阅读说明：本技术 一种稀土结晶成型装置 (Tombarthite crystallization forming device ) 是由 杜巍 安翔 贾军伟 聂玉凯 李旭 于 2020-04-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种稀土结晶成型装置,包括浓缩装置、除烟除尘系统、冷凝结片机、传输装置、称重包装系统以及电气控制系统,所述浓缩装置包括两组浓缩釜和缓冲釜,且浓缩釜和缓冲釜上设置有相连通的放料管线和伴热管线,所述除烟除尘系统包括除尘系统和除烟系统,所述传输装置为斗式提升机、大倾角皮带输送机以及输送管线其中一种,电气控制系统包括低压配电柜、PLC控制柜、现场操作站。该稀土结晶成型装置,简化人员操作工序,改为自动化控制操作,实现从浓缩工艺、结片成型、破碎、称重包装等过程连续式生产,辅助以除烟和除尘设备,极大的改善了现场工作环境,降低人员接触有毒有害物质的时间和空气中有毒有害气体及粉尘浓度。(The invention discloses a rare earth crystallization forming device, which comprises a concentration device, a smoke and dust removing system, a condensation flaker, a transmission device, a weighing and packaging system and an electrical control system, wherein the concentration device comprises two groups of concentration kettles and a buffer kettle, a discharge pipeline and a heat tracing pipeline which are communicated are arranged on the concentration kettles and the buffer kettle, the smoke and dust removing system comprises a dust removing system and a smoke removing system, the transmission device is one of a bucket elevator, a large-inclination-angle belt conveyor and a transmission pipeline, the electrical control system comprises a low-voltage power distribution cabinet, a P L C control cabinet and an on-site operation station, the rare earth crystallization forming device simplifies the operation procedures of personnel, changes the operation procedures into automatic control operation, realizes continuous production from the processes of concentration process, flaking forming, crushing, weighing and packaging, and the like, assists in removing smoke and dust, greatly improves the on-site working environment, and reduces the time of contacting toxic and harmful substances by personnel and the concentration of toxic and harmful gases and dust in the air.)

一种稀土结晶成型装置

技术领域

本发明涉及稀土结晶成型领域，具体为一种稀土结晶成型装置。

背景技术

当前国内氯化稀土结晶成型工艺主要依靠人工操作完成，工艺流程为母液配入浓缩釜，通过蒸汽加热浓缩釜，对物料进行浓缩，并对浓缩釜抽真空加速浓缩过程；浓缩后的物料通过手动放料阀放至托盘内自然冷却，结晶后依靠人工破碎成小块或小片状，通过人工装袋包装；整套工艺劳动强度大、生产环境恶劣、产品形状无法有效控制、产能及工作效率低。

发明内容

本发明解决的技术问题在于克服背景技术提出的问题，提供一种稀土结晶成型装置。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种稀土结晶成型装置，包括浓缩装置、除烟除尘系统、冷凝结片机、传输装置、称重包装系统以及电气控制系统，所述浓缩装置包括两组浓缩釜和缓冲釜，且浓缩釜和缓冲釜上设置有相连通的放料管线和伴热管线，同时伴热管线包括蒸汽回气管道和蒸汽进气管线，且放料管线下端与冷凝结片机侧面设置的布料器相连接；

所述除烟除尘系统包括除尘系统和除烟系统，除尘系统包括除烟引风、除烟循环水泵和除烟吸收罐，除烟系统包括一台除尘引风机、一台旋风除尘器、一台脉冲式布袋除尘器以及相应的连接管道；

所述冷凝结片机包括布料器、粉碎机、循环水冷却系统、框架、钢带机以及钢带机自动纠偏装置，且在框架上固定钢带机，且框架左侧固定有钢带机自动纠偏装置，同时钢带机前端固定有布料器，循环水冷却系统包括冷却管道、冷却回水口、冷却进水口以及集水板；

所述传输装置为斗式提升机、大倾角皮带输送机以及输送管线其中一种，采用输送机结构下端对应固定称重包装系统的称重装置固定架和称重皮带秤，称重包装系统为半自动型称重包装系统和全自动称重包装系统其中一种；电气控制系统包括低压配电柜、PLC控制柜、现场操作站。

进一步的，所述浓缩装置上设置有两组浓缩釜和缓冲釜，每组设置有四个浓缩釜和一个缓冲釜，且同组中的四个浓缩釜并联后的放料管线与同组的缓冲釜连通，两组四个浓缩釜并联后的放料管线相连通，两组缓冲釜下端连接的放料管线相连通，同时冷却风扇为两组浓缩釜、缓冲釜以及放料管线供热，并且蒸汽进气管线内部换热后的接触通过蒸汽回气管道排除形成循环利用。

进一步的，所述浓缩装置上输送的物料通过布料器均匀布置的钢带机上，物料由高温状态接触钢带时会产生大量烟雾，通过除尘系统上的除烟引风机抽取烟雾至除烟吸收罐吸收烟雾后排出洁净空气，吸收罐内的吸收液通过除烟循环水泵循环喷淋到滤芯上，吸收过滤烟雾中的污染物，排出洁净的空气，由于物料结晶后质地很脆，破碎机在生产过程中会产生大量的粉尘漂浮在空气中，通过除烟系统上的除尘引风机抽取空气中的粉尘至旋风除尘器，旋风除尘器过滤出大颗粒和密度高的粉尘后再经过脉冲式布袋除尘器进行二次除尘，最后排出洁净的空气，除尘系统和除烟系统上的除尘除烟组件可替换使用。

进一步的，所述除尘系统上设置的框架采用积木式组合拼接方式，材质为304不锈钢，同时除尘系统设备上部安装分体式可拆卸全密闭护罩，布料器后方3米范围内在框架两侧安装布料挡板，从机头至机尾分别设有进料孔、钢带机排气口和输送机结构，集水板上连接的钢带机驱动电机采用变频器驱动，同时进料孔连接布料器，钢带机排气口与除尘系统连通输送机结构与除烟系统连通。

进一步的，所述冷凝结片机上设置的钢带机下方设置长条形的集水板，且集水板与循环水冷却系统上的冷却管道连通，冷却进水口连接冷却官道的进水管，并且冷却进水管上均匀安装有冷却喷头，而冷却喷出的水体通过集水板收集到冷却出水管中之后通过冷却回水口排除，形成水体的循环，同时冷凝结片机中部上方均匀设置有三组冷却风扇。

进一步的，所述称重包装系统采用全自动称重包装系统，全自动称重包装系统通过PLC控制系统控制实现从料仓到码垛全自动控制，其中通过称重皮带秤称重，并且可采用其他称重装置替换使用，自动称重包装系统挂好包装袋或者桶后，打开料仓放料阀进行放料称重，完成后自动脱袋并传输至包装机进行封包作业。

进一步的，所述电气控制系统采用PLC控制柜构成PLC控制系统，PLC控制系统采用控制器实现对产生过程中的各驱动部件、仪表、阀门等单元集中监视、控制，并根据程序逻辑实现整套装置的自动控制、联锁、实时监测、报警信息处理、历史趋势分析的功能，浓缩釜中的温度、压力、液位就地显示并远传信号至PLC控制系统，通过操作站面板监视并设定报警阀值，到达高限值触发报警，缓冲釜温度、液位就地显示并远传信号至PLC控制系统，通过操作站面板监视并设定报警阀值，到达高限值触发报警，循环水冷却系统中循环水温度、压力就地显示并远传信号至PLC控制系统，通过操作站面板监视并设定报警阀值，到达高限值触发报警。

进一步的，所述浓缩釜和缓冲釜上均安装有真空阀、温度传感器、压力传感器、液位计、放料管线和伴热管线，且放料管线上安装有进料阀、放料阀，伴热管线上安装有泄气阀和蒸汽阀。

进一步的，所述浓缩釜采用碳钢夹套内衬搪瓷浓缩釜，浓缩釜包括罐体和罐体外侧密封包裹的加热腔，罐体上环形排列有视镜观察窗、温度传感器安装口、进料口、压力传感器安装口、液位计安装口、泄气口，中间为真空抽气口，浓缩釜侧面有加热腔连通的伴热进口，加热腔内部的加热介质可选择蒸汽或导热油，并且设置有与加热腔连通的第一喷嘴口和第二喷嘴口，同时浓缩釜底中间为放料口，放料口两侧为第三喷嘴口构成的排污口和伴热出口。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该稀土结晶成型装置，

1.简化人员操作工序，大部分劳动强度高的工作均改为自动化控制操作，实现从浓缩工艺、结片成型、破碎、称重包装等过程连续式生产；

2.工艺生产流程可视化管理，通过操作站面板可实时查看和控制整套装置的各环节生产状态，帮助操作人员及时掌控生产情况，降低生产事故几率和保护人员人身安全；

3.辅助以除烟和除尘设备，极大的改善了现场工作环境，降低人员接触有毒有害物质的时间和空气中有毒有害气体及粉尘浓度；

4.使用新型结片成型技术，可有效控制成品的结晶厚度及形状大小，提高产品的质量和产能。

附图说明

图1为本发明结构的结晶成型工艺成套装置示意图；

图2为本发明结构的负压放料管道布置示意图；

图3为本发明结构的伴热管线示意图；

图4为本发明结构的回转钢带式冷凝结片机示意图；

图5为本发明结构的回转钢带式冷凝结片机左侧部分示意图；

图6为本发明结构的回转钢带式冷凝结片机中间部分示意图；

图7为本发明结构的回转钢带式冷凝结片机右侧部分示意图；

图8为本发明结构的回转钢带式冷凝结片机俯视示意图；

图9为本发明结构的大倾角皮带输送机示意图；

图10为本发明结构的称重皮带秤的安装示意图；

图11为本发明结构的浓缩釜结构示意图；

图12为本发明结构的浓缩釜俯视示意图；

图13为本发明结构的A套釜放料阀联锁逻辑图示意图；

图14为本发明结构的B套釜放料阀联锁逻辑图示意图；

图15为本发明结构的A套釜进料阀联锁逻辑图示意图；

图16为本发明结构的B套釜进料阀联锁逻辑图示意图；

图17为本发明结构的A套釜蒸汽阀门联锁逻辑图示意图；

图18为本发明结构的B套釜蒸汽阀门联锁逻辑图示意图；

图19为本发明结构的结片机联锁逻辑图示意图；

图20为本发明结构的动力回路接线图示意图；

图21为本发明结构的控制电源接线图示意图。

图中：1、浓缩装置；2、除尘系统；3、冷凝结片机；4、除烟系统；5、传输装置；6、称重包装系统；7、浓缩釜；8、放料管线；9、缓冲釜；10、布料器；11、蒸汽回气管道；12、蒸汽进气管线；13、冷却风扇；14、钢带机驱动电机；15、除尘口；16、粉碎机；17、循环水冷却系统；18、冷却进水口；19、冷却回水口；20、框架；21、钢带机；22、集水板；23、钢带机自动纠偏装置；24、钢带机排气口；25、输送机结构；26、称重装置固定架；27、称重皮带秤；28、加热腔；29、视镜观察窗；30、真空抽气口；31、伴热进口；32、第一喷嘴口；33、第二喷嘴口；34、第三喷嘴口；35、伴热出口；36、罐体。

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。

请参阅图1-21，本发明的一种稀土结晶成型装置，包括浓缩装置1、除烟除尘系统、冷凝结片机3、传输装置5、称重包装系统6以及电气控制系统，浓缩装置1包括两组浓缩釜7和缓冲釜9，且浓缩釜7和缓冲釜9上设置有相连通的放料管线8和伴热管线，同时伴热管线包括蒸汽回气管道11和蒸汽进气管线12，且放料管线8下端与冷凝结片机3侧面设置的布料器10相连接；浓缩装置1上设置有两组浓缩釜7和缓冲釜9，每组设置有四个浓缩釜7和一个缓冲釜9，且同组中的四个浓缩釜7并联后的放料管线8与同组的缓冲釜9连通，两组四个浓缩釜7并联后的放料管线8相连通，两组缓冲釜9下端连接的放料管线8相连通，同时冷却风扇13为两组浓缩釜7、缓冲釜9以及放料管线8供热，并且蒸汽进气管线12内部换热后的接触通过蒸汽回气管道11排除形成循环利用；

浓缩釜7采用碳钢夹套内衬搪瓷浓缩釜，浓缩釜7包括罐体36和罐体36外侧密封包裹的加热腔28，罐体36上环形排列有视镜观察窗29、温度传感器安装口、进料口、压力传感器安装口、液位计安装口、泄气口，中间为真空抽气口30，浓缩釜7侧面有加热腔28连通的伴热进口31，加热腔28内部的加热介质可选择蒸汽或导热油，并且设置有与加热腔28连通的第一喷嘴口32和第二喷嘴口，同时浓缩釜7底中间为放料口，放料口两侧为排污口和伴热出口35，浓缩釜7和缓冲釜9上均安装有真空阀、温度传感器、压力传感器、液位计、放料管线和伴热管线，且放料管线8上安装有进料阀、放料阀，伴热管线上安装有泄气阀和蒸汽阀；

进料阀：采用全316L材质夹套保温气动球阀，并且装配单作用气缸、定位器、空气过滤减压器、DC24V两位三通型电磁阀以及手轮，且手轮驱动可替换选择电动驱动；

泄气阀：采用全316L材质夹套保温气动球阀，并且装配单作用气缸、定位器、空气过滤减压器、DC24V两位三通型电磁阀以及手轮，并且手轮驱动可替换选择电动驱动；

真空阀：采用全316L材质气动球阀，并且装配单作用气缸、定位器、空气过滤减压器、DC24V两位三通型电磁阀以及手轮，并且手轮驱动可替换选择电动驱动；

蒸汽阀：采用全WCB材质气动球阀，装配单作用气缸、定位器、空气过滤减压器、DC24V两位三通型电磁阀以及手轮，并且手轮驱动可替换选择电动驱动；

放料阀：采用全316L材质夹套保温气动上展阀，装配单作用气缸、定位器、空气过滤减压器、DC24V两位三通型电磁阀、手轮；

温度传感器：采用一体式带屏显温度变送器，精度0.2级，装配搪瓷套管；

压力传感器：采用直连型智能压力变送器，装配散热O型圈、针型阀组；

液位计：采用高频雷达式液位计，液位计与物料接触部分做耐高温衬氟处理；

放料管线：整体管线为双层夹套设计，外层采用碳钢无缝钢管焊接，内层采用钛材合金定制管道焊接，管线前端通过法兰连接安装有蒸汽吹扫口，管线前端应略高于末端，减少管道内的物料凝结，方便管线的清理吹扫工作；

伴热管线：按设计方案把需要的伴热管线及阀门通过金属波纹管串联，在每路伴热的进、回路管线上需加装切断阀门，根据工艺需要控制各分支伴热管线的温度，并方便后期的维护检修工作。

浓缩工艺流程：液体稀土母液注入浓缩釜7，打开蒸汽阀通入蒸汽加热浓缩釜7，同时打开真空阀抽取浓缩釜7内真空形成负压，加速产品的浓缩过程，通过浓缩釜7上的温度、压力、液位等传感器实时监测生产过程，当液位到达上限时联锁关闭进料阀，抽取真空时联锁关闭泄气阀，当打开放料阀时进料阀自动关闭，防止未浓缩的母液混入；浓缩釜7内物料浓缩到合适浓度后，关闭真空阀和蒸汽阀，打开泄气阀，使釜内压力保持在常压状态，为下一步放料至缓冲釜9做好准备工作；

在物料放至缓冲釜之前，打开放料管线伴热阀门和缓冲釜蒸汽阀门，使放料管线、缓冲釜及途径阀门温度保持在80℃以上，同时打开缓冲釜泄气阀，使用蒸汽吹扫放料管线，保证管线通畅；

向缓冲釜9放料时先打开缓冲釜9进料阀，随后打开需放料的浓缩釜9的放料阀，当缓冲釜9物料液位超过联锁限值后自动关闭缓冲釜进料阀，缓冲釜9内物料不可存留时间过长。

除烟除尘系统包括除尘系统2和除烟系统4，除尘系统2包括除烟引风、除烟循环水泵和除烟吸收罐，除烟系统4包括一台除尘引风机、一台旋风除尘器、一台脉冲式布袋除尘器以及相应的连接管道；浓缩装置1上输送的物料通过布料器10均匀布置的钢带机21上，物料由高温状态接触钢带时会产生大量烟雾，通过除尘系统2上的除烟引风机抽取烟雾至除烟吸收罐吸收烟雾后排出洁净空气，吸收罐内的吸收液通过除烟循环水泵循环喷淋到滤芯上，吸收过滤烟雾中的污染物，排出洁净的空气，由于物料结晶后质地很脆，破碎机在生产过程中会产生大量的粉尘漂浮在空气中，通过除烟系统4上的除尘引风机抽取空气中的粉尘至旋风除尘器，旋风除尘器过滤出大颗粒和密度高的粉尘后再经过脉冲式布袋除尘器进行二次除尘，最后排出洁净的空气，除尘系统2和除烟系统4上的除尘除烟组件可替换使用。

冷凝结片机3包括布料器10、粉碎机16、循环水冷却系统17、框架20、钢带机21以及钢带机自动纠偏装置23，且在框架20上固定钢带机21，且框架20左侧固定有钢带机自动纠偏装置23，同时钢带机21前端固定有布料器10，循环水冷却系统17包括冷却管道、冷却回水口19、冷却进水口18以及集水板22；冷凝结片机3上设置的钢带机21下方设置长条形的集水板22，且集水板22与循环水冷却系统17上的冷却管道连通，冷却进水口18连接冷却官道的进水管，并且冷却进水管上均匀安装有冷却喷头，而冷却喷出的水体通过集水板22收集到冷却出水管中之后通过冷却回水口19排除，形成水体的循环，同时冷凝结片机3中部上方均匀设置有三组冷却风扇13；除尘系统2上设置的框架20采用积木式组合拼接方式，材质为304不锈钢，同时除尘系统2设备上部安装分体式可拆卸全密闭护罩，布料器后方3米范围内在框架两侧安装布料挡板，从机头至机尾分别设有进料孔、钢带机排气口24和输送机结构25，集水板22上连接的钢带机驱动电机14采用变频器驱动，可做到0～50Hz频率下无极调速，粉碎机16、冷却风扇13采用直接工频启停控制，设备两端设有急停按钮站，机头侧下方设有钢带跑偏报警联锁装置，同时进料孔连接布料器10，钢带机排气口24与除尘系统2连通输送机结构25与除烟系统4连通。

传输装置5为斗式提升机、大倾角皮带输送机以及输送管线其中一种，采用输送机结构25下端对应固定称重包装系统6的称重装置固定架26，传输装置5将物料输送到缓冲料仓，料仓设有料位开关监测料仓工作状况，当料位到达高位限值时联锁缓冲釜放料阀关闭，停止放料并触发报警；称重包装系统6为半自动型称重包装系统和全自动称重包装系统其中一种；称重包装系统6采用全自动称重包装系统，全自动称重包装系统通过PLC控制系统控制实现从料仓到码垛全自动控制，其中通过称重皮带秤称重，并且可采用其他称重装置替换使用，自动称重包装系统挂好包装袋或者桶后，打开料仓放料阀进行放料称重，完成后自动脱袋并传输至包装机进行封包作业；半自动需手动上袋及人工码垛。

电气控制系统包括低压配电柜、PLC控制柜、现场操作站，电气控制系统采用PLC控制柜构成PLC控制系统，PLC控制系统采用控制器实现对产生过程中的各驱动部件、仪表、阀门等单元集中监视、控制，并根据程序逻辑实现整套装置的自动控制、联锁、实时监测、报警信息处理、历史趋势分析的功能，电气控制系统有两种模式，可通过操作站上的旋钮选择检修模式和工作模式：

检修模式状态下：

浓缩釜7中的温度、压力、液位就地显示并远传信号至PLC控制系统，通过操作站面板监视并设定报警阀值，到达高限值触发报警；

缓冲釜9的温度、液位就地显示并远传信号至PLC控制系统，通过操作站面板监视并设定报警阀值，到达高限值触发报警；

循环水冷却系统17中循环水温度、压力就地显示并远传信号至PLC控制系统，通过操作站面板监视并设定报警阀值，到达高限值触发报警；

浓缩釜7上的泄气阀、进料阀、放料阀、蒸汽阀可通过操作站面板显示按钮控制开启、关闭；

钢带机21可通过操作站面板显示按钮控制启动、停止，通过操作站上的调速器调节转速，触发急停信号、钢带机跑偏报警信号或钢带机变频器故障信号时自行停止且无法再次开启，直至报警信号解除；当变频器触发故障信号时，操作站面板显示故障复位按钮，点击按钮可复位对应故障变频器；

破碎机16、冷却风扇13、除烟引风机、除烟水泵、除尘引风机可通过操作站面板显示按钮控制启动、停止，触发急停信号或对应电机故障信号时停止；

触发声报警信号时，可通过操作站面板显示按钮消音，确认报警。

工作模式状态下：

浓缩釜7的温度、压力、液位就地显示并远传信号至PLC控制系统，通过操作站面板监视并设定报警阀值，到达高限值触发报警；

缓冲釜9的温度、液位就地显示并远传信号至PLC控制系统，通过操作站面板监视并设定报警阀值，到达高限值触发报警；

循环水冷却系统17中循环水温度、压力就地显示并远传信号至PLC控制系统，通过操作站面板监视并设定报警阀值，到达高限值触发报警；

浓缩釜7的泄气阀可通过操作站面板显示按钮控制开启、关闭；

浓缩釜7的蒸汽阀可通过操作站面板显示按钮控制开启、关闭，触发对应釜温度高限报警信号时阀门自行关闭且无法再次开启，直至报警信号解除；

浓缩釜7的进料阀可通过操作站面板显示按钮控制开启、关闭，当对应釜放料阀开启时无法同时开启进料阀，触发对应釜液位高限报警信号时阀门自行关闭且无法再次开启，直至报警信号解除；

缓冲釜9的进料阀可通过操作站面板显示按钮控制开启、关闭，触发对应釜液位高限报警信号时阀门自行关闭且无法再次开启，直至报警信号解除；

浓缩釜7的放料阀可通过操作站面板显示按钮控制开启、关闭，当对应釜进料阀开启时无法同时开启放料阀；

缓冲釜9的放料阀可通过操作站面板显示按钮控制开启、关闭，当钢带机、破碎机或提升机未启动时无法开启缓冲釜放料阀；

钢带机21可通过操作站面板显示按钮控制启动、停止，通过操作站箱体上的调速器调节转速，触发急停信号、钢带机跑偏报警信号或钢带机变频器故障信号时自行停止且无法再次开启，直至报警信号解除，当变频器触发故障信号时，操作站面板显示故障复位按钮，点击按钮可复位对应故障变频器；

破碎机16、冷却风扇13、除烟引风机、除烟水泵、除尘引风机可通过操作站面板显示按钮控制启动、停止，触发急停信号或对应电机故障信号时停止；

触发声报警信号时，可通过操作站面板显示按钮消音，确认报警；

当触发报警信号后，进行违反控制逻辑的操作时，操作站面板上会提示相关错误信息。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。