CN109911927B - 吸水结构、压力容器以及从其内部吸水的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种吸水结构、压力容器以及从其内部吸水的方法。吸水结构包括：反应室；分隔板，所述分隔板将反应室分为第一空腔与第二空腔，其上面设有第一通孔和/或第二通孔；吸水组件，所述所述吸水组件安装在第二空腔内，其内部收纳有吸水材料；第一空腔内壁上设置有导热板，第一空腔及其导热板用于盛装物料，物料在第一空腔受热产生的液态水通过第一通孔进入第二空腔和/或产生的部分蒸汽通过第二通孔进入第二空腔冷凝成水，全部由吸水组件吸收。本发明能够有效解决物料粘结压力容器内壁，造成设备失效，热效率降低，物料转化率下降的问题。

Description

吸水结构、压力容器以及从其内部吸水的方法

技术领域

本发明涉及α型石膏粉旋转结晶窑式压力容器设备领域，具体涉及一种吸水结构、具有该吸水结构的压力容器(以下简称吸水结构、压力容器)以及从该压力容器内部吸水的方法。

背景技术

目前，α石膏常用的制取工艺方法主要有两类：液相法和干法工艺，液相法因设备投资很大，工艺复杂冗长，能耗特高，产品质量不稳，成本特高，不具备工业化生产的应用价值，而停留于实验室阶段。干法工艺及设备分为一步法和二步法两种：一步法，即转晶和烘干在一台设备内完成，流程短，设备少；二步法是转晶和烘干分别在两个设备内完成，石膏粉在转晶完成后需要从转晶釜内转运到烘干窑内进行干燥，转运具有较大的技术难度。申请人一直致力于α石膏制备干法工艺中的一步法技术和设备的研究。α型石膏粉旋转结晶窑式压力容器可以处理含水粘性粉状物料，当半水石膏这种粘性物料含水率8％-12％时，表现出较强的粘结性，当含水率达到12％-18％及以上时，表现出极强的粘结性。在加热过程中，物料内部的水由于受热而蒸发成水蒸气，水蒸气充盈压力容器内腔，过饱和状态下，会产生液态水。此时，液态水与粉料混合，粘结在压力容器的内壁上形成板结，特别是当物料干燥失水后，板结的石膏强度较高，造成设备失效，热效率降低，物料转化率下降，直至成品率为零。

相关技术中，将水蒸气排放至压力容器外置的冷凝器中，其需要外联管路系统和排放水系统，这种情况并不适合动态卧式旋转压力容器装置。并且，在排放的过程中，随着压力的下降，会出现温度的下降，改变了容器内的工作环境，影响物料的转化。

因此，有必要提供一种吸水结构及采用该吸水结构的压力容器解决上述技术问题。

发明内容

本发明提供一种吸水结构，以解决了现有的压力容器处理含水粘性粉状物料时，物料转化率低、成品率低且容易损坏设备的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的吸水结构包括：

反应室；

分隔板，所述分隔板将所述反应室分为第一空腔与第二空腔，所述分隔板上设有第一通孔和/或第二通孔；

吸水组件，所述吸水组件的内部与所述第二空腔连通，且所述吸水组件的内部收纳有吸水材料；

其中，当所述分隔板上设有所述第一通孔时，所述吸水结构还包括所述第一空腔上设置的导热板，所述导热板用于盛装物料，并将所述物料受热产生的液态水通过所述第一通孔进入第二空腔，由所述吸水组件吸收；

当所述分隔板上设有所述第二通孔时，物料受热产生的部分蒸汽通过所述第二通孔进入所述第二空腔冷凝成水，由所述吸水组件吸收。

优选地，所述导热板与所述分隔板连接，沿所述导热板的延伸方向，所述导热板的长度小于或等于所述第一空腔的长度。

优选地，所述导热板包括凹槽结构，所述凹槽结构的槽口朝向所述第一空腔，且所述凹槽结构与所述第一通孔连通。

优选地，所述凹槽结构的数量为多个，多个凹槽结构依次相连成波浪型。

优选地，所述凹槽结构、所述第一通孔及所述吸水组件的数量相等。

优选地，当所述分隔板上设有所述第二通孔时，所述反应室第一空腔外壳上加装有保温材料，所述第二空腔未设置保温材料形成冷却壳，所述冷却壳与所述分隔板界定形成所述第二空腔。从第一空腔腔中过来的水蒸气遇到冷内壁，会激冷成液态水，并流向装有吸水组件的低端，由吸水材料吸收。

优选地，所述吸水组件完全或部分覆盖所述第一通孔。

优选地，所述吸水组件与所述分隔板可拆卸连接。

优选地，所述吸水组件包括安装件、框架及细筛网，所述安装件与所述分隔板可拆卸连接，所述安装件将所述框架固定于所述分隔板，所述细筛网裹绕所述框架设置。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种压力容器，包括外壳、支座及传动装置，所述支座支撑所述外壳，所述压力容器还包括所述吸水结构，所述吸水结构内置于所述外壳，所述传动装置用于带动所述吸水结构围绕所述外壳的中轴线转动。

本发明提供吸水结构及压力容器中，所述分隔板上形成有第一通孔和/或第二通孔，所述导热板用于盛装物料；通过加热导热板使得物料受热，物料内部的水由于受热而蒸发成水蒸气，水蒸气充盈第一空腔，水蒸气过饱和状态下，会产生液态水；

当所述分隔板上设有所述第一通孔时，所述吸水结构还包括导热板，物料受热产生的液态水聚集于导热板，并流入所述第一通孔，液态水自第一通孔进入第二空腔，并被吸水组件吸收；

当所述分隔板上设有所述第二通孔时，所述反应室包括冷却壳，所述冷却壳与所述分隔板界定形成所述第二空腔，充盈于第一空腔的水蒸气可以自第二通孔进入第二空腔，在冷却壳上冷却为水，也可以被吸水组件吸收。

因此，通过吸水组件能够及时的吸收第一空腔内的水蒸气转化而来的水；从而避免粉料与水的混合带来的技术问题：避免粉料混水后粘壁，以及第一空腔内压强的变化，影响物料环境，从而提高了第一空腔内粉料的转换效率、成品率，保证了设备的使用效能。

为解决上述技术问题，本发明首创了一种从压力容器内部吸水的方法：如上所述，设计一个具有吸水结构的压力容器，用分隔板将所述压力容器的反应室分隔为第一空腔和第二空腔，第一空腔是转化腔，用于盛装物料，并在此进行转化；第二空腔为吸水腔，腔内装有吸水组件，第一空腔产生的液态水或/和蒸汽在所述第二空腔缓慢冷凝成水并由所述吸水组件吸收；吸水组件内部装有可更换的吸水材料，该吸水材料在有水时能吸水，在烘干时能析放水，可重复使用。

首先，将压力容器反应室的第一空腔装满物料，通过外部热源将物料加热，随着所述反应室的第一空腔受热温度升高，物料在所述第一空腔内析水产生过饱和蒸汽和液态水，液态水会聚集在第一空腔的底部，并经过分隔板上的第一通孔流入所述第二空腔和/或蒸汽经过分隔板上的第二通孔进入第二空腔冷凝成水，由吸水组件吸收；由于所述第一空腔是转化腔，可以在壳体外部加装保温材料以提高热效率，而所述第二空腔为吸水腔，其外壳未进行保温形成冷却壳，该冷却壳内壁较冷，从第一空腔腔中过来的水蒸气遇到冷内壁，会激冷成液态水，并流向装有吸水组件的低端，由吸水材料吸收。由于这一吸水过程很缓慢，并不会引起压力容器内压力的突变，工作环境稳定。

其次，当所述压力容器第一空腔内物料转化完成后，将物料进行干燥时，将所述压力容器处于开放状态，吸水材料中的水又会以水蒸气的形态析出，这样，吸水组件中吸水材料就能反复使用，直至失效，重新更换吸水材料。

本发明的优点：通过将反应室分设为第一空腔转化腔和第二空腔吸水腔，解决了物料受热过程中产生的过饱和蒸汽转化为液态水，液态水与物料混合粘结压力容器内壁，降低设备效能，降低热效率，降低物料转化率的技术难题；与外置冷凝系统相比，简化了设备，减少了外联管路系统和排放水系统，提高了设备的可靠性，降低了设备制造、维修成本和运行成本；克服了现有外置冷凝系统不适合动态卧式旋转压力容器的弊端，拓宽了设备的适用范围；结构简单紧凑，安装调试、运输、操作使用方便，适用性强；吸水材料可反复使用，更换便捷，延长设备使用寿命。

附图说明

图1为本发明提供的吸水结构的一种较佳实施例的结构示意图；

图2为图1中所示的分隔板与导热板侧视图；

图3为图1所示的A部放大图；

图4为本发明提供的压力容器的一种较佳实施例的结构示意图。

图中标号：

100-吸水结构；200-压力容器；

1-反应室、2-分隔板、3-导热板、4-吸水组件、1a-第一空腔、1b-第二空腔、2a-第一通孔、2b-第二通孔；

11-冷却壳、12-构造壳；

31-凹槽结构；

41-安装件、42-框架、43-细筛网；

5-外壳、6-支座、7-传动装置、8-进料通道、9-出料通道；

51-夹套、61-底座、62-支撑装置、81-进料门、91-出料门。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提出一种吸水结构100。

请参照图1-4，吸水结构100包括：反应室1；分隔板2，所述分隔板2将所述反应室1分为第一空腔1a与第二空腔1b，所述分隔板2上设有第一通孔2a和/或第二通孔2b；吸水组件4，所述吸水组件4的内部与所述第二空腔1b连通，且所述吸水组件4的内部收纳有吸水材料；其中，当所述分隔板2上设有所述第一通孔2a时，所述吸水结构100还包括导热板3，所述导热板3用于盛装物料，并将所述物料受热产生的水导入所述第一通孔2a。

本发明提供吸水结构100中，所述分隔板2上形成有第一通孔2a和/或第二通孔2b，所述导热板3用于盛装物料；通过加热导热板2使得物料受热，物料内部的水由于受热而蒸发成水蒸气，水蒸气充盈第一空腔2a，水蒸气过饱和状态下，会产生液态水；

当所述分隔板2上设有所述第一通孔2a时，所述吸水结构100还包括导热板3，物料受热产生的液态水聚集于导热板3，并流入所述第一通孔2a，液态水自第一通孔2a进入第二空腔1b，并被吸水组件4吸收；

当所述分隔板2上设有所述第二通孔2b时，所述反应室1包括冷却壳11，所述冷却壳11与所述分隔板2界定形成所述第二空腔1b，充盈于第一空腔1a的水蒸气可以自第二通孔2b进入第二空腔1b，在冷却壳11上冷却为水，也可以被吸水组件4吸收。

因此，通过吸水组件4能够及时的吸收第一空腔1a内的水蒸气转化而来的水；从而避免粉料与水的混合带来的技术问题，避免粉料混水后粘壁，以及第一空腔1a内压强的变化，提高了第一空腔1a内，粉料的转换效率、成品率，有效的保证了设备的使用安全。

在一实施例中，所述分隔板2上可以只设有第一通孔2a，第一空腔1a为转换腔。

在另一实施例中，所述分隔板2上可以仅形成第二通孔2b，由于第一空腔1a是转化腔，转化腔是加热腔，而且反应室1的外部装有保温材料；第二空腔1b是吸水腔，而吸水腔对应的反应室1的冷却壳11的外部无加热保温材料；

从转化腔中过来的水蒸气遇到冷却壳11，会激冷成液态水，并流向装有吸水组件4的低端，由吸水组件4中的吸水材料吸收，由于本吸水的过程很慢，并不会引起容器内压力的突变，工作环境稳定。

在又一实施例中，所述分隔板2上可以同时设有第一通孔2a和第二通孔2b，其原理与上述两个实施例的原理相同，且具有上述两个实施例的全部优点。

本实施例中，所述吸水材料为可以反复使用的吸水材料，例如海绵、吸水纸、吸水石。

当第一空腔1a内物料转化完成后，需要对第一空腔1a内物料进行干燥时；反应室1开放状态，吸水材料中的水又会以水蒸气的形态析出，这样，吸水组件4就能重复使用，直至失效。

请再次参阅图4，本实施例中，所述导热板3与所述分隔板2连接，沿所述导热板3的延伸方向，所述导热板3的长度小于或等于所述第一空腔1a的长度，从而优化所述导热板3的结构，提供水蒸气的转换效率。

作为本实施例的一种优选的方式，所述导热板3可以围绕所述第一空腔1a设置。或者，所述导热板3可以悬设于所述分隔板2的一端，沿所述导热板3的延伸方向，所述导热板3的长度等于所述第一空腔1a的长度。

请再次参阅图2，本实施例中，所述导热板3包括凹槽结构31，所述凹槽结构31的槽口朝向所述第一空腔1a，且所述凹槽结构31与所述第一通孔2a连通；凹槽结构31用于盛装物料，便于液态水聚集在凹槽结构31的底部，并经过第一通孔2a流入第一空腔1a，由吸水组件4吸收。

优选地，所述凹槽结构31的数量为多个，多个凹槽结构31依次相连成波浪型。所述凹槽结构31、所述第一通孔2a及所述吸水组件4的数量相等。

可以理解，在其他实施例中，所述导热板3也可以包括其他用于盛装物料的结构，该结构也与所述第一通孔2a相通。

请再次参阅图4，所述反应室1还包括构造壳12，所述构造壳12与所述分隔板2界定形成所述第一空腔1a。

请再次参阅图3，所述吸水组件4完全或部分覆盖所述第一通孔2a。本实施例中，所述吸水组件4完全覆盖所述第一通孔2a。

本实施例中，所述吸水组件4与所述分隔板2可拆卸连接，从而便于所述吸水组件4的重复使用，以及吸水组件4失效后的及时更换。

所述吸水组件4包括安装件41、框架42及细筛网43，所述安装件41与所述分隔板2可拆卸连接，所述安装件41将所述框架42固定于所述分隔板2，所述细筛网43裹绕所述框架42设置。可以理解，所述吸水材料设于所述细筛网43内。

本发明还提供一种压力容器200。

请再次参阅图4，压力容器200包括外壳5、支座6及传动装置7，所述支座6支撑所述外壳5，所述压力容器200还包括所述吸水结构100，所述吸水结构100设于所述外壳5，所述传动装置7用于带动所述吸水结构100围绕所述外壳5的中轴线转动。

其中，该吸水结构100的具体结构参照上述实施例，由于本压力容器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

请再次参阅图1，具体的，所述外壳5还包括夹套51，所述夹套51由保温材料制成，所述夹套51围绕所述反应室1设置。

请再次参阅图4，所述支座6包括底座61及支撑装置62，所述支撑装置62设于所述底座61，且所述支撑装置62支撑所述外壳5。

所述压力容器200还包括进料通道8、出料通道9、进料门81及出料门91，所述进料通道8与所述出料通道9分别位于所述反应室1的两端，所述进料通道8与所述第一空腔1a连通，所述进料门81用于封闭和打开所述进料通道8，所述出料通道9与所述第二空腔1b连通，所述出料门91用于封闭和打开所述出料通道9。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种吸水结构，其特征在于，包括：

反应室；

分隔板，所述分隔板将所述反应室分为第一空腔与第二空腔，所述分隔板上设有第一通孔和/或第二通孔；

吸水组件，所述吸水组件的内部与所述第二空腔连通，且所述吸水组件的内部收纳有吸水材料；

其中，当所述分隔板上设有所述第一通孔时，所述吸水结构还包括所述第一空腔上设置的导热板，所述导热板用于盛装物料，并将物料受热产生的液态水通过所述第一通孔进入第二空腔，由所述吸水组件吸收；

当所述分隔板上设有所述第二通孔时，物料受热产生的部分蒸汽通过所述第二通孔进入所述第二空腔冷凝成水，由所述吸水组件吸收；

所述导热板与所述分隔板连接，沿所述导热板的延伸方向，所述导热板的长度小于或等于所述第一空腔的长度；

所述导热板包括凹槽结构，所述凹槽结构的槽口朝向所述第一空腔，且所述凹槽结构与所述第一通孔连通。

2.如权利要求1所述的吸水结构，其特征在于，所述凹槽结构的数量为多个，多个凹槽结构依次相连成波浪型。

3.如权利要求2所述的吸水结构，其特征在于，所述凹槽结构、所述第一通孔及所述吸水组件的数量相等。

4.如权利要求1所述的吸水结构，其特征在于，当所述分隔板上设有所述第二通孔时，所述反应室第一空腔外壳上加装有保温材料，所述第二空腔未设置保温材料形成冷却壳，所述冷却壳与所述分隔板界定形成所述第二空腔。

5.如权利要求1-4中任一项所述吸水结构，其特征在于，所述吸水组件完全或部分覆盖所述第一通孔。

6.如权利要求5所述吸水结构，其特征在于，所述吸水组件与所述分隔板可拆卸连接。

7.如权利要求6所述的吸水结构，其特征在于，所述吸水组件包括安装件、框架及细筛网，所述安装件与所述分隔板可拆卸连接，所述安装件将所述框架固定于所述分隔板，所述细筛网裹绕所述框架设置。

8.一种压力容器，包括外壳、支座及传动装置，所述支座支撑所述外壳，其特征在于，所述压力容器还包括如权利要求1-7中任一项所述吸水结构，所述吸水结构内置于所述外壳，所述传动装置用于带动所述吸水结构围绕所述外壳的中轴线转动。

9.一种从压力容器内部吸水的方法，采用如权利要求8所述的压力容器实施，其特征在于：首先，将所述压力容器反应室的第一空腔装满物料，通过外部热源将物料加热，随着所述反应室的第一空腔受热温度升高，物料在所述第一空腔内析水产生过饱和蒸汽和液态水，液态水会聚集在第一空腔底部，并经过分隔板上的第一通孔流入所述第二空腔和/或部分蒸汽经过分隔板上的第二通孔进入第二空腔冷凝成水，由吸水组件吸收；由于这一吸水的过程很缓慢，并不会引起容器内压力的突变，工作环境稳定；

其次，当所述压力容器第一空腔内物料转化完成后，将物料进行干燥时，将所述压力容器处于开放状态，吸水材料中的水又会以水蒸气的形态析出，这样，吸水组件中的吸水材料就能反复使用，直至失效，重新更换吸水材料。