一定位螺母205与所述套筒203接触时，所述螺杆204就会停止上升动作并由所述套筒203驱动而产生旋转，进而带动所述第一连接杆207和所述网笼201旋转，从而使所述可溶物在离心力的作用下从所述不溶物上脱离。
如图2至图4所示，本发明还提供了一种中间相沥青制备装置，所述中间相沥青制备装置包括反应釜300以及上述的分离机构，所述反应釜300包括能够盛装溶剂的容纳腔室；所述分离机构的筛分组件能够设置于所述容纳腔室中。本发明的中间相沥青制备装置由于采用了上述的分离机构，因此也具有相同的优点。
为了进一步提高可溶物的溶解效果，可选的，所述中间相沥青制备装置包括设置在所述容纳腔室中的冷却水盘管400。所述冷却水盘管400能够起到冷凝的作用，在所述溶剂溶解所述原料时，能够防止所述溶剂因加热而造成的挥发损失。
本发明的中间相沥青制备装置能够在沥青原料溶解于溶剂之后，对所述容纳腔室中的可溶物进行蒸馏，进而将所述可溶物中的溶剂分离出来，而与所述溶剂分离之后的中间产物则留在所述容纳腔室中以便实施聚合工作，所述中间产物聚合之后形成中间相沥青。这样，该中间相沥青制备装置就能够使沥青原料在所述反应釜300中完成制备中间相沥青的各个阶段的工作，简化了操作流程，提高了制备效率。
为了能够提高所述溶剂的蒸馏效率，在本发明的一种实施方式中，所述中间相沥青制备装置包括能够对所述容纳腔室中的可溶物实施搅拌的搅拌组件。应当理解的是，所述搅拌组件不仅仅能够对可溶物实施搅拌，其还能够对所述中间产物实施搅拌，从而提高所述中间产物的聚合效率。
应当理解的是，所述搅拌组件可以具有多种形式，例如，所述搅拌组件包括搅拌叶片501和第二连接杆502，所述搅拌叶片501设置在所述第二连接杆502的一端，所述第二连接杆502的另一端能够与所述驱动单元100连接以在所述驱动单元100的驱动下绕自身轴线旋转。
当所述可溶物都从所述不溶物上脱离之后，将所述套筒203与所述驱动单元100分离，以便将所述筛分组件连同所述不溶物移除，然后将所述第二连接杆502与所述驱动单元100连接，即可实现搅拌功能。
为了能够更加有效地利用所述溶剂，在本发明的一种实施方式中，所述中间相沥青制备装置包括用于收集蒸馏状态的溶剂的冷凝管600，当蒸馏工作开始后，所述溶剂在加热以及搅拌的作用下不断气化，气化的溶剂通过所述冷凝管600冷却后收集起来，以便再次利用。
另外，所述冷凝管600上开设有能够与外部的真空气源连接的抽气口601。这样，即可根据所述反应釜300的容纳腔室中的溶剂的类型，选择是否进行抽真空，若需要抽真空，则将真空气源(例如真空泵)连接在所述抽气口601上，打开真空气源将所述容纳腔室抽至合适的真空度即可。
为了能够实现所述容纳腔室的密封，所述反应釜300还包括能够打开或闭合所述容纳腔室的法兰盖700，所述法兰盖700上开设有用于安装所述冷凝管600或密封塞的安装孔703。也就是说，该安装孔703能够通过连接不同的元件实现不同的功能，当连接所述冷凝管600时，可以冷凝并收集溶剂，当连接所述密封塞时，可以实现所述容纳腔室的密封功能，以便后续的聚合反应工作，从而避免为了实现不同功能而频繁更换法兰盖的问题。
另外，所述法兰盖700上还设有与所述容纳腔室连通的进气组件701和排气组件702，通过进气组件701和排气组件702来实现整个容纳腔室内的气压以及气氛的改变。
为了向所述容纳腔室提供反应温度并保证该反应温度基本恒定，在本发明的一种实施方式中，所述中间相沥青制备装置包括包覆于所述反应釜300设置的加热组件800以及包覆于所述加热组件800设置的保温组件900。
本发明的中间相沥青制备装置能够将整个实验过程：沥青原料与溶剂的混合溶解，可溶物与不溶物的分离，可溶物中溶剂的蒸馏，分离溶剂后中介产物的聚合等步骤有机的结合在一起，只需要简单的几个操作，便可完成不同操作步骤的切换。并且，由于在同一容器中进行所有操作，因此可以在蒸馏过程中完全将溶剂分离出来，而不必考虑中间产物的取出。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种分离机构，用于分离可溶物与不溶物，其特征在于，所述分离机构包括筛分组件和驱动单元（100）；
所述筛分组件具有能够承载不溶物的承载空间，所述筛分组件能够在所述驱动单元（100）的驱动下进入溶剂中或者从所述溶剂中脱离并且能够绕自身的中心轴线旋转，并且，
所述筛分组件能够允许可溶物进入和流出所述承载空间并将所述不溶物限制在所述承载空间中；
所述筛分组件包括圆柱状的网笼（201），所述网笼（201）的上端具有用于所述不溶物进出的敞口，所述网笼（201）的内部具有所述承载空间，所述网笼（201）配置为能够允许所述可溶物进入和流出并将所述不溶物限制在所述承载空间中；
所述网笼（201）能够在所述驱动单元（100）的驱动下进出所述溶剂并能够绕自身轴线旋转；
所述筛分组件包括套筒（203）、螺杆（204）、第一定位螺母（205）、第二定位螺母（206）以及第一连接杆（207）；
所述螺杆（204）与所述套筒（203）螺纹配合连接，所述螺杆（204）的一端伸入所述套筒（203）中，另一端向下从所述套筒（203）的底部伸出；
所述第一定位螺母（205）固定设置在所述螺杆（204）伸出所述套筒（203）的一端；
所述第二定位螺母（206）固定设置在所述螺杆（204）上并位于所述套筒（203）内部；
所述螺杆（204）伸出所述套筒（203）的一端通过所述第一连接杆（207）连接所述网笼（201）；
所述驱动单元（100）配置为能够与所述套筒（203）连接以能够驱动所述套筒（203）绕自身轴线旋转。
2.根据权利要求1所述的分离机构，其特征在于，所述筛分组件包括多个翼片（202），多个所述翼片（202）沿着所述网笼（201）的侧壁周向设置在所述网笼（201）上并沿所述网笼（201）的径向向外延伸。
3.一种中间相沥青制备装置，其特征在于，所述中间相沥青制备装置包括反应釜（300）以及权利要求1或2所述的分离机构，
所述反应釜（300）包括能够盛装溶剂的容纳腔室；
所述分离机构的筛分组件能够设置于所述容纳腔室中。
4.根据权利要求3所述的中间相沥青制备装置，其特征在于，所述中间相沥青制备装置包括设置在所述容纳腔室中的冷却水盘管（400）。
5.根据权利要求3或4所述的中间相沥青制备装置，其特征在于，所述中间相沥青制备装置包括能够对所述容纳腔室中的可溶物实施搅拌的搅拌组件。
6.根据权利要求5所述的中间相沥青制备装置，其特征在于，所述搅拌组件包括搅拌叶片（501）和第二连接杆（502），所述搅拌叶片（501）设置在所述第二连接杆（502）的一端，所述第二连接杆（502）的另一端能够与所述驱动单元（100）连接以在所述驱动单元（100）的驱动下绕自身轴线旋转。
7.根据权利要求5所述的中间相沥青制备装置，其特征在于，所述中间相沥青制备装置包括用于收集蒸馏状态的溶剂的冷凝管（600）。
8.根据权利要求7所述的中间相沥青制备装置，其特征在于，所述冷凝管（600）上开设有能够与外部的真空气源连接的抽气口（601）。
9.根据权利要求7所述的中间相沥青制备装置，其特征在于，所述反应釜（300）包括能够打开或闭合所述容纳腔室的法兰盖（700），所述法兰盖（700）上开设有用于安装所述冷凝管（600）或密封塞的安装孔（703）。
10.根据权利要求9所述的中间相沥青制备装置，其特征在于，所述法兰盖（700）上设有与所述容纳腔室连通的进气组件（701）和排气组件（702）。
11.根据权利要求9所述的中间相沥青制备装置，其特征在于，所述中间相沥青制备装置包括包覆于所述反应釜（300）设置的加热组件（800）。
12.根据权利要求11所述的中间相沥青制备装置，其特征在于，所述中间相沥青制备装置包括包覆于所述加热组件（800）设置的保温组件（900）。
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