专利名称：内循环式盐析结晶器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于化工行业中内循环式结晶器，具体来说是一种适用于联合法制碱生产的氯化铵盐析结晶器。
目前大多数生产厂家正在使用的内循环式盐析结晶器(如图1所示)虽然克服了外循环式盐析结晶器存在的诸如料液循环路径长、循环泵扬程高、能耗高、占地面积大以及轴封泄漏等缺陷，但在实际使用中仍然存在着以下一些问题其一，吸入管的浸没深度不够，导致进液带气，泵功耗高，运行不稳定。以目前国内在数十套年产四万吨联碱装置中使用的内循环盐析循环泵为例(此泵流量3700m3/h，扬程2.5～3m，叶轮外径600mm，转速600RPm，导流筒吸入管口直径700mm，吸入口处的流速为2.67m/s)，发现使用中吸入管入口上方出现较大漩涡，液面下凹。经查《Goulds Pump Mannal,1995,Page 610》得知，当吸入口处进液速度为2.67m/s时，为保证进液不带气的最小浸没深度应为1.68m，而现使用的盐析结晶器液面到吸入管口的深度仅为0.8m。因此入口处出现强烈漩涡，液面下凹，使空气进入导流筒，造成筒内料液重度减小，增大了导流筒内外的料液静压差，引起泵能耗高，运行不稳定。
其二，泵转速高，导致结晶细化。由于在生产过程中有部分结晶要随母液在结晶器内循环，当其通过快速回转的循环泵叶轮时，晶体极易被破碎，并诱导二次成核，产生过量的晶核，使结晶细化。
其三，用改变泵转速调节循环量的方法不经济。在目前的生产装置中，为了达到控制结晶粒度或产量的目的，往往采用改变泵转速来调节循环量的方法。但对于流量与转速的一次方成正比，扬程与转速的二次方成正比的轴流式叶轮来说，改变转速对流量的变化贡献较小，却使扬程发生急剧变化，而扬程所能克服的阻力与循环量关系很小，因而造成循环泵的实际运行工况点偏离泵的最高效率点过远，使之在低效率区运行，很不经济。
其四，因结晶器及吸入管等都为焊接件，加工精度不可能高，故循环泵安装时难以观察和调节泵叶轮与吸入管之间的间隙均匀分布，为了防止叶轮在运行时与吸入管发生碰撞，在设计时通常选用较大的径向间隙，从而又造成料液内泄漏，泵的容积效率降低，浪费能量。
其五，由于叶轮与轮毂以及泵轴连接处都未密封，料液会逐渐渗入而结晶，一方面要增加轴承的轴向载荷，另一方面又会使其锈蚀磨损，缩短使用寿命，且不好拆换。
本实用新型的首要目的是解决已有技术存在的问题，为联碱工业提供一种循环泵功耗低、运行平稳，产品结晶粗大的内循环式盐析结晶器。
本实用新型的次要目的是在上述改进的基础上，使内循环式盐析结晶器所用的循环泵只调节泵流量，而使扬程变化很小，且能在高效率区运行。
本实用新型的又一目的是在上述基础使内循环式盐析结晶器所用的循环泵安装定位准确、无内泄漏、容积效率高。
本实用新型的再一目的是继续在上述基础上，使内循环式盐析结晶器所用的循环泵的叶轮轮毂和导流罩在生产运行过程中始终保持为空心薄壁件。
本实用新型的首要目的是通过这样一种技术解决方案达到的即该方案展现的内循环式盐析结晶器主要包括槽体、顶盖、导流筒、吸入管、循环泵、叶轮。槽体为一上口开放的常压圆筒容器，中部一侧开有孔口，其中右下斜插安装有一晶体取出管，上部一侧有一外凸的出口向下的溢流口。顶盖安装在槽体上口，其上开有半母液进口、滤液进口、食盐加入口和泵轴孔。食盐加入口中安装有食盐加入管，该管出口与导流筒下部相通。导流筒为一圆筒，下端部呈喇叭状，并通过槽体内中、下部的固定支架悬装在槽体中。吸入管也为一圆筒，安装在导流筒上端。循环泵通过顶盖槽钢固连在顶盖外中部，其泵轴穿过顶盖上的泵轴孔，伸进并位于吸入管内，端部安装叶轮，在吸入管上方的顶盖内侧还固连有一稳流圆筒，该圆筒内设置有径向挡板，这些径向挡板可以消除吸入管口处出现的漩涡。吸入管内的叶轮外径增大至原来的(600mm)1.26～2倍，这样就可使叶轮的转速降低为原来(600RPm)的1/2～1/8，叶片外缘的线速度降低50～60％。转速的降低可减少漩涡的形成，而叶片外缘线速度的降低，可减轻叶轮对晶体的破碎作用，降低二次成核速率，增大产品晶体尺寸。同时叶轮的慢速运行还可延长叶轮寿命，使泵运行平稳。
为了进一步解决吸入管口漩涡、进气以及由此产生的导流筒内外料浆密度差过大等问题，本实用新型还采用了以下技术措施①将吸入管的入口设计为喇叭状，以使料液流速降低，变化趋于平缓。②将吸入管的内径尺寸设计为等于或略等于导流筒的内径，以减少料浆循环路径中缩小与扩大所产生的局部阻力。这些技术措施与上述方案中的技术措施一起协同作用，不仅从根本上解决了吸入管进气所带来的问题，而且还使循环泵扬程降低到已有技术所用扬程的大约三分之一，这相当于将循环泵功耗降低了约三分之一。
本实用新型的次要目的是通过将叶轮上叶片的安装角度设计为-8°～+12°这样一种技术方案达到的。叶片安装角度的改变，不会改变循环泵的最高效率以及最高效率点的扬程，而只是改变流量，这样就可保证循环泵能在最高效率附近运行，使之经济、节能。
本实用新型的又一目的是通过在循环泵的轴承座和顶盖槽钢之间设置一个定位座来达到的。该定位座由框架和定位环构成。定位环固连在框架中部，其上开有与循环泵轴承座配合的定位止口，以使循环泵安装准确，叶轮与吸入管径向间隙减小，消除内泄漏，提高泵的容积效率，节省能量。
本实用新型的再一目的是通过在循环泵泵轴与轮毂连接处、轮毂与叶片定位圆盘连接处以及轮毂与导流罩的连接处都分别配置安装一个“O”形密封圈来达到的。“O”形密封圈的设置使轮毂和导流罩能够在生产过程中保持空心薄壁件的特点，并利用空心叶轮在料浆中的浮力，平衡叶轮重量，减轻轴承的轴向载荷，延长使用寿命。另外，还可减少锈蚀磨损，易于拆换。
图1为现有的内循环式盐析结晶器的结构示意图；图2为本实用新型的结构示意图；图3为本实用新型稳流圆筒的结构示意图；图4为本实用新型定位座与顶盖槽钢和轴承座连接关系的局部剖视结构图；图5为本实用新型叶轮及吸入管的结构示意以下结合附图给出实施例并对本实用新型作进一步说明。
如图2所示，本实用新型主要包括槽体1、顶盖4、导流筒9、吸入管11、循环泵14、叶轮18。
槽体1为一上口开放的常压圆筒容器，中部一侧开有孔口，在该孔口内向右下斜插安装有一晶体取出管2，其进口位于槽体1晶床内。槽体1上部一侧有一外凸的出口向下的溢流口3，多余的母液可从此口排出。顶盖4为一与槽体1上口相匹配的钢板，其上开有半母液进口5、滤液进口6、食盐加入口和泵轴孔7。食盐加入口中安装有食盐加入管8，该管出口与位于槽体中的导流筒9下部相通。导流筒9为一圆筒，下端部呈喇叭状，并通过槽体1内中、下部的固定支架10悬装在槽体1中部。吸入管11也为一圆筒，入口为喇叭状，并通过连接件安装在导流筒9上端，其内径等于或略等于导流筒9内径。本实施例吸入管11内径与导流筒9内径相等。为了解决漩涡进气问题，在吸入管11上方的顶盖4内侧还焊接有一个稳流圆筒12，该圆筒内均布有若干块消涡的径向挡板13。本实施例的径向挡板13有8块，见图3。
循环泵14通过顶盖槽钢15固连在顶盖4外中部，其泵轴16依次通过轴承座17、槽钢15、顶盖中部泵轴孔7、圆筒12，伸进并位于吸入管11内，端部安装叶轮18。叶轮18为轴流式叶轮。叶轮18的外径增大至现有技术的1.26～2倍，这样就可使转速降低为原来的1/2～1/8，叶片19外缘线速度降低50～60％。考虑解决改变循环量方式的不经济问题，可通过松动紧固叶片螺母20，将叶片19的安装角度在-8°～+12°范围内进行或大或小的调节，然后拧紧螺母20，用定位销21防止叶片19松动。在循环泵的轴承座17和顶盖槽钢15之间，本实用新型还设置有一个定位座25，并分别通过连接件如定位销21连接，见图2、4。该定位座25由框架26和定位环27构成。框架26可用槽钢制成矩形，定位环27焊接在矩形框架26中部，其上开有与循环泵轴承座17配合的定位止口28，以保证循环泵14安装的水平度和同心度达到要求。
另外，在循环泵泵轴16与轮毂22连接处、轮毂22与叶片定位圆盘23连接处以及轮毂22与导流罩24的连接处都分别配置安装有“O”形密封圈29，见图5。
权利要求1．一种内循环式盐析结晶器，主要包括槽体(1)、顶盖(4)、导流筒(9)、吸入管(11)、循环泵(14)、叶轮(18)，槽体(1)为一上口开放的常压圆筒容器，中部一侧开有孔口，其中右下斜插安装有一晶体取出管(2)，上部一侧有一外凸的出口向下的溢流口(3)；顶盖(4)安装在槽体(1)上口，其上开有半母液进口(5)、滤液进口(6)、食盐加入口和泵轴孔(7)，食盐加入口中安装有食盐加入管(8)，该管出口与导流筒(9)下部相通；导流筒(9)为一圆筒，下端部呈喇叭状，并通过槽体(1)内中、下部的固定支架(10)悬装在槽体(1)中；吸入管(11)也为一圆筒，安装在导流筒(9)上端；循环泵(14)通过顶盖槽钢(15)固连在顶盖(4)外中部，其泵轴(16)穿过顶盖(4)上的泵轴孔(7)，伸进并位于吸入管(11)内，端部安装叶轮(18)，其特征在于在吸入管(11)上方的顶盖(4)内侧还固连有一个稳流圆筒(12)，该圆筒内设置有径向挡板(13)；吸入管内的叶轮(18)外径增至1.26～2倍，使之转速降低为原来的1/2～1/8。
2．根据权利要求1所述的内循环式盐析结晶器，其特征在于吸入管(11)的入口为喇叭状，其内径等于或略等于导流筒(9)内径。
3．根据权利要求1或2所述的内循环式盐析结晶器，其特征在于叶轮上叶片(19)的安装角度为-8°～+12°。
4．根据权利要求1或2所述的内循环式盐析结晶器，其特征在于循环泵的轴承座(17)和顶盖槽钢(15)之间还设置有一个定位座(25)，该定位座由框架(26)和定位环(27)构成，定位环(27)固连在框架(26)中部，其上开有与循环泵轴承座(17)配合的定位止口(28)。
5．根据权利要求3所述的内循环式盐析结晶器，其特征在于循环泵的轴承座(17)和顶盖槽钢(15)之间还设置有一个定位座(25)，该定位座由框架(26)和定位环(27)构成，定位环(27)固连在框架(26)中部，其上开有与循环泵轴承座(17)配合的定位止口(28)。
6．根据权利要求5所述的内循环式盐析结晶器，其特征在于循环泵泵轴(16)与轮毂(22)连接处、轮毂(22)与叶片定位圆盘(23)连接处以及轮毂(22)与导流罩(24)的连接处都分别配置安装有“O”形密封圈(29)。
专利摘要本实用新型提供的内循环式盐析结晶器,包括槽体、顶盖、导流筒、吸入管、循环泵、叶轮等,其主要技术要点是在吸入管上方的顶盖内侧固连有稳流圆筒,该圆筒内设置径向挡板；叶轮采用大直径慢速；通过调节叶片安装角度改变循环量；在循环泵轴承座和顶盖槽钢之间设置定位座；在循环泵泵轴及叶轮相关连接处分别配置“O”型密封圈。本实用新型结构设计合理,产量及产品粒径可调且经济,耗能低,泵运行平稳、寿命长、安装准确、精度高。
文档编号B01D9/02GK2454004SQ0022372
公开日2001年10月17日 申请日期2000年7月19日 优先权日2000年7月19日
发明者魏宗胜, 周光耀 申请人:中国成达化学工程公司