一种四氟化硫的提纯精馏的自动化控制装置

技术领域

本发明涉及四氟化硫加工技术领域，更具体地说，涉及一种四氟化硫的提纯精馏的自动化控制装置。

背景技术

四氟化硫在有机氟化学中是不可或缺的选择性氟化剂，在脱氧氟化这一氟化学重要领域占据主导地位，其中有机物中的羰基、羟基和羧基转化成-CF、-CF2、-CF3，具备高度选择性，也能将有机物中的酰氟-COF基团脱氧氟代成三氟甲基，从而奠定了其在现代制药、电子化学品等高端制造领域具备特殊的地位。

现有技术(公告号：CN210088455U)一种四氟化硫充装系统，包括支撑座、支架、放置框体、反应器、辅助装置、输送装置、钢瓶容器、抽气装置和定位装置，所述支撑座的顶部与支架的底部连接，所述支架的底部与放置框体的底部连接，所述放置框体的内侧底部与定位装置的底部连接，所述定位装置的内部与钢瓶容器的外表面连接。本实用新型解决了在进行四氟化硫生产的时候，四氟化硫反应合成工序的压力和温度的控制直接影响合成反应的进行和四氟化硫粗气的质量，在提纯四氟化硫粗气的过程中，冷凝装置的温度和压力控制会影响到四氟化硫粗气提纯的进行，这些环节的控制处理都会直接影响到最终四氟化硫产品的质量的问题。

该四氟化硫充装系统采用五氟化碘与硫磺反应生成四氟化硫，然而生成四氟化硫的同时还会产生碘单质，碘单质和硫磺堆积在反应器底部会堵塞设备的阀门以及管道，从而影响设备的正常使用。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种四氟化硫的提纯精馏的自动化控制装置，可以实现在合成四氟化硫的过程中不断对反应罐的内底面进行刮擦，将生成的碘单质刮至接料斗内进行收集，避免碘单质长时间堆积而堵塞设备的阀门及管道。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种四氟化硫的提纯精馏的自动化控制装置，包括底座，所述底座上端面四角位置通过支腿固定连接有支撑台，所述支撑台上端面中心位置通过支座固定连接有反应罐，所述反应罐内部靠近上方位置固定连接有隔板，所述隔板上端面外沿位置环形等距开设有若干个下料孔，所述隔板上方形成料腔，所述隔板下方形成合成腔，所述合成腔的圆筒形腔体内部埋设有电热丝，所述反应罐上端面固定连接有电机，所述反应罐上端面右侧连通有加料管，所述电机的输出轴贯穿至料腔内部并固定连接有驱动轴，所述驱动轴下端贯穿至支撑台下方，所述驱动轴下端设有输液机构，所述驱动轴环形外表面靠近隔板下方位置环形等距固定连接有若干个喷管，通过所述输液机构将五氟化碘溶液经喷管喷出；

所述反应罐底部设有防堵机构，所述防堵机构包括槽口，所述槽口前后对称开设在支座前后两侧，且槽口上端与反应罐下端面的水平部分连通，所述槽口内插接有矩形凹槽结构的接料斗，且接料斗与反应罐的接触位置固定连接有密封垫，所述反应罐下端面中心位置呈锥形结构，所述驱动轴环形外表面靠近反应罐锥形结构位置处左右对称固定连接有与反应罐下端面形状相匹配的第一铲板。

进一步的，所述隔板中心位置呈向上凸起的锥形结构，且驱动轴环形外表面靠近隔板锥形结构上端位置处对应下料孔环形等距固定连接有若干个第二铲板，所述第二铲板与隔板的形状相匹配。

进一步的，所述输液机构包括料筒，所述料筒固定连接在底座上端面中心位置，所述驱动轴下端贯穿至料筒内部并与料筒内部下端面转动连接，所述驱动轴靠近料筒内部上端面位置处开设有上进液孔，所述驱动轴靠近料筒下端面位置开设有下进液孔；

所述驱动轴内部中心位置下端开设有延伸至喷管位置的输液孔，所述上进液孔和下进液孔均与输液孔连通，所述喷管均与输液孔连通。

进一步的，所述上进液孔与下进液孔之间的驱动轴环形外表面上开设有往复螺纹，且上进液孔与下进液孔之间的驱动轴上螺旋传动连接有活塞；

所述料筒左侧上端连通有上进液管，所述料筒左侧面下端连通有下进液管，所述支撑台上端面位于反应罐左侧固定连接有储液筒，所述上进液管与下进液管分别贯穿至支撑台上端面并与储液筒连通。

进一步的，所述支撑台右侧通过支柱固定连接有架板，所述架板下端面中心位置固定连接有W形结构的出气管，所述出气管左端进气口贯穿至合成腔内部，所述出气管的进气口内部设有转杆，且转杆环形外表面环形等距固定连接有两个刮板。

进一步的，所述转杆靠近驱动轴的一端固定连接有第一锥齿轮，所述驱动轴上固定套设有与第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮，所述转杆靠近出气管进气口位置的环形外表面套设有第一固定套，所述第一固定套通过固定杆与合成腔内壁固定连接。

进一步的，所述出气管下部两个弯角位置均连通有支管，所述支管内部固定连接有挡板，所述挡板前后两侧与支管前后内壁贴合，且挡板上端面与出气管弯角位置内部上端面贴合。

进一步的，两个所述支管的管体内部均埋设有电热丝，且两个支管的环形外表面均螺纹连接有接收筒，所述挡板下端面与接收筒的内部下端面均留有供五氟化硫气体经过的空隙。

进一步的，所述架板上端面中心位置固定连接有供液筒，所述供液筒下端的出液管呈锥形结构，且供液管的出液管贯穿至出气管中心位置弯角部分的内部，所述供液筒的出液管内部设有密封塞，所述密封塞下端面中心位置固定连接有顶杆，所述顶杆下端贯穿出气管至靠近支撑台上端面位置，所述顶杆下端呈半球形结构；

所述支撑台上端面对应顶杆前后对称固定连接有两个套筒，所述顶杆环形外侧面靠近下端位置前后对称固定连接有两个L性结构的支杆，所述支杆的竖直部分分别滑动插接在套筒内部，且支杆的竖直部分下端面与套筒下端面之间通过弹簧弹性连接。

进一步的，所述顶杆下端左侧设有半球形结构的顶块，所述顶块左侧面中心位置固定连接有活动杆，所述活动杆左端贯穿至支座内部，所述支座内部的驱动轴环形外表面上固定套设有凸轮，所述活动杆左端呈半球形结构，所述活动杆中心位置的环形外表面套设有第二固定套，所述第二固定套通过固定杆与支撑台上端面固定连接。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

1.本方案通过输液机构将五氟化碘溶液经喷管喷洒出来，使得下落的硫磺粉末与五氟化碘溶液充分反应，提高了四氟化硫的产量。

2.本方案在合成四氟化硫的过程中不断对反应罐的内底面进行刮擦，将生成的碘单质刮至接料斗内进行收集，避免碘单质长时间堆积而堵塞设备的阀门及管道。

3.本方案驱动轴旋转的过程中可带动转杆旋转，从而带动刮板对出气管的进气口内壁进行刮擦防止被四氟化硫气体带出合成腔的硫磺粉末附着在出气管的进气口内壁上而堵塞出气管。

4.本方案通过在支管内部设置挡板以使四氟化硫气体经过装有五氟化碘溶液的接收筒内部，从而使四氟化硫气体中夹带的硫磺粉末与五氟化碘溶液进一步反应而产生四氟化硫，提高硫磺利用率的同时增大四氟化硫产量。

附图说明

图1为本发明的整体结构立体图；

图2为本发明的整体结构半剖立体图；

图3为本发明的反应罐半剖立体图；

图4为本发明的俯视图；

图5为本发明图4中的A-A处剖面图；

图6为本发明图4中的B-B处剖面图；

图7为本发明图2中的C处放大图；

图8为本发明图5中的D处放大图。

图中标号说明：

1、底座；11、支撑台；2、反应罐；21、隔板；22、料腔；23、合成腔；24、下料孔；25、电机；26、加料管；27、驱动轴；271、第二铲板；28、喷管；29、支座；

防堵机构：3、槽口；31、接料斗；32、第一铲板；

输液机构：4、料筒；41、上进液孔；42、下进液孔；43、活塞；44、上进液管；45、下进液管；46、储液筒；47、输液孔；

5、架板；51、供液筒；6、出气管；61、支管；62、挡板；63、接收筒；7、顶杆；71、密封塞；72、支杆；73、套筒；8、转杆；81、第一锥齿轮；82、第二锥齿轮；83、第一固定套；84、刮板；9、凸轮；91、活动杆；92、第二固定套；93、顶块。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-图8，一种四氟化硫的提纯精馏的自动化控制装置，包括底座1，所述底座1上端面四角位置通过支腿固定连接有支撑台11，所述支撑台11上端面中心位置通过支座29固定连接有反应罐2，所述反应罐2内部靠近上方位置固定连接有隔板21，所述隔板21上端面外沿位置环形等距开设有若干个下料孔24，所述隔板21上方形成料腔22，所述隔板21下方形成合成腔23，所述合成腔23的圆筒形腔体内部埋设有电热丝，所述反应罐2上端面固定连接有电机25，所述反应罐2上端面右侧连通有加料管26，所述电机25的输出轴贯穿至料腔22内部并固定连接有驱动轴27，所述驱动轴27下端贯穿至支撑台11下方，所述驱动轴27下端设有输液机构，所述驱动轴27环形外表面靠近隔板21下方位置环形等距固定连接有若干个喷管28，通过所述输液机构将五氟化碘溶液经喷管28喷出；

所述反应罐2底部设有防堵机构，所述防堵机构包括槽口3，所述槽口3前后对称开设在支座29前后两侧，且槽口3上端与反应罐2下端面的水平部分连通，所述槽口3内插接有矩形凹槽结构的接料斗31，且接料斗31与反应罐2的接触位置固定连接有密封垫，所述反应罐2下端面中心位置呈锥形结构，所述驱动轴27环形外表面靠近反应罐2锥形结构位置处左右对称固定连接有与反应罐2下端面形状相匹配的第一铲板32。

接通合成腔23腔体内部的电热丝对合成腔23进行加热，启动电机25带动驱动轴27旋转，输液机构将五氟化碘溶液经喷管28喷入合成腔23内部，而料腔22内的硫磺粉末则经下料孔24下落，提高硫磺粉末与五氟化碘溶液的反应程度，从而提高四氟化硫产量，硫磺粉末与五氟化碘溶液反应生成四氟化硫的同时还会生成碘单质，碘单质会不断积累在合成腔23内部下端面，驱动轴27旋转的过程中会不断带动第一铲板32旋转，合成腔23的内部下端面呈凸起的锥形结构可方便堆积的碘单质被第一铲板32铲入接料斗31内，碘单质不断被第一铲板32铲入接料斗31内从而防止碘单质长时间堆积而堵塞设备阀门和管道，接料斗31滑动插接在槽口3内可在接料斗31接满碘单质时将其抽出槽口3以对接料斗31内的碘单质进行回收再利用。

作为本发明的一种实施方式，参照图2、图3、图5和图6，所述隔板21中心位置呈向上凸起的锥形结构，且驱动轴27环形外表面靠近隔板21锥形结构上端位置处对应下料孔24环形等距固定连接有若干个第二铲板271，所述第二铲板271与隔板21的形状相匹配，所述输液机构包括料筒4，所述料筒4固定连接在底座1上端面中心位置，所述驱动轴27下端贯穿至料筒4内部并与料筒4内部下端面转动连接，所述驱动轴27靠近料筒4内部上端面位置处开设有上进液孔41，所述驱动轴27靠近料筒4下端面位置开设有下进液孔42，所述驱动轴27内部中心位置下端开设有延伸至喷管28位置的输液孔47，所述上进液孔41和下进液孔42均与输液孔47连通，所述喷管28均与输液孔47连通，所述上进液孔41与下进液孔42之间的驱动轴27环形外表面上开设有往复螺纹，且上进液孔41与下进液孔42之间的驱动轴27上螺旋传动连接有活塞43，所述料筒4左侧上端连通有上进液管44，所述料筒4左侧面下端连通有下进液管45，所述支撑台11上端面位于反应罐2左侧固定连接有储液筒46，所述上进液管44与下进液管45分别贯穿至支撑台11上端面并与储液筒46连通。

具体地，初始状态下，第二铲板271的水平部分分别位于下料孔24上端将下料孔24堵住以避免硫磺粉末自动下落，电机25带动驱动轴27旋转的过程中会带动第二铲板271不断旋转，第二铲板271离开下料孔24后硫磺粉末即可自动下落，第二铲板271不断旋转可对堆积在隔板21上的硫磺粉末进行搅动，从而避免硫磺粉末长时间堆积而固结，使得硫磺粉末始终保持松散状态，再配合隔板21向上凸起的锥形结构板体方便了硫磺粉末的下落，当需要补充硫磺时，通过电机25控制第二铲板271转动幅度以使第二铲板271的水平部分将下料孔24堵住，随后可打开加料管26上的密封盖即可向料腔22内部添加硫磺粉末，方便了硫磺的上下料；

在活塞43的左右两侧环形外表面上固定连接有限位块，在料筒4的内壁上对应开设供限位块滑动的限位槽，由于上进液孔41与下进液孔42之间的驱动轴27环形外表面上开设有往复螺纹，活塞43与上进液孔41和下进液孔42之间的驱动轴27螺旋传动连接，使得驱动轴27在旋转的过程中会带动活塞43在上进液孔41与下进液孔42之间的驱动轴27上进行上下来回的往复直线运动，当活塞43向上运动时，上进液孔41和下进液管45内的单向阀均开启，下进液孔42和上进液管44内的单向阀均关闭，使得活塞43上方的五氟化碘溶液被活塞43经上进液孔41压入驱动轴27内部的输液孔47内，而储液筒46内的五氟化碘溶液则通过下进液管45向料筒4内补充，当活塞43运动至靠近上进液孔41时开始向下运动，此时，上进液孔41和下进液管45内的单向阀均关闭，下进液孔42和上进液管44内的单向阀均打开，使得活塞43下方的五氟化碘溶液被活塞43经下进液孔42压入驱动轴27内部的输液孔47内，而储液筒46内的五氟化碘溶液则通过上进液管44向料筒4内补充，当活塞43运动至靠近下进液孔42时开始向上运动，活塞43如此往复，储液筒46内的五氟化碘溶液不断被输送至驱动轴27内的输液孔47内，进入输液孔47的五氟化碘溶液则不断从喷管28喷出，从而与下落的硫磺粉末不断接触反应生成四氟化硫气体，落至合成腔23底部的五氟化碘溶液和硫磺粉末则会被第一铲板32不断搅动，从而提高反应效果，进而提高四氟化硫的产量，同时避免硫磺粉末在合成腔23底部发生堆积而堵塞设备阀门和管道。

作为本发明的一种实施方式，参照图2、图3和图5，所述支撑台11右侧通过支柱固定连接有架板5，所述架板5下端面中心位置固定连接有W形结构的出气管6，所述出气管6左端进气口贯穿至合成腔23内部，所述出气管6的进气口内部设有转杆8，且转杆8环形外表面环形等距固定连接有两个刮板84，所述转杆8靠近驱动轴27的一端固定连接有第一锥齿轮81，所述驱动轴27上固定套设有与第一锥齿轮81啮合的第二锥齿轮82，所述转杆8靠近出气管6进气口位置的环形外表面套设有第一固定套83，所述第一固定套83通过固定杆与合成腔23内壁固定连接。

具体地，驱动轴27不断旋转的过程中会带动第二锥齿轮82不断旋转，从而带动第一锥齿轮81不断旋转，进而带动转杆8不断旋转，由于生成的四氟化硫气体在进入出气管6的过程中硫磺粉末不断下落，从而会携带一部分硫磺粉末，随着四氟化硫的不断排出，其携带的硫磺粉末会堆积在出气管6的进气口内壁上，通过转杆8的不断旋转即可带动刮板84对出气管6的进气口内壁进行刮擦，在转杆8环形外表面环形等距固定连接两个片状的刮板84，既提高刮擦效果，又不影响四氟化硫气体的进入，出气管6的进气口向下倾斜，使得刮落的硫磺粉末会下落至合成腔23内继续与五氟化碘溶液反应，进而提高硫磺的利用率，同时避免硫磺粉末堵塞出气管6

作为本发明的一种实施方式，参照图2至图8，所述出气管6下部两个弯角位置均连通有支管61，所述支管61内部固定连接有挡板62，所述挡板62前后两侧与支管61前后内壁贴合，且挡板62上端面与出气管6弯角位置内部上端面贴合，两个所述支管61的管体内部均埋设有电热丝，且两个支管61的环形外表面均螺纹连接有接收筒63，所述挡板62下端面与接收筒63的内部下端面均留有供五氟化硫气体经过的空隙，所述架板5上端面中心位置固定连接有供液筒51，所述供液筒51下端的出液管呈锥形结构，且供液管的出液管贯穿至出气管6中心位置弯角部分的内部，所述供液筒51的出液管内部设有密封塞71，所述密封塞71下端面中心位置固定连接有顶杆7，所述顶杆7下端贯穿出气管6至靠近支撑台11上端面位置，所述顶杆7下端呈半球形结构，所述支撑台11上端面对应顶杆7前后对称固定连接有两个套筒73，所述顶杆7环形外侧面靠近下端位置前后对称固定连接有两个L性结构的支杆72，所述支杆72的竖直部分分别滑动插接在套筒73内部，且支杆72的竖直部分下端面与套筒73下端面之间通过弹簧弹性连接，所述顶杆7下端左侧设有半球形结构的顶块93，所述顶块93左侧面中心位置固定连接有活动杆91，所述活动杆91左端贯穿至支座29内部，所述支座29内部的驱动轴27环形外表面上固定套设有凸轮9，所述活动杆91左端呈半球形结构，所述活动杆91中心位置的环形外表面套设有第二固定套92，所述第二固定套92通过固定杆与支撑台11上端面固定连接。

具体地，在接收筒63内部装满五氟化碘溶液，接通支管61内部的电热丝对支管61进行加热，进入出气管6内的四氟化硫气体在经过支管61内部时，四氟化硫气体夹带的硫磺粉末会与接收筒63内的五氟化碘溶液继续反应生成四氟化硫气体，支管61内部的挡板62可延长四氟化硫气体通过支管61内部五氟化碘溶液的时间，从而提高吸收硫磺粉末的效果，提高硫磺利用率的同时增大四氟化硫的产量，随着四氟化硫气体的不断经过，接收筒63内的五氟化碘溶液会不断被消耗，而驱动轴27旋转的过程中会带动凸轮9不断旋转，当凸轮9的长轴部分逐渐接触活动杆91左端时，活动杆91会不断被向右推动，从而带动顶块93推动顶杆7，半球形结构的顶块93则方便将顶杆7顶起，同时降低与顶杆7之间的磨损，顶杆7被不断顶起从而不断顶起密封塞71，使得供液筒51内的五氟化碘溶液经供液管分别流入两个接收筒63内，使得接收筒63内的五氟化碘溶液得到间歇式的补充，顶杆7顶起的过程中会带动支杆72向上运动并拉伸弹簧，支杆72始终沿着套筒73做直线运动保证了顶杆7的稳定性，当凸轮9的长轴部分离开活动杆91后活动杆91失去推动力，而顶杆7在供液筒51以及套筒73内部弹簧的共同作用下向下运动复位，使得活动杆91被顶杆7挤压至原位，为下一次向接收筒63内补充五氟化碘溶液做准备，当接收筒63内接满碘单质时可旋动接收筒63，由于接收筒63与支管61的环形外表面螺纹连接，从而方便取下接收筒63以对其内部的碘单质进行回收再利用，将储存四氟化硫气体的钢瓶置于出气管6右端的出气口下方，钢瓶的进气口与出气管6的出气口连通，打开出气管6出气口位置的阀门即可将四氟化硫气体不断充装置钢瓶内，通过接收筒63内五氟化碘溶液将四氟化硫气体中夹带的硫磺粉末吸收，可避免排出的四氟化硫气体中夹带的硫磺粉末将阀门堵住。

工作原理：接通合成腔23腔体内部的电热丝对合成腔23进行加热，启动电机25带动驱动轴27旋转，输液机构将五氟化碘溶液经喷管28喷入合成腔23内部，而料腔22内的硫磺粉末则经下料孔24下落，提高硫磺粉末与五氟化碘溶液的反应程度，从而提高四氟化硫产量，硫磺粉末与五氟化碘溶液反应生成四氟化硫的同时还会生成碘单质，碘单质会不断积累在合成腔23内部下端面，驱动轴27旋转的过程中会不断带动第一铲板32旋转，合成腔23的内部下端面呈凸起的锥形结构可方便堆积的碘单质被第一铲板32铲入接料斗31内，碘单质不断被第一铲板32铲入接料斗31内从而防止碘单质长时间堆积而堵塞设备阀门和管道，接料斗31滑动插接在槽口3内可在接料斗31接满碘单质时将其抽出槽口3以对接料斗31内的碘单质进行回收再利用。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。