CN221015961U - 一种能完成自动分液的反应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种能完成自动分液的反应装置，包括底部设置重液相出液口和轻液相出液口的釜体，重液相出液口和轻液相出液口分别设有第一控制阀门和第二控制阀门，釜体内设有能沿竖直方向运动，且能密封重液相出液口的悬浮塞，其密度小于重液相组分，大于轻液相组分；装置操作过程中，当釜体内分层后，釜体底部充满重液相，悬浮塞在浮力作用下处于悬浮状态，开启第一控制阀门由重液相出液口排出重液相，随着重液相减少，悬浮塞高度下降，当重液相全部排出后，悬浮塞下降至堵住重液相出液口，避免轻液相由重液相出液口排出；避免了人工观察判断分液节点存在的误差，提升操作过程的可控性及安全性。

Description

一种能完成自动分液的反应装置

技术领域

本实用新型属于分液装置领域，涉及一种能完成自动分液的反应装置。

背景技术

化工生产中，我们时常会遇到两种不同比重不互溶液体需要分液的情况；以2，4，6-三甲基苯甲醛酸解、水洗分液为例，合成反应结束后，反应液需要缓慢滴加至已经加好水的酸解釜中，待酸解结束后，将下层酸水层分走，然后再向釜内加入清水，搅拌静置分液，重复水洗2次；每次分液都需要工人时刻注意玻璃视盅内料液情况，防止分过和夹带物料，对人员要求较高，同时人员占用时间长；

因此，开发一种能减少人工操作因素带来的影响、且能完成自动分液的反应装置仍具有重要意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能完成自动分液的反应装置，包括底部设置有重液相出液口和轻液相出液口的釜体，重液相出液口和轻液相出液口处分别设置有第一控制阀门和第二控制阀门，釜体内设置有能沿竖直方向运动，且能密封重液相出液口的悬浮塞，悬浮塞的密度小于釜体内重液相组分的密度，大于轻液相组分的密度；上述反应装置的操作过程中，当釜体内轻液相和重液相分层完毕后，釜体底部充满重液相，悬浮塞在浮力作用下处于悬浮状态，开启第一控制阀门由重液相出液口排出重液相，随着釜体内重液相减少，悬浮塞高度下降，当重液相全部排出后，悬浮塞高度下降至堵住重液相出液口，避免轻液相由重液相出液口排出；本实用新型所述反应装置能避免人工观察判断分液节点存在的误差，提升操作过程可控性及安全性。

为达到此实用新型目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供了一种能完成自动分液的反应装置，所述反应装置包括釜体，所述釜体的底部设置有重液相出液口和轻液相出液口；所述重液相出液口的高度低于所述轻液相出液口的高度；

所述重液相出液口设置有第一控制阀门；所述轻液相出液口设置有第二控制阀门；

所述釜体内设置有能密封所述重液相出液口的悬浮塞；

所述悬浮塞能在釜体内沿竖直方向运动，所述悬浮塞的密度大于轻液相密度；所述悬浮塞的密度小于重液相的密度。

化工生产中常伴随分液操作，传统分液装置中需在重液相出液口的管道上设置玻璃视盅，操作中，通常采用人工观测视盅内流体颜色的方法判断分液的节点，当轻液相流经视盅时，说明重液相已经分液完毕，此时关闭分液阀门，已经存在部分轻液相物料进入重液相中，造成分液误差，由于人工判断延迟造成的此部分误差不可避免。另外，为了减少轻液相分至重液相中或夹带物料，对操作人员要求较高，同时人员占用时间长；为了降低人为操作因素带来的影响，同时减少车间操作人员，提升操作的可控性和安全性，本实用新型提供了一种能完成自动分液的反应装置；

本实用新型中，反应装置的釜体内活动设置有能密封重液相出液口的悬浮塞，悬浮塞的密度小于反应装置内重液相组分的密度，大于反应装置中轻液相组分的密度；当釜体内轻液相和重液相组分分层后，悬浮塞处于悬浮状态，重液相出液口处于开启状态，打开第一控制阀门，重液相由重液相出液口排出，悬浮塞随着重液相液面的下降而下沉，当重液相分净时，因为重力作用，悬浮塞会将重液相出液口全部堵住，阻止轻液相组分继续流出；当重液相出液口无重液相组分排出后，第二控制阀门开启，轻液相组分可由轻液相出液口排出；本实用新型所述反应装置能达到排出重液相组分而不会将轻液相组分由重液相出液口排出的目的；待物料分液完毕后，加入新的待分液物料后，受浮力影响，悬浮塞会重新上浮。

本实用新型所述反应装置相较于传统分液装置，在分液过程中，能降低人为因素影响，减少操作人员数量，提升操作过程可控性；且装置结构更加安全；传统分液装置需在管道上设置玻璃视盅，物料可能会从薄弱处泄露，安全性低；而本实用新型所述反应装置无需设置玻璃视盅，其能采用全封闭搪瓷或不锈钢材质管道，提升了安全性。

本实用新型所述反应装置能适用于两种不同比重不互溶液体的分液；以水洗或酸解为例；当轻液相组分为料液，重液相组分为废水相时，采用传统分液装置，由于人工观测判断分液节点存在的延迟，分出的废水溶液相中会含有料液；当轻液相组分为废水相，重液相组分为料液时，分出的料液相中会含有水，后续料液在脱溶和精馏的过程中，前馏组分中含水量会较高；而本实用新型所述反应装置利用重液相组分和轻液相组分的比重不同且互不相溶的特性，增加悬浮塞，当重液相排出完毕时，利用悬浮塞堵住重液相出液口阀门，从而阻止轻液相由重液相出液口分出，有效解决上述人工通过视盅观察操作带来的影响。

优选地，所述重液相出液口对应的管道内设置有第一传感器；

所述反应装置还包括控制单元；

所述控制单元连接所述第一传感器，所述控制单元连接第一控制阀门和第二控制阀门。

优选地，所述轻液相出液口对应的管道内设置有第二传感器；所述控制单元连接所述第二传感器。

优选地，所述第一传感器选自压力传感器和/或流量传感器；

优选地，所述第二传感器选自压力传感器和/或流量传感器。

本实用新型中，第一传感器和第二传感器可选自压力传感器和/或流量传感器，以压力传感器为例，待釜体内重液相组分放出完毕后，悬浮塞由于重力作用堵住重液相出液口，重液相出液口无流体排出，压力传感器连续30s感受不到压力，表明无重液相组分继续流出，压力传感器将信号传递给控制单元，控制单元输出信号控制第一控制阀门关闭，同时开启第二控制阀门，将轻液相由轻液相出液口排出；待轻液相排料完毕后，压力传感器检测到无轻液相排出，并将信号传递给控制单元，控制单元输出信号控制第二控制阀门关闭，完成自动分液；本实用新型采用上述设置能有效提升反应装置在分液过程的可控性。

优选地，所述釜体底部的封头为锥形，优选为圆锥形；

所述轻液相出液口位于所述锥形的侧壁上，所述重液相出液口位于所述锥形的顶点上；所述悬浮塞的一端为锥形。

本实用新型中，釜体底部的封头及悬浮塞的向下一端优选采用锥形，且二者尺寸相适应，便于在放出重液相组分后，悬浮塞下沉能完全堵住重液相出液口，从而保证分液效果。

优选地，所述釜体内设置有搅拌桨；所述釜体内位于所述搅拌桨的下方设置有用于使得悬浮塞运动轨迹位于搅拌桨下方的限位机构。

分液操作一般在酸解或水洗后进行，酸解或水洗过程中均需要物料混合搅拌，待完成酸解或水洗后，再静置分层，之后分液；本实用新型所述反应装置的釜体内设置搅拌桨，便于酸解或水洗等操作过程的进行；且在酸解或水洗过程中，悬浮塞一般处于悬浮状态，为了避免悬浮塞在搅拌桨搅拌过程中撞击釜体内壁，在釜体内设置有用于限制悬浮塞运动轨迹的限位机构，使得悬浮塞的运动轨迹位于搅拌桨的下方，减少搅拌过程对悬浮塞悬浮状态的干扰。

优选地，所述限位机构包括至少三根支撑杆和顶盖，支撑杆的一端连接釜体底部的封头并围绕重液相出液口的一周设置，另一端连接顶盖，所述悬浮塞位于釜体底部的封头、支撑杆和顶盖围成的空间内；所述顶盖位于所述搅拌桨的下方；

所述轻液相出液口位于所述限位机构的外侧。

本实用新型中，支撑杆的一端连接釜体底部封头并围绕重液相出液口的一周设置，另一端连接顶盖，悬浮塞的运动轨迹位于封头、顶盖和支撑杆围成的空间内，顶盖的高度低于所述搅拌桨的高度，重液相出液口位于所述限位机构的内侧，轻液相出液口位于所述限位机构的外侧；采用上述设置，悬浮塞在限位机构的内部运动，能减少搅拌桨搅拌过程对悬浮塞悬浮状态的影响；且重液相出液口位于限位机构的内侧，轻液相出液口位于限位机构的外侧，能保证悬浮塞在沉降后能准确堵塞重液相出液口，保证分液效果。

优选地，所述顶盖为网格状结构。

本实用新型中，顶盖采用网格状结构，能减少对流体流动的影响。

优选地，所述支撑杆沿重液相出液口一周均匀分布；在釜体内支撑杆沿竖直方向设置；采用上述设置，装置内结构更紧凑，更好限制悬浮塞的运动轨迹。

优选地，所述悬浮塞内设置有空腔，所述空腔用于添加填充物。

本实用新型中，悬浮塞可采用空心结构，内部空腔可添加填充物，改变其密度，从而适应不同的重液相和轻液相组成，保证悬浮塞的密度小于重液相，大于轻液相。

优选地，所述重液相出液口通过管道连接重液相储罐；所述轻液相出液口通过管道连接轻液相储罐；所述釜体上设置有物料加入口；所述管道的材质选自搪瓷或不锈钢。本实用新型设置有重液相储罐用于储存重液相，轻液相储罐用于储存轻液相；由于无需在管道上设置玻璃视盅，管道可采用全封闭的搪瓷或不锈钢材质，避免管道存在薄弱处，提升了装置的安全性。

优选地，所述釜体的材质选自搪瓷或不锈钢。

本实用新型中，釜体材质可根据处理重液相、轻液相组分的需要，选自搪瓷或不锈钢材质。

本实用新型提供了一种能完成自动分液的反应装置的操作方法，具体包括以下步骤：

由物料加入口向釜体内加入物料，待轻液相和重液相分层后，此时悬浮塞处于悬浮状态，开启重液相出液口的第一控制阀门，将釜体底部重液相由重液相出液口放出并进入重液相储罐中，随着重液相液位的下降，悬浮塞的高度也下降，待重液相全部排出后，悬浮塞在重力作用下堵塞重液相出液口，避免轻液相由重液相出液口排出；之后关闭第一控制阀门，开启第二控制阀门，轻液相由轻液相出液口排出并进入轻液相储罐中，待轻液相排出完毕后，关闭第二控制阀门，完成分液。

本实用新型所述反应装置解决了传统水洗釜分液操作需要人工完成的问题，减少了车间内操作人员数量；同时能避免过去因为阀门未关严或工人巡检不及时造成将部分轻液相组分分入废水罐内的问题，降低了人为因素的影响；传统分液方式因为需要人工操作和判断液位，釜底视盅一般采用玻璃器皿，不安全，采用本实用新型所述反应装置后，管道可以使用全封闭搪瓷或不锈钢材质，提高了的安全性。

相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型所述能完成自动分液的反应装置，包括底部设置有重液相出液口和轻液相出液口的釜体，重液相出液口和轻液相出液口处分别设置有第一控制阀门和第二控制阀门，釜体内设置有能沿竖直方向运动，且能密封重液相出液口的悬浮塞，悬浮塞的密度小于釜体内重液相组分，大于轻液相组分；利用重液相组分和轻液相组分比重不同且不互溶的特性，在重液相分出完毕后，悬浮塞自动下沉堵住重液相出液口，从而避免轻液相由重液相出液口排出，能避免人工观察判断分液节点存在的误差，提升操作过程可控性，且无需设置玻璃视盅，增加了反应装置操作的安全性。

附图说明

图1是本实用新型实施例1中，反应装置内轻液相和重液相完成分层后，能完成自动分液的反应装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例1中，反应装置内重液相全部放出后，仅剩轻液相时，能完成自动分液的反应装置的结构示意图；

图3是本实用新型实施例1中悬浮塞的结构示意图；

图4是本实用新型实施例2中能完成自动分液的反应装置的结构示意图；

图5是本实用新型实施例3中能完成自动分液的反应装置的结构示意图；

1-釜体、10-重液相出液口、11-轻液相出液口、12-封头、13-第一控制阀门、14-第二控制阀门、15-悬浮塞、16-重液相储罐、17-轻液相储罐、18-物料加入口、19-空腔、190-填充物、2-第一传感器、3-第二传感器、4-控制单元、5-搅拌桨、6-限位机构、60-支撑杆、61-顶盖。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本实用新型，不应视为对本实用新型的具体限制。

实施例1

本实施例提供了一种能完成自动分液的反应装置，所述反应装置包括釜体1，所述釜体1的底部设置有重液相出液口10和轻液相出液口11；所述釜体底部的封头12为锥形，所述重液相出液口10位于所述锥形的顶点上，所述轻液相出液口11位于所述锥形的侧壁上；所述重液相出液口10的高度低于所述轻液相出液口11的高度；

所述重液相出液口10设置有第一控制阀门13；所述轻液相出液口11设置有第二控制阀门14；

所述釜体1内设置有能密封所述重液相出液口10的悬浮塞15；

所述悬浮塞15能在釜体1内沿竖直方向运动，所述悬浮塞15的密度大于轻液相密度；所述悬浮塞的密度小于重液相的密度；

所述重液相出液口10通过管道连接重液相储罐16；所述轻液相出液口11通过管道连接轻液相储罐17；所述釜体1上设置有物料加入口18；

所述管道的材质选自不锈钢；所述釜体的材质选自不锈钢。

反应装置内轻液相和重液相完成分层后，反应装置的结构示意图如图1所示，悬浮塞处于悬浮状态，图中釜体内虚线表示轻液相和重液相的液位线；

反应装置内重液相全部放出后，仅剩轻液相时，反应装置的结构示意图如图2所示，悬浮塞在重力作用下下沉堵住重液相出液口；图中釜体内虚线表示轻液相的液位线；

悬浮塞的结构示意图如图3所示；所述悬浮塞15的一端为锥形；所述悬浮塞15内设置有空腔19，所述空腔19用于添加填充物190。

本实施例提供了上述能完成自动分液的反应装置的操作方法，具体包括以下步骤：

由物料加入口向釜体内加入物料，待轻液相和重液相分层后，此时悬浮塞处于悬浮状态，开启重液相出液口的第一控制阀门，将釜体底部重液相由重液相出液口放出并进入重液相储罐中，随着重液相液位的下降，悬浮塞的高度也下降，待重液相全部排出后，悬浮塞在重力作用下堵塞重液相出液口，避免轻液相由重液相出液口排出；之后关闭第一控制阀门，开启第二控制阀门，轻液相由轻液相出液口排出并进入轻液相储罐中，待轻液相排出完毕后，关闭第二控制阀门，完成分液。

实施例2

本实施例与实施例1的区别仅在于，如图4所示，所述重液相出液口10对应的管道内设置有第一传感器2；

所述轻液相出液口11对应的管道内设置有第二传感器3；

所述反应装置还包括控制单元4；

所述控制单元4连接所述第一传感器2，所述控制单元4连接所述第二传感器3；

所述控制单元4连接第一控制阀门13和第二控制阀门14；图4中连接控制单元的虚线表示信号线，

所述第一传感器2选自压力传感器；所述第二传感器3选自压力传感器。

本实施例中，在重液相出液口和轻液相出液口对应的管道上分别设置压力传感器，压力传感器连接控制单元，控制单元连接第一控制阀门和第二控制阀门；反应装置操作过程中，待重液相排出完毕后，悬浮塞堵塞重液相出液口，重液相出液口的管道内压力传感器检测不到压力，例如压力传感器连续30s感受不到压力，表明无重液相组分继续流出，压力传感器将信号传递给控制单元，控制单元发出信号控制第一控制阀门关闭，并开启第二控制阀门，轻液相由轻液相出液口排出，待轻液相出液口的管道内的压力传感器感受不到压力时，将信号传递给控制单元，控制单元发出信号控制关闭第二控制阀门，完成分液；本实用新型采用上述设置能实现分液过程的自动控制进行。

实施例3

本实施例与实施例2的区别仅在于，如图5所示，所述釜体1内设置有搅拌桨5；所述釜体1内位于搅拌桨的下方设置有用于使得悬浮塞运动轨迹位于搅拌桨下方的限位机构6；

所述限位机构6包括至少三根支撑杆60和顶盖61，支撑杆60的一端围绕重液相出液口10的一周设置，另一端连接顶盖61，所述悬浮塞15位于支撑杆60和顶盖61围成的空间内；所述顶盖61位于所述搅拌桨5的下方；所述顶盖61为网格状结构；所述顶盖的表面密布有网格孔；

所述轻液相出液口11位于所述限位机构的外侧；所述支撑杆60沿重液相出液口10的一周均匀分布；在釜体1内支撑杆60沿竖直方向设置。

本实施例中，釜体内设置搅拌桨，用于水洗或酸解过程的搅拌；为减小搅拌桨搅拌过程中对悬浮塞悬浮状态的影响，本实施例中釜体内位于搅拌桨的下方设置有限位机构，使得悬浮塞的运动轨迹位于搅拌桨的下方；本实施例中，限位机构包括至少三根支撑杆，支撑杆的一端连接釜体底部的封头并围绕重液相出液口的一周设置，另一端连接顶盖，悬浮塞在釜体底部的封头、支撑杆和顶盖围成的空间内运动；本实施例采用上述设置能减少搅拌桨对悬浮塞悬浮状态的影响，且能保证悬浮塞在下沉后能有效密封重液相出液口；保证分液过程稳定进行，增加过程可控性。顶盖采用网格状结构能减少对流体流动的影响。

申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种能完成自动分液的反应装置，其特征在于，所述反应装置包括釜体，所述釜体的底部设置有重液相出液口和轻液相出液口；所述重液相出液口的高度低于所述轻液相出液口的高度；

所述重液相出液口设置有第一控制阀门；所述轻液相出液口设置有第二控制阀门；

所述釜体内设置有能密封所述重液相出液口的悬浮塞；

所述悬浮塞能在釜体内沿竖直方向运动，所述悬浮塞的密度大于轻液相密度；所述悬浮塞的密度小于重液相的密度。

2.根据权利要求1所述的反应装置，其特征在于，所述重液相出液口对应的管道内设置有第一传感器；

所述反应装置还包括控制单元；

所述控制单元连接所述第一传感器，所述控制单元连接第一控制阀门和第二控制阀门。

3.根据权利要求2所述的反应装置，其特征在于，所述轻液相出液口对应的管道内设置有第二传感器；所述控制单元连接所述第二传感器；

所述第一传感器选自压力传感器和/或流量传感器；

所述第二传感器选自压力传感器和/或流量传感器。

4.根据权利要求1所述的反应装置，其特征在于，所述釜体底部的封头为锥形；

所述轻液相出液口位于所述锥形的侧壁上，所述重液相出液口位于所述锥形的顶点上；

所述悬浮塞的一端为锥形。

5.根据权利要求1所述的反应装置，其特征在于，所述釜体内设置有搅拌桨；所述釜体内位于所述搅拌桨的下方设置有用于使得悬浮塞运动轨迹位于搅拌桨下方的限位机构。

6.根据权利要求5所述的反应装置，其特征在于，所述限位机构包括至少三根支撑杆和顶盖，支撑杆的一端连接釜体底部的封头并围绕重液相出液口的一周设置，另一端连接顶盖，所述悬浮塞位于釜体底部的封头、支撑杆和顶盖围成的空间内；所述顶盖位于所述搅拌桨的下方；

所述轻液相出液口位于所述限位机构的外侧。

7.根据权利要求6所述的反应装置，其特征在于，所述顶盖为网格状结构；

所述支撑杆沿重液相出液口一周均匀分布；

在釜体内支撑杆沿竖直方向设置。

8.根据权利要求1所述的反应装置，其特征在于，所述悬浮塞内设置有空腔，所述空腔用于添加填充物。

9.根据权利要求1所述的反应装置，其特征在于，所述重液相出液口通过管道连接重液相储罐；所述轻液相出液口通过管道连接轻液相储罐；所述釜体上设置有物料加入口；

所述管道的材质选自搪瓷或不锈钢。

10.根据权利要求1所述的反应装置，其特征在于，所述釜体的材质选自搪瓷或不锈钢。