CN112742323A - 一种反应釜控流装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于反应釜技术领域，公开了一种反应釜控流装置，包括挡板、导流筒和搅拌器；挡板为三棱柱形的角型挡板；挡板的数量至少为一个，挡板竖向均匀布置在反应釜的内侧壁上；朝向反应釜中部的挡板的夹角γ为30°～90°；导流筒竖向悬浮布置在反应釜的中部，导流筒通过连接杆与反应釜的内侧壁连接；搅拌器竖向位于导流筒内，搅拌器的底端伸出导流筒。因为挡板为三棱柱形的角型挡板，抑制釜内物料圆周流动，同时减小迎流面的垂直碰撞速度，减少物料的动能损失；又因为γ为30°～90°，就降低挡板对迎流物料的粘滞阻力，进而降低挡板背流面形成反向涡流的可能性，结合轴向流搅拌器和导流筒进一步加强物料的轴向循环，提高物料混合效果。

Description

一种反应釜控流装置

技术领域

本发明属于反应釜技术领域，具体涉及一种反应釜控流装置。

背景技术

在化工生产中，搅拌作为一种重要的工艺过程被广泛应用于物料的混合、分散、萃取及结晶等过程，当前沉淀结晶反应釜中，搅拌器广泛使用锚式、桨式、折叶涡轮式搅拌器，搅拌过程产生轴向流能够促进悬浮物料的混合和反应，但是搅拌过程产生的圆周向流动(周向流)却影响物料的混合程度，为了减弱搅拌过程中的周向流，通常会在反应釜的内侧壁上设置挡板，挡板能够抑制圆周方向流动，即周向流。但是当前所使用的挡板负荷大、能耗高，且反应釜内部物料在撞击到挡板的迎流面后，会在挡板背流面形成反向涡流，此现象不利于物料混合及结晶反应。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种反应釜控流装置，能够在抑制反应釜内物料周向流的同时，还可以消除挡板反向涡流的现象，降低物料动能的损失，促进物料的均匀混合。

为了实现上述目的，以下提供一种反应釜控流装置，用于反应釜中，包括挡板、导流筒和搅拌器；挡板为三棱柱形的角型挡板；挡板的数量至少为一个，挡板竖向布置在反应釜的内侧壁上；朝向反应釜中部的挡板的夹角γ为30°～90°；导流筒竖向悬浮布置在反应釜的中部，导流筒通过连接杆与反应釜的内侧壁连接；搅拌器竖向位于导流筒内，搅拌器的底端伸出导流筒。

优选的，挡板的背流面与反应釜内径的夹角α为20°～60°。

优选的，挡板的迎流面与反应釜内径的夹角β为10°～30°。

优选的，紧邻反应釜内侧壁的挡板的一端，与朝向反应釜中部的夹角之间的距离L满足：1/20×r≤L≤3/10×r，其中r为反应釜的内径。

优选的，导流筒的高度H’满足：0.3h≤H’≤0.6h，其中h为反应釜的高度。

优选的，搅拌器包括搅拌轴和搅拌桨；搅拌轴上间隔设置有搅拌桨，搅拌桨位于导流筒外。

优选的，搅拌桨包括桨叶，桨叶的搅拌直径

满足：

其中r为反应釜的内径。

优选的，导流筒的直径

满足：

且

其中r为反应釜的内径，

为桨叶的搅拌直径。

优选的，导流筒的底端与距离导流筒最近的搅拌桨之间的距离H”满足：0.1r”＜H”＜0.3r”，其中r”为搅拌桨的搅拌直径。

优选的，搅拌桨的数量至少为1个，其中一个搅拌桨位于搅拌轴的底端。与现有技术相比，采用上述方案本发明的有益效果为：

搅拌器用于搅拌反应釜中的物料，导流筒用于导流，物料在搅拌的过程中，因为会不可避免的与设置在反应釜内侧壁的挡板相撞，而本发明的挡板为三棱柱形的角型挡板，进而较大程度上抑制物料的周向流动；此外，又因为本发明的挡板的朝向反应釜腔室中部的挡板的夹角γ为30°～90°，这就降低挡板对迎流物料的粘滞阻力，进而降低挡板背流面形成反向涡流的可能性，结合轴向流搅拌器和导流筒进一步加强物料的轴向循环，提高物料混合速率。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种反应釜的结构示意图；

图2是图1的A-A截面的结构示意图；

图3是图1的俯视示意图；

图中：1、反应釜；2、挡板；3、导流筒；4、搅拌器；41、搅拌轴；42、搅拌桨。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本实施例提供一种反应釜，如图1-图3所示，用于反应釜1中，包括挡板2、导流筒3和搅拌器4；挡板2为三棱柱形的角型挡板；挡板2的数量至少为一个，挡板2竖向布置在反应釜1的内侧壁上；朝向反应釜1腔室中部的挡板2的夹角γ为30°～90°；导流筒3竖向悬浮布置在反应釜1的中部，导流筒3通过连接杆与反应釜1的内侧壁连接；搅拌器4竖向位于导流筒3内，搅拌器4的底端伸出导流筒3。

本实施例的搅拌器4与反应釜1的底部垂直，所以搅拌器4为轴向流搅拌器，即搅拌时使物料轴向流动。搅拌器4用于轴向搅拌反应釜中的物料，导流筒3用于导流，物料在搅拌的过程中，因为会不可避免的与设置在反应釜1内侧壁的挡板2相撞，而本实施的挡板2为三棱柱形的角型挡板，其不仅能够进一步的增加对流经其的物料的剪切力，进而较大程度上抑制物料的周向流动；此外，又因为本实施例的挡板2的朝向反应釜1腔室中部的挡板2的夹角γ为30°～90°，这就降低挡板对迎流物料的粘滞阻力，进而降低挡板背流面形成反向涡流的可能性，结合轴向流搅拌器和导流筒进一步加强物料的轴向循环，提高物料混合效果。

在本实施例中，挡板2为中空结构，一方面是为了降低反应釜的重量，另一方面是节省原材料，降低成本。此外，为了避免物料进入中空的挡板2内，所以挡板2的底端与反应釜1腔室的底面固定连接，挡板2的上端封闭。

在本实施例中，挡板2的底面与上面可以相互平行，挡板2的数量为2～6个，优选4个。

因为挡板2为三棱柱结构，所以其一个侧面与反应釜1的内侧壁连接，另外两个侧面其中一个为背流面，一个为迎流面。

迎流面是与物料的周向流动方向相对的侧面，而与物料的周向流动方向相背离的侧面为背流面。所以迎流面与背流面是与物料的周向流动方向相关的。

例如，当物流的周向流动方向为顺时针时，迎流面为侧面A，那么背流面为侧面B；当当物料的周向流动方向为逆时针时，迎流面为侧面B，那么背流面为侧面A。

在具体实施例中，挡板2的背流面与反应釜1内径的夹角α为20°～60°，在保证挡板2能够增加对流经其的物料的剪切力的前提下，增加挡板2的背流面与流过挡板2的物料的接触面积，有效的避免出现反向涡流的出现。

例如如果α小于20°，那么导致对反向涡流的抑制效果不大，甚至没有抑制反向涡流的作用；而如果α大于60°，那么其抑制反向涡流的效果不会随着α的增加而较大幅度的增加，而且导致所使用的材料增加，进而增加成本。

在具体实施例中，挡板2的迎流面与反应釜1内径的夹角β为10°～30°；这通过改变与物料的撞击角度来减少物料的动能损失，而且增加了挡板2对流经其的物料的剪切作用，更加有效的抑制物料的周向流动。

例如如果β大于30°，不仅浪费材料，增加成本，而且最重要的是导致挡板2抑制物料圆周流的效果降低。

在本实施例中，γ＝α+β。

在具体实施例中，紧邻反应釜1内侧壁的挡板2的一端，与同一挡板2的朝向反应釜1中部的夹角之间的水平距离L满足：1/20×r≤L≤3/10×r，其中r为反应釜1的内径。

如果L＞3/10×r，虽然能够更好的抑制物料的周向流动，但是也为物料的流动提供较大的阻力，那么用于搅拌物料的搅拌器就需要为物料提供较大的力，这样就会使物料搅拌过程中耗能较高。

如果L＜1/20×r，就会导致其抑制物料的周向流动的效果较差。在本实施例中，L优选为1/10×r。

在具体实施例中，用于将导流筒3与反应釜1的内侧壁连接的连接杆可以是十字焊架，十字焊架与导流筒3焊接连接，也可以通过螺母螺钉螺纹连接。十字焊架与反应釜1的内侧壁可以焊接连接，也可以通过螺母螺钉螺纹连接。

物料在反应釜1内被搅拌时，由于导流筒3的存在，能够进一步增强物料的轴流循环效果，减少周向流的物料向撞击挡板时的动能损失。

在具体实施例中，导流筒3的高度H’满足：0.3h≤H’≤0.6h，其中h为反应釜1的高度，目的是为了确保起到更好的增加物料轴向流含量的目的。

在具体实施例中，搅拌器4的作用就是用于搅拌反应釜1内的物料，搅拌器4可以与电动机通过联轴器连接，也可以是人力驱动。

在具体实施例中，搅拌器4包括搅拌轴41和搅拌桨42；搅拌轴42上间隔设置有搅拌桨42，搅拌桨42位于导流筒3外。

本实施例的搅拌桨42的桨叶可以为折叶式、推进式、涡轮式等轴流式搅拌桨中的一种。

搅拌轴41可以通过联轴器与电动机连接。

在具体实施例中，搅拌桨42包括桨叶，桨叶的搅拌直径

满足：

其中r为反应釜1的内径，能够起到较好的搅拌效果。

本具体实施例中，导流筒3位于搅拌桨42正上方，且导流筒3的底端与距离导流筒3最近的搅拌桨42之间的距离H”满足：0.1r”＜H”＜0.3r”，其中r”为搅拌桨42的搅拌直径。这样既能够确保导流筒3具有导流的作用个，即在不影响导流筒3导流效果的前提下，降低导流筒3的制作原材料的使用量，进而降低成本。

在具体实施例中，导流筒3的直径

满足：

且

其中r为反应釜1的内径，

为桨叶的搅拌直径。

优选的

导流筒3可以为圆柱形结构，也可以是锥形结构。例如当导流筒3为锥形结构时，其上端的直径大于其下端的直径，例如锥形导流筒3的上端直径

而下端直径

这样能够减少生产导流筒的用料，降低生产成本。

在具体实施例中，搅拌桨42的数量至少为1个，其中一个搅拌桨42位于所述搅拌轴41的底端，这样能够避免物料中间形成涡流，破坏物料的周向流动。

当搅拌桨42的数量为大于1个时，每两个搅拌桨42之间的距离H”’满足：0.1r”＜H”’＜0.2r”，其中r”为搅拌桨42的搅拌直径，有效的避免物料的周向流。搅拌轴41上开设有键槽，而搅拌桨42与搅拌轴41之间通过键槽可拆卸连接。

工作过程：

搅拌轴41在导流筒3内转动，带动搅拌桨42在导流筒3的正下方转动，进而实现对物料的轴向搅拌，因为导流筒3的存在，这样能够进一步的增强物料的轴向循环；此外，因为反应釜1的内侧壁还设置有三棱柱形的角型挡板2，而挡板2的迎流面与所述反应釜1内径的夹角β为10°～30°，这就能够抑制物料的周向流动，降低物料撞击挡板而带来的动能损失；同时挡板2的背流面与所反应釜1内径的夹角α为20°～60°，这样能够消除挡板反向涡流的现象，进一步增强轴流循环效果，减少物料的周向流动物料撞击挡板时损耗的动能，同时结合轴向流搅拌器和导流筒进一步加强物料的轴向循环，提高物料混合效果，本实施例的这种反应釜控流装置设计合理，通用性强。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种反应釜控流装置，用于反应釜(1)中，其特征在于，包括挡板(2)、导流筒(3)和搅拌器(4)；所述挡板(2)为三棱柱形的角型挡板；所述挡板(2)的数量至少为一个，所述挡板(2)竖向布置在所述反应釜(1)的内侧壁上；朝向所述反应釜(1)中部的所述挡板(2)的夹角γ为30°～90°；所述导流筒(3)竖向悬浮布置在所述反应釜(1)的中部，所述导流筒(3)通过连接杆与所述反应釜(1)的内侧壁连接；所述搅拌器(4)竖向位于所述导流筒(3)内，所述搅拌器(4)的底端伸出所述导流筒(3)。

2.如权利要求1所述的反应釜控流装置，其特征在于，所述挡板(2)的背流面与所述反应釜(1)内径的夹角α为20°～60°。

3.如权利要求1所述的反应釜控流装置，其特征在于，所述挡板(2)的迎流面与所述反应釜(1)内径的夹角β为10°～30°。

4.如权利要求1所述的反应釜控流装置，其特征在于，紧邻所述反应釜(1)内侧壁的所述挡板(2)的一端，与朝向所述反应釜(1)中部的夹角之间的距离L满足：1/20×r≤L≤3/10×r，其中r为所述反应釜(1)的内径。

5.如权利要求1所述的反应釜控流装置，其特征在于，所述导流筒(3)的高度H’满足：0.3h≤H’≤0.6h，其中h为所述反应釜(1)的高度。

6.如权利要求1所述的反应釜控流装置，其特征在于，所述搅拌器(4)包括搅拌轴(41)和搅拌桨(42)；所述搅拌轴(42)上间隔设置有搅拌桨(42)，所述搅拌桨(42)位于所述导流筒(3)外。

7.如权利要求6所述的反应釜控流装置，其特征在于，所述搅拌桨(42)包括桨叶，所述桨叶的搅拌直径

满足：

其中r为所述反应釜(1)的内径。

8.如权利要求7所述的反应釜控流装置，其特征在于，所述导流筒(3)的直径

满足：

且

其中r为所述反应釜(1)的内径，

为所述桨叶的搅拌直径。

9.如权利要求7所述的反应釜控流装置，其特征在于，所述导流筒(3)的底端与距离所述导流筒(3)最近的所述搅拌桨(42)之间的距离H”满足：0.1r”＜H”＜0.3r”，其中r”为所述搅拌桨(42)的搅拌直径。

10.如权利要求7所述的反应釜控流装置，其特征在于，所述搅拌桨(42)的数量至少为1个，其中一个所述搅拌桨(42)位于所述搅拌轴(41)的底端。

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