CN109012537A - 一种具有高效换热功能的节能型反应釜 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有高效换热功能的节能型反应釜，包括釜体、插入釜体并由第一电机驱动的传动轴，传动轴上设有固定搅拌桨和活动搅拌桨，传动轴上设有环形凹陷结构、承抵台，还包括藉由驱动机构驱动并连接活动搅拌桨的升降板以带动活动搅拌桨在环形凹陷结构与承抵台之间运动，釜体内设有冷却盘管，釜体顶部设有进料管、排气管、第一温度计，釜体底部设有安装卸料阀的卸料管、第二温度计，反应釜还包括控制器、压力感应片，第一电机、驱动机构、压力感应片、卸料阀、各温度计均与控制器相连。本发明能够促进物料的流动性和传热均匀性，提升与冷却盘管之间的换热效果，还能够根据送入物料的多少来启动相应的活动搅拌桨，起到了节能作用。

Description

一种具有高效换热功能的节能型反应釜

技术领域

本发明涉及一种具有高效换热功能的节能型反应釜。

背景技术

众所周知，反应釜作为化工生产中重要的压力容器常用于完成各种具有物理或化学反应的工艺过程，如今已被广泛应用于塑料、化工、医药、食品等行业中。现有技术中，反应釜通常包括釜体和设置在釜体内的单层搅拌桨，釜体内围绕釜体的中心轴设置有冷却盘管，釜体顶部垂直设置一个进料口，釜体底部插入一根检测釜内反应介质温度的温度计，反应釜工作时，物料由进料口送入釜体并在单层搅拌桨的搅拌下混合反应，反应过程中冷却盘管与形成的高温反应介质进行换热以达到降温的目的，釜体底部的温度计则实时检测下部物料或反应介质的温度，这样存在的缺陷是：1、单层搅拌桨的物料混合能力有限，不能很好的促进釜内物料或反应介质流动，导致传热不均，进而影响与冷却盘管之间的换热效果；2、进料口设计为垂直分布的形式，物料集中送入釜中容易造成飞溅或碰撞回弹的现象，影响反应的稳定性；3、釜体上缺少设计用于排出釜内气体的排气口，反应过程中产生的气体容易凝结在进料口内，进而导致送入的物料吸潮结块，同样会影响反应的稳定性；4、釜体底部设置的温度计只能检测下部物料或反应介质的温度，上部物料或反应介质的温度无法得知，釜内温度情况检测不全面。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种具有高效换热功能的节能型反应釜。

本发明的技术方案是：一种具有高效换热功能的节能型反应釜，包括釜体，还包括自顶部插入所述釜体内部的传动轴、连接驱动所述传动轴的第一电机，所述传动轴上固定连接有位于所述釜体底部的固定搅拌桨，所述传动轴上位于所述固定搅拌桨的上方设有沿传动轴长度方向分布的一个或多个活动搅拌桨，所述传动轴上对应于所述活动搅拌桨设有沿其径向向内收缩的环形凹陷结构、以及沿其径向向外凸出以与所述环形凹陷结构相配合的承抵台，还包括藉由连接机构与所述活动搅拌桨连接的升降板、以及连接驱动所述升降板上下运动的驱动机构，所述连接机构包括藉由第一滚动轴承安装在所述升降板上的连接轴，所述活动搅拌桨与所述连接轴之间固定连接，所述升降板能够藉由驱动机构带动活动搅拌桨在所述环形凹陷结构与承抵台之间运动从而实现活动搅拌桨与传动轴的连接与分离，所述釜体内设有围绕釜体中心轴布置的冷却盘管，所述釜体的顶部设有倾斜布置的进料管、用于排出釜体内部气体的排气管、以及插入釜体内部的第一温度计，所述釜体的底部设有用于排出物料的卸料管、以及插入釜体内部的第二温度计，所述卸料管上安装有控制物料流通的卸料阀，所述反应釜还包括控制器、设于所述升降板上用于检测物料的压力感应片，所述第一电机、驱动机构、压力感应片、卸料阀、以及各温度计均与所述控制器相连。

进一步的，本发明中所述传动轴藉由联轴器连接所述第一电机。

进一步的，本发明中所述驱动机构包括穿设并固定在所述釜体上的螺杆、安装在所述釜体顶部并连接驱动所述螺杆旋转的第二电机，所述螺杆上设有可沿其长度方向运动的螺母并藉由所述螺母连接所述升降板，所述第二电机与所述控制器相连。

进一步的，本发明中所述釜体的内壁上设有对所述升降板的运动起导向作用的导向板，所述导向板上设有长度沿纵向延伸的导槽。

进一步的，本发明中所述釜体的内壁固定安装有横向布置的定位板，所述螺杆藉由第二滚动轴承安装在所述定位板上。

进一步的，本发明中所述活动搅拌桨具有两个，对应于每个所述活动搅拌桨均设有所述升降板、以及连接驱动所述升降板上下运动的所述驱动机构。

进一步的，本发明中所述活动搅拌桨包括搅拌轴和设于所述搅拌轴上的搅拌叶片，所述搅拌轴的口部设有沿轴向向外凸出的环形凸台，所述承抵台上设有与所述环形凸台相配合的环形凹槽。

进一步的，本发明中所述冷却盘管的盘管内径与所述釜体的釜径的比例范围为1:40至1:33。

进一步的，本发明中所述冷却盘管具有进水口和出水口，所述进水口和出水口分别连接有穿设并固定在所述釜体上的进水管和出水管。

进一步的，本发明中所述进料管包括固定安装在所述釜体顶部的主管道，所述主管道伸入所述釜体内部的管口设有与其相连通的若干支管道。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1）本发明中，在反应釜的釜体内设计多层搅拌桨的形式，安装在釜体底部的固定搅拌桨能够满足较少物料的混合，当继续向釜体内送入物料时，固定搅拌桨因距离较远而不能将堆积在上部的物料及时分散，此时，上部的活动搅拌桨能够通过特定设计的压力感应片将检测到的物料信息发送至控制器，进而利用驱动机构驱动升降板以及对应的活动搅拌桨由传动轴上特定设计的环形凹陷结构运动至承抵台从而实现活动搅拌桨与传动轴的连接和同步旋转，由此，上部的物料能够被很好的均匀分散，大大提高物料混合能力，这种多层搅拌桨的设计形式不仅能够很好的促进釜内物料的流动性和传热均匀性，提升与冷却盘管之间的换热效果，而且能够根据送入物料的多少来启动相应的活动搅拌桨，起到了节能作用。

2）本发明中，活动搅拌桨的搅拌轴上设计的环形凸台能够与承抵台上设计的环形凹槽相互配合，增加活动搅拌桨与承抵台之间的接触面积，保证两者紧密连接从而提升活动搅拌桨的物料混合能力。

3）本发明中，釜体内壁上特定设计的导向板能够通过导槽为升降板起到支撑导向作用，进而保证活动搅拌桨垂直上下运动，与传动轴很好的连接与分离。

4）本发明中，根据实际应用结果，特定将冷却盘管的盘管内径与釜体的釜径比例限制在1:40至1:33的范围内，使得冷却盘管与釜体物料的换热效果达到最佳，保证物料反应过程的稳定性和高效性。

5）本发明中，将进料管设计为主管道和多个支管道的形式并倾斜布置，物料由主管道集中送入并经支管道均匀分散，避免因物料飞溅或碰撞而影响反应的稳定性，保证物料的混合效果。

6）本发明中，釜体顶部特定设计的排气管作用于及时排出物料反应产生的气体，避免因气体凝结在进料管内而导致的物料吸潮结块现象，减小结块物料飞溅或碰撞的可能性，进一步保证反应的稳定进行。

7）本发明中，考虑到物料混合时可能出现传热不均的现象，通过在釜体的顶部和底部各设计一个温度计，用于分别检测上部和下部物料的温度，能够提升温度检测的全面性。

8）本发明中，釜体底部设计的卸料管不仅能够将混合反应后的物料正常排出，还能在混合反应过程中出现反应异常或釜体内部压力过高的情况下，通过控制器与卸料阀的配合实现紧急卸料功能。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的具体结构示意图。

其中：1、釜体；2、传动轴；3、第一电机；4、联轴器；5、固定搅拌桨；6、活动搅拌桨；61、搅拌轴；62、搅拌叶片；7、升降板；8、第一滚动轴承；9、连接轴；10、螺杆；11、第二电机；12、螺母；13、导向板；131、导槽；14、定位板；15、第二滚动轴承；16、承抵台；17、冷却盘管；18、进水管；19、出水管；20、进料管；201、主管道；202、支管道；21、排气管；22、第一温度计；23、卸料管；24、第二温度计；25、卸料阀；26、压力感应片。

具体实施方式

实施例：

结合附图所示为本发明一种具有高效换热功能的节能型反应釜的具体实施方式，首先，包括釜体1，还包括自顶部插入所述釜体1内部的传动轴2、连接驱动所述传动轴2的第一电机3，所述传动轴2藉由联轴器4连接所述第一电机3。

所述传动轴2上固定连接有位于所述釜体1底部的固定搅拌桨5，所述传动轴2上位于所述固定搅拌桨5的上方设有沿传动轴2长度方向分布的两个活动搅拌桨6，所述活动搅拌桨6包括搅拌轴61和设于所述搅拌轴61上的搅拌叶片62，所述传动轴2上对应于两个活动搅拌桨6分别设有沿其径向向内收缩的环形凹陷结构、以及沿其径向向外凸出以与所述环形凹陷结构相配合的承抵台16，所述环形凹陷结构位于对应承抵台16的上方。

还包括分别藉由连接机构与各活动搅拌桨6一一对应连接的两块升降板7、以及分别连接驱动两块升降板7上下运动的驱动机构，所述升降板7能够藉由对应的驱动机构带动相应活动搅拌桨6在环形凹陷结构与承抵台16之间运动从而实现活动搅拌桨6与传动轴2的连接与分离。

其中，所述连接机构包括藉由第一滚动轴承8安装在所述升降板7上的连接轴9，所述活动搅拌桨6与所述连接轴9之间固定连接，所述驱动机构包括穿设并固定在所述釜体1上的螺杆10、安装在所述釜体1顶部并连接驱动所述螺杆10旋转的第二电机11，所述螺杆10上设有可沿其长度方向运动的螺母12并藉由所述螺母12连接对应升降板7。

进一步的，每个活动搅拌桨6的搅拌轴61口部均设有沿轴向向外凸出的环形凸台，对应的承抵台16上则设有与所述环形凸台相配合的环形凹槽，从而能够增加活动搅拌桨6与承抵台16之间的接触面积，保证两者紧密连接从而提升活动搅拌桨6的物料混合能力。

所述釜体1的内壁上设有对所述升降板7的运动起导向作用的导向板13，所述导向板13上对应于两块升降板7分别设有长度沿纵向延伸的导槽131，导向板13能够通过导槽131为升降板7起到支撑导向作用，进而保证活动搅拌桨6垂直上下运动，与传动轴2很好的连接与分离。

所述釜体1的内壁固定安装有横向布置的定位板14，两根螺杆10分别藉由第二滚动轴承15安装在所述定位板14上。

其次，所述釜体1内设有围绕釜体1中心轴布置的冷却盘管17，所述冷却盘管17具有进水口和出水口，所述进水口和出水口分别连接有穿设并固定在所述釜体1上的进水管18和出水管19，进一步的，所述冷却盘管17的盘管内径与所述釜体1的釜径的比例范围为1:40至1:33，此时与釜体1内部物料的换热效果达到最佳，保证物料反应过程的稳定性和高效性。

所述釜体1的顶部设有倾斜布置的进料管20，所述进料管20包括固定安装在所述釜体1顶部的主管道201，所述主管道201伸入所述釜体1内部的管口设有与其相连通的三个支管道202，物料由主管道201集中送入并经支管道202均匀分散，避免因物料飞溅或碰撞而影响反应的稳定性，保证物料的混合效果。

所述釜体1的顶部还设有用于排出釜体1内部气体的排气管21、以及插入釜体1内部的第一温度计22，排气管21作用于及时排出物料反应产生的气体，避免因气体凝结在进料管20内而导致的物料吸潮结块现象，减小结块物料飞溅或碰撞的可能性，进一步保证反应的稳定进行。

所述釜体1的底部设有用于排出物料的卸料管23、以及插入釜体1内部的第二温度计24，所述卸料管23上安装有控制物料流通的卸料阀25，卸料管23不仅能够满足混合完成的物料的正常排出功能，还能实现紧急卸料功能，避免釜体1内部压力过高，釜体1的顶部和底部分别设计的温度计则能够用于分别检测上部和下部物料的温度，提升温度检测的全面性。

此外，所述反应釜还包括控制器、分别设于各升降板7上用于检测物料的压力感应片26，所述第一电机3、第二电机11、压力感应片26、卸料阀25、以及各温度计均与所述控制器相连。

本实施例具体工作时，物料由进料管20的主管道201集中送入并由三个支管道201分散落入釜体1底部，控制器向第一电机3发出启动信号，第一电机3通过联轴器4驱动传动轴2以及底部的固定搅拌桨5旋转从而实现下部物料的混合搅拌，继续向釜体1内送入物料，当中间的活动搅拌桨6上的压力感应片26检测到物料后将检测到的物料信息发送至控制器，控制器向对应的第二电机11发出启动信号、驱动对应的螺杆10旋转，进而通过相应螺母12带动中间的升降板7以及中间的活动搅拌桨6由环形凹陷结构运动至中间的承抵台16，活动搅拌桨6利用搅拌轴61上的环形凸台与承抵台16上的环形凹槽相互配合，实现与传动轴2之间的连接以及同步旋转，从而对中间的物料起到均匀混合的作用，再继续向釜体1内送入物料时，同样通过上部的活动搅拌桨6上的压力感应片26检测物料信息，控制器根据该物料信息启动对应的第二电机11，进而通过对应螺杆10与螺母12的配合带动上部的升降板7和上部的活动搅拌桨6由环形凹陷结构运动至上部的承抵台16，实现上部的活动搅拌桨6与传动轴2之间的连接以及同步旋转，从而对上部的物料起到均匀混合的作用；混合反应过程中，向冷却盘管17内通入冷却液与物料进行换热，产生的气体经由排气管21排出，第一温度计22与第二温度计24则全面检测上部和下部物料的温度情况，保证物料传热均匀，反应完成后的物料通过卸料管23排出，若混合反应过程中出现反应异常或釜体1内部压力过高的情况，则通过控制器及时开启卸料阀25进行卸料；这种多层搅拌桨的设计形式不仅能够很好的促进釜内1物料的流动性和传热均匀性，提升与冷却盘管17之间的换热效果，而且能够根据送入物料的多少来启动相应的活动搅拌桨6，具有很好的节能效果。

当然上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有高效换热功能的节能型反应釜，包括釜体（1），其特征在于：还包括自顶部插入所述釜体（1）内部的传动轴（2）、连接驱动所述传动轴（2）的第一电机（3），所述传动轴（2）上固定连接有位于所述釜体（1）底部的固定搅拌桨（5），所述传动轴（2）上位于所述固定搅拌桨（5）的上方设有沿传动轴（2）长度方向分布的一个或多个活动搅拌桨（6），所述传动轴（2）上对应于所述活动搅拌桨（6）设有沿其径向向内收缩的环形凹陷结构、以及沿其径向向外凸出以与所述环形凹陷结构相配合的承抵台（16），还包括藉由连接机构与所述活动搅拌桨（6）连接的升降板（7）、以及连接驱动所述升降板（7）上下运动的驱动机构，所述连接机构包括藉由第一滚动轴承（8）安装在所述升降板（7）上的连接轴（9），所述活动搅拌桨（6）与所述连接轴（9）之间固定连接，所述升降板（7）能够藉由驱动机构带动活动搅拌桨（6）在所述环形凹陷结构与承抵台（16）之间运动从而实现活动搅拌桨（6）与传动轴（2）的连接与分离，所述釜体（1）内设有围绕釜体（1）中心轴布置的冷却盘管（17），所述釜体（1）的顶部设有倾斜布置的进料管（20）、用于排出釜体（1）内部气体的排气管（21）、以及插入釜体（1）内部的第一温度计（22），所述釜体（1）的底部设有用于排出物料的卸料管（23）、以及插入釜体（1）内部的第二温度计（24），所述卸料管（23）上安装有控制物料流通的卸料阀（25），所述反应釜还包括控制器、设于所述升降板（7）上用于检测物料的压力感应片（26），所述第一电机（3）、驱动机构、压力感应片（26）、卸料阀（25）、以及各温度计均与所述控制器相连。

2.根据权利要求1所述的一种具有高效换热功能的节能型反应釜，其特征在于：所述传动轴（2）藉由联轴器（4）连接所述第一电机（3）。

3.根据权利要求1所述的一种具有高效换热功能的节能型反应釜，其特征在于：所述驱动机构包括穿设并固定在所述釜体（1）上的螺杆（10）、安装在所述釜体（1）顶部并连接驱动所述螺杆（10）旋转的第二电机（11），所述螺杆（10）上设有可沿其长度方向运动的螺母（12）并藉由所述螺母（12）连接所述升降板（7），所述第二电机（11）与所述控制器相连。

4.根据权利要求3所述的一种具有高效换热功能的节能型反应釜，其特征在于：所述釜体（1）的内壁上设有对所述升降板（7）的运动起导向作用的导向板（13），所述导向板（13）上设有长度沿纵向延伸的导槽（131）。

5.根据权利要求4所述的一种具有高效换热功能的节能型反应釜，其特征在于：所述釜体（1）的内壁固定安装有横向布置的定位板（14），所述螺杆（10）藉由第二滚动轴承（15）安装在所述定位板（14）上。

6.根据权利要求5所述的一种具有高效换热功能的节能型反应釜，其特征在于：所述活动搅拌桨（6）具有两个，对应于每个所述活动搅拌桨（6）均设有所述升降板（7）、以及连接驱动所述升降板（7）上下运动的所述驱动机构。

7.根据权利要求1所述的一种具有高效换热功能的节能型反应釜，其特征在于：所述活动搅拌桨（6）包括搅拌轴（61）和设于所述搅拌轴（61）上的搅拌叶片（62），所述搅拌轴（61）的口部设有沿轴向向外凸出的环形凸台，所述承抵台（16）上设有与所述环形凸台相配合的环形凹槽。

8.根据权利要求1所述的一种具有高效换热功能的节能型反应釜，其特征在于：所述冷却盘管（17）的盘管内径与所述釜体（1）的釜径的比例范围为1:40至1:33。

9.根据权利要求1所述的一种具有高效换热功能的节能型反应釜，其特征在于：所述冷却盘管（17）具有进水口和出水口，所述进水口和出水口分别连接有穿设并固定在所述釜体（1）上的进水管（18）和出水管（19）。

10.根据权利要求1所述的一种具有高效换热功能的节能型反应釜，其特征在于：所述进料管（20）包括固定安装在所述釜体（1）顶部的主管道（201），所述主管道（201）伸入所述釜体（1）内部的管口设有与其相连通的若干支管道（202）。