专利类型 | 发明公开 | 法律事件 | 公开; 实质审查; |
专利有效性 | 实质审查 | 当前状态 | 实质审查 |
申请号 | CN202210425483.4 | 申请日 | 2022-04-22 |
公开(公告)号 | CN114849625A | 公开(公告)日 | 2022-08-05 |
申请人 | 山东特检科技有限公司; | 申请人类型 | 企业 |
发明人 | 阮社; 刘正; 尹跃; 李新玲; 董锐; | 第一发明人 | 阮社 |
权利人 | 山东特检科技有限公司 | 权利人类型 | 企业 |
当前权利人 | 山东特检科技有限公司 | 当前权利人类型 | 企业 |
省份 | 当前专利权人所在省份:山东省 | 城市 | 当前专利权人所在城市:山东省济南市 |
具体地址 | 当前专利权人所在详细地址:山东省济南市历城区港兴一路2991号 | 邮编 | 当前专利权人邮编:250000 |
主IPC国际分类 | B01J19/18 | 所有IPC国际分类 | B01J19/18 ; B01J19/00 ; B01J4/00 ; B01F27/906 ; G01F23/296 ; G01F23/22 |
专利引用数量 | 0 | 专利被引用数量 | 0 |
专利权利要求数量 | 10 | 专利文献类型 | A |
专利代理机构 | 济南龙瑞知识产权代理有限公司 | 专利代理人 | 靳兵花; |
摘要 | 本 发明 涉及了一种酚 醛 树脂 提纯用杂质分离装置,包括显示PLC 控制器 和罐体,罐体的外周设有 蒸汽 夹腔,罐体的底部设有 酚醛树脂 出口 阀 门 ,罐体的内腔中设有搅拌轴,搅拌轴上设有搅拌翅,罐体的顶部设有高温蒸汽进口、固体料进口、进 水 口、搅拌孔和孔K;搅拌轴与搅拌孔同轴设置,搅拌轴由伺服 电机 D驱动, 伺服电机 D与罐体固定连接;孔K处 焊接 有立管,立管的顶部设有水平封盖;水平封盖上固定设有空 心轴 电动伸缩杆B,其顶部与耐高温柔性管相连,底端设有伺服电机潜水 泵 ;还包括第一界面 位置 检测装置和第二界面位置检测装置。本技术方案通过自动化代替了人工操作,提高了工作效率,提高了酚醛树脂的纯度。 | ||
权利要求 | 1.一种酚醛树脂提纯用杂质分离装置,其特征是:包括显示PLC控制器(37)和罐体(5),罐体(5)的外周设有蒸汽夹腔(9),罐体(5)的底部设有酚醛树脂出口阀门(1),罐体(5)的内腔中设有搅拌轴(6),搅拌轴(6)的下部设有第一搅拌翅(4);罐体(5)的顶部设有高温蒸汽进口(12)、固体料进口(18)、进水口(15)、搅拌孔和孔K(56), |
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说明书全文 | 酚醛树脂提纯用杂质分离装置技术领域背景技术[0003] 现有技术中对酚醛树脂的提纯工艺一般采用多次水洗的方法来去除所含杂质,即在反应釜中经100℃热水混合搅拌、静置冷却、在将上部杂质水抽出,如此反复在多个反应釜中进行,最终得到符合要求的提纯酚醛树脂。 [0004] 上述提纯工艺存在如下缺陷:(1)工作效率低 在静置冷却步骤中,酚醛树脂与上部杂质水很快能分层,并不需要温度下降很多, 分层之后即可以进行抽水作业,但是对于人工手持抽水管作业来说,高温水会随抽水软管传递至人体,致使无法作业,故需要延长静置冷却时间,至水温下降至人体可以接受的程度,这显然拉低了工作效率。 [0005] (2)操作者的劳动强度大且劳动环境恶劣当在向下放置抽水管和抽水泵时需人工观察操作,以避开搅拌翅的阻挡,当无法 规避搅拌翅时需要人工拨动搅拌翅,操作人员还要注意观察液面水下降情况,当潜水泵的抽水口下降到杂质水与酚醛树脂分界面附近时常导致水抽不净而抽出酚醛树脂,致使分离出来的酚醛树脂纯度不高。 [0006] 那么如何通过自动化代替人工操作,以大幅缩短静置冷却时间;如何自动控制下移抽水管和潜水泵及规避搅拌翅的阻挡;如何自动判断杂质水与酚醛树脂分界面,使潜水泵的抽水口尽可能多地抽出杂质水而又抽不到酚醛树脂。针对如何解决上述问题,目前还没有适宜的设备和方法。 发明内容[0007] 本发明要解决的技术问题是弥补现有技术的不足,提供一种酚醛树脂提纯用杂质分离装置。 [0008] 要解决上述技术问题,本发明的技术方案为:一种酚醛树脂提纯用杂质分离装置,包括显示PLC控制器和罐体,罐体的外周设有 蒸汽夹腔,罐体的底部设有酚醛树脂出口阀门,罐体的内腔中设有搅拌轴,搅拌轴的下部设有第一搅拌翅;罐体的顶部设有高温蒸汽进口、固体料进口、进水口、搅拌孔和孔K,高温蒸汽进口与蒸汽夹腔相连通; 固体料进口和进水口均与罐体的内腔相连通; 搅拌轴与搅拌孔同轴设置,搅拌轴由伺服电机D驱动,伺服电机D与罐体固定连接; 孔K处焊接有立管,立管的顶部设有水平封盖; 空心轴电动伸缩杆B包括固定部分B和空心轴伸缩部分B,空心轴伸缩部分B的伸缩 由伺服电机B驱动;空心轴电动伸缩杆B的固定部分B与水平封盖固定连接,空心轴伸缩部分B穿过水平封盖进入罐体的内腔;空心轴电动伸缩杆B的顶部与耐高温柔性管相连,空心轴伸缩部分B的底端固定连接有伺服电机潜水泵,且伺服电机潜水泵的出水口与耐高温柔性管相通; 还包括第一界面位置检测装置和第二界面位置检测装置; 第一界面位置检测装置用于检测杂质水液面的位置,并将检测信号上传至显示 PLC控制器; 第二界面高度检测装置用于检测杂质水与酚醛树脂二者分界面的位置,并将检测 信号上传至显示PLC控制器; 伺服电机D、伺服电机B和伺服电机潜水泵的动作均由显示PLC控制器控制。 [0010] 进一步地,所述第二界面高度检测装置包括热电偶A、热电偶B和热电偶C,三者均与固定座固定连接,热电偶A的底端低于热电偶B的底端,热电偶B的底端低于热电偶C的底端;固定座与连接件固定连接,连接件通过连杆与空心轴电动伸缩杆B的空心轴伸缩部分B固定连接;热电偶A、热电偶B和热电偶C将检测信号上传至显示PLC控制器。 [0011] 进一步地,所述第二界面高度检测装置包括热电偶A、热电偶B和热电偶C,三者均与固定座固定连接,热电偶A的底端低于热电偶B的底端,热电偶B的底端低于热电偶C的底端,固定座与连接件固定连接;还包括电动伸缩杆A24,电动伸缩杆A24包括固定部分A和伸缩部分A,伸缩部分A的伸缩由伺服电机A驱动;电动伸缩杆A24的固定部分A与所述水平封盖固定连接,伸缩部分A穿过水平封盖进入罐体的内腔;连接件与伸缩部分A的底端固定连接;热电偶A、热电偶B和热电偶C将检测信号上传至显示PLC控制器,伺服电机A的动作由显示PLC控制器控制。 [0012] 进一步地,还包括排刷,排刷上设有3个刷孔,所述热电偶A、热电偶B和热电偶C分别置于3个刷孔中,一一匹配;还包括电动伸缩杆C,电动伸缩杆C包括固定部分C和伸缩部分C,伸缩部分C的伸缩由伺服电机C驱动;电动伸缩杆C的固定部分C与所述连接件固定连接,排刷固定连接在伸缩部分C的底端;伺服电机C的动作由显示PLC控制器控制。 [0014] 进一步地,所述搅拌轴的中部设有第二搅拌翅,第二搅拌翅与第一搅拌翅之间的夹角为90°;伺服电机D的输出轴上设有标记线,标记线与第二搅拌翅和第一搅拌翅之间的夹角均为45°;还包括监控摄像头,监控摄像头用于监控标记线的位置,并将监控信号上传至显示PLC控制器。 [0016] 进一步地,所述蒸汽夹腔的外部设有保温层。 [0017] 进一步地,还包括吊置端,吊置端上设有拉绳弹簧,所述耐高温柔性管通过拉绳弹簧吊置。 [0018] 本发明可以达到的有益效果为:(1)通过空心轴电动伸缩杆B、伺服电机潜水泵和耐高温柔性管的匹配使用,替代 了人工下移抽水管,大大降低了操作者的劳动强度。 [0019] (2)通过自动化代替了人工操作,不惧杂质水高温排出,可大幅缩短静置冷却时间。 [0020] (3)通过第一界面位置检测装置和第二界面位置检测装置分别检测杂质水液面的位置和检测杂质水与酚醛树脂二者分界面的位置,代替人工肉眼识别。 [0021] (4)进一步地,通过设置水平凹形集水槽,使潜水泵的抽水口尽可能多地抽出杂质水而又抽不到酚醛树脂,提高酚醛树脂的纯度。 [0023] 图1是本发明实施例1的主剖视图;图2是图1的A‑A剖视图; 图3是图1的热电偶和潜水泵升起后状态图; 图4是图1的 部放大图; 图5是图4的B‑B剖视图; 图6是本发明实施例1的控制原理图; 图7是本发明实施例2的主剖视图; 图8图7中 部的放大图; 图中:1‑酚醛树脂出口阀门,2‑冷凝水出口,3‑托架,4‑第一搅拌翅,5‑罐体,6‑搅拌轴,7‑酚醛树脂,8‑支座,9‑蒸汽夹腔,10‑第二界面,11‑第二搅拌翅,12‑高温蒸汽进口, 13‑杂质水,14‑第一界面,15‑进水口,16‑进风口,17‑联轴器,18‑固体料进口,19‑电机安装架,20‑输出轴,21‑标记线,22‑变速箱,23‑伺服电机D,24‑电动伸缩杆A,25‑伺服电机A,26‑弯头,27‑耐高温柔性管,28‑拉绳弹簧,29‑吊置端,30‑伺服电机B,31‑空心轴电动伸缩杆B, 32‑监控摄像头,33‑水平封盖,34‑排气口,35‑伸缩部分A,36‑空心轴伸缩部分B,37‑显示PLC控制器,38‑保温层,39‑排刷,40‑连接杆,41‑水平凹形集水槽,42‑伺服电机潜水泵,43‑法兰盘,44‑套C,45‑电动伸缩杆C,46‑伸缩部分C,47‑热电偶C,48‑热电偶B,49‑热电偶A, 50‑固定座,51‑连接件,52‑吸水口,53‑路径,54‑套B,55‑连杆,56‑孔K,57‑立管,58‑伺服电机C,59‑上边缘,60‑超声波液面传感器。 具体实施方式[0024] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。 [0025] 实施例1如图1所示,一种酚醛树脂提纯用杂质分离装置,包括显示PLC控制器37和罐体5, 罐体5通过四个支座8垂直竖立。 [0026] 罐体5的外周设有蒸汽夹腔9,蒸汽夹腔9的外部设有保温层38,蒸汽夹腔9的底部设有冷凝水出口2,罐体5的底部设有酚醛树脂出口阀门1。 [0027] 罐体5的顶部设有高温蒸汽进口12、固体料进口18、进水口15、搅拌孔和孔K56;高温蒸汽进口12与蒸汽夹腔9相连通,固体料进口18和进水口15均与罐体5的内腔相连通,孔K56处焊接有立管57,立管57的顶部设有水平封盖33。 [0028] 罐体5的内腔中设有搅拌轴6,搅拌轴6与搅拌孔同轴设置,搅拌轴6的底部通过轴承与托架3相连接,托架3与罐体5固定连接,搅拌轴6由伺服电机D23驱动,伺服电机D23带变速箱22,搅拌轴6的顶部通过联轴器17与变速箱22的输出轴20同轴固定连接;变速箱22的输入轴与伺服电机D23的输出轴相连,且变速箱22的外壳与伺服电机D23的外壳固定连接,变速箱22固定在电机安装架19上,电机安装架19固定在罐体5的顶部。 [0029] 搅拌轴6的下部设有第一搅拌翅4,搅拌轴6的中部设有第二搅拌翅11,第一搅拌翅4包括2个对称设置的L形片翅,2个L形片翅设置在同一平面上,第一搅拌翅4与搅拌轴6呈“山”字状,第二搅拌翅11是片状翅,第二搅拌翅11与第一搅拌翅4之间的夹角为90°,如图2所示;变速箱22的输出轴20上设有标记线21,标记线21与第二搅拌翅11和第一搅拌翅4之间的夹角均为45°;还包括监控摄像头32,监控摄像头32用于监控标记线21的位置,并将监控信号上传至显示PLC控制器37,显示PLC控制器37中设有图像分析软件,监控摄像头32固定在电机安装架19上。 [0030] 为了实现自动化代替人工移动抽水管,设置如下:空心轴电动伸缩杆B31包括固定部分B和空心轴伸缩部分B36,空心轴伸缩部分B36的伸缩由伺服电机B30驱动;空心轴电动伸缩杆B31的固定部分B与水平封盖33固定连接,空心轴伸缩部分B36穿过水平封盖33进入罐体5的内腔;空心轴电动伸缩杆B31的顶部与耐高温柔性管27相连,空心轴伸缩部分B36的底端通过法兰盘43固定连接有伺服电机潜水泵42,且伺服电机潜水泵42的出水口通过弯头26与耐高温柔性管27相连通。 [0031] 为了自动判断杂质水与酚醛树脂分界面,设置了第一界面位置检测装置和第二界面位置检测装置,第一界面14指的是杂质水液面,即杂质水与空气的分界面;第二界面10指的是静置后杂质水与酚醛树脂二者分界面。 [0032] 第一界面位置检测装置用于检测杂质水液面的位置,本实施例中将第一界面位置检测装置具体选择为超声波液面传感器60,超声波液面传感器60与水平封盖33固定连接,超声波液面传感器60将检测信号上传至显示PLC控制器37。 [0033] 第二界面高度检测装置用于检测杂质水与酚醛树脂二者分界面的位置,并将检测信号上传至显示PLC控制器37。 [0034] 在设置第二界面高度检测装置时,发明人进行了反复的思考和试验,最初的考虑是采用密度传感器,因为杂质水与静置沉淀后的酚醛树脂之间的密度差异性很大,所以理论上可以采用密度传感器,针对所检测密度的大小判断出第二界面的位置。但是,实际应用中发现,密度传感器很快就失灵了,发明人对此分析了原因:由于酚醛树脂有着很高的粘性,容易粘在传感器上,且杂志水与酚醛树脂之间的密度差异性太大,故而导致容易失灵且无法重复使用。 [0035] 后来发明人无意间发现第二界面上下温度差异明显,其差异值在1~3℃之间,即第二界面上部的杂质水温度低、第二界面下部的酚醛树脂温度高,这是因为水的流动性好热量利于散失,酚醛树脂具有粘性导致热量聚拢温度散发慢。因此发明人考虑利用该特性通过热电偶传感器来确定第二界面的位置面,试验结果比较令人满意。 [0036] 第二界面高度检测装置包括热电偶A49、热电偶B48和热电偶C47,三者均与固定座50固定连接,热电偶A49的底端低于热电偶B48的底端,热电偶B48的底端低于热电偶C47的底端,固定座50与连接件51固定连接;还包括电动伸缩杆A24,电动伸缩杆A24包括固定部分A和伸缩部分A35,伸缩部分A35的伸缩由伺服电机A25驱动;电动伸缩杆A24的固定部分A与水平封盖33固定连接,伸缩部分A35穿过水平封盖33进入罐体5的内腔;连接件51与伸缩部分A35的底端通过套C44固定连接;热电偶A49、热电偶B48和热电偶C47将检测信号上传至显示PLC控制器37。 [0037] 为了及时清洗热电偶上粘有的酚醛树脂,还设置了排刷39,排刷39上设有3个刷孔,热电偶A49、热电偶B48和热电偶C47分别置于3个刷孔中,一一匹配;还包括电动伸缩杆C45,电动伸缩杆C45包括固定部分C和伸缩部分C46,伸缩部分C46的伸缩由伺服电机C58驱动;电动伸缩杆C45的固定部分C与连接件51固定连接,排刷39固定连接在伸缩部分C46的底端。 [0038] 为了使伺服电机潜水泵42尽可能多地抽出杂质水而又抽不到酚醛树脂,特别设计了水平凹形集水槽41,水平凹形集水槽41通过连接杆40与固定在伺服电机潜水泵42的底部,伺服电机潜水泵42的吸水口52位于水平凹形集水槽41的上边缘59以下的内腔中。 [0039] 为了便于通风冷却,在罐体5的顶部还设有进风口16和排气口34,进风口16和排气口34均与罐体5的内腔相连通。 [0041] 显示PLC控制器37中输入有控制程序,伺服电机A25、伺服电机B30、伺服电机C58、伺服电机D和伺服电机潜水泵42的动作均由显示PLC控制器37控制。 [0042] 本实施例的使用:按动显示PLC控制器37中的启动按钮各电控部件进入待工作状态,如附图3所示; 罐体5中的酚醛树脂和水经蒸汽夹腔9中的高温蒸汽加热,经第一搅拌翅4及第二 搅拌翅11进行充分搅拌; 搅拌一定时长后使混合物进入静置冷却状态,此时通过进风口16向罐体5的内腔 中供风,排气口34开始导通连续排出罐体5中的热气,排出的热气中含有一定毒素须经专门处理;静置冷却一定时长后,酚醛树脂7和杂质水13分层; 监控摄像头32将静止状态的变速箱输出轴20的影像实时发送至PLC控制器37,PLC 控制器根据变速箱22的输出轴20上的标记线21的位置情况,控制伺服电机D23转动相应的角度,使第二搅拌翅11与伸缩部分A 35和空心轴伸缩部分B 36处于45°,相关位置如附图2所示; PLC控制器37控制伺服电机A25工作,伸缩部分A35向下移动,安装在伸缩部分A35 下端的热电偶A49、B48、C47下降到杂质水13中,此时三个热电偶向PLC控制器37传送的均为杂质水13温度值且数据相同;三个热电偶在杂质水13中下移过程中,PLC控制器37控制伺服电机C58工作,伸缩部分C46反复伸长和缩短数次,固定在伸缩部分C46下端的排刷39沿三支热电偶表面上下移动,完成对热电偶外表面的清洗; 当热电偶A49下降到第二界面10及以下位置时热电偶A49温度值上升1~3℃,此时 PLC控制器37控制伺服电机A25停止工作或极缓慢工作,随着酚醛树脂7温度的降低其体积会相应的缩小,所以热电偶A49也相应下降,热电偶A49保持停置在酚醛树脂7内其温度值最高、热电偶C47停置在杂质水13中其温度值最低、热电偶B48停置在第二界面10处其温度值介于热电偶A49和C47之间。PLC控制器37依据编程根据伺服电机A25的工作转数动态计算出热电偶B48下降的距离,即第二界面10的高度值; PLC控制器37根据超声波液面传感器60传送的第一界面14高度,控制伺服电机B30 工作,使空心轴伸缩部分B36下移,安装在空心轴伸缩部分B36下端的伺服电机潜水泵42下降到第一界面14以下后,PLC控制器37控制伺服电机潜水泵42高功率抽水作业,杂质水13进入吸水口52再进入空心轴伸缩部分B36内经弯头26进入耐高温柔性管27最后到达专用储存罐。 [0043] PLC控制器37依据编程根据伺服电机B30所工作的转数可实时计算出伺服电机潜水泵42下降的速度和距离,当水平凹形集水槽41的下表面即将到达第二界面10时,PLC控制器37控制伺服电机B30工作使空心轴伸缩部分B36缓慢下降;当第一界面14即将接近水平凹形集水槽41上边缘59时,PLC控制器37控制伺服电机潜水泵42低功率抽水作业;当水平凹形集水槽41下端插入粘稠酚醛树脂7内且水平凹形集水槽41上边缘59下降到近乎与分界面10平齐时PLC控制器37控制伺服电机B30停止工作,此时杂质水13仍可沿路径53流入水平凹形集水槽41内再进入吸水口52内,因此伺服电机潜水泵42的吸水口52可抽吸到尽可能多的杂质水13而抽吸不到酚醛树脂7,如附图4所示;之后PLC控制器37控制伺服电机A25和伺服电机B30反向工作,使热电偶B48和伺服 电机潜水泵42上升恢复原状,如附图3所示。 [0044] 实施例2与实施例1的区别之处在于,热电偶A49、热电偶B48和热电偶C47与伺服电机潜水 泵42共升降,具体结构如下: 第二界面高度检测装置包括热电偶A49、热电偶B48和热电偶C47,三者均与固定座 50固定连接,热电偶A49的底端低于热电偶B48的底端,热电偶B48的底端低于热电偶C47的底端;固定座50与连接件51固定连接,连接件51通过套B54与连杆55固定连接,连杆55与空心轴电动伸缩杆B31的空心轴伸缩部分B36固定连接;热电偶A49、热电偶B48和热电偶C47将检测信号上传至显示PLC控制器37。 [0045] 本实施例中的3个热电偶与伺服电机潜水泵42共升降,而实施例1中的3个热电偶与伺服电机潜水泵42分别升降,与实施例1相比,本实施例的成本更低,但是热电偶的升降灵活性及检测效率较低。 [0046] 在本发明的描述中,“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示方位或位置关系的词语,仅是为了便于描述本发明,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。 [0047] 以上所述仅是本发明的其中一种实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明思路的前提下所做出的若干改进和润饰均为本发明的保护范围。 |