CN115038515A - 操作结晶容器组件的方法以及结晶容器组件 - Google Patents
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Abstract
一种操作结晶容器组件(100)的方法，所述容器组件(100)包括‑结晶容器(110)，以及‑转动器(130)，所述转动器包括转动器(130)轴(131)，所述转动器(130)包括多个转动器臂(140)，所述转动器臂(140)包括附接到转动器(130)轴(131)的臂(141)以及附接在臂(141)处的刮刀(150)。晶体生长在容器(110)的内部，并且转动器(130)旋转以将所述晶体刮掉。为了改进结晶容器(110)内的液体流，转动器臂(140)的多个臂(141)是中空臂(141)，多个臂(141)的每个臂包括相对靠近轴(131)的入口开口(341)和相对远离轴(131)的出口开口(342)。
Description
本发明涉及一种操作结晶容器组件的方法，所述容器组件包括
-结晶容器，所述容器包括顶壁、底壁以及从所述底壁延伸到所述顶壁的直立壁，所述顶壁、所述底壁和所述直立壁限定了内腔，
-上部结构，所述上部结构处于所述容器的顶部上，所述上部结构包括轴承，所述轴承包括上座圈构件、下座圈构件以及处于所述上座圈构件与所述下座圈构件之间的滚柱本体，所述下座圈构件附接到上部结构，
-转动器，所述转动器包括
-直立的可旋转轴，所述轴包括i)在顶壁上方延伸的顶部轴区段，以及ii)在所述内腔中的底部轴区段，所述顶部轴区段设有所述上座圈构件，允许转动器沿着直立的可旋转轴的轴轴线旋转，该轴轴线与轴承的旋转轴线一致；
以及
-多个转动器臂，多个转动器臂包括
-臂，臂通过其近端附接到所述底部轴区段，以及
-刮刀，刮刀附接在所述臂的远端处；
其中，晶体生长在直立壁的内部，并且转动器旋转以将所述晶体从所述直立壁刮掉。
根据前序部分所述的方法在本领域中是已知的。典型地，结晶容器的直立壁被冷却。被结晶的材料的示例是对二甲苯，这是一种用于生产PET的化合物。在从结晶容器排出后，晶体将与母液分离，后者含有杂质。
在结晶容器中，重要的是，将经受结晶的新鲜液体到达直立壁的内表面。
本发明的目的是提供用于改进内腔中的液体流动的方法和结晶容器。
为此，根据前序部分所述的方法的特征在于，转动器臂的多个臂是中空臂，多个臂的每个臂包括相对靠近轴的入口开口和相对远离轴的出口开口。
已发现，使这种臂在经受结晶的液体中旋转使得液体从内腔的中心线朝向直立壁流动。这允许较快地执行结晶过程(较大的生产量)和/或对于相同的生产量实现较小的结晶容器(节约成本)。
更具体地说，冷却直立壁引起表面处的结晶和相对冷的溶剂，该相对冷的溶剂含有降低了浓度(以摩尔/升为单位)的被结晶的化合物。通过将液体从中心线输送到壁，靠近壁的化合物的浓度提高，从而允许新的晶体在壁处生长，并且从直立壁刮掉的晶体生长。
典型地，结晶过程将作为连续过程操作，其中将经受结晶的相对温的新鲜液体在结晶容器的一端(典型地为顶部)加入，并且相对冷的液体(晶体于母液中的悬浮液)在另一端排出。
典型地，入口和出口相距臂的长度的至少40％，优选臂的长度的至少75％。
入口开口的表面积(或者在臂具有一个以上入口开口的情况下，总的表面积)优选为臂的内腔的截面面积的截面面积(在横向于臂的纵向方向的方向上)的至少35％，并且优选为至少70％。
出口开口的表面积(或者在具有一个以上出口开口的情况下，总的表面积)优选为臂的内腔的截面面积(在横向于臂的纵向方向的方向上)的至少35％，并且优选为至少70％。
根据有利的实施例，这些臂在臂的纵向方向上具有内腔的截面表面积，所述截面表面具有至少1.25、优选至少1.5的宽度/高度比。
这允许转动器臂相对容易地移过液体，结果在稳定状态下，臂移动得比臂周围的液体快，而臂内的液体移动得与臂一样快。结果，离心力使得将经受结晶的液体输送通过臂。
实际上，在臂的远端处，容器中的液体被迫在臂(装配有刮刀)与容器的内壁之间较快地移动，从而产生减压区，从而促进臂内的液体流流出。
相对平坦的臂也允许减少(竖直)混合，因为期望建立从直立壁朝向旋转轴线的流动以及在臂中从旋转轴线到直立壁的流动。
根据有利的实施例，刮刀包括设有刮刀刀片的刮刀型材，刮刀型材附接到至少两个臂的远端，所述刮刀型材具有在旋转臂的向前方向上逐渐变细的锥形截面。
这允许转动器臂相对容易地移过液体，结果在稳定状态下，臂移动得比臂周围的液体快，而臂内的液体移动得与臂一样快。结果，离心力使得将经受结晶的液体输送通过臂。
实际上，在臂的远端处，容器中的液体被迫在臂(装配有刮刀)与容器的内壁之间较快地移动，从而产生减压区，从而促进臂内的液体流流出。
根据有利的实施例，溶解在溶剂中的对二甲苯被引入到结晶容器组件中。
对二甲苯的结晶是根据本发明的方法的重要应用。在这种特定情况下，溶剂典型地由异构体的混合物形成，即邻二甲苯和间二甲苯，它们也是在对二甲苯和(残余)溶剂(比如苯和乙苯)的合成期间形成的。
最后，本发明涉及一种结晶容器组件，所述容器组件包括
-结晶容器，所述容器包括顶壁、底壁以及从所述底壁延伸到所述顶壁的直立壁，所述顶壁、所述底壁和所述直立壁限定了内腔，
-上部结构，所述上部结构处于所述容器的顶部上，所述上部结构包括轴承，所述轴承包括上座圈构件、下座圈构件以及处于所述上座圈构件与所述下座圈构件之间的滚柱本体，所述下座圈构件附接到上部结构，
-转动器，所述转动器包括
-直立的可旋转轴，所述轴包括i)在顶壁上方延伸的顶部轴区段，以及ii)在所述内腔中的底部轴区段，所述顶部轴区段设有所述上座圈构件，允许转动器沿着直立的可旋转轴的轴轴线旋转，该轴轴线与轴承的旋转轴线一致；
以及
-多个转动器臂，多个转动器臂包括
-臂，臂通过其近端附接到所述底部轴区段，以及
-刮刀，刮刀附接在所述臂的远端处；
其中，转动器臂的多个臂是中空臂，多个臂的每个臂包括相对靠近轴的入口开口和相对远离轴的出口开口。
在根据本发明的方法中，这允许转动器的重量从轴承移动到基座。
典型地，入口和出口相距臂的长度的至少40％，优选臂的长度的至少75％。
入口开口的表面积(或者在具有一个以上入口开口的情况下，总的表面积)优选为臂的内腔的截面面积的截面面积(在横向于臂的纵向方向的方向上)的至少35％，并且优选为至少70％。
出口开口的表面积(或者在具有一个以上出口开口的情况下，总的表面积)优选为臂的内腔的截面面积的截面面积(在横向于臂的纵向方向的方向上)的至少35％，并且优选为至少70％。
根据有利的实施例，这些臂在臂的纵向方向上具有内腔的截面表面积，所述截面表面具有至少1.25、优选至少1.5的宽度/高度比。
这允许转动器臂相对容易地移过液体，结果在稳定状态下，臂移动得比臂周围的液体快，而臂内的液体移动得与臂一样快。结果，离心力使得将经受结晶的液体输送通过臂。
实际上，在臂的远端处，容器中的液体被迫在臂(装配有刮刀)与容器的内壁之间较快地移动，从而产生减压区，从而促进臂内的液体流流出。
根据有利的实施例，刮刀包括设有刮刀刀片的刮刀型材，刮刀型材附接到至少两个臂的远端，所述刮刀型材具有在旋转臂的向前方向上逐渐变细的锥形截面。
这允许转动器臂相对容易地移过液体，结果在稳定状态下，臂移动得比臂周围的液体快，而臂内的液体移动得与臂一样快。结果，离心力使得将经受结晶的液体输送通过臂。
实际上，在臂的远端处，容器中的液体被迫在臂(装配有刮刀)与容器的内壁之间较快地移动，从而产生减压区，从而促进臂内的液体流流出。
根据有利的实施例，多个臂在旋转轴线的纵向方向上分布在底部轴区段上。
在使用中，这允许将含有相对高浓度的要结晶的化合物的新鲜液体朝向容器的高度上的直立壁输送。
现在将参照附图说明本发明，在附图中
图1A和图1B示出了结晶器的侧视图和截面图；
图1C示出了图1B的结晶器的上部结构的截面细节；
图2A示出了转动器的立体图，图2B是结晶容器内的转动器的剖视细节视图；
图3A示出了设有用于转动器臂的固定装置的转动器轴的截面俯视图；以及
图3B示出了设有刮刀的转动器臂的远端的截面俯视图。
图1A和图1B分别示出了结晶器容器组件100的侧视图和截面图，该结晶器容器组件包括结晶容器110，所述结晶容器110包括顶壁111、底壁112以及从底壁112延伸到顶壁111的直立壁113。顶壁111、底壁112和直立壁113限定了内腔114，该内腔用于容纳经受结晶的流体，比如对二甲苯，这是一种用于生产PET的化合物。
结晶器容器组件100包括转动器130。转动器130包括轴131，该轴具有在顶壁111上方延伸的顶部轴区段131'以及在内腔114中延伸的底部轴区段131"。
底部轴区段131"设有多个转动器臂140。转动器臂140包括设有刮刀150的臂141。在使用中，直立壁113将被冷却，从而使得成分在直立壁113的内部结晶。此处，结晶的成分从直立壁113被刮掉，并且新的晶体可以形成。
在容器110的顶部上，设置了上部结构170(框架)。
如在图1C的上部结构的截面图中可见，上部结构170设有马达160，以用于经由齿轮箱161和连接到顶部轴区段131'的顶端的扭矩限制器162驱动转动器130。如果转动器130卡住，则提供扭矩限制器162。设置锥形滚柱轴承175以允许转动器130从上部结构170悬挂。还设置密封件180以在内腔114与容器110的外部之间形成屏障。
轴承175包括由顶部轴区段131'固持的上座圈构件177、固定到上部结构170的下座圈构件178和锥形滚柱本体179。
在密封件180下方，顶部轴区段131'设有截头圆锥形的锥形元件190，并且顶壁111设有基座195，该基座具有用于接纳锥形元件190的互补锥形凹部196。当接触时，限定凹部196的表面和截头圆锥形的锥形元件190的底表面的接触区域提供密封。
图2A示出了转动器130的立体图，图2B是具有直立壁113的结晶容器110内的转动器130的剖视细节视图。
转动器130包括设有转动器臂140的底部轴区段131"，这些转动器臂包括刮刀150。刮刀150包括设有刮刀刀片151的刮刀型材152。
在图2B中，可以看到刮刀150平行于转动器的中心线并抵靠直立壁113的内表面延伸。刮刀在本领域中是已知的。刮刀刀片151将晶体从直立壁113的内表面刮掉。
臂141通过其近端连接到固定装置250，所述固定装置250连接到底部轴区段131"。
图3A示出了设有用于转动器臂140的臂141的固定装置250的转动器轴131的截面俯视图。该细节图示出了中空臂141的入口开口341，箭头指示了将朝向直立壁113输送的液体流。
图3B示出了转动器臂140的远端的截面俯视图。臂140的远端设有刮刀150。臂140是中空的，并提供出口开口342，箭头指示从中空臂140输送的液体流。
另一箭头表示转动器130的旋转方向。
Claims (8)
1.一种操作结晶容器组件的方法，所述容器组件包括
-结晶容器，所述容器包括顶壁、底壁以及从所述底壁延伸到所述顶壁的直立壁，所述顶壁、所述底壁和所述直立壁限定了内腔，
-上部结构，所述上部结构处于所述容器的顶部上，所述上部结构包括轴承，所述轴承包括上座圈构件、下座圈构件以及处于所述上座圈构件与所述下座圈构件之间的滚柱本体，所述下座圈构件附接到所述上部结构，
-转动器，所述转动器包括
-直立的可旋转轴，所述轴包括i)在所述顶壁上方延伸的顶部轴区段，以及ii)在所述内腔中的底部轴区段，所述顶部轴区段设有所述上座圈构件，允许所述转动器沿着所述直立的可旋转轴的轴轴线旋转，所述轴轴线与所述轴承的旋转轴线一致；
以及
-多个转动器臂，所述多个转动器臂包括
-臂，所述臂通过其近端附接到所述底部轴区段，以及
-刮刀，所述刮刀附接在所述臂的远端处；
其中，晶体生长在所述直立壁的内部，并且所述转动器旋转以将所述晶体从所述直立壁刮掉；
其特征在于，所述转动器臂的多个臂是中空臂，所述多个臂的每个臂包括相对靠近所述轴的入口开口和相对远离所述轴的出口开口。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述臂在所述臂的纵向方向上具有所述内腔的截面表面积，所述截面表面具有至少1.25、优选至少1.5的宽度/高度比。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述刮刀包括设有刮刀刀片的刮刀型材，刮刀型材附接到至少两个臂的远端，所述刮刀型材具有在所述旋转臂的向前方向上逐渐变细的锥形截面。
4.根据前述权利要求的任一项所述的方法，其中，溶解在溶剂中的对二甲苯被引入到所述结晶容器组件中。
5.一种结晶容器组件，所述容器组件包括
-结晶容器，所述容器包括顶壁、底壁以及从所述底壁延伸到所述顶壁的直立壁，所述顶壁、所述底壁和所述直立壁限定了内腔，
-上部结构，所述上部结构处于所述容器的顶部上，所述上部结构包括轴承，所述轴承包括上座圈构件、下座圈构件以及处于所述上座圈构件与所述下座圈构件之间的滚柱本体，所述下座圈构件附接到所述上部结构，
-转动器，所述转动器包括
-直立的可旋转轴，所述轴包括i)在所述顶壁上方延伸的顶部轴区段，以及ii)在所述内腔中的底部轴区段，所述顶部轴区段设有所述上座圈构件，允许所述转动器沿着所述直立的可旋转轴的轴轴线旋转，所述轴轴线与所述轴承的旋转轴线一致；
以及
-多个转动器臂，所述多个转动器臂包括
-臂，所述臂通过其近端附接到所述底部轴区段，以及
-刮刀，所述刮刀附接在所述臂的远端处；
其特征在于，所述转动器臂的多个臂是中空臂，所述多个臂的每个臂包括相对靠近所述轴的入口开口和相对远离所述轴的出口开口。
6.根据权利要求5所述的结晶容器组件，其中，所述臂在所述臂的纵向方向上具有所述内腔的截面表面积，所述截面表面具有至少1.25、优选至少1.5的宽度/高度比。
7.根据权利要求5或6中任一项所述的结晶容器组件，其中，所述刮刀包括设有刮刀刀片的刮刀型材，所述刮刀型材附接到至少两个臂的远端，所述刮刀型材具有在所述旋转臂的向前方向上逐渐变细的锥形截面。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的结晶容器组件，其中，所述多个臂在所述旋转轴线的纵向方向上分布在所述底部轴区段上。
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