CN113750930A - 一种超声管道反应器的入口连接结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及超声反应器技术领域，公开了一种超声管道反应器的入口连接结构，包括超声振动源、进料管道和反应管道，进料管道包括第一管道和布置在第一管道内的第二管道，第一管道和第二管道之间具有径向间隔或者部分接触，第一管道与反应管道连接，第一管道与反应管道之间连接有柔性阻尼结构。超声振动源的超声振动波带动反应管道振动时，反应管道向第一管道传输的振动波被柔性阻尼结构利用柔性吸收，减小传递至第一管道的振动，第一管道和第二管道之间具有径向间隔，第一管道的振动不会传递至第二管道，减小反应管道中的超声能量损失，避免进料管道与反应管道之间相互摩擦升温，提高了超声管道反应器的能量效率和运行稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及超声反应器技术领域，特别是涉及一种超声管道反应器的入口连接结构。
背景技术
基于管道的连续式反应器在石油化工、精细化工、医药中间体生产领域得到了广泛应用，但这些管道反应器通常会遇到固体堵塞、流体混合效果不够好的问题，将超声与管道反应器结合能很好的解决这些问题。
大量研究表明，超声对反应管道内的液体中产生的空化效应能增强流体的混合，同时清洗管道壁面，预防、疏通管道中固体的堵塞。然而，当超声进入反应管道后，反应管道的超声振动很容易传播到与其连接的进料管道，导致反应管道中超声能量的流失。
另一方面，如果反应管道与进料管道直接接触，两个管道之间因为超声振动速度的不同很容易产生相互摩擦，这不仅进一步损耗超声能量，还会导致管道磨损甚至局部温度升高，这些问题会大大降低超声管道反应器能量效率和稳定性。
发明内容
本发明的目的是：提供一种超声管道反应器的入口连接结构，以解决现有技术中超声管道反应器的超声振动传播至进料管道，降低超声管道反应器的能量效率和稳定性的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种超声管道反应器的入口连接结构，包括超声振动源、进料管道和反应管道，所述进料管道包括第一管道和布置在所述第一管道内的第二管道，所述第一管道和第二管道之间具有径向间隔或者部分接触，所述第一管道与所述反应管道连接，所述第一管道与所述反应管道之间连接有用于吸收振动的柔性阻尼结构。
优选地，所述柔性阻尼结构包括管道接头和柔性密封垫，所述第一管道与所述反应管道通过所述管道接头连接，所述柔性密封垫布置在所述管道接头的内侧。
优选地，所述柔性密封垫包括布置在所述第一管道与所述管道接头之间的第一部分、布置在所述反应管道与所述管道接头之间的第二部分，所述第一部分与所述第二部分之间具有沿所述管道接头的轴向延伸的间隔。
优选地，所述柔性阻尼结构包括软管，所述软管的一端与所述第一管道连接、另一端与所述反应管道连接。
优选地，所述第二管道延伸至所述反应管道内，所述第二管道与所述反应管道之间具有径向间隔或者部分接触。
优选地，所述第二管道包括至少两个并行布置的管体，各个管体集束布置。
优选地，所述反应管道的内径为0.1－100mm。
本发明实施例一种超声管道反应器的入口连接结构与现有技术相比，其有益效果在于：进料管道的第一管道与反应管道通过柔性阻尼结构连接，同时第一管道和第二管道之间具有径向间隔，进料管道和反应管道不会直接接触，超声振动源的超声振动波带动反应管道振动时，反应管道向第一管道传输的振动波被柔性阻尼结构利用柔性吸收，减小传递至第一管道的振动，同时第一管道的振动不会传递至第二管道，从而减小反应管道中的超声能量损失，减小进料管道与反应管道之间相互摩擦升温，提高了超声管道反应器的能量效率和运行稳定性。
附图说明
图1是本发明的超声管道反应器的入口连接结构的优选实施例的结构示意图。
图中，1、超声振动源；2、反应管道；3、第一管道；4、第二管道；5、管道接头；6、柔性密封垫；61、第一部分；62、第二部分。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明的一种超声管道反应器的入口连接结构的优选实施例，如图1所示，该超声管道反应器的入口连接结构包括超声振动源1、反应管道2和进料管道，进料管道用于将不同的原料流体输送至反应管道2，反应管道2用于供不同的原料流体在超声波下进行混合，超声振动源1用于产生超声波并将超声波传递至反应管道2内，增强反应管道2中流体的混合或疏通反应管道2中的固体堵塞，超声振动源1可以与反应管道2接触，也可以与反应管道2不接触。
反应管道2的内径为0.1－100mm，具体尺寸可根据混合的流体进行选择。超声振动源1固定布置在反应管道2上，以使超声振动源1与反应管道2密切接触，减小超声波传递时的能量损失。超声振动源1可以为现有的超声换能器，如压电换能器、静电换能器(电容换能器)、磁致伸缩换能器、电磁声换能器、机械换能器中的任意一种，此处不做详细叙述。
进料管道包括第一管道3和第二管道4，第一管道3和第二管道4分别用于输送不同的原料流体，使原料流体在反应管道2内混合。第二管道4的内径小于第一管道3的内径，第二管道4布置在第一管道3内，第二管道4和第一管道3同轴布置，使第二管道4与第一管道3之间具有径向的间隔，避免第一管道3和第二管道4之间直接接触，减小振动能量由第一管道3传递至第二管道4。在其他实施例中，第一管道3与第二管道4之间也可以部分接触，部分接触时二者之间的空气层会吸收振动，第一管道3的振动传递至第二管道4的部分很少，能量损失小。
第二管道4的端部延伸至反应管道2内，第二管道4与反应管道2之间具有径向间隔，使第二管道4和反应管道2不会直接接触，减小由反应管道2传递至第二管道4的超声振动的能量，减小能量损失，提高能量效率。在其他实施例中，第二管道4的端部与反应管道2之间也可以部分接触，部分接触时第二管道4与反应管道2之间不会产生摩擦，超声能量损失小。
第一管道3与反应管道2连接，第一管道3与反应管道2之间连接有柔性阻尼结构，柔性阻尼结构利用其柔性可以吸收经由反应管道2传递的超声振动，避免第一管道3和反应管道2之间直接接触，防止第一管道3和反应管道2之间产生相互摩擦而导致超声能量损耗、管道磨损以及接触位置附近的温度上升。
优选地，柔性阻尼结构包括管道接头5和柔性密封垫6，第一管道3与反应管道2通过管道接头5连接，管道接头5为现有的二通接头，柔性密封垫6布置管道接头5的内侧，柔性密封垫6位于管道接头5与第一管道3、反应管道2之间。反应管道2在超声波下振动时，柔性密封垫6与反应管道2直接接触，柔性密封垫6利用其弹性吸收振动能量，避免超声振动传递至第一管道3，减小能量损失，防止第一管道3与反应管道2之间摩擦生热，减小管道的损伤。
优选地，柔性密封垫6包括布置在第一管道3与管道接头5之间的第一部分61、布置在反应管道2与管道接头5之间的第二部分62，第一部分61和第二部分62之间沿管道接头5的轴向具有间隔，间隔第一部分61和第二部分62相互独立布置，反应管道2的振动经过其上的柔性密封垫6向第一管道3上的柔性密封垫6传递时，间隔起到了隔断传递的作用，进一步减小了超声能量的损失。
本发明的超声管道反应器的入口连接结构的实施例二，与上述优选实施例的区别在于，柔性阻尼结构包括软管，软管的一端与第一管道3固定连接、另一端与反应管道2固定连接，软管套装在第一管道3、反应管道2的外部。软管为软连接结构，软管的两端套装在对应管道的外侧，利用软管的弹性吸收超声振动的能量。
本发明的超声管道反应器的入口连接结构的实施例三，与上述实施例二的区别在于，软管插装在第一管道3和反应管道2的内部，软管的一端与第一管道3粘接固定、另一端与反应管道2粘接固定，软管的两端之间还具有与第一管道3、反应管道2均不固定的弹性段，利用弹性段的弹性吸收超声振动的能量，产生阻尼的效果。
本发明的超声管道反应器的入口连接结构的实施例四，与上述优选实施例的区别在于，第二管道4包括至少两个并行布置的管体，各个管体集束布置，各个管体与第一管道3之间均具有径向间隔，各个管体分别用于输送不同的原料流体，实现多种流体之间的混合。第二管道4的多个管体之间集束布置，可以减小管体占用的总空间，使各个管体于第一管道3不会直接接触，减小能量损失。
综上，本发明实施例提供一种超声管道反应器的入口连接结构，其进料管道的第一管道与反应管道通过柔性阻尼结构连接，同时第一管道和第二管道之间具有径向间隔，进料管道和反应管道不会直接接触，超声振动源的超声振动波带动反应管道振动时，反应管道向第一管道传输的振动波被柔性阻尼结构利用柔性吸收，减小传递至第一管道的振动，同时第一管道的振动不会传递至第二管道，从而减小反应管道中的超声能量损失，减小进料管道与反应管道之间相互摩擦升温，提高了超声管道反应器的能量效率和运行稳定性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种超声管道反应器的入口连接结构，其特征在于，包括超声振动源、进料管道和反应管道，所述进料管道包括第一管道和布置在所述第一管道内的第二管道，所述第一管道和第二管道之间具有径向间隔或者部分接触，所述第一管道与所述反应管道连接，所述第一管道与所述反应管道之间连接有用于吸收振动的柔性阻尼结构。
2.根据权利要求1所述的超声管道反应器的入口连接结构，其特征在于，所述柔性阻尼结构包括管道接头和柔性密封垫，所述第一管道与所述反应管道通过所述管道接头连接，所述柔性密封垫布置在所述管道接头的内侧。
3.根据权利要求2所述的超声管道反应器的入口连接结构，其特征在于，所述柔性密封垫包括布置在所述第一管道与所述管道接头之间的第一部分、布置在所述反应管道与所述管道接头之间的第二部分，所述第一部分与所述第二部分之间具有沿所述管道接头的轴向延伸的间隔。
4.根据权利要求1所述的超声管道反应器的入口连接结构，其特征在于，所述柔性阻尼结构包括软管，所述软管的一端与所述第一管道连接、另一端与所述反应管道连接。
5.根据权利要求1－4任一项所述的超声管道反应器的入口连接结构，其特征在于，所述第二管道延伸至所述反应管道内，所述第二管道与所述反应管道之间具有径向间隔或者部分接触。
6.根据权利要求1－4任一项所述的超声管道反应器的入口连接结构，其特征在于，所述第二管道包括至少两个并行布置的管体，各个管体集束布置。
7.根据权利要求1－4任一项所述的超声管道反应器的入口连接结构，其特征在于，所述反应管道的内径为0.1－100mm。
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