CN111589394A - 一种超声均质单管反应器 - Google Patents
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Abstract
一种超声均质单管反应器，该反应器包括原料罐、超声反应器和产品罐，所述超声反应器包括外壳和贯穿外壳设置的反应管，反应管的两端分别与原料罐和产品罐连通，在外壳内还设置有套装在反应管上的换热夹套，换热夹套上连通有恒温水箱；在外壳内的换热夹套上还固定安装有若干超声波换能器。该反应器设计合理、方便实用，通过超声反应器的设置，在保证物料混合反应效果的同时大大提高了混合反应的效率，实现了物料混合反应的连续化操作。
Description
技术领域
本发明涉及反应器技术领域，特别是一种超声均质单管反应器，还涉及上述超声均质单管反应器的反应方法。
背景技术
目前，在工业生产过程中，经常需要将两种或多种物料进行混合，现有技术中一般是采用反应釜来进行物料的混合的，具体操作为先将需要混合的物料依次加入反应釜内，接着进行快速搅拌，并保持反应釜的温度，以保证物料的混合反应正常进行，然后持续操作一段时间，以物料的混合效果。
此种方式，混合时间都比较长，并且需要持续搅拌，不仅混合效果不好，而且是间断性操作，需要将物料分批次进行混合，不能够进行持续化操作，效率也不高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种设计合理、原料混合反应效果好、效率高的超声均质单管反应器。
本发明所要解决的另一个技术问题是提供了上述超声均质单管反应器的反应方法。
本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种超声均质单管反应器，该反应器包括原料罐、超声反应器和产品罐，所述超声反应器包括外壳和贯穿外壳设置的反应管，反应管的两端分别与原料罐和产品罐连通，在外壳内还设置有套装在反应管上的换热夹套，换热夹套上连通有恒温水箱；在外壳内的换热夹套上还固定安装有若干超声波换能器。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的超声均质单管反应器，所述原料罐至少设置有2个，每个原料罐均通过进料管道与反应管连通，在进料管道上还安装有进料泵和进料流量计。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的超声均质单管反应器，所述超声反应器至少设置有2个，第一个超声反应器的进口与原料罐连通，最后一个超声波反应器的出口与产品罐连通，相邻2个超声反应器中，前一个超声反应器的出口与后一个超声反应器的进口连通。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的超声均质单管反应器，所述恒温水箱的底部连通有出水管道，恒温水箱的顶部连通有回水管道，出水管道的另一端与换热夹套的下部连通，回水管道的另一端与换热夹套的上部连通，在出水管道上还安装有出水泵和出水流量计。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的超声均质单管反应器，所述反应管呈波浪状或螺旋状，换热夹套呈正六棱柱状。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的超声均质单管反应器，每个超声反应器内设置有若干个超声波换能器，若干个超声波换能器沿换热夹套的周向均匀设置。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的超声均质单管反应器，在产品罐的底部安装有出料管道，在出料管道上安装有出料控制阀，在产品罐上还安装有产品液位计。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的超声均质单管反应器，一种超声均质单管反应方法，其步骤如下：
（1）不同原料从原料罐内输出，经进料管道混合后进入超声反应器；
（2）在超声反应器内，不同原料沿着反应管移动，恒温水箱向换热夹套内循环通水，控制原料的反应温度，同时超声波换能器动作，利用超声波使得反应管内的不同原料进行充分混合反应；
（3）在超声反应器混合反应后的原料送入产品罐内存储；
（4）如此往复循环，原料罐输出的原料在超声反应器内混合反应后送入产品罐，进行连续化操作。
与现有技术相比，本发明利用原料罐盛装需要混合的物料，使用时，原料罐将物料向超声反应器内输送，使得物料沿着反应管进行移动混合，同时，超声反应器的超声波换能器动作，产生超声波，利用超声波对反应管内的物料进行作用，使得反应管内的物料进行充分混合反应，大大提高物料的混合效率，实现了物料的边移动边混合，进行连续化混合输出；其次，利用换热夹套循环通水，控制物料的反应温度，保证反应效果。该反应器设计合理、方便实用，通过超声反应器的设置，在保证物料混合反应效果的同时大大提高了混合反应的效率，实现了物料混合反应的连续化操作。
附图说明
图1为本发明的一种结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1，一种超声均质单管反应器，该反应器包括原料罐、超声反应器10和产品罐6，所述超声反应器10包括外壳和贯穿外壳设置的反应管12，反应管12的两端分别与原料罐和产品罐6连通，在外壳内还设置有套装在反应管12上的换热夹套13，换热夹套13上连通有恒温水箱8；在外壳内的换热夹套13上还固定安装有若干超声波换能器11。超声波换能器11采用现有技术中的超声波换能器11，功能是将输入的电功率转换成超声波再传递出去，能够利用超声波在清洗液中传播时的空化、辐射压、声流等物理效应，促进清反应管12内的物料进行快速混合反应；原料罐用于盛装物料，并将物料输入到超声反应器10内；超声反应器10的反应管12用于物料流动混合，超声波换能器11用于促进物料混合，以提供物料的混合反应效率，恒温水箱8用于向换热夹套13内通入恒温水，对反应管12内的物料进行加热或降温，以保持反应管12内的温度恒定，以保证物料的混合效果，从而可以实现物料的便于移动边混合反应，边输出，进行连续化操作，并且混合反应效果好、效率高。
所述原料罐至少设置有2个，每个原料罐均通过进料管道与反应管12连通，在进料管道上还安装有进料控制阀3、进料泵4和进料流量计5。进料泵4和进料流量计5相互配合，用于控制每个原料罐输出的物料的量，从而便于进行物料的按比例混合；进料控制阀3为针形阀；优选的原料罐设置有2个，分别设置为A原料罐1和B原料罐2，用于实现两种物料的混合反应。
所述超声反应器10至少设置有2个，第一个超声反应器10的进口与原料罐连通，最后一个超声波反应器的出口与产品罐6连通，相邻2个超声反应器10中，前一个超声反应器10的出口与后一个超声反应器10的进口连通。超声反应器10依次串联，便于物料进行多次混合反应，以保证物料的混合反应效果。
实际中，原料罐的数量根据实际需要混合的物料数量而定，超声反应器10的数量根据产品罐6内的产品混合效果而定，能够保证产品罐6内的产品符合要求即可。
所述恒温水箱8的底部连通有出水管道14，恒温水箱8的顶部连通有回水管道15，出水管道14的另一端与换热夹套13的下部连通，回水管道15的另一端与换热夹套13的上部连通，在出水管道14上还安装有出水泵和出水流量计。恒温水箱8采用现有技术中的恒温水箱8，箱内安装有加热器或制冷器，便于将箱内的水维持在一定温度，从而便于通入换热夹套13内对反应管12进行加热或降温，以保证反应管12内的温度横定，从而促进物料混合反应的快速进行；恒温水箱8内的水从换热夹套13的下部进入，从换热夹套13的上部流出，与物料在反应管12内的流动方向一致，均为从下至上，便于更好的进行换热。
所述反应管12呈波浪状或螺旋状，便于尽量延长物料在反应管12内的停留时间，以便于混合反应的充分进行；换热夹套13呈正六棱柱状，既便于通入循环水，对反应管12进行加热或降温，又便于超声波换能器11的安装设置，并使得超声波换能器11产生的超声波可以更好的促进反应管12内的物料混合。
每个超声反应器10内设置有若干个超声波换能器11，若干个超声波换能器11沿换热夹套13的周向均匀设置，便于在反应管12的各个方向产生超声波，对反应管12内的物料进行全面、均匀作用，促进物料进行充分混合；优选的，每个超声反应器10内设置有6个超声波换能器。
在产品罐6的底部安装有出料管道，在出料管道上安装有出料控制阀9，在产品罐6上还安装有产品液位计7。产品液位计7用于对产品罐6内的液位进行检测，方便操作人员外部观察到产品罐6内的液位情况；出料管道用于将产品罐6内的产品向外输出，出料控制阀9用于控制出料管道的通断。
一种超声均质单管反应方法，其步骤如下：
（1）不同原料从原料罐内输出，经进料管道混合后进入超声反应器；
（2）在超声反应器内，不同原料沿着反应管移动，恒温水箱向换热夹套内循环通水，控制原料的反应温度，同时超声波换能器动作，利用超声波使得反应管内的不同原料进行充分混合反应；
（3）在超声反应器混合反应后的原料送入产品罐内存储；
（4）如此往复循环，原料罐输出的原料在超声反应器内混合反应后送入产品罐，进行连续化操作。
Claims (8)
1.一种超声均质单管反应器，其特征在于：该反应器包括原料罐、超声反应器和产品罐，所述超声反应器包括外壳和贯穿外壳设置的反应管，反应管的两端分别与原料罐和产品罐连通，在外壳内还设置有套装在反应管上的换热夹套，换热夹套上连通有恒温水箱；在外壳内的换热夹套上还固定安装有若干超声波换能器。
2.根据权利要求1所述的超声均质单管反应器，其特征在于：所述原料罐至少设置有2个，每个原料罐均通过进料管道与反应管连通，在进料管道上还安装有进料泵和进料流量计。
3.根据权利要求1所述的超声均质单管反应器，其特征在于：所述超声反应器至少设置有2个，第一个超声反应器的进口与原料罐连通，最后一个超声波反应器的出口与产品罐连通，相邻2个超声反应器中，前一个超声反应器的出口与后一个超声反应器的进口连通。
4.根据权利要求1所述的超声均质单管反应器，其特征在于：所述恒温水箱的底部连通有出水管道，恒温水箱的顶部连通有回水管道，出水管道的另一端与换热夹套的下部连通，回水管道的另一端与换热夹套的上部连通，在出水管道上还安装有出水泵和出水流量计。
5.根据权利要求1所述的超声均质单管反应器，其特征在于：所述反应管呈波浪状或螺旋状，换热夹套呈正六棱柱状。
6.根据权利要求1所述的超声均质单管反应器，其特征在于：每个超声反应器内设置有若干个超声波换能器，若干个超声波换能器沿换热夹套的周向均匀设置。
7.根据权利要求1所述的超声均质单管反应器，其特征在于：在产品罐的底部安装有出料管道，在出料管道上安装有出料控制阀，在产品罐上还安装有产品液位计。
8.一种超声均质单管反应方法，其特征在于：该方法使用权利要求1-7任意一项所述的超声均质单管反应器，其步骤如下：
（1）不同原料从原料罐内输出，经进料管道混合后进入超声反应器；
（2）在超声反应器内，不同原料沿着反应管移动，恒温水箱向换热夹套内循环通水，控制原料的反应温度，同时超声波换能器动作，利用超声波使得反应管内的不同原料进行充分混合反应；
（3）在超声反应器混合反应后的原料送入产品罐内存储；
（4）如此往复循环，原料罐输出的原料在超声反应器内混合反应后送入产品罐，进行连续化操作。
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