CN110170288B - 一种微孔反应釜 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种微孔反应釜,包括釜体、入料机构、搅拌机构、出料机构,搅拌机构的搅拌驱动件位于釜体的下方;入料机构包括第一入料管道、第二入料管道、呈空心结构且表面具有多个投料微孔的投料单元、使投料微孔闭合或打开的开合单元、设置于第二入料管道内的活塞单元,投料单元设置于第二入料管道的下部、且与第二入料管道连通,当活塞单元处于回收行程时,活塞单元使第二入料管道封闭,并控制开合单元闭合投料微孔,当活塞单元处于回收状态时,活塞单元使第二入料管道封闭,当活塞单元处于伸出行程时,活塞单元使第二入料管道封闭,并控制开合单元打开投料微孔。能够避免局部反应过快、pH值波动、物料团聚的问题,且生产效率高。

Description

一种微孔反应釜
技术领域
本申请涉及化学品制备装备技术领域,具体涉及一种微孔反应釜。
背景技术
在造纸涂料领域中,分散剂作为一种不可缺少的原料,用于提高生产效率、产品质量。
传统的生产制造分散剂的方法是,首先向反应釜内通入基本反应原料,随后通过滴加的方式,将其他反应原料依次、或同时滴入,最后在反应釜内经过搅拌、反应制得。其他反应原料在滴入时,液滴较大,与反应釜内的基本反应原料接触后发生反应,因此易出现局部反应快、局部pH值波动较大的现象,致使反应釜内出现局部物料团聚、搅拌无法打散的问题。
微反应器和管道反应器是一种能够实现连续入料、反应、出料的新型反应器皿,其能够较为有效地的避免传统反应釜中存在的上述问题。然而,分散剂的生产需要充分的反应时间,而在微反应器和管道反应器中,反应原料的停留时间短暂,因此,现有技术中的微反应器或管道反应器不适用于分散剂的生产;另一个方面,微反应器和管道反应器的生产效率相对较低,尚无法满足分散剂的规模化的制造需求。
综上,现有技术中缺少一种投料均匀、生产效率高、且适用于分散剂的生产制造的反应反应釜设备。
实用新型内容
本申请的技术目的在于,克服上述技术问题,从而提供一种微孔反应釜,其能够较为均匀地向基本反应原料中投放其他反应原料,从而较为有效地避免滴料时出现的局部反应过快、局部pH值波动、局部物料团聚的问题;物料在反应釜内停留、搅拌、反应,从而满足分散剂的生产要求,并且生产效率高。
为实现上述技术目的,本发明提供了一种微孔反应釜,包括釜体、入料机构、搅拌机构、出料机构,所述搅拌机构的搅拌驱动件位于所述釜体的下方;
所述入料机构包括第一入料管道、第二入料管道、呈空心结构且表面具有多个投料微孔的投料单元、使所述投料微孔闭合或打开的开合单元、设置于所述第二入料管道内的活塞单元,所述投料单元设置于所述第二入料管道的下部、且与所述第二入料管道连通,
当所述活塞单元处于回收行程时,所述活塞单元使所述第二入料管道封闭,并控制所述开合单元闭合所述投料微孔,
当所述活塞单元处于回收状态时,所述活塞单元使所述第二入料管道封闭,
当所述活塞单元处于伸出行程时,所述活塞单元使所述第二入料管道封闭,并控制所述开合单元打开所述投料微孔。
借由上述结构,本申请的一种微孔反应釜,通过投料单元的设置,能够将其他反应原料利用开设于其上的投料微孔,向釜体的中部投放,能够较为均匀地向基本反应原料中投放其他反应原料,从而较为有效地避免滴料时出现的局部反应过快、局部pH值波动、局部物料团聚的问题;另一个方面,通过活塞单元的设置,使其能够对第二入料管道、开合单元的形成控制,从而实现反复填料、投料的功能,以满足分散剂的制造过程中,需依次投放多种其他反应原料的要求;与此同时,基本反应原料与其他反应原料均在反应釜内充分停留、搅拌、反应,从而满足分散剂的生产要求,并且,釜体以传统的釜体结构为基础,因而保证了分散剂的生产效率。
作为优选,所述第二入料管道包括相互连通的第二入料管道上段、第二入料管道下段,所述第二入料管道上段与原料源连通,且内径大于所述第二入料管道下段,所述第二入料管道下段与投料单元连通;所述活塞单元包括与所述第二入料管道下段的内径相配合的活塞头、驱动所述活塞头在所述第二入料管道内活动的活塞驱动件。
作为优选,多个所述投料微孔在所述投料单元表面阵列设置,当所述开合单元打开所述投料微孔时,在所述投料微孔上形成5mm-10mm的投料缝隙。
作为优选,所述投料微孔开设于所述投料单元的上表面、下表面、外周缘侧壁的一个或多个上。
作为优选,所述开合单元包括与所述投料微孔配合设置的塞体、阻止所述塞体进入所述投料单元内的第一阻挡件、阻止所述塞体离开所述投料单元的第二阻挡件。
作为优选,所述塞体为锥形塞,所述塞体的锥形顶面朝向所述投料单元之内设置,且其上设置有所述第二阻挡件,所述塞体的锥形底面上设置有所述第一阻挡件。
作为优选,所述第二入料管道上段内设有多个次级投料管。
作为优选,所述投料单元包括多个子投料腔室,多个所述次级投料管与多个所述子投料腔室一一对应连通,所述活塞头上开设有使所述次级投料管通过的通孔。
作为优选,所述搅拌机构还包括受所述搅拌驱动件驱动的搅拌驱动轴,所述投料单元包括主投料腔室、分别与所述主投料腔室连通的多个子投料腔室,所述主投料腔室一侧与所述第二入料管道连通,并通过滚动轴承与所述第二入料管道的下部能相对转动地连接,所述主投料腔室的另一侧与所述搅拌驱动轴连接,并受所述搅拌驱动轴的驱动而转动。
作为优选,所述子投料腔室以其轴线为轴,转动一定角度设置。
根据本申请的一种微孔反应釜,通过投料单元的设置,能够将其他反应原料利用开设于其上的投料微孔,向釜体的中部投放,能够较为均匀地向基本反应原料中投放其他反应原料,从而较为有效地避免滴料时出现的局部反应过快、局部pH值波动、局部物料团聚的问题;另一个方面,通过活塞单元的设置,使其能够对第二入料管道、开合单元的形成控制,从而实现反复填料、投料的功能,以满足分散剂的制造过程中,需依次投放多种其他反应原料的要求;与此同时,基本反应原料与其他反应原料均在反应釜内充分停留、搅拌、反应,从而满足分散剂的生产要求,并且,釜体以传统的釜体结构为基础,因而保证了分散剂的生产效率。
进一步地,通过在第二入料管道中设置多个一一与子投料腔室连通的次级投料管,从而能够使各种其他反应原料之间的投放相互独立,避免各种其他反应原料之间投料的相互影响。
更进一步地,通过将投料单元设置为多个子投料腔室,并且多个子投料腔室作为搅拌机构的一个部分,具体来说是作为搅拌结构,从而投料单元在投料的同时,将其他反应原料快速、即时地扩散;与此同时,搅拌结构是将釜体内的物料自下而上的搅动,因此相较于现有技术的“从上方投料”的技术方案,能够更为有效地实现其他反应原料在釜体内的分散。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1为本申请实施例1的微孔反应釜的一种初始状态示意图;
图2为图1中A处局部放大图;
图3为本申请实施例1的开合单元的一种结构示意图;
图4为本申请实施例1的微孔反应釜的一种填料状态示意图;
图5为本申请实施例1的微孔反应釜的一种投料状态示意图;
图6为本申请实施例2的微孔反应釜的一种结构示意图;
图7为图6中B-B向剖视图;
图8为本申请实施例3的微孔反应釜的一种结构示意图;
图9为图8中C-C向剖视图;
附图标记说明:
100-釜体,200-入料机构,300-搅拌机构,400-出料机构,210-第一入料管道,220-第二入料管道,230投料单元,240-投料微孔,250-开合单元,260-活塞单元,270-次级投料管,310-搅拌驱动件,320-搅拌驱动轴,330-搅拌扇叶,221-第二入料管道上段,222-第二入料管道下段,231-主投料腔室,232,232a-子投料腔室,251-塞体,252-第一阻挡件,253-第二阻挡件,261-活塞头,262-活塞驱动件。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
实施例1:参考图1所示的一种微孔反应釜,包括釜体100、入料机构200、搅拌机构300、出料机构400。其中,搅拌机构300采用下驱动式,即搅拌驱动件310(例如电机)位于釜体100的下方;与此同时,釜体100在现有技术中任意一种的釜体结构的基础上,釜体100的底部倾斜设置;出料机构400在现有技术中任意一种出料机构结构(例如包括出料管道、缓冲器、出料泵等)的基础上,设置于釜体100的底部的倾斜低处,以利于完全出料。
入料机构200包括第一入料管道210、第二入料管道220、投料单元230、使投料微孔240闭合或打开的开合单元250、设置于第二入料管道220内的活塞单元260。其中,第一入料管道210可以是现有技术中任意一种用于投放主原料(例如去离子水等)的管道,一端与基本反应原料源连通,另一端伸入釜体100之内,第二入料管道220的一端与其他反应原料源连通,另一端伸入釜体100之内,第一入料管道210、第二入料管道220与釜体100的固定连接均通过焊接的方式。
投料单元230为空心结构,在本实施例中,投料单元230为圆柱形、空心、金属箱体结构,投料单元230位于搅拌机构300的搅拌扇叶330之上,通过焊接固定于第二入料管道220的下端,并与第二入料管道220连通。投料单元230的表面具有多个阵列开设的投料微孔240,在本实施例中,投料微孔240开设于投料单元230的外周缘侧壁上,在其他一些实施例中,投料微孔240可以环形阵列地开设于投料单元230的上表面、或下表面,或同时在上表面、下表面外周缘侧壁上开设。投料微孔240的孔径为15mm-40mm(优选为30mm),相邻的投料微孔240之间的设置间距(即孔缘与孔缘之间的最小距离)不小于20mm。
活塞单元260的形成状态控制第二入料管道220、开合单元250的工作状态:
初始状态时,活塞单元260处于回收行程,活塞单元260使第二入料管道220封闭,并控制开合单元250闭合投料微孔240;
填料状态时,活塞单元260处于回收状态,活塞单元260使第二入料管道220封闭;
投料状态时,活塞单元260处于伸出行程,活塞单元260使第二入料管道220封闭,并控制开合单元250打开投料微孔240。
借由上述结构,本申请的一种微孔反应釜,通过投料单元230的设置,能够将其他反应原料利用开设于其上的投料微孔240,向釜体100的中部呈扩散地投放,并且在搅拌机构300的作用下,进一步被快速扩散,能够较为均匀地向基本反应原料中投放其他反应原料,从而较为有效地避免滴料时出现的局部反应过快、局部pH值波动、局部物料团聚的问题;另一个方面,通过活塞单元260的设置,使其能够对第二入料管道220、开合单元250的控制,从而实现反复填料、投料的功能,以满足分散剂的制造过中需依次投放多种其他反应原料的要求;与此同时,基本反应原料与其他反应原料均在反应釜内充分停留、搅拌、反应,从而满足分散剂的生产要求,并且,釜体100以传统的釜体结构为基础,因而保证了分散剂的生产效率。
具体来说,第二入料管道220包括相互连通的第二入料管道上段221、第二入料管道下段222,第二入料管道上段221与原料源(其他反应原料源)连通,且内径大于第二入料管道下段222,第二入料管道下段222与投料单元230连通;活塞单元260包括与第二入料管道下段222的内径相配合的活塞头261、驱动活塞头261在第二入料管道220内活动的活塞驱动件262(例如活塞杆)。从而,当活塞头261行至第二入料管道下段222时,第二入料管道220呈封闭状态;当活塞头261行至第二入料管道上段221时,第二入料管道220呈开启状态。
结合图2和图3所示,开合单元250包括与投料微孔240配合设置的塞体251、阻止塞体251进入投料单元230内的第一阻挡件252、阻止塞体251离开投料单元230的第二阻挡件253。在本实施例中,塞体251为锥形塞,塞体251的锥形顶面朝向投料单元230之内设置。塞体251的锥形底面的直径大于投料微孔240的孔径,从而塞体251能够封闭投料微孔240;塞体251的锥形顶面的直径较投料微孔240的孔径小5mm-10mm,从而当塞体251取消对投料微孔240的封闭时,能够形成d=5mm-10mm的投料缝隙。该投料缝隙与活塞头261的进给速度的配合,能够控制其他反应原料的投放速度。第一阻挡件252、第二阻挡件253分别固定设置于塞体251的锥形底面、塞体251的锥形顶面上。为避免出现意外,塞体251离开投料单元230而进入釜体100中,优选地,将相邻的塞体251的第一阻挡件252设置为连接,将相邻的塞体251的第二阻挡件253设置为连接。此时,第一阻挡件252、第二阻挡件253,可以是通过一体成型的工艺固定于塞体251上且与塞体251同一材料的连接带。
作为一种优选的实施方式,第二入料管道上段221内设有多个次级投料管270。此时,多个次级投料管270分别对应一种其他反应原料。
本实施例的一种微孔反应釜的工作流程为:
回看图1所示,初始状态时,活塞单元260处于回收行程,即活塞驱动件262控制并驱动活塞头261在第二入料管道下段222内活动,并自伸出量最大(设定的行程第一节点)向伸出量最小(设定的行程第二节点)回收,此时,活塞单元260使第二入料管道220封闭,并随着对第二入料管道下段222内抽真空、以控制开合单元250闭合投料微孔240(即塞体251塞入投料微孔240内),与此同时,第一入料管道210向釜体100内通入基本反应原材料;
参见图4所示,填料状态时,活塞单元260结束回收行程、处于回收状态,此时,活塞头261位于第二入料管道上段221内,由于第二入料管道上段221的内径大于第二入料管道下段222,因此,此时活塞单元260使第二入料管道220打开,由于釜体100内已有的基本反应原材料对投料单元230的侧壁的压力,使开合单元250依旧封闭投料微孔240,从而,能够通过第二入料管道上段221,或设置于第二入料管道上段221内的多个次级投料管270向投料单元230内投放第一种其他反应原料;
参见图5所示,投料状态时,活塞单元260处于伸出行程,活塞头261再次进入第二入料管道下段222,此时,活塞单元260使第二入料管道220封闭,并通过挤压压力控制开合单元250打开投料微孔240,持续向釜体100内投放第一种其他反应原料;
当投料单元230内的第一种其他反应原料被排尽时,活塞单元260再次处于回收行程,通过抽真空,使开合单元250再次封闭投料微孔240,并重复上述步骤,实现多次投料。由于控制投料间隙为5mm-10mm,且呈锥形的塞体251的锥形底面朝外设置,因此,能够在釜体100内的反应原料倒灌入投料单元230之前,封闭投料微孔240。
实施例2:实施例2与实施例1的区别在于,参考图6和图7所示,投料单元230包括多个相互独立设置的子投料腔室232,例如在本实施例中,包括4个形状相同的子投料腔室232,4个子投料腔室232能够拼构成圆饼形的投料单元230。每个子投料腔室232分别通过焊接固定在第二入料管道220的下部,其位于第二入料管道220空间内的部分的上表面,开设有开孔。
本实施例中的次级投料管270延伸至与子投料腔室232连通。具体来说,次级投料管270的设置数量与子投料腔室232的设置数量相同,且一一对应,并延伸至子投料腔室232,与子投料腔室232上的开孔连通,利用密封垫圈或焊接连接的方式固定连接并密封。活塞头261上开设有使次级投料管270通过的通孔,通孔处与次级投料管270之间的密封处理可以采用现有技术中任意一种,只要能够使二者的连接处密封、且不影响活塞头261与次级投料管270之间的滑移活动即可。从而,各种其他反应原料之间的投放相互独立,较实施例1的技术方案而言,能够避免上一次投放的其他反应原料的残余,对下一次投放的其他反应原料造成影响,从而影响反应过程。
实施例3:实施例3与实施例1的区别在于,参考图8和图9所示,在本实施例中,投料单元230包括主投料腔室231、分别与主投料腔室231连通的多个(例如4个)子投料腔室232,主投料腔室231为圆饼形空心金属件,其上表面通过滚动轴承能够相对转动地安装在第二入料管道220的下部,并与第二入料管道220的连通。其下部具有凹台,该凹台与搅拌机构300的搅拌驱动轴320键连接,从而搅拌驱动轴320能够驱动主投料腔室231。子投料腔室232呈长矩形空心金属板状,其一端焊接固定于主投料腔室231的外周缘侧壁上,并且子投料腔室232以其轴线为轴,转动一定角度设置(例如45°)。此时,子投料腔室232同时作为搅拌机构300的一个部分,搅拌驱动件310通过搅拌驱动轴320驱动子投料腔室232转动,从而能够更进一步地使其他反应原料被均匀的投放至釜体100中。
在本实施例中,投料微孔240可以开设于子投料腔室232的端壁上、两侧侧壁上、以及搅拌方向的背面上。但是搅拌方向的正面不应作为开设投料微孔240的开设面。例如子投料腔室232顺时针转动,此时,子投料腔室232a作为搅拌方向的正面,其在转动时迎向釜体100内的反应物料,因此,其上开设投料微孔240时易被堵塞。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种微孔反应釜,包括釜体(100)、入料机构(200)、搅拌机构(300)、出料机构(400),所述搅拌机构(300)的搅拌驱动件(310)位于所述釜体(100)的下方;其特征在于,
所述入料机构(200)包括第一入料管道(210)、第二入料管道(220)、呈空心结构且表面具有多个投料微孔(240)的投料单元(230)、使所述投料微孔(240)闭合或打开的开合单元(250)、设置于所述第二入料管道(220)内的活塞单元(260),所述投料单元(230)设置于所述第二入料管道(220)的下部、且与所述第二入料管道(220)连通,
当所述活塞单元(260)处于回收行程时,所述活塞单元(260)使所述第二入料管道(220)封闭,并控制所述开合单元(250)闭合所述投料微孔(240),
当所述活塞单元(260)处于回收状态时,所述活塞单元(260)使所述第二入料管道(220)封闭,
当所述活塞单元(260)处于伸出行程时,所述活塞单元(260)使所述第二入料管道(220)封闭,并控制所述开合单元(250)打开所述投料微孔(240);
所述开合单元(250)包括与所述投料微孔(240)配合设置的塞体(251)、阻止所述塞体(251)进入所述投料单元(230)内的第一阻挡件(252)、阻止所述塞体(251)离开所述投料单元(230)的第二阻挡件(253);
所述塞体(251)为锥形塞,所述塞体(251)的锥形顶面朝向所述投料单元(230)之内设置,且其上设置有所述第二阻挡件(253),所述塞体(251)的锥形底面上设置有所述第一阻挡件(252);
所述塞体(251)的锥形底面的直径大于所述投料微孔(240)的孔径,从而所述塞体(251)能够封闭所述投料微孔(240);所述塞体(251)的锥形顶面的直径较所述投料微孔(240)的孔径小5mm-10mm,从而当所述塞体(251)取消对所述投料微孔(240)的封闭时,能够形成d=5mm-10mm的投料缝隙。
2.根据权利要求1所述的微孔反应釜,其特征在于,所述第二入料管道(220)包括相互连通的第二入料管道上段(221)、第二入料管道下段(222),所述第二入料管道上段(221)与原料源连通,且内径大于所述第二入料管道下段(222),所述第二入料管道下段(222)与投料单元(230)连通;所述活塞单元(260)包括与所述第二入料管道下段(222)的内径相配合的活塞头(261)、驱动所述活塞头(261)在所述第二入料管道(220)内活动的活塞驱动件(262)。
3.根据权利要求1所述的微孔反应釜,其特征在于,多个所述投料微孔(240)在所述投料单元(230)表面阵列设置,当所述开合单元(250)打开所述投料微孔(240)时,在所述投料微孔(240)上形成5mm-10mm的投料缝隙。
4.根据权利要求3所述的微孔反应釜,其特征在于,所述投料微孔(240)开设于所述投料单元(230)的上表面、下表面、外周缘侧壁的一个或多个上。
5.根据权利要求2所述的微孔反应釜,其特征在于,所述第二入料管道上段(221)内设有多个次级投料管(270)。
6.根据权利要求5所述的微孔反应釜,其特征在于,所述投料单元(230)包括多个子投料腔室(232),多个所述次级投料管(270)与多个所述子投料腔室(232)一一对应连通,所述活塞头(261)上开设有使所述次级投料管(270)通过的通孔。
7.根据权利要求1所述的微孔反应釜,其特征在于,所述搅拌机构(300)还包括受所述搅拌驱动件(310)驱动的搅拌驱动轴(320),所述投料单元(230)包括主投料腔室(231)、分别与所述主投料腔室(231)连通的多个子投料腔室(232),所述主投料腔室(231)一侧与所述第二入料管道(220)连通,并通过滚动轴承与所述第二入料管道(220)的下部能相对转动地连接,所述主投料腔室(231)的另一侧与所述搅拌驱动轴(320)连接,并受所述搅拌驱动轴(320)的驱动而转动。
8.根据权利要求7所述的微孔反应釜,其特征在于,所述子投料腔室(232)以其轴线为轴,转动一定角度设置。
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