專利名稱：高剪力相向旋轉(zhuǎn)攪拌反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于化工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，更明確地說涉及高剪力相向旋轉(zhuǎn)攪拌反應(yīng)器的設(shè)計(jì)。
背景技術(shù)：
目前的攪拌反應(yīng)器，當(dāng)其中有難以破碎的高粘度大塊物料參與反應(yīng)時(shí)，由于攪拌反應(yīng)器自身結(jié)構(gòu)的原因，難以將高粘度大塊物料破碎，使其與其它物料混合、反應(yīng)。因此，通常必須先將這些高粘度大塊物料用專用設(shè)備予以破碎，再將已破碎好的物料放入攪拌反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)。這樣不但增加了工序、設(shè)備、投資、能耗、人力和廠房，而且還易導(dǎo)致環(huán)境污染。另外，生產(chǎn)效率也大大降低。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的，就在于克服上述缺點(diǎn)和不足，提供一種可使高粘度大塊物料在同一攪拌反應(yīng)器中被破碎，并快速、充分地與其它物料混合、反應(yīng)，簡化了工序、縮短了加工時(shí)間，節(jié)省了投資和人力，降低了消耗，減少了環(huán)境污染的高剪力相向旋轉(zhuǎn)攪拌反應(yīng)器。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型包括殼體、安裝在殼體上的上蓋、安裝在上蓋或殼體上的進(jìn)料口、安裝在殼體底部的卸料口、安裝在上蓋或殼體上的測壓裝置和測溫裝置和安全裝置、以支撐裝置安裝在上蓋和殼體中帶有槳葉的攪拌槳以及安裝在攪拌槳端部的電機(jī)及傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置。帶有槳葉的攪拌槳有兩個(gè)，兩個(gè)攪拌槳相向旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速相同或者不相同。其中一個(gè)攪拌槳的上部為右旋長槳葉、下部為左旋短槳葉，另一個(gè)攪拌槳的上部為左旋短槳葉、下部為右旋長槳葉。上部和下部槳葉的截面一側(cè)為側(cè)凹面，另一側(cè)為側(cè)凸面。
殼體的橫剖面形狀可為葫蘆形，殼體內(nèi)帶有橫剖面形狀同樣為葫蘆形的夾套。這種結(jié)構(gòu)使反應(yīng)器內(nèi)腔的橫剖面亦為葫蘆形，可避免物料堆積在其中部兩側(cè)，形成死角，有利于物料的混合。殼體上帶有可以將加熱或冷卻介質(zhì)導(dǎo)入殼體及其夾套間隙中的進(jìn)口和出口。
攪拌槳帶有的槳葉可為兩個(gè)或多個(gè)。兩個(gè)攪拌槳帶有的槳葉的形狀、大小、長度、螺旋方向及螺旋角大小可以相同或者不相同。
攪拌槳的兩端與上蓋、殼體之間均安裝著密封裝置，避難物料泄漏。
攪拌槳及其槳葉還可以為連通的中空結(jié)構(gòu)，攪拌槳端部帶有可導(dǎo)入、導(dǎo)出加熱或冷卻介質(zhì)的旋轉(zhuǎn)接頭。旋轉(zhuǎn)接頭可導(dǎo)入、導(dǎo)出加熱或冷卻介質(zhì)，以加熱或冷卻參與混合、反應(yīng)的物料，提高生產(chǎn)效率。
攪拌反應(yīng)器的進(jìn)料口和卸料口均安裝有密封裝置。密封裝置可以是密封蓋，也可以是閥門等等。進(jìn)、卸料時(shí)打開，停止進(jìn)、卸料時(shí)關(guān)閉。
兩個(gè)攪拌槳相向旋轉(zhuǎn)，槳葉上各點(diǎn)的線速度不同，出現(xiàn)不同的速比。兩個(gè)攪拌槳相對槳葉之間的距離較小，速度梯度較大，因此物料在兩攪拌槳槳葉之間受到的剪切力很大，高粘度大塊物料迅速被破碎。與此同時(shí)，攪拌槳旋轉(zhuǎn)時(shí)，槳葉與反應(yīng)器內(nèi)腔壁之間的間隙較小且不斷發(fā)生變化，從大到小又從小到大，物料在間隙中也受到強(qiáng)烈剪切，進(jìn)而加速了高粘度大塊物料的破碎與混合、反應(yīng)。又由于槳葉具有適當(dāng)?shù)穆菪?，攪拌槳在旋轉(zhuǎn)時(shí)，物料不僅作圓周運(yùn)動(dòng)，同時(shí)還作復(fù)雜的軸向、徑向運(yùn)動(dòng)，各種物料的混合反應(yīng)當(dāng)然迅速而又充分。
與同向旋轉(zhuǎn)攪拌反應(yīng)器相比，本實(shí)用新型反應(yīng)器內(nèi)腔壁的磨損較輕。因?yàn)閮蓚€(gè)攪拌槳相向旋轉(zhuǎn)，更多的破碎工作會(huì)在兩個(gè)攪拌槳之間進(jìn)行。
本實(shí)用新型采用獨(dú)特結(jié)構(gòu)的一對相向旋轉(zhuǎn)帶有槳葉的攪拌槳，配以葫蘆形的反應(yīng)器內(nèi)腔，使參與反應(yīng)的高粘度大塊物料在兩個(gè)攪拌槳之間以及兩個(gè)攪拌槳槳葉與反應(yīng)器內(nèi)腔壁之間受到高剪切力。該高剪切力超過其破碎所需的應(yīng)力，于是將高粘度大塊物料破碎。與此同時(shí)，被破碎后的物料快速、充分地與其它物料混合、反應(yīng)。因此，本實(shí)用新型省略了單獨(dú)的破碎工序和破碎設(shè)備，縮短了加工時(shí)間，節(jié)省了投資和人力，降低了消耗，減少了環(huán)境污染，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。它可廣泛應(yīng)用于各種物料的攪拌反應(yīng)中。


圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖2為實(shí)施例2其橫剖面圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1。一種高剪力相向旋轉(zhuǎn)攪拌反應(yīng)器，如圖1所示。但其殼體及其夾套、攪拌漿及其漿葉的橫剖結(jié)構(gòu)參閱圖2。它包括殼體1、安裝在殼體1上的上蓋3、安裝在上蓋3上的進(jìn)料口9、安裝在殼體1底部的卸料口13、安裝在上蓋3上的測壓裝置10和測溫裝置11、安裝在殼體1上部的安全裝置12、以支撐裝置7安裝在上蓋3和殼體1中帶有槳葉15的攪拌槳以及安裝在攪拌槳端部的電機(jī)及傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置8。2為反應(yīng)器內(nèi)腔。帶有槳葉15的攪拌槳有4和5兩個(gè)，兩個(gè)攪拌槳4和5相向旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速相同。其中一個(gè)攪拌槳4的上部為右旋長槳葉20、下部為左旋短槳葉21，另一個(gè)攪拌槳5的上部為左旋短槳葉21、下部為右旋長槳葉20。上部和下部槳葉15的截面一側(cè)為側(cè)凹面，另一側(cè)為側(cè)凸面。
殼體1的橫剖面形狀為葫蘆形，殼體1內(nèi)帶有橫剖面形狀同樣為葫蘆形的夾套16。這種結(jié)構(gòu)使反應(yīng)器內(nèi)腔2的橫剖面亦為葫蘆形，有利于物料的混合。殼體1上帶有可以將加熱或冷卻介質(zhì)導(dǎo)入殼體1及其夾套16的間隙中的進(jìn)口17和出口18。
攪拌槳4和5帶有的槳葉15各為兩個(gè)。兩個(gè)攪拌槳4和5帶有的槳葉15的形狀、大小、長度、螺旋方向及螺旋角大小相同。攪拌槳4和5的兩端與上蓋3、殼體1之間均安裝著密封裝置6，以避免物料泄漏。
攪拌槳4和5及其槳葉15為連通的中空結(jié)構(gòu)，攪拌槳4和5端部帶有可導(dǎo)入或?qū)С黾訜峄蚶鋮s介質(zhì)的旋轉(zhuǎn)接頭14。旋轉(zhuǎn)接頭14可導(dǎo)入、導(dǎo)出加熱或冷卻介質(zhì)，以加熱或冷卻參與混合、反應(yīng)的物料，提高生產(chǎn)效率。
攪拌反應(yīng)器的進(jìn)料口9和卸料口13均安裝有密封裝置，密封裝置是一種密封蓋19。電機(jī)及傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置8包含一級齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)23。
實(shí)施例2。一種高剪力相向旋轉(zhuǎn)攪拌反應(yīng)器，如圖2所示。其兩個(gè)攪拌槳4和5分別以不同的轉(zhuǎn)速n1和n2相向旋轉(zhuǎn)。每一個(gè)攪拌槳4和5上各有4個(gè)槳葉。其一個(gè)攪拌槳4上部為右旋長槳葉20，其長度L1＝0.6L(L為攪拌槳4亦即5的長度)、螺旋角為α1；下部為左旋短槳葉21，其長度L2＝0.42L、螺旋角為α2；中部設(shè)置兩個(gè)柱形槳葉22。長、短槳葉20和21的起始位置分別為攪拌槳4的上、下端部，向中間延伸，起始位置相錯(cuò)180°。另一個(gè)攪拌槳5則相反，其上部為同樣的左旋短槳葉21，下部為同樣的右旋長槳葉20。由于螺旋槳葉的推力作用，迫使反應(yīng)器下部的物料向上運(yùn)動(dòng)、上部的物料向下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)還進(jìn)行徑向運(yùn)動(dòng)。長、短槳葉20和21的截面形狀可以有多種，本實(shí)施例中一個(gè)為側(cè)凹面，另一個(gè)為側(cè)凸面。當(dāng)攪拌槳旋轉(zhuǎn)時(shí)，凸面與反應(yīng)器的內(nèi)腔壁的間隙逐漸變小，物料所受的擠壓力越來越大，迫使物料通過槳葉頂端與反應(yīng)器的內(nèi)腔壁的間隙a受到剪切。物料通過間隙后，由于槳葉的另一側(cè)為凹面，使內(nèi)腔壁與槳葉之間的空間突然增大，物料呈紊流狀態(tài)，便于混合。為增強(qiáng)攪拌槳中部物料的紊流狀態(tài)，使物料更充分地混合，在每個(gè)攪拌槳中部設(shè)置兩個(gè)柱形槳葉22。設(shè)置兩個(gè)柱形槳葉22的位置也相差180°。反應(yīng)器的內(nèi)腔為近似的葫蘆形，可避免物料堆積在其中部兩側(cè)，形成死角，有利于物料的混合。攪拌反應(yīng)中，根據(jù)加工工藝要求，可向中空的攪拌槳及其槳葉中以及殼體及其夾套的間隙中導(dǎo)入、導(dǎo)出加熱或冷卻的介質(zhì)，以促進(jìn)反應(yīng)，提高效率。
實(shí)施例2的其余結(jié)構(gòu)同實(shí)施例1。兩個(gè)攪拌槳及其槳葉的旋轉(zhuǎn)方向以及物料的運(yùn)動(dòng)方向如圖中箭頭所示。
實(shí)施例1和實(shí)施例2可使高粘度大塊物料在同一反應(yīng)器中被破碎并快速充分與其它物料混合、反應(yīng)。工序簡化、效率高、消耗低，節(jié)省投資和人力，減少了環(huán)境污染。可廣泛應(yīng)用于各種物料的攪拌反應(yīng)中。
權(quán)利要求1.一種高剪力相向旋轉(zhuǎn)攪拌反應(yīng)器，它包括殼體、安裝在殼體上的上蓋、安裝在上蓋或殼體上的進(jìn)料口、安裝在殼體底部的卸料口、安裝在上蓋或殼體上的測壓裝置和測溫裝置和安全裝置、以支撐裝置安裝在上蓋和殼體中帶有槳葉的攪拌槳以及安裝在攪拌槳端部的電機(jī)及傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于所說的帶有槳葉的攪拌槳有兩個(gè)，兩個(gè)攪拌槳相向旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速相同或者不相同，其中一個(gè)攪拌槳的上部為右旋長槳葉、下部為左旋短槳葉，另一個(gè)攪拌槳的上部為左旋短槳葉、下部為右旋長槳葉，上部和下部槳葉的截面一側(cè)為側(cè)凹面，另一側(cè)為側(cè)凸面。
2.按照權(quán)利要求1所述的高剪力相向旋轉(zhuǎn)攪拌反應(yīng)器，其特征在于所說的殼體的橫剖面形狀為葫蘆形，殼體內(nèi)帶有橫剖面形狀同樣為葫蘆形的夾套，殼體上帶有可以將加熱或冷卻介質(zhì)導(dǎo)入殼體及其夾套間隙中的進(jìn)口和出口。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的高剪力相向旋轉(zhuǎn)攪拌反應(yīng)器，其特征在于所說的攪拌槳帶有的槳葉為兩個(gè)或多個(gè)，兩個(gè)攪拌槳帶有的槳葉的形狀、大小、長度、螺旋方向及螺旋角大小可以相同或者不相同。
4.按照權(quán)利要求3所述的高剪力相向旋轉(zhuǎn)攪拌反應(yīng)器，其特征在于所說的攪拌槳的兩端與上蓋、殼體之間均安裝著密封裝置。
5.按照權(quán)利要求4所述的高剪力相向旋轉(zhuǎn)攪拌反應(yīng)器，其特征在于所說的攪拌槳及其槳葉為連通的中空結(jié)構(gòu)，攪拌槳端部帶有可導(dǎo)入或?qū)С黾訜峄蚶鋮s介質(zhì)的旋轉(zhuǎn)接頭。
6.按照權(quán)利要求5所述的高剪力相向旋轉(zhuǎn)攪拌反應(yīng)器，其特征在于所說的進(jìn)料口和卸料口均安裝有密封裝置。
專利摘要一種高剪力相向旋轉(zhuǎn)攪拌反應(yīng)器，屬于化工設(shè)備。它包括殼體、上蓋、進(jìn)料口、卸料口、攪拌槳、電機(jī)及傳動(dòng)裝置等。攪拌槳有兩個(gè)，相向旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速相同或不同。一個(gè)的上部帶右旋長槳葉、下部帶左旋短槳葉，另一個(gè)相反。上、下部槳葉的截面一側(cè)為側(cè)凹面，另一側(cè)為側(cè)凸面。殼體帶夾套，橫剖面均為葫蘆形。殼體帶進(jìn)、出口，可將加熱或冷卻介質(zhì)導(dǎo)入、導(dǎo)出二者的間隙中。槳葉可為兩個(gè)或多個(gè)。攪拌槳及槳葉可為中空結(jié)構(gòu)，攪拌槳端部帶可導(dǎo)入、導(dǎo)出加熱或冷卻介質(zhì)的旋轉(zhuǎn)接頭。它可使高粘度大塊物料在同一反應(yīng)器中被破碎并快速充分與其它物料混合反應(yīng)。工序簡化、高效、消耗，節(jié)省投資和人力，減少了環(huán)境污染?？蓮V泛應(yīng)用于各種物料的攪拌反應(yīng)中。
文檔編號B01J19/18GK2708996SQ200420039610
公開日2005年7月13日 申請日期2004年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月31日
發(fā)明者姜暉瓊, 范軍領(lǐng), 張慧英, 尤少彥 申請人:青島科技大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所