一种刮板式薄膜蒸发除水机及除水方法与流程

1.本发明涉及蜡液脱水设备技术领域，特别是涉及一种刮板式薄膜蒸发除水机及除水方法。


背景技术：

2.中温蜡精密铸造中，蜡液中不能混合水分子，否则凝固成型的蜡模将产生许多的气泡，该气泡若存在于蜡模表面，将导致其后所制成的模壳质量受到影响，连带地使精密铸造的产品也会发生瑕疵。现有的电热板式蒸发除水机，由多片中空平面斜板所构成，熔融的蜡液淋在斜板上往下流动，对斜板进行加热，使斜板保持高温，以使水分子被蒸发，但该斜板结构不容易使蜡液平均分布地往下流，易在斜板表面形成厚薄不均的蜡液，导致脱水效果差，效率低。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种刮板式薄膜蒸发除水机及除水方法，以解决上述现有技术存在的问题，能够脱除蜡液中的水分，脱水效果好，效率高。
4.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
5.本发明提供一种刮板式薄膜蒸发除水机，包括主机，所述主机为圆筒形，所述主机顶部密封连接有上端盖，所述上端盖上连接有旋转驱动装置，所述旋转驱动装置的输出轴与主轴连接，用于驱动所述主轴旋转，所述主轴穿过所述上端盖伸入至所述主机内部，所述主轴与所述上端盖转动密封连接，所述主机侧壁中设有环形加热介质空间，所述环形加热介质空间内用于填充加热介质，所述主机内由上至下依次设有真空隔离室、蜡液分配器和耐热刮板，所述真空隔离室通过抽真空管连接抽真空装置，通过所述蜡液分配器能够使蜡液沿所述主机内壁向下流淌，所述蜡液分配器上设有蜡液进料口，所述蜡液进料口与蜡液进料管连接，所述耐热刮板连接在所述主轴上，所述主轴旋转带动所述耐热刮板旋转能够将蜡液在所述主机内壁刮成薄膜；
6.所述主机底部设有蜡液储存器，所述主机底部出口与所述蜡液储存器顶部进口连通且密封连接，所述蜡液储存器内外壁之间设有第二加热介质空间，所述第二加热介质空间内用于填充加热介质，所述蜡液储存器底部设有蜡液出料管，所述蜡液出料管与所述蜡液进料口连接，所述蜡液出料管上设有保温蜡液泵和排蜡管，所述排蜡管位于所述保温蜡液泵和所述蜡液进料口之间。
7.优选地，所述主机侧壁和所述蜡液储存器的外壁外均包裹有耐火保温层，各所述耐火保温层外均包裹有防护金属层。
8.优选地，所述主轴底部通过轴承转动连接在十字支撑架上，所述十字支撑架安装于所述主机内，所述十字支撑架和所述耐热刮板之间的所述主轴上还设有伞形防护罩，所述伞形防护罩的开口朝下设置。
9.优选地，所述蜡液储存器上设有观察窗，用于观察内部蜡液情况；所述蜡液储存器
上设有液位计，用于检测内部加热介质的液位；所述蜡液储存器外壁上设有热电偶，用于检测内部加热介质的温度。
10.优选地，所述蜡液进料管和所述蜡液出料管均为双层加热管；所述蜡液进料管的进口端设有过滤器。
11.优选地，所述主机侧壁的上下两端各设有一个与所述环形加热介质空间连通的第一介质流通管，所述蜡液储存器外壁的上下两端各设有一个与所述第二加热介质空间连通的第二介质流通管；当加热介质为液态流体时，下端的所述第一介质流通管和下端的所述第二介质流通管分别与加热介质输送泵两端连接，上端的所述第一介质流通管与上端的所述第二介质流通管通过介质连接管连接，下端的所述第一介质流通管与所述加热介质输送泵之间的管路上设有单向逆止阀，防止加热介质由下端的所述第一介质流通管逆流回所述加热介质输送泵，所述第二加热介质空间底部设有电加热器。
12.优选地，当加热介质为蒸汽时，下端的所述第一介质流通管和上端的所述第二介质流通管均与蒸汽进管连接，下端的所述第二介质流通管上设有冷凝水排放阀，上端的所述第一介质流通管上设有安全阀。
13.优选地，所述蜡液进料管上设有第一控制阀，所述蜡液出料管上设有第二控制阀，所述第二控制阀位于所述排蜡管和所述蜡液进料口之间，所述排蜡管上设有排蜡阀，所述蜡液出料管上还设有残蜡排放管，所述残蜡排放管位于所述排蜡管和所述保温蜡液泵之间，所述残蜡排放管上设有残蜡排放阀。
14.优选地，还包括箱体，所述主机、所述蜡液储存器、所述保温蜡液泵和所述加热介质输送泵均设置于所述箱体内，所述箱体的正面、背面、左侧面和右侧面均设有开关门，所述箱体正面还设有电控箱，所述箱体背面上端设有压缩空气孔和电源线孔，所述箱体左侧面上端设有进料孔，所述进料孔与所述蜡液进料管的进口端连接，所述箱体右侧面上端设有蜡液出口和真空接管，所述蜡液出口与所述排蜡管连接，所述抽真空管通过所述真空接管连接所述抽真空装置。
15.本发明还提供一种刮板式薄膜蒸发除水方法，采用以上所述的刮板式薄膜蒸发除水机，包括以下步骤：
16.s1：将所述环形加热介质空间和所述第二加热介质空间内的加热介质加热到设定温度并保持恒定；
17.s2：关闭所述蜡液出料管，打开所述蜡液进料管，向所述主机内加入蜡液，同时启动所述旋转驱动装置和所述抽真空装置，蜡液落入至所述蜡液储存器内；
18.s3：待蜡液在所述蜡液储存器内上升到指定液位后，关闭所述蜡液进料管，打开所述蜡液出料管，启动所述保温蜡液泵，将所述蜡液储存器内的蜡液由所述蜡液出料管输送至所述蜡液分配器，并经所述蜡液分配器使蜡液沿所述主机内壁向下流淌，所述耐热刮板旋转将蜡液在所述主机内壁刮成薄膜，在恒温和真空环境下进行脱水处理；
19.s4：当所述蜡液储存器内蜡液没有沸腾现象时，脱水完毕，将所述蜡液储存器内已脱除水分的蜡液由所述排蜡管排出。
20.本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
21.本发明提供一种刮板式薄膜蒸发除水机及除水方法，通过耐热刮板将蜡液在主机内壁刮成薄膜后，配合抽真空装置，使蜡液中的水分更加容易脱出，从而脱去蜡液中的水
分，提高脱水效果和脱水效率。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本发明提供的刮板式薄膜蒸发除水机的部分结构剖面示意图；
24.图2为本发明中箱体内结构布置俯视图；
25.图3为本发明俯视箱体时的结构示意图；
26.图4为本发明中箱体的正面结构示意图；
27.图5为本发明中箱体的背面结构示意图；
28.图6为本发明中箱体的左侧面结构示意图；
29.图7为本发明中箱体的右侧面结构示意图；
30.图8为本发明中加热介质为液态流体时主机与蜡液储存器的结构连接示意图；
31.图9为本发明中加热介质为蒸汽时主机与蜡液储存器的结构连接示意图；
32.图中：1-主机；2-上端盖；3-旋转驱动装置；4-主轴；5-环形加热介质空间；6-真空隔离室；7-蜡液分配器；8-耐热刮板；9-抽真空管；10-蜡液进料管；11-蜡液储存器；12-第二加热介质空间；13-观察窗；14-蜡液出料管；15-保温蜡液泵；16-排蜡管；17-耐火保温层；18-十字支撑架；19-伞形防护罩；20-液位计；21-过滤器；22-第一介质流通管；23-第二介质流通管；24-介质连接管；25-加热介质输送泵；26-热电偶；27-电加热器；28-第一控制阀；29-第二控制阀；30-排蜡阀；31-残蜡排放管；32-残蜡排放阀；33-箱体；34-开关门；35-电控箱；36-压缩空气孔；37-电源线孔；38-进料孔；39-蜡液出口；40-真空接管；41-基座；42-减速电机支架；43-真空密封盖；44-加热介质分配器；45-排油阀；46-蜡液进料口、47-单向逆止阀、48-蒸汽进管、49-冷凝水排放阀、50-安全阀。
具体实施方式
33.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做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。
34.本发明的目的是提供一种刮板式薄膜蒸发除水机及除水方法，以解决现有技术存在的问题，能够脱除蜡液中的水分，脱水效果好，效率高。
35.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，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。
36.如图1-图9所示，本实施例提供一种刮板式薄膜蒸发除水机，包括主机1，主机1为圆筒形，主机1顶部密封连接有上端盖2，上端盖2上连接有旋转驱动装置3，旋转驱动装置3的输出轴与主轴4连接，用于驱动主轴4旋转，主轴4穿过上端盖2伸入至主机1内部，主轴4与上端盖2转动密封连接，主机1侧壁中设有环形加热介质空间5，环形加热介质空间5内用于
填充加热介质，主机1内由上至下依次设有真空隔离室6、蜡液分配器7和耐热刮板8，真空隔离室6通过抽真空管9连接抽真空装置，通过蜡液分配器7能够使蜡液沿主机1内壁向下流淌，蜡液分配器7上设有蜡液进料口46，蜡液进料口46与蜡液进料管10连接，耐热刮板8连接在主轴4上，主轴4旋转带动耐热刮板8旋转能够将蜡液在主机1内壁刮成薄膜；
37.主机1底部设有蜡液储存器11，主机1底部出口与蜡液储存器11顶部进口连通且密封连接，蜡液储存器11内外壁之间设有第二加热介质空间12，第二加热介质空间12内用于填充加热介质，蜡液储存器11底部设有蜡液出料管14，蜡液出料管14与蜡液进料口46连接，蜡液出料管14上设有保温蜡液泵15和排蜡管16，排蜡管16位于保温蜡液泵15和蜡液进料口46之间。
38.使用时，蜡液由蜡液分配器7送入主机1内，沿主机1内壁向下流淌，在耐热刮板8的作用下，将蜡液在主机1内壁刮成薄膜，在加热介质的加热作用及真空作用下，蜡液薄膜中的水分更加容易脱出，从而能够实现脱水的目的，提高脱水效果和脱水效率。其中，蜡液脱水处理温度根据其软化点、滴熔点和粘度来确定，旋转驱动装置3可选择减速电机，减速电机的输出轴通过联轴器与主轴4连接，减速电机通过减速电机支架42安装在上端盖2上，抽真空装置可选择真空泵，上端盖2与主轴4连接处设有真空密封盖43，保证主轴4与上端盖2的密封效果，真空隔离室6的设置，能够防止蜡液坠入真空泵内。
39.本实施例中，主机1侧壁和蜡液储存器11的外壁外均包裹有耐火保温层17，各耐火保温层17外均包裹有防护金属层，耐火保温层17能够起到保温效果，减少加热介质的热量散失，防护金属层能够对耐火保温层17进行保护。其中，主机1侧壁由内外两层结构制成，内层由无缝不锈钢管制成，不锈钢管上下两端均焊接安装法兰，上端的法兰与上端盖2通过螺栓紧固在一起，上端的法兰上端面上设有环形槽，环形槽内安装密封圈，以保证上端盖2与主机1之间的密封性；内层外面设有由锅炉钢板制成的圆筒外层，内层与外层之间形成环形加热介质空间5，环形加热介质空间5上下两端用同材质封头焊接实现封闭。蜡液储存器11的内壁直接与蜡液接触的部分用不锈钢板焊接而成，外壁用锅炉钢板焊接而成，内壁与外壁之间保留一定间隙形成第二加热介质空间12，内壁的上封头和下封头均用不锈钢板制成，上封头中间开有一个与主机1内层圆筒同直径的圆孔，上封头上通过一段不锈钢短管连接蜡液储存器进口法兰，不锈钢短管下端与上封头中的圆孔对接焊接在一起，上端与蜡液储存器进口法兰焊接连接，不锈钢短管外壁沿周向均匀焊接有四块钢板，通过四块钢板能够对其上方的蜡液储存器进口法兰起到加强支撑作用，蜡液储存器进口法兰与主机1的下端法兰密封连接，蜡液储存器进口法兰与主机1的下端法兰之间设有密封圈以保证密封效果。
40.本实施例中，主轴4底部通过轴承转动连接在十字支撑架18上，十字支撑架18安装于主机1内，十字支撑架18和耐热刮板8之间的主轴4上还设有伞形防护罩19，伞形防护罩19的开口朝下设置。通过十字支撑架18的设置，保证主轴4与主机1筒体中心线重合，使得耐热刮板8能够刮出均匀的薄膜，使水分快速脱出。伞形防护罩19能够防止蜡液进入十字支撑架18上的轴承内，防止蜡液进入轴承内凝固造成轴承不能旋转而造成设备故障的情况出现。
41.本实施例中，蜡液储存器11上设有观察窗13，用于观察内部蜡液情况；蜡液储存器11上设有液位计20，用于检测内部加热介质的液位；蜡液储存器11外壁上设有热电偶26，用于检测内部加热介质的温度。其中，液位计20主要用来检测加热介质为液态流体时的液态
流体的液位。通过观察窗13可在脱水过程中观察蜡液有无沸腾现象，如蜡液无沸腾现象时，即可判断蜡液已脱水完毕。
42.本实施例中，蜡液进料管10和蜡液出料管14均为双层加热管；蜡液进料管10的进口端设有过滤器21。通过双层加热管可在输送蜡液的同时对蜡液加热保温，避免蜡液因温度降低而凝固，双层加热管采用热水加热和保温。通过过滤器21可将蜡液中的杂质进行过滤，以保证脱水处理的效果。每次作业前，应检查过滤器21的状况，发现堵塞或损坏应立即进行清理或更换。
43.本实施例中，主机1侧壁的上下两端各设有一个与环形加热介质空间5连通的第一介质流通管22，蜡液储存器11外壁的上下两端各设有一个与第二加热介质空间12连通的第二介质流通管23；当加热介质为液态流体时，下端的第一介质流通管22和下端的第二介质流通管23分别与加热介质输送泵25两端连接，上端的第一介质流通管22与上端的第二介质流通管23通过介质连接管24连接，下端的第一介质流通管与加热介质输送泵之间的管路上设有单向逆止阀47，防止加热介质由下端的第一介质流通管22逆流回加热介质输送泵25，第二加热介质空间12底部设有电加热器27，通过电加热器27对液态流体进行加热，通过加热介质输送泵25对液态流体进行循环输送。
44.本实施例中，当加热介质为蒸汽时，下端的第一介质流通管22和上端的第二介质流通管23均与蒸汽进管48连接，下端的第二介质流通管23上设有冷凝水排放阀49，上端的第一介质流通管22上设有安全阀50，既保证了设备的安全，又能排除冷凝水，保证加热空间和流通管路的畅通。
45.本实施例中，蜡液进料管10上设有第一控制阀28，蜡液出料管14上设有第二控制阀29，第二控制阀29位于排蜡管16和蜡液进料口46之间，排蜡管16上设有排蜡阀30，蜡液出料管14上还设有残蜡排放管31，残蜡排放管31位于排蜡管16和保温蜡液泵15之间，残蜡排放管31上设有残蜡排放阀32。可通过第一控制阀28的开关来控制蜡液进料管10的进料，通过第二控制阀29的开关来控制是否将蜡液储存器11内蜡液输送回主机1内，通过排蜡阀30的开关来控制排蜡，将蜡液送至指定位置；排蜡完成后，通过残蜡排放阀32的开关来控制残渣蜡液的排放，以将管道和保温蜡液泵15中残留的蜡液排出，排出时，残渣蜡液用专用容器或锭模盛放。
46.本实施例中，还包括箱体33，主机1、蜡液储存器11、保温蜡液泵15和加热介质输送泵25均设置于箱体33内，箱体33的正面、背面、左侧面和右侧面均设有开关门34，箱体33正面还设有电控箱35，箱体33背面上端设有压缩空气孔36和电源线孔37，箱体33左侧面上端设有进料孔38，进料孔38与蜡液进料管10的进口端连接，箱体33右侧面上端设有蜡液出口39和真空接管40，蜡液出口39与排蜡管16连接，抽真空管9通过真空接管40连接抽真空装置。其中，箱体33内底部设有基座41，主机1、蜡液储存器11、保温蜡液泵15和加热介质输送泵25均安装于基座41上。箱体33的顶面设有一孔洞，减速电机通过孔洞外露于箱体33外。电控箱35内装有电源总开关、可编程控制器、交流继电器和其他相关电器元件，电控箱35面板上设有触摸屏、控温仪表、电源指示灯、手动自动切换开关、自动启动按钮、复位按钮和各手动操作按钮。通过电控箱35可输入各种工艺参数至可编程控制器中，通过可编程控制器自动控制脱水处理过程。通过各手动操作按钮可手动控制脱水处理过程。通过各开关门34可便于对内部结构进行操作观察，并便于进行检修更换。该除水机中所有电导线均采用桥架
和线槽布置，信号传递的信号线均用屏蔽线。该设备电加热系统除了采用热电偶测温和控温外，还在电加热器27附近设有二次测温保护装置，箱体33上部装有报警器，当温度超过一定值仍不断电时会自动报警，以提示操作人员手动断电。压缩空气孔36通过管路连接内部气动控制阀，外部与压缩气源连接，以便于各气动控制阀的控制，同时通过压缩空气孔36可向箱体33内部注入压缩空气，便于通过压缩空气清理内部卫生。
47.一种刮板式薄膜蒸发除水方法，采用以上所述的刮板式薄膜蒸发除水机，包括以下步骤：
48.s1：将环形加热介质空间5和第二加热介质空间12内的加热介质加热到设定温度并保持恒定；
49.s2：关闭蜡液出料管14，打开蜡液进料管10，向主机1内加入蜡液，同时启动旋转驱动装置3和抽真空装置，蜡液落入至蜡液储存器11内；
50.s3：待蜡液在蜡液储存器11内上升到指定液位后，关闭蜡液进料管10，打开蜡液出料管14，启动保温蜡液泵15，将蜡液储存器11内的蜡液由蜡液出料管14输送至蜡液分配器7，并经蜡液分配器7使蜡液沿主机1内壁向下流淌，耐热刮板8旋转将蜡液在主机1内壁刮成薄膜，在恒温和真空环境下进行脱水处理；
51.s4：当蜡液储存器11内蜡液没有沸腾现象时，脱水完毕，将蜡液储存器11内已脱除水分的蜡液由排蜡管16排出。
52.下面为采用本除水机的具体操作工艺规程：
53.一、操作准备工作
54.1、关闭所有与主机1连通的阀门；
55.2、给真空泵送电启动，观察机器所有密封处是否有漏气之处；如果有漏气，则让专业人员进行维修；如无漏气现象，则继续检查其他方面；
56.3、给电加热器27送电，检查加热系统和介质输送系统是否正常工作，如正常工作，则给减速电机送电，检查耐热刮板8是否正常工作；
57.4、如果本机各部分工作正常，待处理蜡液也达到处理工艺的要求后，便可以进行正常脱水处理作业。
58.二、手动处理工艺规程
59.1、将手动自动切换开关切换至手动挡，启动电加热器27进行加热，当加热介质温度达到工艺要求的度数时，启动加热介质输送泵25，当温度均恒后进行下一步操作；
60.2、关闭蜡液出料管14上的第二控制阀29，打开蜡液进料管10上的第一控制阀28，启动减速电机和真空泵，通过观察窗13观察蜡液储存器11内部情况，当真空度达到一定程度时，便可以看到蜡液储存器11中有蜡液落下；
61.3、当蜡液储存器11内蜡液液面上升到指定液位时，关闭第一控制阀28，打开第二控制阀29；
62.4、启动保温蜡液泵15，蜡液储存器11内的蜡液被输送至主机1内进行脱水处理；
63.5、当观察到蜡液储存器11内蜡液没有沸腾现象时，停止保温蜡液泵15，关闭第二控制阀29；
64.6、关停真空泵，打开排蜡阀30，开启保温蜡液泵15，将蜡液储存器11内已脱好水分的蜡液输送至指定位置，输送完毕后，停止保温蜡液泵15，再打开残蜡排放阀32，排出残渣
蜡液；
65.7、如果需要持续处理蜡液，则重复上述1-6条操作规程。
66.三、自动处理工艺流程
67.1、首先经过手动处理蜡液，经过总结归纳各个阶段的工艺参数，确定操作参数；
68.2、由专业技术人员输入各种工艺参数至可编程控制器中；
69.3、闭合电源总开关，电源指示灯亮起；
70.4、给电加热器27送电，当温度达到指定温度时，启动加热介质输送泵25，运行10分钟；
71.5、检查待处理蜡液是否已符合要求；
72.6、当蜡液脱水的条件符合要求后，按下自动启动按钮，设备将按照设定的工艺参数自动处理蜡液，操作人员应时刻注意设备的运行状况，不得私自离开岗位；
73.7、如发现有异常情况，应立即按下急停键，请专业人员维修；
74.8、当顺利完成每次处理工作后，应清理干净主机1、蜡液储存器11和管道内残留的蜡液；
75.9、如需继续处理蜡液，应按照上述1-8条操作规程执行。
76.本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。