CN102753261B - 带有转子的反应器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于分离复合原材料中所含的材料的反应器（1），该反应器包括至少一个反应室（2）和至少一个转子（3），所述反应室（2）包括至少一个相对于周围被封闭的壳体（6，6a，6b，7），该壳体有至少一个入料口（8）和至少一个出料口（9），所述转子（3）具有至少一个轴（5）。转子（3）的第一部分位于所述壳体（6，6a，6b，7）内，所述轴（5）仅沿一个方向从该第一部分穿出壳体（6，6a，6b，7）。

Description

带有转子的反应器
本发明涉及用于分离复合原材料中所含的材料的反应器，该反应器包括至少一个反应室和至少一个转子，所述反应室包括至少一个相对于周围环境密封的壳体、至少一个进料口和至少一个出料口，所述转子包括至少一个轴。
背景技术
US,A，6165349公开了一种反应器，该反应器包括一个反应室，该反应室有个旋转机构，包括一轴，叶片通过驱动盘对称地连接于轴上。该轴被安装在反应室两端的轴承上。在维修和更换时，叶片的拆卸需要大量的工作。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种反应器，该反应器可以通过最少量的拆卸工作就能够接触到包括叶片的转子以进行维修和/或更换。本发明的第二个目的是提供一种反应器，以最少量的拆装工作就可以接触到反应室内和/或壳体内产生的磨损表面以进行维修和/或更换。因此，本发明包括一种用于分离混合原料的反应器，其中，该反应器包括至少一个反应室和至少一个转子，该反应室有至少一个相对于周围环境密封的壳体，至少有一个进料口和至少一个出料口，所述转子包括至少一个轴，其中，至少所述转子的第一部分位于所述壳体内，所述轴仅沿一个方向从所述第一部分延伸穿过并伸出所述壳体。
至少有一个支撑装置可以作用于所述轴在壳体外的一部分上，或者作用在与该部分结合的另外的轴上，该支撑装置完全支撑该反应器。至少有一个支撑装置可作用于所述轴在壳体外的一部分上，或者作用在该部分的额外的轴上，该支撑装置部分支撑该反应器。所述轴可以在轴承内在至少两个平面中承载，该两个平面在与轴的主延伸方向相垂直的方向上延伸，而且所述平面位于所述壳体外。所述支撑装置可以包括至少一个支撑台（stand)。所述支撑装置可以包括至少两个轴承，用于将所述轴通过轴承安装在所述平面上。所述支撑装置可以包括至少一个轴承箱。
所述壳体可以是圆柱形状。所述壳体可以具有至少一个可拆卸的部分。所述可拆卸部分可通过螺丝结合件和/或螺栓结合件连接到所述壳体的其余部分。可拆卸部分内部可以由耐磨材料构成。壳体的密封可以是以阻止反应室和环境之间的气体交换的方式实现。
所述壳体的其余部分可以被附接至所述至少一个轴承箱的至少之一上，且被它（们）完全支撑。所述壳体的其余部分可以被附接到至少一个轴承箱上，且被它（们）部分支撑。所述壳体的其余部分可以被附接到所述至少两个轴承的至少之一上，且被它（们）完全支撑。所述壳体的其余部分可以被附接到所述至少两轴承的至少之一上，且被它（们）部分支撑。所述壳体的其余部分可以被附接到至少一个支撑台上，且被它（们）完全支撑。壳体的其余部分可以被附接到所述至少一个支撑台的至少之一上，且被它（们）部分支撑。
所述转子的第一部分可以包括至少一个锤子。所述锤子的至少之一可以包括至少一个固定部分和一个铰接部分。所述固定部分可以被固定在所述转子的所述第一部分上。所述铰接部分可以以铰链方式连接在所述固定部分上。所述铰接部分可以有一个重心，位于转子的第一半径上，同时，在铰接部分和固定部分之间相对转动的旋转轴线位于所述转子的第二半径上。当转子随着反应器的操作旋转时，所述第一半径尾随（trailing）第二半径。当转子随着反应器的操作旋转时，每个锤子在旋转方向会产生力F2，该力正比于
-锤子的所述铰接部分的质量m，
-所述第一半径和所述旋转轴之间的垂直距离l1，以及
-所述重心的高速旋转速度v1的平方，
并且反比于
-锤子的有效长度l2，以及
-所述转子的中心到所述重心之间的半径r1。
附图说明
图1为本发明的反应器的第一实施例的分解立体示意图。
图2为本发明的反应器的第二实施例的分解立体示意图。
图3为图2中反应器的局部侧截面图。
图4为图2所示反应器的壳体和转子的局部正截面图。
具体实施方式
图1显示了根据本发明的第一实施例的反应器。反应器1包括反应室2、至少部分位于反应室2内的转子3，转子3具有锤子4，并安装在转子轴5上。反应室2被一个壳体6包围，壳体6的第一端有一个盖子7，盖子7有至少一个进料口8，进料口8用于将原料输入到反应器中，壳体6的余部至少一个出料口，用于从反应器的输出产品。壳体6主要是圆柱形状的，盖子7主要是圆形的，壳体6的其余部分以及盖子7具有相匹配的圆形凸缘，凸缘有一个用于普通螺栓连接的第一直径。
在一个类似的方式中，壳体6的第二端与轴承箱10连接，壳体6与轴承箱10也有一个相匹配的圆形凸缘，凸缘有一个用于普通螺栓连接的第二直径。第一直径大于第二个直径。轴承箱10由一个相应的支撑台11支撑，轴承箱10容纳有两个轴承12，用于以轴承方式安装转子轴5，转子轴5伸出反应室2外，即，仅在反应室2的一侧上，支撑台支撑起整个反应器1。在壳体6中，也有一个基本为圆柱形的由耐磨材料如不锈钢材料或者陶瓷材料制成的填充物13，其中填充物13是很容易更换的。壳体6中，还有一个内壁（未显示）可以允许气体通过内壁的中心从而进入反应室2的内部/后部空间（未显示），气体可以继续通过内壁从所述出料口9之一离开反应器，并进一步可能进入下一个蒸馏单元（未显示）、或者冷凝单元（未显示）、或者直接用于发动机（未显示）燃烧或者用于加热系统（未显示）。
反应室2除了进料口8和出料口9外，与周围的环境是隔离的，即带有盖子7的壳体6连接到轴承箱10，轴承箱10在转子轴5的轴衬处封闭，另一方面可以考虑反应室2与周围环境不进行气体接触。通过这种方式，反应室2和反应器1不同于一般的锤式粉碎机。一般的锤式粉碎机或多或少地对周围环境开放。在需要检查填充物13的状态，或者进行更换时，或者需要检查转子3包括锤子4的状态时，盖子7可以很容易地卸载。
图2-4显示了本发明的反应器的第二实施例。与第一实施例相比，最重要的区别在于壳体被分解为更多的部分，即第一易卸除部分6a-它仍然有盖子7-以及第二部分6b，还有一个耐磨材料制成的覆盖物13a，覆盖物位于第一个易卸除部分6a的内部，由此可以节省填充物13。第一部分6a和第二部分6b都具有相匹配的圆形凸缘，凸缘有一个用于普通螺栓连接的第一直径。在需要检查覆盖物13a的状态或者更换时，和/或者需要检查转子3，包括锤子4（只有两个绘制在图3）的状态、或进行维修和/或更换时，第一部分6a可以很容易地卸载。采用这种简单的方式，可以很容易的接触到转子3的大部分。盖子7如前所述，本身能够容易地被拆下，但也可以在被拆下时仍保留在第一部分6a上。在壳体6中，也有一个内壁16，以使得气体通过所述内壁16的中心从而进入反应室2的内部/后部空间17，气体由此可以从所述出料口9之一离开反应器。
如图4所示的是转子3。转子轴5上有六个锤4，每个锤4包括固定部分4a和铰接部分4b。铰接部分4b绕轴14旋转，轴14延伸的方向与转子轴5主延伸方向基本平行。铰接部分4b有一个重心15，位于转子的第一半径rl上，同时一个用于铰接部分4b和固定部分4a之间相对转动的旋转轴14位于转子的第二半径r2上，当转子3沿图中的逆时针方向旋转时，第一半径r1尾随(trailing)第二半径r2。即，所述第一半径r1与第二半径r2成一定角度。随后每个锤子会沿旋转方向产生一个力F2，该力正比于
-锤子4的铰接部分4b的质量m，
-第一半径r1和旋转轴14之间的垂直距离l1，以及
-重心15的旋转速度v1的平方，
并且反比于
-锤子4的有效长度l2，以及
-转子的中心到重心15的半径r1。
关于锤子的有效长度l2，参照的是力F2与旋转轴14之间的垂直距离。力F2作用在堆积在锤子上的材料的中心点（质量中心）上，也就是力F2应当施加作用之处。
这样，可以通过预先确定上述的参数来计算和设置每个锤子的理想功率。通过确定的力F2，产生的扭矩将使每个锤子保持在预定的位置-每个锤子抵靠着一个止点（stop），如果由于反应器中送入了太多的材料、或由于一些更重的杂质进入到反应器内，使得超过了该确定的力，铰接部分4b会向后弯，使得材料通过，直到再次达到力平衡。该功能在正常操作期间提供了杠杆效应，并且在例如被处理的材料中还夹杂有其它物质时避免发生故障。
使用反应器时，原料通过至少一个进料口进入反应室2，进入反应室2后，原料由于转子上的锤子4的动能、转子旋转使碎屑四处甩动(throwaround)产生的动能和锤子4与许多部分的原料摩擦产生的热能而被分解。可以使用砂，催化剂，钢，玻璃等形式的无机材料来增加摩擦并由此升高温度。无机粒子有利地影响分解过程，主要是由于它们具有很大的总体接触面积，起到对原料的高效热交换器的作用，以及破坏碳氢化合物和更大的烃分子的催化剂的作用。烃类化合物、水和其他有机物质在设备中被气化。转子的离心力将气体从质量大的无机化合物中分离出来，反应器中的气体部分从出料口9被带走，质量大的碎料可以在反应器的边缘被拍打后从出料口9排出。
本发明不仅限于本文所述的实施方式，而且可以在后附的权利要求的范围内变化。

Claims (18)

1.反应器(1)，用于分离复合原材料中含有的材料，该反应器包括反应室(2)、转子(3)，所述反应室(2)包括相对于周围环境封闭的至少一个壳体，至少一个进料口(8)和至少一个出料口(9)，所述转子(3)包括至少一个轴(5)，其特征在于所述转子(3)的至少第一部分位于所述至少一个壳体内并且包含至少一个锤子(4)，所述至少一个轴(5)只沿一个方向从所述第一部分延伸穿过并伸出所述至少一个壳体安装在轴承的至少两个平面上，所述轴承的至少两个平面与所述至少一个轴(5)延伸的方向相垂直并且所有所述至少两个平面均位于所述至少一个壳体外且仅在反应室(2)的一侧上，所述至少一个壳体至少有一个可拆卸的部分，所述至少一个可拆卸的部分为：
-盖子，在需要检查填充物(13)的状态，和/或者进行更换时，和/或者需要检查包括至少一个锤子(4)的转子(3)的状态时，所述盖子(7)可以容易地拆卸，或者
-第一部分，其带有所述盖子，并且在需要检查覆盖物(13a)的状态或者更换时，和/或者需要检查包括至少一个锤子(4)的转子(3)的状态、或进行维修和/或更换时，所述第一部分(6a)可以容易地拆卸。
2.根据权利要求1所述的反应器(1)，其中，至少一个支撑装置(11)作用于所述至少一个壳体外的所述至少一个轴(5)的一部分，或者作用于与该部分相联结的另外的轴，所述至少一个支撑装置(11)完全支撑反应器(1)。
3.根据权利要求1所述的反应器(1)，其中，至少一个支撑装置(11)作用于所述至少一个壳体外的所述至少一个轴(5)的一部分，或者作用于与该部分相联结的另外的轴上，所述至少一个支撑装置(11)部分支撑反应器(1)。
4.根据权利要求2或者3所述的反应器(1)，其中所述至少一个支撑装置(11)包括至少一个支撑台。
5.根据从属于权利要求4所述的反应器(1)，其中，所述至少一个支撑装置(11)至少包括两个轴承(12)，用于在所述的至少两个平面中以轴承方式安装所述至少一个轴(5)。
6.根据权利要求5所述的反应器(1)，其中，所述至少一个支撑装置(11)包括至少一个轴承箱(10)。
7.根据权利要求1、2或3所述的反应器(1)，其中，所述至少一个壳体是圆柱形状的。
8.根据权利要求6所述的反应器(1)，其中，至少一个可拆卸的部分通过螺丝连接和/或螺栓连接附接到所述至少一个壳体的其余部分。
9.根据权利要求8所述的反应器(1)，其中，所述至少一个可拆卸的部分内部具有耐磨材料。
10.根据权利要求8所述的反应器(1)，其中，所述至少一个壳体以阻止反应室和周围的气体交换的方式进行密封。
11.根据权利要求8，9或10所述的反应器(1)，其中，所述至少一个壳体的其余部分附接在所述至少一个轴承箱(10)的至少之一上，并且被它/它们完全支撑。
12.根据权利要求8，9或10所述的反应器(1)，其中，所述至少一个壳体的其余部分附接在所述至少一个轴承箱(10)的至少之一上，并且它/它们部分支撑。
13.根据权利要求8，9或10所述的反应器(1)，其中，所述至少一个壳体的其余部分附接在所述至少两个轴承(12)的至少之一上，并且被它/它们完全支撑。
14.根据权利要求8，9或10所述的反应器(1)，其中，所述至少一个壳体的其余部分附接在所述至少两个轴承(12)的至少之一上，并且被它/它们部分支撑着。
15.根据权利要求8，9或10所述的反应器(1)，其中，所述至少一个壳体的其余部分附接在所述至少一个支撑台的至少之一上，并且被它/它们完全支撑。
16.根据权利要求8，9或10所述的反应器(1)，其中，所述至少一个壳体的其余部分附接在所述至少一个支撑台的至少之一上，并且被它/它们部分支撑。
17.根据权利要求1所述的反应器(1)，其中，所述至少一个锤子(4)包括至少一个固定部分(4a)和至少一个铰接部分(4b)。
18.根据权利要求17所述的反应器(1)，其中，所述固定部分(4a)被固定附接在所述转子(3)的所述第一部分，所述至少一个铰接部分(4b)铰接在所述至少一个固定部分(4a)上。
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