CN101596438A - 适于变物性介质搅拌的可调式双轴反应釜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适于变物性介质搅拌的可调式双轴反应釜。在釜体外侧焊有螺旋状加热半圆管夹套，半圆管夹套的上下两端分别设有蒸汽进口和冷凝水出口；釜体顶部设置上搅拌系统，由上传动系统驱动旋转，并通过机械密封与釜体实现密闭；釜体底部设置下搅拌系统，由下传动系统驱动旋转，并通过釜底机械密封与釜体的密闭；釜体上下封头分别设有有进、出料口。上搅拌系统适合物料粘度较低的反应前期，下搅拌系统适合物料粘度较高的反应中后期。上下搅拌系统通过一个延时继电器控制两者的自动切换。灵活可调，尤其能适应粘度变化较大的聚合反应的不同阶段对搅拌设备的不同需求，进而在满足反应体系强化传质、传热要求的前提下，实现节能、高效。
Description
技术领域
本发明涉及旋转搅拌装置，尤其是涉及一种适于变物性介质搅拌的可调式双轴反应釜。
背景技术
搅拌设备在化工、轻工、石化、制药、生物等行业的应用极其广泛，其对应结构形式也丰富多样，它的合理选型，不仅能节约能源、降低生产成本，也是保证产品质量稳定的一个关键因素。传统的单轴搅拌设备，往往只适用于特定的工艺流程。随着工艺要求的严格化，这种功能单一、结构简单的搅拌设备，已经越来越不能适应大工业生产的多样化需求。
以化工为代表的过程工业生产中，复杂多变的化学反应十分常见，这些反应过程常伴随着相态转变、热量传递和粘度变化等，对应在不同反应阶段对搅拌设备提出了不同的要求。尤其是涉及聚合反应的场合，其体系物性变化很大，并常表现出以下特点：反应初期，搅拌介质为液-液低粘度的混合；随着反应的进行，反应物析出固体粒子或生成高粘物质，体系也逐渐变得粘稠；反应后期，搅拌介质为固-液高粘度的混合。对于这样的聚合反应体系，如果采用单轴搅拌设备，则为满足反应后期的要求必须选取适于固-液混合的搅拌设备。按照这种设计，势必造成成本增加并导致严重的能源浪费现象；反之，如果仅仅采用满足前期反应搅拌要求的设计，那么当反应进行到后期，不仅造成反应效率低下，甚至还会造成因物料粘度过大致使电机过载烧坏的严重后果。
发明内容
本发明的目的是提供一种适于变物性介质搅拌的可调式双轴反应釜，以适应物性尤其是粘度变化较大的聚合反应的不同阶段对搅拌设备的不同需求，进而在满足反应体系强化传质、传热要求的前提下，实现节能、高效。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
它具有密闭的釜体，釜体外侧焊有螺旋状加热半圆管夹套，半圆管夹套的上下两端分别设有蒸汽进口和冷凝水出口；釜体顶部居中设置上搅拌系统，上搅拌系统由上传动系统驱动旋转，并通过釜顶机械密封与釜体实现密闭；釜体底部居中设置下搅拌系统，下搅拌系统由下传动系统驱动旋转，并通过釜底搅拌专用机械密封实现与釜体的密闭；釜体上下封头的侧面分别设有有进料口和出料口，整个反应釜通过釜体底部的支承式支座进行支撑；上传动系统和下传动系统与同一延时继电器连接。
所述的上搅拌系统包括上搅拌轴和推进式螺旋桨叶；上搅拌轴通过联轴器插入釜体内，推进式螺旋桨叶从上到下分2～3层布置在上搅拌轴上。
所述的下搅拌系统包括下搅拌轴、刮板和锚式搅拌器；下搅拌轴通过另一联轴器插入釜体内，下搅拌轴的端部装有锚式搅拌器，锚式搅拌器的两侧沿全高度方向交错焊有倾斜刮板，倾斜刮板与釜体的内壁保持2～3mm的间隙。
本发明具有的有益效果是：
(1)能耗小。该反应釜可根据体系物料粘度变化的特点，先后开启上下两套搅拌系统，两系统分别由不同的电机带动，采用不同的转速运行，可有效避免选用单一搅拌器所导致的反应初期功率过剩问题；且釜体采用半圆管夹套，相较传统的整体夹套，其内部热媒的湍动性更好、传热系数更大，传热效率高；
(2)调节控制方便，适应性强。两搅拌轴运转的时间由一个延时继电器控制，延时时间用户可根据反应特点自行设定。此外，上搅拌系统布置的桨叶层数、下搅拌系统刮板的倾斜角等都灵活可调；
(3)密封可靠，操作密闭，无杂质进入和逸出，品质与安全有保证；
(4)设备耗材少、重量轻。因半圆管夹套对釜体的强度和刚度有加强作用，釜体壁厚可大大降低，节省材料；
(5)采用立式结构，占地面积小。
附图说明
附图是本发明的结构原理示意图。
图中：1、支承式支座，2、下传动系统，3、下搅拌系统，3.1、下搅拌轴，3.2刮板，3.3锚式搅拌器，4、半圆管夹套，5、蒸汽进口，6、釜体，7、上传动系统，8、上搅拌系统，8.1、上搅拌轴，8.2、推进式螺旋桨叶，9、釜顶机械密封，10、进料口，11、冷凝水出口，12、出料口，13、釜底搅拌专用机械密封
具体实施方式
如附图所示，本发明它具有密闭的釜体6，釜体6外侧焊有螺旋状加热半圆管夹套4，半圆管夹套4的上下两端分别设有蒸汽进口5和冷凝水出口11；釜体6顶部居中设置上搅拌系统8，上搅拌系统8由上传动系统7驱动旋转，并通过釜顶机械密封9与釜体6实现密闭；釜体6底部居中设置下搅拌系统3，下搅拌系统3由下传动系统2驱动旋转，并通过釜底搅拌专用机械密封13实现与釜体6的密闭；釜体6上下封头的侧面分别设有有进料口10和出料口12，整个反应釜通过釜体6底部的支承式支座1进行支撑；上传动系统7和下传动系统2与同一延时继电器连接。上搅拌系统8和下搅拌系统3的运行时间由一个延时继电器控制切换，上搅拌系统8在釜内物系粘度较小时运行，下搅拌系统3在釜内物系粘度较大时运行，两者不同时工作。
所述的上搅拌系统8包括上搅拌轴8.1和推进式螺旋桨叶8.2；上搅拌轴8.1通过联轴器插入釜体6内，推进式螺旋桨叶8.2从上到下分2～3层布置在上搅拌轴8.1上。
所述的下搅拌系统3包括下搅拌轴3.1、刮板3.2和锚式搅拌器3.3；下搅拌轴3.1通过另一联轴器插入釜体6内，下搅拌轴3.1的端部装有锚式搅拌器3.3，锚式搅拌器3.3的两侧沿全高度方向交错焊有倾斜刮板3.2，倾斜刮板3.2与釜体6的内壁保持2～3mm的间隙。
本发明的工作原理如下：
参与聚合反应的液态介质通过进料口10进入釜体6。进料完毕后，先启动上传动系统7带动上搅拌系统8高速旋转，随着反应的进行，体系物性由稀薄变为粘稠，当经过设定的延时时间间隔之后，上传动系统7自动停止，转为下传动系统2运行，带动锚式搅拌器3.3旋转。由于反应后期体系粘度加大，反应釜6内壁会附着粘性物质，可依靠锚式搅拌器3.3上的刮板3.2进行清除。由于聚合反应需要在一个适宜的温度环境下进行，因此釜体6外侧设有半圆管夹套4。反应进行的同时，会有高温蒸汽通过进口5源源不断的输入夹套4，并借助对流和传导传热的方式，将热量传递给反应物系，被吸热降温相变的蒸汽最终由下部的冷凝水出口11排出。进入夹套4的蒸汽流量可根据釜体6内温度变化进行调节。当反应完毕进行出料和必要的清理工作后，生产系统将进入下一个循环周期。
Claims (3)
1、一种适于变物性介质搅拌的可调式双轴反应釜，其特征在于：它具有密闭的釜体(6)，釜体(6)外侧焊有螺旋状加热半圆管夹套(4)，半圆管夹套(4)的上下两端分别设有蒸汽进口(5)和冷凝水出口(11)；釜体(6)顶部居中设置上搅拌系统(8)，上搅拌系统(8)由上传动系统(7)驱动旋转，并通过釜顶机械密封(9)与釜体(6)实现密闭；釜体(6)底部居中设置下搅拌系统(3)，下搅拌系统(3)由下传动系统(2)驱动旋转，并通过釜底搅拌专用机械密封(13)实现与釜体(6)的密闭；釜体(6)上下封头的侧面分别设有有进料口(10)和出料口(12)，整个反应釜通过釜体(6)底部的支承式支座(1)进行支撑；上传动系统(7)和下传动系统(2)与同一延时继电器连接。
2、根据权利要求1所述的一种适于变物性介质搅拌的可调式双轴反应釜，其特征在于：所述的上搅拌系统(8)包括上搅拌轴(8.1)和推进式螺旋桨叶(8.2)；上搅拌轴(8.1)通过联轴器插入釜体(6)内，推进式螺旋桨叶(8.2)从上到下分2～3层布置在上搅拌轴(8.1)上。
3、根据权利要求1所述的一种适于变物性介质搅拌的可调式双轴反应釜，其特征在于：所述的下搅拌系统(3)包括下搅拌轴(3.1)、刮板(3.2)和锚式搅拌器(3.3)；下搅拌轴(3.1)通过另一联轴器插入釜体(6)内，下搅拌轴(3.1)的端部装有锚式搅拌器(3.3)，锚式搅拌器(3.3)的两侧沿全高度方向交错焊有倾斜刮板(3.2)，倾斜刮板(3.2)与釜体(6)的内壁保持2～3mm的间隙。
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