技術文章
1. 罐體部分
- 罐體主體
- 一般為圓筒形,這是最常見的形狀,因為這種形狀在承受壓力和物料攪拌時應力分布較為均勻。罐體通常采用不銹鋼材質,如304或316L不銹鋼。304不銹鋼適用于一般的化學環境和食品加工環境;316L不銹鋼含有鉬元素,對于含有氯離子等腐蝕性較強的溶液有更好的耐腐蝕性,常用于制藥、化工等對材質要求較高的行業。
- 罐體的大小根據實際生產需求來確定,從實驗室用的小型結晶罐(幾升容量)到工業大規模生產用的數千升容量的結晶罐都有。罐體頂部設有進料口,進料口的位置和大小設計要便于物料的加入,并且在進料過程中盡量減少溶液飛濺和雜質混入。底部有出料口,出料口通常會配備閥門,用于控制結晶產品的排出,并且要保證能夠將罐內的結晶產品完-全排出。
- 罐壁夾套
- 罐壁夾套是結晶罐的重要組成部分,用于溫度控制。夾套環繞在罐體外側,形成一個封閉的空間。夾套可以通過通入加熱介質(如蒸汽、導熱油)或冷卻介質(如冷卻水)來調節罐內溶液的溫度。夾套的厚度和材質要保證能夠承受一定的壓力,并且要有良好的熱傳導性能,以實現高效的溫度調節。
- 保溫層(可選)
- 在一些對溫度控制要求較高或者需要防止熱量散失的情況下,結晶罐會在夾套外層設置保溫層。保溫層通常采用保溫材料,如巖棉、聚氨酯泡沫等。這些材料具有低導熱系數,可以有效減少熱量的傳遞,保持罐內溫度的穩定,降低能源消耗。
- 觀察窗和人孔(可選)
- 觀察窗一般安裝在罐體的側面,采用透明的鋼化玻璃或有機玻璃等材料,便于操作人員在結晶過程中觀察溶液的狀態,如晶體的生長情況、溶液的顏色變化等。人孔主要用于設備的檢修和內部清理,其尺寸要足夠大,以便人員能夠進入罐內進行操作。
2. 攪拌系統
- 攪拌軸
- 攪拌軸是傳遞動力的關鍵部件,它將電機的旋轉動力傳遞給攪拌槳。攪拌軸通常為不銹鋼材質,其直徑和長度要根據罐體的大小和攪拌槳的類型來確定。為了保證攪拌軸的穩定性,會在罐體頂部和底部設置軸承座來支撐攪拌軸。在攪拌軸與罐體的連接處,會安裝密封裝置,防止溶液泄漏。
- 攪拌槳
- 攪拌槳的種類多樣,常見的有錨式攪拌槳、槳式攪拌槳、渦輪式攪拌槳、框式攪拌槳等。
- 錨式攪拌槳形狀類似于錨,它沿著罐壁和底部運動,主要用于高粘度溶液的攪拌,能夠有效防止溶液在罐壁和底部結焦或沉淀,促進晶體在整個罐內均勻生長。
- 槳式攪拌槳結構簡單,由若干個槳葉組成,適用于低粘度溶液的攪拌,能夠產生較大的循環流量,使溶液在罐內混合均勻。
- 渦輪式攪拌槳類似于渦輪,轉速較高,能夠產生強烈的剪切力和湍動,適合用于需要快速混合和分散的結晶過程,如在有添加劑加入的結晶過程中,使添加劑能夠快速均勻地分布在溶液中。
- 框式攪拌槳是一種綜合型攪拌槳,它結合了槳式和錨式攪拌槳的特點,對溶液有較好的上下翻動和圓周方向的攪拌作用,適用于中等粘度的溶液。
3. 溫度控制系統
- 溫度傳感器
- 溫度傳感器安裝在罐體內,用于實時監測溶液的溫度。常見的溫度傳感器有熱電偶、熱電阻等。熱電偶具有響應速度快、測量范圍廣的優點;熱電阻則精度較高,特別是在低溫測量時表現出色。溫度傳感器的位置要選擇能夠準確反映溶液主體溫度的地方,通常安裝在靠近攪拌槳的區域,以避免局部溫度差異的影響。
- 控制器
- 控制器接收溫度傳感器傳來的信號,并與設定的溫度參數進行比較。根據比較結果,控制器調節加熱或冷卻介質的流量或溫度。控制器可以是簡單的PID控制器(比例 - 積分 - 微分控制器),也可以是更先進的智能控制器。PID控制器通過調節比例、積分和微分三個參數來實現精確的溫度控制,智能控制器則可以根據不同的結晶過程自動調整控制策略。
- 加熱/冷卻介質管道和閥門
- 加熱和冷卻介質通過管道進出夾套。管道的材質要與介質和夾套材質相適應,并且要保證良好的密封性。閥門用于控制介質的流量,根據控制器的指令,閥門可以精確調節加熱或冷卻介質的進入量,從而實現對罐內溫度的精準控制。
4. 真空系統(可選)
- 真空泵
- 真空泵是真空系統的核心部件,用于抽出罐內的空氣,降低罐內壓力。常見的真空泵有旋片式真空泵、水環式真空泵、羅茨真空泵等。旋片式真空泵適用于中低真空度的要求,水環式真空泵結構簡單、工作穩定,羅茨真空泵則可以獲得較高的真空度,通常在需要高精度真空環境的結晶過程中使用。
- 真空管道和閥門
- 真空管道將真空泵和結晶罐連接起來,管道要保證良好的密封性,防止空氣泄漏。真空閥門用于控制真空系統的開閉和真空度的調節,閥門的類型有球閥、蝶閥等,其密封性能要好,以確保罐內能夠達到并維持所需的真空度。
- 真空表
- 真空表安裝在結晶罐上,用于實時顯示罐內的真空度。操作人員可以根據真空表的讀數來判斷真空系統是否正常工作,以及結晶過程是否在設定的真空條件下進行。