一种氮气保护型防氧化防变色结晶切片机：解决化工行业痛点，实现安全环保与智能化生产

专利号：ZL 2020 2 0643828 X

专利权人：无锡市伟杰环化设备制造有限公司 发明人：吴伟光

一、 摘要

在石油、化工、油脂及制药等行业中，物料的冷凝结晶切片是常见生产环节。传统切片机存在一个长期未解的难题：高温物料在切片过程中与空气接触，易发生氧化变色，严重影响产品品质。对于某些特定化学品，与空气接触甚至存在易燃、易爆的安全风险。此外，异味逸散和粉尘飞扬也带来了环保与现场工况的困扰。

针对上述问题，本实用新型提供了一种采用微正压氮气保护的全封闭式结晶切片机（结片机）。其核心创新在于：

1.  隔绝氧化：通过氮气形成保护层，彻底杜绝物料与空气接触，从根本上解决氧化变色问题。

2.  本质安全：利用氮气的惰性特性，有效消除易燃易爆物料的燃爆风险。

3.  绿色环保：全封闭设计配合除尘装置，完美解决异味与粉尘污染，改善车间环境。

4.  增效节能：流动的低温氮气在提供保护的同时，对物料实现二次冷却，加速结晶，提升产量。

5.  智能运行：结合自动化控制系统与自动出料系统，基本实现装置无人化、智能化操作。

二、 技术方案**

本装置整体采用“上直、中圆、下椎”的独创结构设计，实现了从进料到出料的全流程氮气保护与高效冷却。

1. 整体结构布局

上部（直筒段）：设有加热进料槽、可调节厚薄刀片，防止物料因低温凝固。槽口采用四氟乙烯板与滚筒柔性连接，避免摩擦损伤。

中部（圆筒段）：核心为精密抛光的不锈钢冷却滚筒，内部采用螺旋式水冷流道，流速高、冷却效率好。轴封采用填料密封，确保氮气环境稳定。

下部（锥体段）：作为成品料仓，可暂存约1小时产量的片料。底部接入氮气补气管，氮气自下而上均匀扩散，实现物料接触式冷却并稀释热量。

2. 核心部件与系统

刮刀系统：采用对夹式多刀片设计，强度高、刮料均匀。两端由铜套及填料密封，保证系统气密性，并设有可开启检修孔便于维护。

微正压排气系统：顶部配备袋式除尘器和自动排气阀。当腔内压力达到0.05MPa时自动排气，粉尘被除尘袋截留，洁净气体接入外部废气管道。

螺旋出料系统：锥体底部连接螺旋输送机，两端采用机械密封。出口设插板阀，可按设定时间（如每小时）间隙出料，直接对接包装机或人工装袋。

观察与清洗系统：在顶部、侧面、下部均设置观察孔，便于监控切片状态。刮刀及料槽处预留蒸汽/氮气吹扫口，并设检修口，方便定期清理维护。

3. 智能温控与自动化运行

利用“热气上升、冷气下沉”原理，在装置顶部和底部分别设置温度探头，并通过PLC实现全自动控制：

预热阶段：若腔体温度低于物料凝固点，系统自动启动氮气加热与料槽加热，防止物料凝固。

运行阶段：温度达标后，停止预热，启动冷却滚筒。随着物料进入，腔体温度升高，PLC自动调节氮气进气阀与冷却水流量，维持最佳结晶温度。

出料控制：切片运行至设定时间后，出料系统自动开启，完成批次出料。

三、 技术效果

A. 防氧化变色，品质更优

氮气保护完全隔离空气，彻底解决了物料在切片过程中因氧化导致的变色问题，满足需隔绝空气生产的特殊工艺要求。

B. 本质安全，运行更稳

依赖氮气的惰性特质，从源头上消除了化工物料易燃、易爆的安全隐患，尤其适用于危化品生产场景。

C. 绿色环保，环境更好

全封闭微正压操作，结合高效除尘与废气接入设计，有效控制了异味和粉尘的外泄，显著改善车间环境，符合严苛的环保标准。

D. 双重冷却，产量更高

低温氮气在保护物料的同时，与滚筒冷却水形成内外协同的“双冷效应”，大幅提升冷却结晶效率，缩短周期。对于凝固点低于40℃的物料，尤其有助于降低对冷冻水的依赖。

E. 自动运行，成本更低

通过与自动进料阀、自动包装机联动，配合PLC控制系统，基本实现无人化值守操作，有效节省人力成本，提升综合生产效益。