CN118718459B - 一种n-乙烯基吡咯烷酮的结晶设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种N‑乙烯基吡咯烷酮的结晶设备，本发明涉及结晶设备技术领域，在蒸发结晶的过程中，由于需要将溶液中的水分加热蒸发，使晶体析出，但是在导出水蒸气的过程中，由于外界温度较低，使水蒸气冷凝出现倒流，再次进入溶液中，导致结晶效率降低，并加大能量损耗，因此通过底环与顶环的限制，使水蒸气只能在气压加大后由打开的间隙中导出，限制冷凝水回流，同时通过底环与顶环和导槽进行配合，将底环与顶环之前的冷凝水通过导槽导入积水罩，并通过导流管将冷凝水导出设备，避免冷凝回流，使蒸发后的水分再次回到溶液中，需要再次加热蒸发，导致结晶效率降低，并加大能量损耗。

Description

一种N-乙烯基吡咯烷酮的结晶设备

技术领域

本发明涉及结晶设备技术领域，具体为一种N-乙烯基吡咯烷酮的结晶设备。

背景技术

目前，N-乙烯基吡咯烷酮是一种重要的有机化合物，在医药领域，用于药物制剂的辅料，在化妆品中，用作头发定型剂、保湿剂等，在工业上，用于胶粘剂、涂料等，而N-乙烯基吡咯烷酮的晶体制造通常采用蒸发结晶的方式，使含有N-乙烯基吡咯烷酮的溶液析出晶体；

在蒸发结晶的过程中，由于需要将溶液中的水分加热蒸发，使晶体析出，但是在导出水蒸气的过程中，由于外界温度较低，使水蒸气冷凝出现倒流，再次进入溶液中，导致结晶效率降低，并加大能量损耗。

发明内容

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种N-乙烯基吡咯烷酮的结晶设备，包括：

结晶罐，该结晶罐为结晶过程提供场所，且所述结晶罐的外侧固定安装有连接扣件，所述结晶罐的顶部固定安装有电机，所述电机的输出端贯穿结晶罐并延伸至其内部；

架体，该架体具有支撑结构组件的框架，所述结晶罐通过连接扣件安装在架体的内部；

排气机构，该排气机构用于蒸发结晶过程中排出水蒸气，且所述排气机构安装在结晶罐的顶部；

搅拌机构，该搅拌机构用于结晶过程中对溶液进行搅拌，且所述搅拌机构安装在结晶罐的内部，且所述搅拌机构的顶端与电机的输出端相连接；

其中，所述排气机构包括连通管，所述连通管的外侧固定安装有连接盘，所述连通管通过连接盘与结晶罐的顶部固定连接，且所述连通管的底端贯穿结晶罐并延伸至其内部，所述连通管的顶端固定安装有排气管，所述排气管的内壁固定安装有顶环与底环，通过底环与顶环的限制，使水蒸气只能在气压加大后由打开的间隙中导出，限制冷凝水回流，同时通过底环与顶环和导槽进行配合，将底环与顶环之间的冷凝水通过导槽导入积水罩，并通过导流管将冷凝水导出设备，避免冷凝回流，使蒸发后的水分再次回到溶液中，需要再次加热蒸发，导致结晶效率降低，并加大能量损耗，所述顶环位于底环的上方且之间存在间隙，所述排气管的外侧均匀开设有导槽，且导槽的底部与底环的顶部平齐，所述排气管外侧的导槽处固定安装有积水罩，所述积水罩的底部安装有导流管。

优选的，所述底环与顶环外侧的中心位置均开设有圆孔，且所述底环的圆孔处滑动安装有挡盘，通过挡盘与配重块进行配合，利用挡盘对气压进行受力，带动连接杆与配重块上移，同时配重块的重量使斜面罩与顶环之间的间隙打开所需的气压提供一个限度，避免在气压较低时，间隙打开，气流通过的速度较低，无法限制顶环顶部的冷凝水，使冷凝水大量倒流，所述顶环的圆孔处卡接有斜面罩，所述斜面罩的外侧为弧形斜面，且所述斜面罩的底部固定安装有连接杆，所述连接杆的外侧与挡盘的内壁固定连接，且所述连接杆的底端固定安装有配重块。

优选的，所述结晶罐包括内罐与外罐，所述外罐固定安装在内罐的外侧，所述内罐内壁的顶部开设有螺纹，且所述内罐内壁的顶部螺纹连接有罐盖，所述电机固定安装在罐盖顶部的中心位置，所述内罐与外罐之间存在间隙，且所述内罐的底部固定安装有出料管，所述出料管的底端贯穿外罐并延伸至其底部，所述出料管的底端可拆卸安装有封块，所述出料管的外侧转动安装有转环，所述转环的外侧均匀设置有弧板，所述内罐与外罐之间固定安装有孔环，通过转环与孔板之间的配合，使热气由底部上升时，只能通过孔环的气孔上移，限制热气的上升速度，使热气在孔环底部停留时间较长，释放更多的热量，将内部溶液由底部开始加热，避免结晶后液面降低，上方加热无法直接传递给溶液，降低加热的效率，所述孔环的数量为两个，且所述孔环的外侧均匀开设有气孔，且所述孔环之间固定安装有导气板，所述导气板为螺旋形板材，且所述导气板沿孔环的圆心位置均匀安装，所述外罐外侧的顶部固定安装有排热管，所述排热管位于孔环的上方，所述外罐外侧的底部固定安装有进热管，所述进热管的顶部与转环底部平齐。

优选的，所述搅拌机构包括传动轴，所述传动轴的顶端通过联轴器与电机的输出端相连接，且所述传动轴的外侧安装有轴承，所述传动轴通过轴承与罐盖的内壁转动连接，且所述传动轴的底端法兰连接有连接轴，所述连接轴的外侧固定安装有套环，所述套环的数量为两个且沿连接轴的轴线中心位置对称安装，所述套环的内壁对称设置有横杆，所述套环之间固定安装有螺旋板，通过螺旋板与牙柱在转动过程中的配合，螺旋板在转动过程中，将溶液的上下层翻动，使底部受热较多的溶液向上翻动，同时翻动过程中加大溶液表面的空气流动速度，加快蒸发速率，使晶体更快析出结晶，同时牙柱将内罐内壁析出黏附的晶体，通过齿牙将析出的晶体进行压碎与刮动，将其从内壁清理掉，防止热量传递受阻，所述螺旋板的上下两端均与横杆的相对面固定连接，所述套环的相对面之间转动安装有牙柱，所述牙柱的外侧均匀设置有齿牙，且所述连接轴的底端固定安装有卡块，所述卡块的底部转动安装有连接臂，所述连接臂沿卡块的轴线中心位置对称安装，且所述连接臂远离卡块的一端转动安装有刮料板。

本发明提供了一种N-乙烯基吡咯烷酮的结晶设备。具备以下有益效果：

一、该N-乙烯基吡咯烷酮的结晶设备，通过底环与顶环的限制，使水蒸气只能在气压加大后由打开的间隙中导出，限制冷凝水回流，同时通过底环与顶环和导槽进行配合，将底环与顶环之前的冷凝水通过导槽导入积水罩，并通过导流管将冷凝水导出设备，避免冷凝回流，使蒸发后的水分再次回到溶液中，需要再次加热蒸发，导致结晶效率降低，并加大能量损耗。

二、该N-乙烯基吡咯烷酮的结晶设备，通过挡盘与配重块进行配合，利用挡盘对气压进行受力，带动连接杆与配重块上移，同时配重块的重量使斜面罩与顶环之间的间隙打开所需的气压提供一个限度，避免在气压较低时，间隙打开，气流通过的速度较低，无法限制顶环顶部的冷凝水，使冷凝水大量倒流。

三、该N-乙烯基吡咯烷酮的结晶设备，通过转环与孔板之间的配合，使热气由底部上升时，只能通过孔环的气孔上移，限制热气的上升速度，使热气在孔环底部停留时间较长，释放更多的热量，将内部溶液由底部开始加热，避免结晶后液面降低，上方加热无法直接传递给溶液，降低加热的效率。

四、该N-乙烯基吡咯烷酮的结晶设备，通过螺旋板与牙柱在转动过程中的配合，螺旋板在转动过程中，将溶液的上下层翻动，使底部受热较多的溶液向上翻动，同时翻动过程中加大溶液表面的空气流动速度，加快蒸发速率，使晶体更快析出结晶，同时牙柱将内罐内壁析出黏附的晶体，通过齿牙将析出的晶体进行压碎与刮动，将其从内壁清理掉，防止热量传递受阻。

附图说明

图1为本发明一种N-乙烯基吡咯烷酮的结晶设备的外部结构示意图；

图2为本发明一种N-乙烯基吡咯烷酮的结晶设备部分结构示意图；

图3为本发明结晶罐结构剖解图；

图4为本发明搅拌机构结构示意图；

图5为本发明搅拌机构结构侧视图；

图6为本发明排气机构结构示意图；

图7为本发明排气机构部分结构剖解图；

图8为本发明排气机构部分结构剖解侧视图。

图中：1、结晶罐；2、排气机构；3、搅拌机构；4、电机；5、架体；6、连接扣件；101、外罐；102、排热管；103、进热管；104、封块；105、出料管；106、转环；107、孔环；108、导气板；109、内罐；110、罐盖；201、排气管；202、连通管；203、连接盘；204、积水罩；205、导流管；206、底环；207、连接杆；208、顶环；209、配重块；210、挡盘；211、斜面罩；301、套环；302、连接轴；303、传动轴；304、轴承；305、螺旋板；306、牙柱；307、横杆；308、连接臂；309、卡块；310、刮料板。

具体实施方式

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。本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

第一实施例，如图1与图6至图8所示，本发明提供一种技术方案：一种N-乙烯基吡咯烷酮的结晶设备，包括：

结晶罐1，该结晶罐1为结晶过程提供场所，且结晶罐1的外侧固定安装有连接扣件6，结晶罐1的顶部固定安装有电机4，电机4的输出端贯穿结晶罐1并延伸至其内部；

架体5，该架体5具有支撑结构组件的框架，结晶罐1通过连接扣件6安装在架体5的内部；

排气机构2，该排气机构2用于蒸发结晶过程中排出水蒸气，且排气机构2安装在结晶罐1的顶部；

搅拌机构3，该搅拌机构3用于结晶过程中对溶液进行搅拌，且搅拌机构3安装在结晶罐1的内部，且搅拌机构3的顶端与电机4的输出端相连接；

其中，排气机构2包括连通管202，连通管202的外侧固定安装有连接盘203，连通管202通过连接盘203与结晶罐1的顶部固定连接，且连通管202的底端贯穿结晶罐1并延伸至其内部，连通管202的顶端固定安装有排气管201，排气管201的内壁固定安装有顶环208与底环206，顶环208位于底环206的上方且之间存在间隙，排气管201的外侧均匀开设有导槽，且导槽的底部与底环206的顶部平齐，在结晶罐1外的温度较低，排出的水蒸气容易发生冷凝，在排出出现冷凝的过程中，通过底环206与顶环208配合的过程中，使水蒸气由较小的间隙中导出，通过导出水蒸气的气流限制间隙中的冷凝水倒流，同时底环206与顶环208之间出现冷凝时，通过排气管201外侧的导槽，根据导槽的底部与底环206的顶部齐平，在冷凝在排气管201内壁的水滑落后，沿导槽流出排气管201进入积水罩204中，将冷凝后的水由导槽导入积水罩204，并通过导流管205将冷凝水导出，避免回流，排气管201外侧的导槽处固定安装有积水罩204，积水罩204的底部安装有导流管205。

底环206与顶环208外侧的中心位置均开设有圆孔，且底环206的圆孔处滑动安装有挡盘210，顶环208的圆孔处卡接有斜面罩211，斜面罩211的外侧为弧形斜面，且斜面罩211的底部固定安装有连接杆207，在溶液加热蒸发水分的过程中，水蒸气上升由连通管202导出，使蒸汽进入排气管201中，由于内部的水蒸气不断堆积，内部气压加大，通过加大的气压在排气管201中推动挡盘210，通过挡盘210受力，使连接杆207上移，在连接杆207上移的过程中，带动斜面罩211与配重块209一起上移，使挡盘210打开与底环206之间的间隙后，斜面罩211打开与顶环208之间的间隙，使水蒸气由间隙中穿过，排出设备，连接杆207的外侧与挡盘210的内壁固定连接，且连接杆207的底端固定安装有配重块209。

第二实施例，在实施例一的基础上，请参阅图2至图3所示，结晶罐1包括内罐109与外罐101，外罐101固定安装在内罐109的外侧，内罐109内壁的顶部开设有螺纹，且内罐109内壁的顶部螺纹连接有罐盖110，电机4固定安装在罐盖110顶部的中心位置，内罐109与外罐101之间存在间隙，且内罐109的底部固定安装有出料管105，出料管105的底端贯穿外罐101并延伸至其底部，在将溶液导入结晶罐1中时，通过打开罐盖110，使工人将溶液导入内罐109中，将热源管道与进热管103与排热管102相连通，使热源蒸汽通过进热管103导入内罐109与外罐101之间的间隙中，对加入内罐109中的溶液进行加热，出料管105的底端可拆卸安装有封块104，出料管105的外侧转动安装有转环106。

转环106的外侧均匀设置有弧板，内罐109与外罐101之间固定安装有孔环107，孔环107的数量为两个，且孔环107的外侧均匀开设有气孔，且孔环107之间固定安装有导气板108，导气板108为螺旋形板材，且导气板108沿孔环107的圆心位置均匀安装，外罐101外侧的顶部固定安装有排热管102，排热管102位于孔环107的上方，在热气导入时，气压进入外罐101的底部吹动转环106的弧板，使转环106在出料管105的限制下转动，同时在转环106转动时，带动进入的蒸汽螺旋上升，由孔环107的气孔进入孔环107之间的空间中，并在空间中，通过导气板108的螺旋外形，将热蒸汽向上方的孔环107的气孔处传导，使热蒸汽通过上方孔环107的气孔穿过，由排热管102将热气导出，外罐101外侧的底部固定安装有进热管103，进热管103的顶部与转环106底部平齐。

第三实施例，在实施例一、二的基础上，请参阅图4至图5所示，搅拌机构3包括传动轴303，传动轴303的顶端通过联轴器与电机4的输出端相连接，且传动轴303的外侧安装有轴承304，传动轴303通过轴承304与罐盖110的内壁转动连接，且传动轴303的底端法兰连接有连接轴302，连接轴302的外侧固定安装有套环301，套环301的数量为两个且沿连接轴302的轴线中心位置对称安装，电机4带动传动轴303转动，使传动轴303在轴承304的限制下，带动连接轴302转动，使连接轴302在转动的过程中，带动套环301转动，通过套环301内壁安装的横杆307，使套环301在转动时通过横杆307带动螺旋板305转动，通过螺旋板305的螺旋状板材，套环301的内壁对称设置有横杆307，套环301之间固定安装有螺旋板305，螺旋板305的上下两端均与横杆307的相对面固定连接。

套环301的相对面之间转动安装有牙柱306，牙柱306的外侧均匀设置有齿牙，且连接轴302的底端固定安装有卡块309，卡块309的底部转动安装有连接臂308，在转动过程中，使结晶罐1内部的溶液上下层进行不断翻动，同时在套环301转动的过程中，带动牙柱306沿结晶罐1的内壁转动，通过牙柱306外侧设置的齿牙，对出现在内壁的析出结晶进行清理，通过连接轴302的底端通过卡块309带动连接臂308沿连接轴302的轴心位置转动，在转动的过程中连接臂308带动刮料板310沿内罐109内壁的底部进行刮动，将底部的结晶刮起，连接臂308沿卡块309的轴线中心位置对称安装，且连接臂308远离卡块309的一端转动安装有刮料板310。

使用时，通过工人打开结晶罐1将制造N-乙烯基吡咯烷酮溶液导入结晶罐1中，将热蒸汽管道与结晶罐1连通，通过热蒸汽对结晶罐1内部的溶液进行加热，使溶液中的水在加热的过程中蒸发成水蒸气，通过排气机构2导出结晶罐1，并在加热的过程中通过工人启动电机4带动搅拌机构3转动，对结晶罐1内部的溶液进行搅动，在溶液不断加热过程中，水逐渐减少，溶液中的N-乙烯基吡咯烷酮由溶液中结晶析出。

在将溶液导入结晶罐1中时，通过打开罐盖110，使工人将溶液导入内罐109中，将热源管道与进热管103与排热管102相连通，使热源蒸汽通过进热管103导入内罐109与外罐101之间的间隙中，对加入内罐109中的溶液进行加热，在热气导入时，气压进入外罐101的底部吹动转环106的弧板，使转环106在出料管105的限制下转动，同时在转环106转动时，带动进入的蒸汽螺旋上升，由孔环107的气孔进入孔环107之间的空间中，并在空间中，通过导气板108的螺旋外形，将热蒸汽向上方的孔环107的气孔处传导，使热蒸汽通过上方孔环107的气孔穿过，由排热管102将热气导出。

在内部溶液加热，温度升高的过程中，通过工人启动电机4，使电机4带动传动轴303转动，使传动轴303在轴承304的限制下，带动连接轴302转动，使连接轴302在转动的过程中，带动套环301转动，通过套环301内壁安装的横杆307，使套环301在转动时通过横杆307带动螺旋板305转动，通过螺旋板305的螺旋状板材，在转动过程中，使结晶罐1内部的溶液上下层进行不断翻动，同时在套环301转动的过程中，带动牙柱306沿结晶罐1的内壁转动，通过牙柱306外侧设置的齿牙，对出现在内壁的析出结晶进行清理，通过连接轴302的底端通过卡块309带动连接臂308沿连接轴302的轴心位置转动，在转动的过程中连接臂308带动刮料板310沿内罐109内壁的底部进行刮动，将底部的结晶刮起。

在溶液加热蒸发水分的过程中，水蒸气上升由连通管202导出，使蒸汽进入排气管201中，由于内部的水蒸气不断堆积，内部气压加大，通过加大的气压在排气管201中推动挡盘210，通过挡盘210受力，使连接杆207上移，在连接杆207上移的过程中，带动斜面罩211与配重块209一起上移，使挡盘210打开与底环206之间的间隙后，斜面罩211打开与顶环208之间的间隙，使水蒸气由间隙中穿过，排出设备，同时在结晶罐1外的温度较低，排出的水蒸气容易发生冷凝，在排出出现冷凝的过程中，通过底环206与顶环208配合的过程中，使水蒸气由较小的间隙中导出，通过导出水蒸气的气流限制间隙中的冷凝水倒流，同时底环206与顶环208之间出现冷凝时，通过排气管201外侧的导槽，将冷凝后的水由导槽导入积水罩204，并通过导流管205将冷凝水导出，避免回流。

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，本领域及相关领域的普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。

Claims (3)

1.一种N-乙烯基吡咯烷酮的结晶设备，其特征在于，包括：

结晶罐（1），该结晶罐（1）为结晶过程提供场所，且所述结晶罐（1）的外侧固定安装有连接扣件（6），所述结晶罐（1）的顶部固定安装有电机（4），所述电机（4）的输出端贯穿结晶罐（1）并延伸至其内部；

架体（5），该架体（5）具有支撑结构组件的框架，所述结晶罐（1）通过连接扣件（6）安装在架体（5）的内部；

排气机构（2），该排气机构（2）用于蒸发结晶过程中排出水蒸气，且所述排气机构（2）安装在结晶罐（1）的顶部；

搅拌机构（3），该搅拌机构（3）用于结晶过程中对溶液进行搅拌，且所述搅拌机构（3）安装在结晶罐（1）的内部，且所述搅拌机构（3）的顶端与电机（4）的输出端相连接；

其中，所述排气机构（2）包括连通管（202），所述连通管（202）的外侧固定安装有连接盘（203），所述连通管（202）通过连接盘（203）与结晶罐（1）的顶部固定连接，且所述连通管（202）的底端贯穿结晶罐（1）并延伸至其内部，所述连通管（202）的顶端固定安装有排气管（201），所述排气管（201）的内壁固定安装有顶环（208）与底环（206），所述顶环（208）位于底环（206）的上方且之间存在间隙，所述排气管（201）的外侧均匀开设有导槽，且导槽的底部与底环（206）的顶部平齐，所述排气管（201）外侧的导槽处固定安装有积水罩（204），所述积水罩（204）的底部安装有导流管（205）；

所述底环（206）与顶环（208）外侧的中心位置均开设有圆孔，且所述底环（206）的圆孔处滑动安装有挡盘（210），所述顶环（208）的圆孔处卡接有斜面罩（211）；

所述斜面罩（211）的外侧为弧形斜面，且所述斜面罩（211）的底部固定安装有连接杆（207），所述连接杆（207）的外侧与挡盘（210）的内壁固定连接，且所述连接杆（207）的底端固定安装有配重块（209）；

所述结晶罐（1）包括内罐（109）与外罐（101），所述外罐（101）固定安装在内罐（109）的外侧，所述内罐（109）内壁的顶部开设有螺纹，且所述内罐（109）内壁的顶部螺纹连接有罐盖（110），所述电机（4）固定安装在罐盖（110）顶部的中心位置；

所述内罐（109）与外罐（101）之间存在间隙，且所述内罐（109）的底部固定安装有出料管（105），所述出料管（105）的底端贯穿外罐（101）并延伸至其底部，所述出料管（105）的底端可拆卸安装有封块（104），所述出料管（105）的外侧转动安装有转环（106）；

所述搅拌机构（3）包括传动轴（303），所述传动轴（303）的顶端通过联轴器与电机（4）的输出端相连接，且所述传动轴（303）的外侧安装有轴承（304），所述传动轴（303）通过轴承（304）与罐盖（110）的内壁转动连接，且所述传动轴（303）的底端法兰连接有连接轴（302）；

所述连接轴（302）的外侧固定安装有套环（301），所述套环（301）的数量为两个且沿连接轴（302）的轴线中心位置对称安装，所述套环（301）的内壁对称设置有横杆（307），所述套环（301）之间固定安装有螺旋板（305），所述螺旋板（305）的上下两端均与横杆（307）的相对面固定连接；

所述套环（301）的相对面之间转动安装有牙柱（306），所述牙柱（306）的外侧均匀设置有齿牙，且所述连接轴（302）的底端固定安装有卡块（309），所述卡块（309）的底部转动安装有连接臂（308），所述连接臂（308）沿卡块（309）的轴线中心位置对称安装，且所述连接臂（308）远离卡块（309）的一端转动安装有刮料板（310）。

2.根据权利要求1所述的一种N-乙烯基吡咯烷酮的结晶设备，其特征在于：所述转环（106）的外侧均匀设置有弧板，所述内罐（109）与外罐（101）之间固定安装有孔环（107），所述孔环（107）的数量为两个，且所述孔环（107）的外侧均匀开设有气孔，且所述孔环（107）之间固定安装有导气板（108），所述导气板（108）为螺旋形板材，且所述导气板（108）沿孔环（107）的圆心位置均匀安装。

3.根据权利要求2所述的一种N-乙烯基吡咯烷酮的结晶设备，其特征在于：所述外罐（101）外侧的顶部固定安装有排热管（102），所述排热管（102）位于孔环（107）的上方，所述外罐（101）外侧的底部固定安装有进热管（103），所述进热管（103）的顶部与转环（106）底部平齐。