一种专门用于天然沥青脱水烘干的实验设备

技术领域

本发明涉及实验室用天然沥青脱水加工技术领域，更具体地说，涉及一种专门用于天然沥青脱水烘干的实验设备。

背景技术

天然沥青又称地沥青或矿物沥青，石油的转化产物。石油原油渗透到地面，其中轻质组分被蒸发，进而在日光照射下被空气中的氧气氧化，再经聚合而成为沥青矿物。主要由沥青质、树脂等胶质，以及少量的金属和非金属等其他矿物杂质组成。这种沥青大都经过天然蒸发、氧化，一般已不含有任何毒素。天然沥青是一种特殊的热敏性物料，在脱水烘干后产生一定量的油水混合物、烷类气体。

在进行天然沥青的脱水烘干作业时，需要使用对应的天然沥青的烘干脱水设备，以进行脱水烘干作业。

基于上述：

①目前市场上使用的烘干加热设备体型庞大，且大多采用丙烷、天然气或液化气进行加热，在实际加热时，其温度不易控制，且天然沥青在加热后会产生烷类等易燃易爆的气体，存在一定的安全隐患，这样难以适应于实验室环境；

②在天然沥青加热时，其产生的油水混合物极易产生回流现象，当回流的油水混合物与物料接触后，极易产生结块，最终影响脱水后天然沥青的品质。

于是，有鉴于此，针对现有的结构予以研究改良，提供一种专门用于天然沥青脱水烘干的实验设备，以期达到更具有更加实用价值性的目的。

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专门用于天然沥青脱水烘干的实验设备，它可以对脱水时产生的易燃易爆等气体得到冷凝和集中处理，保证了天然沥青在脱水烘干时的安全性，可有效适应于当前的实验环境，同时，可有效降低油水混合物的回流程度，进而避免出现因油水混合物产生的结块现象，保证了脱水后的天然沥青的最终品质。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种专门用于天然沥青脱水烘干的实验设备，包括承载平台，所述承载平台上固定有冷凝箱、储藏罐、加热仓和调控台，所述冷凝箱的其中一个输出口通过管路与储藏罐连接，所述冷凝箱与加热仓之间设置有缓存罐，并通过管路形成连接；

所述冷凝箱固定在承载平台的顶端一边侧，所述冷凝箱的侧面一端固定设置有进水口，所述冷凝箱的侧面另一端固定设置有冷凝水出水口，所述冷凝箱的另一个输出口通过管路连接有缓存罐，所述进水口和冷凝水出水口的出口朝向均朝下；

所述储藏罐固定在承载平台的顶端一侧的一端，所述储藏罐的其中一个输出口为不凝汽出口，并在不凝汽出口处通过管路连接有储水罐，所述储藏罐的其中一个输出口为排出口，所述储藏罐的正上方固定设置有压力表；

所述加热仓固定在承载平台的顶端且靠近中部的位置，所述加热仓的中心轴一端固定连接有支撑轴，所述支撑轴的侧面设置有带轴承右向支撑底座，所述加热仓的中心轴另一端固定设置有导料管，所述导料管的侧面设置有带轴承左向支撑底座，所述加热仓的侧面固定设置有第一温度计；

所述调控台固定在承载平台的顶端一侧的一端，所述调控台上的操作部分包括带防护罩的温度调节旋钮和带防护罩的转速调节旋钮，所述带防护罩的温度调节旋钮和带防护罩的转速调节旋钮分别设置在调控台的顶端两侧，所述调控台上的显示部分包括电热套温度显示表，所述电热套温度显示表设置在调控台的顶端一侧中部，所述调控台的边侧固定设置有主电源线；

所述缓存罐的侧面设置有导通管路，并通过导通管路与导料管固定，所述导通管路上固定设置有第二温度计。

进一步的，所述承载平台为5mm厚度的钢板结构，且所述承载平台的底端四周固定设置有滚轮和水平调节螺纹杆，所述承载平台的上表面的对角处均固定设置有水平尺。

进一步的，所述储水罐的顶部固定设置有排气口，并通过排气口固定连接有排气管路；

所述储水罐的侧面固定设置有储存水出水口，所述储存水出水口的出口朝向朝下。

进一步的，所述储藏罐的侧面中部设置有透明玻璃板结构，并在透明玻璃板结构上固定设置有刻度线。

进一步的，靠近所述加热仓的外侧设置有电加热套，所述电加热套与承载平台的顶端固定；

所述电加热套的外侧固定设置有第一数据电源线，并通过第一数据电源线与调控台进行信号连接。

进一步的，所述导料管上，且位于所述加热仓和带轴承左向支撑底座之间，设置有密封活接头，所述导料管上，且位于所述缓存罐和带轴承左向支撑底座之间，设置有密封轴承。

进一步的，所述导料管上，且位于密封轴承和带轴承左向支撑底座之间，固定设置有大齿圈，所述大齿圈上啮合连接有链条，并通过链条传动连接有小齿圈，所述承载平台上固定设置有可调速小型电机，所述可调速小型电机的输出端通过联轴器与小齿圈传动连接；

所述可调速小型电机与调控台之间连接有第二数据电源线。

进一步的，所述缓存罐的顶端与冷凝箱的侧面之间设置有U形管路，所述缓存罐远离导料管的一端固定设置有出渣管路，所述出渣管路的出口朝向朝下。

进一步的，所述缓存罐的底部固定设置有带阀门的排渣口，所述排渣口的出口朝向朝下。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

①本方案，在进行实验环境下的天然沥青的脱水烘干时，整个装置由承载平台、冷凝箱、储藏罐、加热仓、调控台和缓存罐，保证了整个烘干脱水过程中的密封，其中，脱水时产生的易燃易爆等气体得到冷凝和集中处理，保证了天然沥青在脱水烘干时的安全性，可有效适应于当前的实验环境；

②本方案，在进行实验环境下的天然沥青的脱水烘干时，利用加热空气的方法，在烘干的同时，可将产生的油水混合物进行带出，而油水混合物在缓冲罐中进行冷却，并在缓冲罐中排出，且天然沥青的脱水烘干为持续的加热过程，可有效降低油水混合物的回流程度，进而避免出现因油水混合物产生的结块现象，保证了脱水后的天然沥青的最终品质。

附图说明

图1为本发明的实验设备的俯视平面结构示意图；

图2为本发明的承载平台的侧视平面结构示意图；

图3为本发明的冷凝箱的俯视平面结构示意图；

图4为本发明的储藏罐的俯视平面结构示意图；

图5为本发明的储藏罐的立体结构示意图；

图6为本发明的加热仓的俯视平面结构示意图；

图7为本发明的调控台的俯视平面结构示意图；

图8为本发明的缓存罐的俯视平面结构示意图。

图中标号说明：

1、承载平台；

101、滚轮；102、水平调节螺纹杆；103、水平尺；

2、冷凝箱；

201、进水口；202、冷凝水出水口；

3、储藏罐；

301、不凝汽出口；

302、储水罐；3021、排气口；3022、排气管路；3023、储存水出水口；

303、排出口；304、压力表；305、刻度线；

4、加热仓；401、支撑轴；402、带轴承右向支撑底座；

403、导料管；4031、密封活接头；4032、密封轴承；4033、大齿圈；4034、链条；4035、小齿圈；4036、可调速小型电机；4037、第二数据电源线；

404、带轴承左向支撑底座；405、第一温度计；406、电加热套；4061、第一数据电源线；

5、调控台；501、带防护罩的温度调节旋钮；502、带防护罩的转速调节旋钮；503、电热套温度显示表；504、主电源线；

6、缓存罐；601、导通管路；602、第二温度计；603、U形管路；604、出渣管路；605、排渣口。

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、完整的描述；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。

实施例1：

请参阅图1-8，一种专门用于天然沥青脱水烘干的实验设备，包括承载平台1，承载平台1上固定有冷凝箱2、储藏罐3、加热仓4和调控台5，冷凝箱2的其中一个输出口通过管路与储藏罐3连接，冷凝箱2与加热仓4之间设置有缓存罐6，并通过管路形成连接；

在该设备进行天然沥青脱水烘干的实验时，由调控台5进行统一控制，首先将待脱水的天然沥青投入加热仓4中，利用加热效果，将油水气排出到缓存罐6中，水汽流入冷凝箱2中冷凝，而油水混合物在缓存罐6中固结，并由缓存罐6排出，冷凝后的水汽流入储藏罐3储藏，以便于后续使用，这样即可完成天然沥青的脱水烘干的流程，并实现对脱水时产生的油水气的有效处理。

具体的，承载平台1为5mm厚度的钢板结构，且承载平台1的底端四周固定设置有滚轮101和水平调节螺纹杆102，承载平台1的上表面的对角处均固定设置有水平尺103。

钢板结构具有较好的承重效果，滚轮101有利用进行承载平台1的移动，水平调节螺纹杆102和水平尺103配合使用，可调节承载平台1的上表面的水平度，保证位置承载平台1上的设备处于同一个水平面。

实施例2：

基于上述实施例1，作进一步描述。

请参阅图3，冷凝箱2固定在承载平台1的顶端一边侧，冷凝箱2的侧面一端固定设置有进水口201，冷凝箱2的侧面另一端固定设置有冷凝水出水口202，冷凝箱2的另一个输出口通过管路连接有缓存罐6，进水口201和冷凝水出水口202的出口朝向均朝下；

请参阅图4和图5，储藏罐3固定在承载平台1的顶端一侧的一端，储藏罐3的其中一个输出口为不凝汽出口301，并在不凝汽出口301处通过管路连接有储水罐302，储藏罐3的其中一个输出口为排出口303，储藏罐3的正上方固定设置有压力表304；

具体的，储水罐302的顶部固定设置有排气口3021，并通过排气口3021固定连接有排气管路3022；

在储水罐302中通入水分时，通过排气口3021和排气管路3022，将储水罐302中的空气排出，以便于为水体进入储水罐302提供空间。

储水罐302的侧面固定设置有储存水出水口3023，储存水出水口3023的出口朝向朝下。

通过储存水出水口3023可取用储水罐302中的过多的水体，进而便于实现天然沥青脱水后的水体的再次利用。

具体的，储藏罐3的侧面中部设置有透明玻璃板结构，并在透明玻璃板结构上固定设置有刻度线305。

利用刻度线305，可较为直观的观察储藏罐3中储存的水体液位，进而便于根据液位判定后续对储藏罐3的操作。

请参阅图6，加热仓4固定在承载平台1的顶端且靠近中部的位置，加热仓4的中心轴一端固定连接有支撑轴401，支撑轴401的侧面设置有带轴承右向支撑底座402，加热仓4的中心轴另一端固定设置有导料管403，导料管403的侧面设置有带轴承左向支撑底座404，加热仓4的侧面固定设置有第一温度计405；

具体的，靠近加热仓4的外侧设置有电加热套406，电加热套406与承载平台1的顶端固定；

电加热套406的外侧固定设置有第一数据电源线4061，并通过第一数据电源线4061与调控台5进行信号连接。

电加热套406与加热仓4之间的空隙距离为5mm，且在加热仓4使用过程中，加热仓4为持续旋转状态，而电加热套406始终为固定不动的状态，在加热时，调控台5通过第一数据电源线4061控制电加热套406发热，这样便于对加热仓4进行持续均匀的加热。

具体的，导料管403上，且位于加热仓4和带轴承左向支撑底座404之间，设置有密封活接头4031，导料管403上，且位于缓存罐6和带轴承左向支撑底座404之间，设置有密封轴承4032。

利用密封活接头4031和密封轴承4032，增强导料管403与导通管路601之间连接时的密封性。

具体的，导料管403上，且位于密封轴承4032和带轴承左向支撑底座404之间，固定设置有大齿圈4033，大齿圈4033上啮合连接有链条4034，并通过链条4034传动连接有小齿圈4035，承载平台1上固定设置有可调速小型电机4036，可调速小型电机4036的输出端通过联轴器与小齿圈4035传动连接；

可调速小型电机4036与调控台5之间连接有第二数据电源线4037。

调控台5通过第二数据电源线4037，控制可调速小型电机4036转动，此时，小齿圈4035、链条4034和大齿圈4033之间形成传动关系，最终可控制导料管403转动；

在传动时，小齿圈4035与大齿圈4033的传动比为1：N，且N＜1，即代表小齿圈4035转多圈，而大齿圈4033转一圈，这样可控制大齿圈4033和导料管403以较低的速度进行持续性匀速转动。

请参阅图7，调控台5固定在承载平台1的顶端一侧的一端，调控台5上的操作部分包括带防护罩的温度调节旋钮501和带防护罩的转速调节旋钮502，带防护罩的温度调节旋钮501和带防护罩的转速调节旋钮502分别设置在调控台5的顶端两侧，调控台5上的显示部分包括电热套温度显示表503，电热套温度显示表503设置在调控台5的顶端一侧中部，调控台5的边侧固定设置有主电源线504；

请参阅图8，缓存罐6的侧面设置有导通管路601，并通过导通管路601与导料管403固定，导通管路601上固定设置有第二温度计602。

具体的，缓存罐6的顶端与冷凝箱2的侧面之间设置有U形管路603，缓存罐6远离导料管403的一端固定设置有出渣管路604，出渣管路604的出口朝向朝下。

利用U形管路603，实现缓存罐6向冷凝箱2中导出青提，然后，通过出渣管路604，可排出缓存罐6中存在的大部分的油水混合物。

具体的，缓存罐6的底部固定设置有带阀门的排渣口605，排渣口605的出口朝向朝下。

利用带阀门的排渣口605，可排出缓存罐6内部难以清除的油水混合物，避免固渣对缓存罐6造成堵塞。

实施例3：

基于上述实施例1和实施例2，作进一步描述。

请参阅图1-8，在整个装置投入使用时：

首先，利用滚轮101，进行承载平台1的移动，水平调节螺纹杆102和水平尺103配合使用，可调节承载平台1的上表面的水平度，保证位置承载平台1上的设备处于同一个水平面；

在工作时，整个设备由调控台5进行统一控制，调控台5由主电源线504供电，通过转动带防护罩的温度调节旋钮501和带防护罩的转速调节旋钮502，控制对应的电加热套406的温度值和可调速小型电机4036的转速值，并在电热套温度显示表503上显示加热结果；

在加热仓4内部，将待烘干脱水的天然沥青放入其中，利用带轴承右向支撑底座402和带轴承左向支撑底座404，形成支撑轴401、加热仓4和导料管403的同步自由转动，然后调控台5通过第二数据电源线4037，控制可调速小型电机4036转动速度，此时，小齿圈4035、链条4034和大齿圈4033之间形成传动关系，最终控制导料管403转动，同时，调控台5通过第一数据电源线4061控制电加热套406发热，这样便于对加热仓4进行持续均匀的加热；

在加热过程中，天然沥青中脱出的水和油水混合物经过导料管403和导通管路601，进入到缓存罐6中，然后通过U形管路603，缓存罐6向冷凝箱2中导出气体，通过出渣管路604，可排出缓存罐6中存在的大部分的油水混合物，通过带阀门的排渣口605，可排出缓存罐6内部难以清除的油水混合物，避免固渣对缓存罐6造成堵塞；

气体达到冷凝箱2后，由进水口201导入冷凝水，由冷凝水出水口202导出冷凝水，实现气体的冷凝作业；

冷凝后的水体流入储藏罐3中，其中储藏罐3中的不凝汽和部分液体从不凝汽出口301排出到储水罐302中，并由排气口3021和排气管路3022排出气体，由储存水出水口排3023出水体，储藏罐3中的剩余液体，由排出口303排出，在储藏罐3中存入水体和排出水体时，根据压力表304和刻度线305判定储藏罐3内部的储水量，便于水体的及时取出，保证储藏罐3内部有足够的储水空间；

这样即可完成单次的天然沥青的脱水烘干，并实现了气体的冷凝回收和油水混合物的处理。

首先将待脱水的天然沥青投入加热仓4中，利用加热效果，将油水气排出到缓存罐6中，水汽流入冷凝箱2中冷凝，而油水混合物在缓存罐6中固结，并由缓存罐6排出，冷凝后的水汽流入储藏罐3储藏，以便于后续使用，这样即可完成天然沥青的脱水烘干的流程，并实现对脱水时产生的油水气的有效处理。

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。