特有专利技术

一种微熔体结晶器

摘要

本实用新型属于结晶设备领域，公开了一种微熔体结晶器，包括壳体，壳体的内部设有若干结晶管，结晶管内设有结晶腔和结晶破碎腔，结晶腔内设有用于刮除结晶腔内壁上结晶的刮晶机构，结晶破碎腔内按物料流动方向依次设有收缩段、喉口段和扩张段，且结晶破碎腔内设有用于破碎结晶的破碎件。本实用新型中，利用刮晶机构将结晶腔内壁上的结晶刮下，并利用结晶破碎腔内的收缩段实现液体物料的增速，再利用破碎件将液体物料中的大颗粒结晶破碎，释放大颗粒结晶包裹的母液，获得含微颗粒结晶的熔融流体(微熔体)，微熔体固液分离后获得纯度较高的微颗粒结晶，从而提高结晶产物的纯度，有效解决结晶产物纯度低的问题。

说明书

1.一种微熔体结晶器，包括壳体，其特征在于：所述壳体的内部设有若干结晶管，结晶管内设有结晶腔和结晶破碎腔，所述结晶腔内设有用于刮除结晶腔内壁上结晶的刮晶机构所述结晶破碎腔内按物料流动方向依次设有收缩段、喉口段和扩张段，且结晶破碎腔内设有用于破碎结晶的破碎件。

2.根据权利要求1所述的微熔体结晶器，其特征在于：所述破碎件位于扩张段内，破碎件包括支撑网格，支撑网格朝向所述结晶腔的一侧壁上设有若干用于破碎结晶的刺突。

3.根据权利要求1所述的微熔体结晶器，其特征在于：所述破碎件位于喉口段内，破碎件包括转动连接于结晶破碎腔内的转轴，转轴上固定连接有若干涡轮叶片。

4.根据权利要求1所述的微熔体结晶器，其特征在于：所述破碎件位于喉口段和扩张段内，位于喉口段内的破碎件包括转动连接于结晶破碎腔内的转轴，转轴上固定连接有若干涡轮叶片;位于扩张段内的破碎件包括支撑网格，支撑网格朝向所述结晶腔的一侧壁上设有若干用于破碎结晶的刺突。

5.根据权利要求1所述的微熔体结晶器，其特征在于：所述刮晶机构包括刮晶网格和用于驱动刮晶网格滑动的驱动组件，所述刮晶网格贴合于结晶腔的内壁设置。

6.根据权利要求5所述的微熔体结晶器，其特征在于：所述驱动组件包括横杆、圆盘和转杆，横杆的一端与刮晶网格铰接，横杆的另一端与圆盘偏心转动连接，转杆与结晶腔的侧壁密封转动连接，且转杆远离圆盘的一端伸出结晶管设置。

7.根据权利要求5所述的微熔体结晶器，其特征在于：所述驱动组件位于所述壳体外。

8.根据权利要求1所述的微熔体结晶器，其特征在于：所述结晶破碎腔位于所述壳体外。

9.根据权利要求1所述的微熔体结晶器，其特征在于：所述结晶腔连通有晶种投加管，晶种投加管上安装有阀门。

10.根据权利要求1所述的微熔体结晶器，其特征在于：所述壳体的内部连通有冷热媒进管和冷热媒出管。

技术领域

[0001] 本实用新型属于结晶设备领域，特别是涉及一种微熔体结晶器。

背景技术

[0002] 结晶技术是一种在产品的分离纯化过程中具有重要作用的技术之一，结晶过程一般分为溶液结晶、熔融结晶、沉淀结晶和升华结晶四类。其中，熔融结晶是根据分离物质之间凝固点的不同而实现分离的结晶过程。

[0003] 目前，在结晶器内进行熔融结晶时，热交换面上形成的结晶无法自动脱离热交换面，需要借助外界力量刮下热交换面上的结晶，或者改变热交换面的温度，使得结晶重新熔化。

[0004] 如果改变热交换面的温度，使得结晶重新熔化，则需要更换冷热媒(调整冷热媒的温度)，这样无法连续进行结晶过程，不利于连续化生产。而如果借助外界力量将热交换面上的结晶刮下，虽然可以连续进行结晶过程，但刮下的结晶，其颗粒较大，而大颗粒结晶中包裹了母液，使得结晶产物的纯度较低。

实用新型内容

[0005] 鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种微熔体结晶器，用于解决借助外力刮下熔融结晶器中的结晶而得到的结晶产物的纯度低的问题。

[0006] 为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种微熔体结晶器，包括壳体，所述壳体的内部设有若干结晶管，结晶管内设有结晶腔和结晶破碎腔，所述结晶腔内设有用于刮除结晶腔内壁上结晶的刮晶机构，所述结晶破碎腔内按物料流动方向依次设有收缩段、喉口段和扩张段，且结晶破碎腔内设有用于破碎结晶的破碎件。

[0007] 如上所述，本实用新型的一种微熔体结晶器，具有以下有益效果：结晶腔内的刮晶机构将结晶腔内壁上形成的结晶刮下，刮下的结晶颗粒较大，大颗粒结晶随液体物料流入结晶破碎腔内，含有大颗粒结晶的液体物料流经收缩段时，由于收缩段的流通面积减小，因此液体物料的流速增大，随后液体物料快速地撞击在破碎件上，大颗粒结晶在破碎件的作用下，破碎成微颗粒结晶，大颗粒结晶中包裹的母液得以释放，从而获得含微颗粒结晶的熔融流体(微熔体)，对微熔体进行固液分离即可获得微颗粒结晶(结晶产物)，该微颗粒结晶的纯度较高，从而提高结晶产物的纯度。

[0008] 可选地，所述破碎件位于扩张段内，破碎件包括支撑网格，支撑网格朝向所述结晶腔的一侧壁上设有若干用于破碎结晶的刺突。

[0009] 本方案中，细化出破碎件的结构，支撑网格以及支撑网格上的刺突能够与液体物料中的大颗粒结晶相撞，从而使得大颗粒结晶在撞击力作用下破碎，形成微颗粒结晶，释放大颗粒结晶中包裹的母液。另外，支撑网格的网孔大于大颗粒结晶的粒径，从而避免结晶堵塞支撑网格。

[0010] 可选地，所述破碎件位于喉口段内，破碎件包括转动连接于结晶破碎腔内的转轴，转轴上固定连接有若干涡轮叶片。

[0011] 本方案中，细化出破碎件的结构，转轴上的涡轮叶片在液体物料的冲击作用下发生转动从而对液体物料中的大颗粒结晶施加剪切力，进而使得大颗粒结晶破碎，形成微颗粒结晶，释放大颗粒结晶中包裹的母液。

[0012] 可选地，所述破碎件位于喉口段和扩张段内，位于喉口段内的破碎件包括转动连接于结晶破碎腔内的转轴，转轴上固定连接有若干涡轮叶片;位于扩张段内的破碎件包括支撑网格支撑网格朝向所述结晶腔的一侧壁上设有若干用于破碎结晶的刺突。

[0013] 本方案中，位于喉口段内的破碎件，涡轮叶片在液体物料的冲击作用下发生转动，从而对液体物料中的大颗粒结晶施加剪切力，不仅能够使得大颗粒结晶破碎形成微颗粒结晶，还能避免大颗粒结晶堵塞喉口段;而位于扩张段内的破碎件，大颗粒结晶撞击在支撑网格和刺突上而破碎成微颗粒结晶，确保大颗粒结晶的破碎效果。

[0014] 可选地，所述刮晶机构包括刮晶网格和用于驱动刮晶网格滑动的驱动组件，所述刮晶网格贴合于结晶腔的内壁设置。

[0015] 本方案中，利用驱动组件驱动刮晶网格滑动，从而使得刮晶网格相对结晶腔内壁发生移动，进而将结晶腔内壁上的结晶刮下，确保流入结晶破碎腔内的液体物料中含有大颗粒结晶。

[0016] 可选地，所述驱动组件包括横杆、圆盘和转杆，横杆的一端与刮晶网格铰接，横杆的另一端与圆盘偏心转动连接，转杆与结晶腔的侧壁密封转动连接，且转杆远离圆盘的一端伸出结晶管设置。

[0017] 本方案中，转动转杆即可带动圆盘转动，由于横杆的一端与圆盘偏心转动连接，且横杆的另一端与刮晶网格铰接，因此，横杆在圆盘的带动下拉动刮晶网格沿结晶破碎腔的轴向往复滑动，从而实现刮晶。

[0018] 可选地，所述驱动组件位于所述壳体外。

[0019] 本方案中，驱动组件位于壳体外，避免驱动组件中的转杆贯穿壳体的侧壁。

[0020] 可选地，所述结晶破碎腔位于所述壳体外。

[0021] 本方案中，结晶破碎腔位于壳体外，于是，结晶破碎腔不受冷热媒的影响，结晶破碎腔的内壁上很少甚至不会结晶。

[0022] 可选地，所述结晶腔连通有晶种投加管，晶种投加管上安装有阀门。

[0023] 本方案中，可利用晶种投加管向结晶腔内投加晶种，从而诱导结晶过程。

[0024] 可选地，所述壳体的内部连通有冷热媒进管和冷热媒出管。

[0025] 本方案中，通过冷热媒进管和冷热媒出管，向壳体的内部通入冷热媒，从而将结晶腔侧壁的温度控制在结晶温度。

附图说明

[0026] 图1为本实用新型实施例一中一种微熔体结晶器的纵向剖视图;

[0027] 图2为图1中A的放大示意图;

[0028] 图3为图1中结晶破碎腔的放大示意图;

[0029] 图4为本实用新型实施例二中结晶管的局部轴向剖视图;

[0030] 图5为图4中涡轮叶片的左视图;

[0031] 图6为本实实用新型实施例三中结晶管的局部轴向剖视图。

具体实施方式

[0032] 说明书附图中的附图标记包括：壳体1、冷热媒进管2、冷热媒出管3、结晶管4、结晶腔5、结晶破碎腔6、收缩段601、喉口段602、扩张段603、刮晶网格7、横杆8、圆盘9、转杆10、圆柱11、套筒12、进液管13、晶种投加管14、阀门15、破碎件16、支撑网格161、刺突162、转轴 163、防脱件1631、涡轮叶片164、支杆165、圆筒166。

[0033] 以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

[0034] 实施例一

[0035] 如图1所示，本实施例提供了一种微熔体结晶器，包括壳体1，壳体1的内部空间连通有冷热媒进管2和冷热媒出管3。壳体1内设有若干结晶管4，本实施例中，结晶管4的数量为三根(需要说明的是，本领域技术人员，在阅读本实用新型后，能够根据实际生产需求，在壳体1内设计合适数量的结晶管4)，每根结晶管4内设有结晶腔5和结晶破碎腔6。

[0036] 结晶腔5内设有用于刮除结晶腔5内壁上结晶的刮晶机构，刮晶机构包括刮晶网格 7和用于驱动刮晶网格7滑动的驱动组件，刮晶网格7贴合于结晶腔5的内壁设置。结合图2所示，驱动组件包括横杆8、圆盘9和转杆10，横杆8的右端与刮晶网格7铰接，横杆8的左端与圆盘9偏心转动连接，具体地，圆盘9上焊接有偏心设置的圆柱11，横杆8的左端焊接有套筒12，套筒12套接于圆柱11上。转杆10与结晶腔5的侧壁密封转动连接，且转杆10远离圆盘9的一端伸出结晶管4设置。本实施例中，转杆10位于壳体1外，从而避免转杆10贯穿壳体1的侧壁。

[0037] 由于结晶管4的数量为三根，因此，转杆10的数量也为三根，转杆10的驱动方式可以是工作人员手动驱动，也可以是电机驱动。本实施例中，选择电机驱动转杆10，并且，电机的数量为一个，具体地，电机的输出端同轴固定连接有主动轴，每根转杆10上同轴固定连接有从动齿，主动轴上同轴固定连接有与从动齿啮合的主动齿，如此，通过主动齿与从动齿的啮合，同时带动三根转杆10转动。

[0038] 结晶管4的左端连通有进液管13(进液管13同时与三根结晶管4连通，从而向结晶管4内输入液体物料)，结晶管4的左端还连通有晶种投加管14，晶种投加管14上安装有两个阀门15，两个阀门15按照“一开一关”的模式工作，以便工作人员向结晶腔5内投加晶种，并避免结晶腔5内的液体物料经晶种投加管14溢出。

[0039] 结晶破碎腔6内按物料流动方向依次设有收缩段601、喉口段602和扩张段603，结晶破碎腔6内设有破碎件16(破碎件16的数量可以为多个，本实施例中，破碎件16的数量为一个)，具体地，结合图3所示，破碎件16位于扩张段603内，破碎件16包括支撑网格161，支撑网格161焊接于扩张段603的内壁上，支撑网格161的左侧壁上焊接有若干用于破碎结晶的刺突162，刺突162呈锥形。支撑网格161的网孔的边长在一厘米以上，避免结晶堵塞支撑网格161。

[0040] 实际使用时，通过冷热媒进管2和冷热媒出管3向壳体1的内部空间输入冷热媒，从而对位于壳体1内部的结晶管4进行加热或降温，即对结晶腔5的侧壁进行加热或降温，将温度控制在目标产物的凝固点温度(即结晶温度)，从而使得进入结晶腔5内的液体物料中的目标产物开始在结晶腔5的侧壁上结晶。

[0041] 当液体物料经进液管13流入结晶腔5内后，液体物料中的目标产物在结晶腔5的内壁上开始结晶，结晶过程中，每隔4~6min，工作人员启动电机30~50s，转杆10在电机的驱动下发生转动，从而带动圆盘9转动，进而使得横杆8发生左右移动，于是，横杆8带动刮晶网格7左右往复滑动，将结晶腔5内壁上的结晶刮下，被刮下的结晶颗粒较大，大颗粒结晶随着液体物料向右流至结晶破碎腔6内。流入结晶破碎腔6内的液体物料，先流经收缩段601，再流经喉口段602和扩张段603，在液体物料流经收缩段601时，液体物料的流通面积减小，液体物料的流速增大，当液体物料流入扩张段603后，液体物料撞击在破碎件16上，液体物料中的大颗粒结晶在刺突162和支撑网格161的作用下，碎裂成微颗粒结晶，从而实现对结晶的破碎，进而获得含微颗粒结晶的熔融流体(微熔体)。随后，对微熔体进行固液分离，即可获得微颗粒结晶，即获得结晶产物。该结晶产物粒径较小，很少甚至不会包裹母液，从而提高结晶产物的纯度。并且，本实施例中，液体物料不断地经进液管13流入结晶腔5内，结晶腔 5内含大颗粒结晶的液体物料不断地流入结晶破碎腔6内，从而实现连续结晶，有利于连续化工业生产。

[0042] 实施例二

[0043] 本实施例与实施例一的不同之处仅在于：本实施例中的破碎件16与实施例一中的破碎件16不同，如图4和图5所示，本实施例中的破碎件16位于喉口段602内，破碎件16包括转动连接于结晶破碎腔6内的转轴163，具体地，收缩段601的内壁上焊接有支杆165，支杆 165的底端焊接有圆筒166，转轴163的左端与圆筒166同轴转动连接，转轴163上还焊接有用于防止转轴163脱离圆筒166的防脱件1631。转轴163上焊接有若干涡轮叶片164，本实施例中，涡轮叶片164的数量为八片，且每四片涡轮叶片164为一组。

[0044] 本实施例中，含有大颗粒结晶的液体物料自结晶腔5流入结晶破碎腔6内，液体物料流经收缩段601后流速增大，因此液体物料在喉口段602内的流速较大，液体物料冲击在涡轮叶片164上，涡轮叶片164带动转轴163发生转动，转动的涡轮叶片164对液体物料中的大颗粒结晶施加剪切力，使得大颗粒结晶破碎，形成微颗粒结晶，释放大颗粒结晶中包裹的母液。并且，转动的涡轮叶片164对液体物料施加剪切力，能够有效避免大颗粒结晶堵塞喉口段602。

[0045] 实施例三

[0046] 本实施例与实施例一的不同之处仅在于：本实施例中的破碎件16与实施例一中的破碎件16不同，如图6所示，本实施例中的破碎件16位于喉口段602和扩张段603内，位于喉口段602内的破碎件16包括转动连接于结晶破碎腔6内的转轴163，具体地，收缩段601的内壁上焊接有支杆165，支杆165的底端焊接有圆筒166，转轴163的左端与转筒同轴转动连接，转轴163上还焊接有用于防止转轴163脱离圆筒166的防脱件1631。转轴163上焊接有若干涡轮叶片164，本实施例中，涡轮叶片164的数量为八片，且每四片涡轮叶片164为一组。位于扩张段603内的破碎件16包括支撑网格161，支撑网格161焊接于扩张段603的内壁上，支撑网格161的左侧壁上焊接有若干用于破碎结晶的刺突162，刺突162呈锥形。支撑网格161的网孔的边长在一厘米以上，避免结晶堵塞支撑网格161。

[0047] 本实施例中，含有大颗粒结晶的液体物料自结晶腔5流入结晶破碎腔6，液体物料流经收缩段601后流速增大，因此液体物料在喉口段602内的流速较大，液体物料冲击在涡轮叶片164上，涡轮叶片164带动转轴163发生转动，转动的涡轮叶片164对液体物料中的大颗粒结晶施加剪切力，使得大颗粒结晶破碎，形成微颗粒结晶，释放大颗粒结晶中包裹的母液完成初次破碎。上述过程中，可能有部分大颗粒结晶未被破碎，因此，该部分大颗粒结晶随液体物料撞击在支撑网格161和刺突162上，实现二次破碎，确保大颗粒结晶的破碎效果，减少未破碎的大颗粒结晶量，进一步提高结晶产物的纯度。

[0048] 上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。