Desarrollo y aplicación de máquina multifuncional de reacción, filtración y secado de cilindro-cono

En el proceso de postratamiento de productos farmacéuticos, pesticidas, explosivos, tintes, pigmentos y otros procesos de producción de química fina, a menudo hay operaciones unitarias como filtración, lavado y secado. Estas operaciones unitarias suelen estar compuestas por equipos unitarios como filtros centrífugos, tanques de lavado y secadores. Funcionan de forma independiente y el equipo se transporta a través de tuberías u otros métodos. Múltiples unidades de equipo están conectadas en un sistema de dispositivos grandes, procesos largos, baja eficiencia y difícil de ajustar el proceso de producción. Para suspensiones con alto contenido de sólidos, los sólidos a menudo se adhieren a la pared y bloquean la tubería, lo que dificulta llevar a cabo una producción normal. La producción abierta es fácil de tratar con problemas de obstrucción, pero es difícil cumplir con los requisitos regulatorios para medicamentos, alimentos, productos biológicos, etc., y aún existen riesgos potenciales de seguridad para materiales inflamables, explosivos, tóxicos o altamente tóxicos.

Para superar los problemas y deficiencias en la combinación de los equipos unitarios mencionados y, al mismo tiempo, impulsar la transformación de la industria química hacia una de alta calidad, alto valor añadido, multivariedad y producción en lotes pequeños, Wuxi ZhangHua Machinery Co., Ltd. ha llevado a cabo un extenso trabajo de diseño y desarrollo, logrando finalmente su desarrollo. El secador de filtro de reacción cilíndrico-cónico multifuncional, que integra filtración, lavado y secado, ha solicitado con éxito una patente (número de patente: ZL201721560677.6.), lo que ha logrado una mejora significativa en el rendimiento técnico del equipo, desde su diseño estructural hasta su aplicación. Cumple con los requisitos regulatorios correspondientes de la industria farmacéutica. El equipo tiene tres funciones principales: filtrado, lavado y secado, además de otras funciones como reacción, extracción, cristalización, concentración, evaporación, mezcla y trituración, lo que lo convierte en un equipo multifuncional mejorado.

Principio de funcionamiento de la lavadora y secadora de filtro de reacción de cono cilíndrico multifuncional

La nueva lavadora y secadora de filtros tiene una estructura de cono cilíndrico. El cuerpo del cilindro y el cuerpo del cono inferior cuentan con camisas de calentamiento para calentar o enfriar los materiales. La máquina multifunción cuenta con ejes huecos de ángulo variable y avance variable. El agitador en espiral remueve, eleva y expulsa el material durante la descarga.

En el cono inferior se instala un dispositivo de filtrado cónico con una estructura relativamente compleja, y en la parte inferior del equipo se instala un dispositivo de descarga de apertura rápida sin ángulo muerto especialmente diseñado o una válvula de bola de descarga neumática sin ángulo muerto.

En la etapa de reacción, los materiales se añaden desde arriba. Su exclusiva estructura de agitación permite una agitación uniforme de los materiales en la máquina, calentándolos o enfriándolos simultáneamente a través de la camisa del cilindro, la camisa del cono, el eje hueco y la pala espiral hueca. Esto permite que el material reaccione completamente en la máquina. En la etapa de filtración, la máquina filtra y seca el material mediante presurización o vacío, y añade líquido de lavado para que el material se repulpe y lave automáticamente varias veces, y luego se seque al prensar tras el lavado.

En la etapa de secado, la camisa del cilindro, la camisa del cono, el eje hueco y la cinta hueca calientan el material al mismo tiempo y aspiran la parte superior, secando el material de manera hermética y a baja temperatura, y sellan y descargan automáticamente el material después del secado.

Flujo del proceso de lavado y secado de filtros de reacción de cono-barril multifuncionales

1. Reacción de agitación

Agregue el material (sólido-líquido, líquido-líquido o gas-líquido) que necesita reaccionar desde el puerto de alimentación en la parte superior del equipo, arranque el motor y el reductor, y haga girar el eje hueco y la cinta hueca en sentido horario (mirando hacia abajo desde arriba). La exclusiva estructura de agitación permite que los materiales se agiten y reaccionen completamente en la máquina. Si los materiales se calientan o se enfrían durante la reacción, se puede introducir un medio térmico o refrigerante en el cilindro y la camisa cónica, así como en el eje hueco y la cinta espiral hueca.

El medio de calentamiento o enfriamiento se puede hacer circular de forma continua para completar el calentamiento o enfriamiento del material para cumplir con las condiciones del proceso requeridas para la reacción.

Una vez finalizada la reacción, abra la salida del filtrado inferior, introduzca aire comprimido o nitrógeno gaseoso en el equipo y filtre la mezcla sólido-líquido reaccionada a presión hasta que los materiales en la máquina se sequen. También se puede aplicar vacío a la salida del filtrado para filtrarlo hasta que se drene.

Durante la filtración, el eje hueco y la cinta transportadora de tornillo hueco giran en sentido horario (visto desde arriba) para elevar el material. La cinta transportadora de tornillo hueco limita el espesor de la capa de torta de filtración al girar, de modo que el material se filtra en capas finas para aumentar la velocidad de filtración. Para materiales fáciles de filtrar, no es necesario agitar, ya que se filtran directamente hasta su sequedad.

Después de filtrar algunos materiales, es necesario lavarlos varias veces.

La máquina multifuncional de reacción, filtración y secado es ideal para el lavado repetido de materiales. Tras el secado por presión del material en la máquina, se añade el líquido de lavado por la entrada superior. La torta de filtración se repulpa uniformemente mediante la agitación del eje hueco y la cinta hueca. Si un solo lavado no es suficiente, se pueden realizar varios. De esta manera, los pasos anteriores se pueden repetir muchas veces. La operación es muy cómoda y requiere muy poco trabajo.

El método de lavado de materiales descrito anteriormente se denomina lavado por lotes. Dado que el material se prensa en seco y luego se lava con líquido de lavado, aunque las válvulas se abren y cierran un poco más durante el funcionamiento, se utiliza menos líquido de lavado. La máquina también puede lavar los materiales de forma continua, es decir, prensando continuamente el líquido de lavado con una bomba u otros métodos, y utilizando la presión del líquido de lavado para filtrar, mientras que el eje hueco y la cinta hueca se agitan continuamente, y el filtrado se descarga continuamente por la salida de filtrado hasta que se cumplen los requisitos de lavado, la torta de filtración se prensa en seco.

Este método de lavado continuo generalmente utiliza más líquido de lavado que el lavado intermitente, pero es más cómodo de operar.

La torta filtrada, lavada, filtrada y secada permanece en la máquina. En este momento, el medio térmico pasa a la camisa del cilindro, la camisa del cono, el eje hueco y la cinta de tornillo hueco para calentar el material. Al mismo tiempo, el eje hueco y la cinta de tornillo hueco giran en sentido horario (mirando hacia abajo desde la parte superior) para levantar el material y removerlo completamente, mientras que se aplica vacío en la parte superior del equipo para que el material se seque herméticamente dentro de la máquina. Dado que el eje hueco y la cinta hueca se calientan desde el interior, además del calentamiento de la camisa, y el secado se realiza al vacío, la eficiencia del secado es muy alta.

Tras el secado, abra el puerto de descarga de apertura rápida en la parte inferior del equipo y haga girar el eje hueco y la cinta hueca en sentido antihorario (mirando desde arriba). Los materiales secos en la máquina serán empujados automáticamente hacia el puerto de descarga. De esta forma, se completan los procesos de reacción, filtración, lavado y secado de un lote de materiales.

Ventajas de rendimiento de la máquina de lavado y secado con filtro de reacción de cono-barril multifuncional

Del funcionamiento real y el uso del equipo multifuncional de cono de barril para procesar diversos materiales, se puede encontrar que el secador de filtro continuo de cono de barril tiene muchas ventajas, las principales actuaciones son las siguientes:

1. Una máquina es multipropósito y puede completar varias operaciones como reacción, extracción, filtración, filtración repetida, lavado y secado en una sola máquina, y el producto terminado se puede obtener directamente.

2. La operación es flexible y el ciclo de operación se puede ajustar ajustando la diferencia de presión del filtro, la velocidad de rotación, el avance de extrusión del tornillo, etc., para adaptarse al cambio de las condiciones del proceso.

3. La máquina puede formar una torta de filtración muy fina sobre la superficie del medio filtrante o filtrar sin torta de filtración. La tasa de filtración por unidad de área de filtración es muy alta, lo que la hace pequeña y compacta.

4. Sistema completamente cerrado, el entorno operativo es bastante bueno, especialmente adecuado para tratar con productos peligrosos tóxicos, inflamables y explosivos y productos biológicos alimenticios deliciosos y farmacéuticos que no permiten la contaminación.

5. Se puede concentrar y filtrar. Especialmente cuando es necesario lavar el material, este se puede concentrar primero, lavarlo a fondo en suspensión y, finalmente, filtrarlo a presión, lo que reduce la manipulación del material, reduce los residuos y evita la repulpación durante el lavado. La calidad del producto es muy alta.

6. Se puede utilizar para tres operaciones de reacción, filtración y secado, de modo que las funciones de los tres equipos unitarios se pueden completar en este único equipo, de modo que el costo del equipo, el área del piso, la intensidad de mano de obra, el consumo de energía, etc. se reducen en gran medida.

7. El consumo de energía de esta máquina es bajo y la torta de filtro extruida generalmente tiene un menor contenido de agua que la máquina plana tres en uno, y la operación también es conveniente.

En resumen, el secador de filtro de reacción de cono-barril es actualmente un equipo de filtración multifuncional relativamente avanzado. Sus ventajas únicas seguramente serán ampliamente utilizadas en la industria química, médica, alimentaria, metalúrgica, textil y otros campos.

Mejora técnica de la lavadora y secadora de filtración por reacción de cono cilíndrico multifuncional

1. Mejora de la estructura de la cinta agitadora.

La cinta agitadora es el componente central del secador de filtro de reacción de cono-barril, y su estructura y efecto de agitación afectan directamente el rendimiento de toda la máquina.

La cinta agitadora debe garantizar que toda la máquina agite completamente los diversos materiales de reacción, como líquido-líquido, líquido-sólido o gas-líquido, durante la etapa de reacción, para asegurar su completa reacción. Durante la etapa de lavado del filtro, la cinta agitadora debe asegurar una agitación uniforme de diversas concentraciones de pulpa o torta de filtración. En la etapa de secado, la cinta agitadora debe asegurar que la torta de filtración se agite completamente hasta que el material en polvo se seque.

Por lo tanto, la cinta agitadora debe adaptarse a la agitación de diversos materiales, desde líquidos hasta lodos, desde lodos hasta torta de filtración y desde torta de filtración hasta polvo seco. Si la cinta agitadora no está bien diseñada, se producirán problemas en alguno de los componentes mencionados, lo que afectará el rendimiento de toda la máquina.

Por esta razón, hemos investigado exhaustivamente aspectos importantes como el ángulo del cono, el avance, el ancho de la cinta, la resistencia, el ángulo, la dirección y la resistencia de la varilla de soporte de la cinta agitadora, obteniendo resultados muy satisfactorios. El rendimiento principal se refleja en los siguientes aspectos:

① El movimiento de elevación axial de la cinta mezcladora hacia el material

Hemos llevado a cabo una investigación y mejora clave en el avance y el ancho de la cinta de agitación, de modo que el material se levanta desde la parte inferior hacia arriba a lo largo de la pared de la carcasa cónica del barril cuando se agita, y después de elevarse a la parte superior, el ángulo de la cinta superior cambia para hacer que el material se descargue en la parte central, luego caiga desde la parte central hasta el fondo del cono inferior, y se levante desde el fondo del cono a lo largo de la pared de la carcasa, de modo que el material circule continuamente y genere continuamente un gran flujo de movimiento axial en la máquina.

② El dispositivo de cinta agitadora hace que el material se mueva radialmente

La cinta agitadora está conectada al eje agitador mediante varias vigas de soporte. Diseñamos estas vigas de soporte como los impulsores de las bombas centrífugas, de modo que puedan generar fuerza centrífuga sobre los materiales durante la agitación, de modo que los materiales en el centro fluyan continuamente hacia la carcasa del equipo.

Movimiento del borde), y el material que se mueve hacia el borde del equipo es levantado por la correa de tornillo para la circulación axial.

③ Movimiento de agitación circunferencial del material mediante el dispositivo de cinta agitadora

Además de mover el material radial y axialmente, el dispositivo de cinta agitadora también está diseñado para moverlo circularmente a lo largo de la circunferencia. Resultado de la agitación circunferencial.

En resumen, el movimiento de agitación de los materiales en la máquina es un triple movimiento compuesto de movimiento axial, radial y circunferencial, y su efecto de agitación y mezcla es excelente. Hemos utilizado este principio para fabricar una mezcladora vertical de cono-barril. Cuando la máquina funciona a mayor velocidad (superior a 80 r/min), los materiales se pueden agitar hasta que quedan completamente suspendidos y en movimiento, lo que soluciona el problema de la mezcla de doble hélice, un problema que no se puede solucionar con mezcladoras convencionales como las cónicas, las rotativas de doble cono y las de cuchillas.

Dado que el secador de filtro de reacción de cono-barril está equipado con un dispositivo de filtrado en la parte cónica, aunque esta parte todavía se calienta mediante la camisa exterior, el efecto de transferencia de calor es relativamente bajo.

Para mejorar la eficiencia térmica de la máquina en su conjunto, diseñamos el eje hueco y el alojamiento hueco.

El material se calienta. Al diseñar la estructura de calentamiento de eje hueco y cinta hueca, nos centramos en resolver los dos problemas siguientes:

En primer lugar, asegúrese de que la cinta hueca tenga una amplia área de transferencia de calor en la máquina. Cuanto menor sea el paso, menor será el ángulo de elevación de la cinta, mayor será el número de vueltas desde la parte inferior hasta la superior y mayor será el área de calentamiento de la cinta.

El avance de la cinta helicoidal no debe ser demasiado pequeño; de lo contrario, el ángulo de avance será demasiado pequeño y el material se acumulará fácilmente en su superficie superior, lo que afectará el efecto de mezcla y la descarga. La cinta espiral tiene un avance y un ángulo de elevación grandes; si bien no acumula material, el número de vueltas es pequeño y el área de transferencia de calor es pequeña. Para solucionar estos problemas, adoptamos el método de cinta espiral multicabezal, que se enrolla en la misma dirección mediante cinta espiral multicabezal. Esto no solo soluciona el problema del avance y el ángulo de elevación, sino también el del área de transferencia de calor.

En segundo lugar, se solucionó el problema de circulación del medio térmico en el eje hueco y la cinta espiral hueca. Si el medio térmico no circula correctamente en ambos lados, el material se enfriará rápidamente, lo que afectará el funcionamiento normal. Para ello, hemos realizado una extensa investigación. Asegurando la rotación continua del eje hueco y la cinta espiral hueca, el medio térmico entra por la parte superior y sale por ella tras atravesar todos los ejes huecos y las cintas espirales huecas. Asegúrese de que el medio térmico entre y salga por dos canales separados, independientes entre sí, para que circule completamente en la máquina y mejore considerablemente la eficiencia del secado.

3. Proceso de procesamiento y fabricación de placas de malla perforada y malla filtrante sinterizada sin deformación ni desgarro.

Aunque varios fabricantes pueden utilizar plantillas sinterizadas multicapa como mallas filtrantes, su estructura específica varía. La placa filtrante utilizada en la lavadora y secadora de filtros de reacción de cono-cilindro multifuncional debe fabricarse junto con la malla filtrante y la placa filtrante, de acuerdo con ciertos requisitos técnicos. Se garantiza que no se deforme, se rompa ni se produzcan fugas de material durante el funcionamiento.

Solo el disco filtrante, compuesto por malla, placa y cono, procesados ​​conjuntamente, puede adaptarse eficazmente a las condiciones de trabajo cambiantes, tanto en frío como en calor, en el tanque y garantizar que no se deforme bajo ninguna circunstancia. Incluso con cierta viscosidad del material, el filtro no se deformará ni se romperá al girar la paleta.

4. Junta rotativa con sello mecánico especial

Para facilitar la circulación del fluido térmico en el eje hueco y la correa espiral hueca, diseñamos una junta rotativa con sello mecánico especial en la parte superior del eje hueco. Esta junta garantiza que el fluido entre por arriba y pase a través de todos los ejes huecos y correas espirales huecas. El flujo proviene de otro canal superior.

5. Válvula de descarga de apertura rápida sin ángulo muerto

Para que la máquina multifuncional de reacción, filtración y secado de barril-cono funcione sin problemas, la descarga sea rápida y cómoda, y al mismo tiempo sin ángulos muertos, se diseñó una válvula de descarga de apertura rápida con una estructura especial. Este tipo de válvula no solo soporta el eje hueco, sino que también no tiene ángulos muertos, lo que garantiza que el material se filtre completamente durante el filtrado y se seque completamente, descargando el material sin problemas al mismo tiempo. Gracias a que toda la válvula es un mecanismo de apertura rápida, la descarga es muy cómoda.

Campo de aplicación de la máquina de lavado y secado de filtros de reacción de cono-barril multifuncional

Parámetro técnico

Máquina multifunción de lavado y secado de filtros de cono cilíndrico de alta eficiencia SR, máquina multifunción de lavado y secado de filtros de reacción de cono cilíndrico multifunción Clientes calificados y cooperativos