Аппарат для получения кристаллических веществ Советский патент 1993 года по МПК B01D9/02 

Изобретение относится к химическому оборудованию для проведения процессов кристаллизации из растворов, фильтрации суспензий и сушки твердой фазы и может быть использовано в химической, медицинской, микробиологической промышленности и, в частности, в производствах химических реактивов

и особо чистых веществ.

Известен аппарат для получения кристаллических веществ, включающий цилиндроконический корпус с неподвижной газораспределительной решеткой и перемешивающим устройством, перемещаемые фильтрующий элемент и бункер с патрубком для подвода сушильного

газа, штуцера различного технологического назначения. В этих аппаратах процессы фильтрации и сушки осуществляются на разных перегородках, что дает возможность использовать различные фильтровальные ткани и методы сушки твердой фазы.

Недостатком известного аппарата, является то, что фильтрующий элемент и бункер со штуцером для подвода сушильного газа перемещаются за счет возвратно-поступательного движения каретки, в которой они закреплены. При этом нарушается герметичность аппарата, трудно достижимая также и при его работе в режимах фильтрации и сушки, так как фильтрующий элемент и бункер не имеют механизмов прижима к корпусу аппарата. Неподвижная газораспределительная решетка имеет отверстия, которые должны удерживать влажную твердую фазу и пропускать су00

со д о

хие кристаллы. Это не позволяет делать их меньше определенной величины что ограничивает возможность регулирования динамики процесса сушки за счет изменения диаметра отверстий подачи сушильного газа. Негерметичная установка фильтрующего элемента и бункера делает невозможным проведени технологических процессов в условиях инертной среды при получении особо чистых химических веществ или медпре паратов, что особенно существенно, когда среда в аппарате высокоагрессивна или токсична. Кроме того, конструкция аппарата не исключает возможности заклинивания каретки при ее перемещении.

Все эти конструктивные особенност известного аппарата снижают его на- дежность и не обеспечивают необходимое качество конечного продукта.

Цель изобретения - повышение качества конечного продукта за счет обеспечения герметичности при последова- тельной смене технологических операций. .

На фиг.1 схематически показан общий вид устройства в режиме проведения процессов кристаллизации и фильт рации; на фиг.2 - узел I на фиг.1 в режиме сушки и регенерации фильтровального элемента; на фиг.З - сечение А-А на фиг.1; на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.5 - сечение В-В на фиг.1.

Аппарат для получения кристаллических веществ включает конический корпус Т с крышкой 2, перемешивающее устройство 3 с приводом (условно не показан), неподвижную газораспределительную решетку 4 фильтрующий элемент 5, бункер 6, герметизированную камеру 7. Конический корпус 1 и герметизированная камера 7 закреплены на плите 8. Конический корпус 1 имеет рубашку 9 со штуцерами 10 подвода и отвода теплоносителя (хладагента). Крышка 2 оснащена штуцером 11 для подвода исходного раствора на кристаллизацию и другими штуцерами различного технологического назначения. Штуцера 12 предназначен для отвода использованного теплоносителя.

На плите 8 герметично установлена с возможностью поворота ось 13, на которой жестко закреплен кронштейн 1 с обоймой 15. Поворот оси 13 и соответственно кронштейна 14 осуществля

0

5

о

5

Q

5

0

5

50

55

ется с помощью рукоятки 16. Фильтрующий элемент 5 свободно установлен в обойме 15 с возможностью вертикального перемещения. Фильтрующий элемент 5 имеет штуцер отвода фильтрата 17, который гибким шлангом 18 соединен со штуцером 19 на стенке герметичной камеры 7 с герметизирующим краном 20.

На плите 8 герметично установлено также устройство для регенерации 21 фильтрующего элемента 5. Устройство содержит обойму 2.2 со смотровым стеклом 23 и штуцером подвода регенерирующей среды 24, а также герметично установленный механизм поджима 25 фильтрующего элемента 5, выполненный например, в виде винтовой силовой пары.

Бункер 6 имеет спускной патрубок 26, являющийся также элементом при- вода-винтовой силовой пары. Горловина 27 бункера 6 имеет наружный диаметр меньше внутреннего диаметра обоймы 15, в которой установлен фильтрующий элемент 5, чем достигается его поджим к корпусу аппарата 1 при подъеме бункера 6 при работе аппарата в режимах кристаллизации и фильтрации.

В бункере 6 на горизонтальной оси 28 закреплена с возможностью установки соосно корпусу аппарата и.отклоненной от его оси поворотная газораспределительная решетка 29, а. в стенке герметичной камеры 7 - горизонтальный поворотный валик 30. На торце оси 28 имеется выступ 31, а на валу 30 - паз 32. Выступ 31 и паз 32 при нижнем положении бункера 6 находятся в вертикальном положении. При подъеме бункера 6 выступ 31 входит в паз 32 и поворотом валика 30 газораспределительная решетка 29 может быть установлена в горизонтальное положение и зафиксирована.

Фиксированная соосная установка обоймы 15с фильтрующим элементом 5 под корпусом 1 и устройством для регенерации 22 обеспечивается с помощью подпружиненного фиксатора 33, входящего в отверстия 3, расположенные на планке 35.

Устройство для фиксации газораспределительной решетки 29, выполнено аналогично устройству для фиксации обоймы 15 с фильтрующим элементом 5.Штуцер для подвода теплоносителя 38 для сушки -твердой фазы при работе

аппарата в режиме сушки установлен в герметичной камере 7 с возможностью горизонтального перемещения за счет того, что он является, например, элементом силовой винтовой пары. Бункер 6 имеет бобышку 37 с отверстием 38 и отражательный кожух 39. В верхнем положении бункера 6 отверстие 38 занимает положение, соосное со штуцером 36, и при его поджатии он герметично соединяется с полостью бункера 6.

Корпус аппарата 1 имеет также штуцера 40 для дополнительной подачи теплоносителя при работе аппарата в режиме сушки.

Вертикальное перемещение бункера б соосно корпусу 1 осуществляется по направляющим 41, закрепленным на стенках герметичной камеры 7 и входящим в проушины 42, закрепленные на бункере 6.

Аппарат может иметь опоры 43 различной конструкции,

I

Аппарат для получения кристаллических веществ работает следующим образом.

В корпус аппарата 1 через штуцер

II на крышке 2 подается исходнь й раствор. При этом кронштейн 14 с обоймой 15 и фильтрующим элементом 5 установлен соосно с корпусом аппарата 1. Фиксация кронштейна 14 в исходной положении обеспечивается вхождением подпружиненного фиксатора 33 в соответствующее отверстие 34 на планке 35. Фильтрующий элемент 5 свободно установленный в обойме 15, поднимается и уплотняется к корпусу аппарата 1 горловиной 27 бункера 6 за счет его вертикального перемещения с помощью винтовой силовой пары. Герметизирующий кран 20 перекрыт. Аппарат находится в режиме проведения реакционного процесса (кристаллизации). В рубашку 9 подается хладагент и при вращающемся перемешивающем устройстве 3 проходит процесс изогидрической кристаллизации. По завершении процесса кристаллизации открытием крана 20 аппарат переводят в режим проведения процесса фильтрации. В фильтрующем элементе 5 создается вакуум или в корпусе 1 избыточное давление инертного газа. При этом выпавшие кристаллы отфильтровываются от маточного j раствора. При проведении процессов

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

кристаллизации и фильтрации через штуцер Зб, отведенный вправо, можно подавать инертный газ в герметичную камеру 7 и бункер б для обеспечения стерильности проведения процессов. Влажные кристаллы удерживаются на неподвижной газораспределительной решетке 4, I

Для перевода аппарата в режим проведения процесса сушки, кран 20 закрывается, бункер 6 отводится в нижнее положение с помощью винтовой силовой пары, при этом фильтрующий элемент 5 опускается под собственным весом на обойму 15. Кронштейн 14 поворачивается на оси 13, устанавливается и фиксируется соосно устройству для регенерации 21. Бункер 6 возвращается в верхнее положение и уплотняется с корпусом аппарата 1 с помощью винтовой силовой пары. Подвижная газораспределительная решетка 29 поворотом валика 30, паз которого 32 вошел в зацепление о выступом 31 оси 28 в верхнем положении бункера 6, устанавливается в.горизонтальное положение и фиксируется. Штуцер подвода теплоносителя Зб поджимается к бобышке 37. Отверстие штуцера 3& совмещено с отверстием 38,бобышки. Теплоноситель, например, горячий инертный газ, через подвижную и неподвижную газораспределительные решетки 29 и 4, обеспечивающие необходимую динамику сушки, подается в корпус аппарата 1. Одновременно при работающем перемешивающем устройстве 3 теплоноситель может подаваться в штуцера 40. Осуществляется процесс сушки, отработанные газы выходят через штуцер 12 и направляются для улавливания унесенных кристаллов в циклон (на схеме не показан) .

Одновременно с проведением процесса сушки может осуществляться процесс регенерации фильтрующего элемента 5 который с помощью механизма поджима 25 поджимается и уплотняется в устройстве для регенерации 21. В обойму 22 через штуцер 24 подаются необходм-. мые растворители и -газы для регенерации фильтрующего элемента 5, которые отводятся через штуцер 17, шланг и штуцер 19, при открытом кране 20.

. После окончания процесса сушки газораспределительная решетка 29 поворачивается в вертикальное положение, сухой порошок проваливается через

ячейки неподвижной газораспределительной решетки k и через спускной патрубок 26 поступает в специальную тару (на схеме не показана). В даль- нейшем цикл работы аппарата повторяется.

Конструкция аппарата для получения кристаллических веществ позволяет последовательно проводить опера- ции кристаллизации, фильтрации суспензии, сушки осадка и вспомогательной операции регенерации фильтрующег элемента с обеспечением необходимых оптимальных параметров процессов при надежном функционировании всех элементов конструкции аппарата с соблюдением герметичности и стерильности.

Форм-ула изобретения

1. Аппарат для получения кристаллических веществ, включающий конический корпус, перемешивающее устройство, неподвижную газораспределитель- ную решетку, бункер и фильтрующий элемент с узлами их перемещения и фиксации и штуцеры для подвода и вывода раствора и сушильного агента, отличающийся тем, что, с целью повышения качества конечного продукта за счет обеспечения герметичности при последовательной смене технологических операций, аппарат

Q е

0

5 0

снабжен герметизированной камерой, в которой размещены бункер и фильтрующий элемент, снабженный поворотным в горизонтальной плоскости кронштейном с обоймой, а бункер снабжен дополнительной газораспределительной решеткой, поворотной относительно горизонтальной оси.

20 Аппарат по п.1, отличающийся тем, что бункер снабжен спускным патрубком, выполненным совместно с винтовой парой для осевого перемещения бункера.

3. Аппарат по п.1, о т л и чja ю- щ и и с я -тем, что штуцер для подвода сушильного агента выполнен с возможностью перемещения его относительно стенки герметизированной камеры в осевом направлении, а в бункере выполнено отверстие для его совмещения. ;

. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что бункер со стороны, обращенной к фильтрующему элементу, снабжен горловиной, наружный диаметр которой обеспечивает сопряжение по внутреннему диаметру обоймы, в которой размещен фильтрующий элемент.

5. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что аппарат снабжен , камерой для регенерации фильтрующе-. го элемента.

Б-Б

Использование: получение ческих реактивов и особо чистых веществ из растворов кристаллизацией, фильтрацией и сушкой. Сущность изобретения: аппарат для получения кристаллических веществ включает конический корпус, газораспределительную решетку, размещенные в герметизированной камере бункер и фильтрующий эле- .мент, снабженный поворотным в горизонтальной плоскости кронштейном с обоймой, при этом бункер снабжен дополнительной поворотной газораспределительной решеткой. 4 з.п. ф-лы, 5 ил. - Ј