CN114177841A - 一种高剪切混合的管式反应器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高剪切混合的管式反应器，上端盖固定连接于机筒的上端，下端盖固定连接于机筒的下端，机筒内开设有混合腔，混合腔内设置有两个转动轴，转动轴的一端与上端盖转动连接，转动轴的另一端与下端盖转动连接，转动轴顶部固定连接有驱动机构，且驱动机构固设于上端盖上，转动轴上周向固设有螺纹，换热套套设于机筒上，上端盖上还开设有第一进料通道和第二进料通道，下端盖上开设出料通道。本发明提出的一种高剪切混合的管式反应器，通过驱动机构驱动内置的转动轴转动，进而产生高剪切分散力，能够促进固体及高粘度物料的流动混合，混合效率更高。
Description
技术领域
本发明涉及化工设备技术领域，更具体的，涉及一种高剪切混合的管式反应器。
背景技术
现有技术中的连续管式反应器往往是通过多组反应器和管体连接之间设有连接泵来实现连接，但此种方式比较耗能，混合时间比较长，且无法处理大颗粒固体物料及高粘度物料的混合反应，效果也不够理想。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于现有管式反应器混合效率低，且无法处理大颗粒固体物料及高粘度物料的混合反应。为了克服现有技术的缺陷，本发明提出了一种高剪切混合的管式反应器，通过驱动机构驱动内置的转动轴转动，进而产生高剪切分散力，能够促进固体及高粘度物料的流动混合，混合效率更高。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种高剪切混合的管式反应器，包括机筒、上端盖、下端盖、驱动机构、转动轴、螺纹和换热套，上端盖固定连接于机筒的上端，下端盖固定连接于机筒的上端，机筒内开设有混合腔，混合腔内设置有两个转动轴，转动轴的一端与上端盖转动连接，转动轴的另一端与下端盖转动连接，转动轴顶部固定连接有驱动机构，且驱动机构固设于上端盖上，转动轴上周向固设有螺纹，换热套套设于机筒上，上端盖上还开设有第一进料通道和第二进料通道，下端盖上开设有出料通道。
在本发明较佳的技术方案中，所述驱动机构包括驱动电机、支架、导磁体、齿轮盘和从动磁体，驱动电机通过支架固设于所述上端盖上，导磁体固设于驱动电机的动力输出端，上端盖内开设有传动腔，传动腔内设置有两个齿轮盘，齿轮盘与相邻的所述转动轴的一端固定连接，且两个齿轮盘相互啮合，从动磁体嵌于其中一个齿轮盘内。
在本发明较佳的技术方案中，所述换热套上部开设有换热液体出口，下部开设有换热液体进口。
在本发明较佳的技术方案中，所述机筒材料优选为石英玻璃。
在本发明较佳的技术方案中，所述机筒一侧设置有在线拉曼光谱仪和在线粒度检测仪。
在本发明较佳的技术方案中，所述螺纹与所述混合腔内壁的间隙为0.1-1mm。
本发明的有益效果为：
1.本发明中，通过驱动机构驱动内置的转动轴转动，两个螺杆可以同向运动或相向运动，且螺纹与混合腔内壁的间隙仅为0.1-1mm，产生高剪切分散力能够促进固体及高粘度物料的流动混合，混合效率更高。尤其适用于制备粒径分布均匀的纳米或微米晶体或颗粒，以及制备分子量分布高度集中的高聚物。
2.本发明中，通过磁力驱动转动轴旋转，不需要在上端盖表面打孔，从而提高了机筒的密封性能，有效防止了混合过程中物料泄漏，并且可以实现高压力反应。
3.本发明中，通过采用石英玻璃制作机筒，使得物料反应过程可视化。并通过设置在线拉曼光谱仪和在线粒度检测仪，可以对反应进行实时控制，实现智能化连续生产。
附图说明
图1是本发明具体实施方式提供的一种高剪切混合的管式反应器的结构示意图；
图2是图1中A处放大示意图。
图中：
1、机筒；2、上端盖；201、第一进料通道；202、第二进料通道；3、下端盖；301、出料通道；4、驱动机构；401、驱动电机；402、支架；403、导磁体；404、齿轮盘；405、从动磁体；406、传动腔；5、转动轴；6、螺纹；7、换热套；701、换热液体出口；702、换热液体进口；8、混合腔；9、在线拉曼光谱仪；10、在线粒度检测仪。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1-2所示，实施例中提供了一种高剪切混合的管式反应器，包括机筒1、上端盖2、下端盖3、驱动机构4、转动轴5、螺纹6和换热套7，上端盖2固定连接于机筒1的上端，下端盖3固定连接于机筒1的下端，机筒1内开设有混合腔8，混合腔8内设置有两个转动轴5，转动轴5的一端与上端盖2转动连接，转动轴5的另一端与下端盖3转动连接，转动轴5顶部固定连接有驱动机构4，且驱动机构4固设于上端盖2上，转动轴5上周向固设有螺纹6，换热套7套设于机筒1上，上端盖2上还开设有第一进料通道201和第二进料通道202，下端盖3上开设有出料通道301。本实施例中，第一进料通道201和第二进料通道202分别用于输送不同的物料，且第一进料通道201、第二进料通道202和出料通道301内均设置有密封圈，用于防止物料由进口和出口泄漏，同时也能隔绝外部空气，形成密闭的环境。使用时，将待混合的物料由第一进料通道201和第二进料通道202输送至混合腔8内，此时驱动机构4启动，驱动机构4带动转动轴5转动，转动轴5转动带动螺纹6同步转动，进而使得物料在混合腔8混合均匀，混合完成的物料由出料通道301排出混合腔8。驱动机构4通过磁力驱动转动轴5转动，进而带动螺纹6匀速搅拌物料，且两个转动轴5分别由不同的驱动机构4驱动，可以实现同向转动或异向转动。换热套7内填充有介质油，介质油为无色透明的液体，当机筒1内的温度较高时，向换热套7内充入低温介质油，对机筒1内的物料进行降温；当机筒1内的温度较低时，利用压缩空气将换热套7内的低温介质油吹出，并将内充入高温介质油，从而使机筒1内的温度升高，使得反应温度能够始终保持在合适范围。此外，本发明提供的反应器可用于聚合、结晶，以及放热等高危险性合成反应。
具体的，驱动机构4包括驱动电机401、支架402、导磁体403、齿轮盘404和从动磁体405，驱动电机401通过支架402固设于上端盖2上，导磁体403固设于驱动电机401的动力输出端，上端盖2内开设有传动腔406，传动腔406内设置有两个齿轮盘404，齿轮盘404与相邻的转动轴5的一端固定连接，且两个齿轮盘404相互啮合，从动磁体405嵌于其中一个齿轮盘404内。本实施例中，从动磁体405位于导磁体403的正下方，支架402通过紧固螺栓与上端盖2可拆卸连接。工作时，驱动电机401转动带动导磁体403转动，由于导磁体403与从动磁体405相互吸引，进而在磁力的作用下导磁体403转动带动从动磁体405同步转动，从动磁体405转动进而带动齿轮盘404转动，进而带动转动轴5转动。且驱动机构4与转动轴5之间采用非接触式的磁驱动，不需要在上端盖2表面打孔，从而提高了机筒1的密封性能，有效防止了混合过程中物料泄漏，并且可以实现高压力反应。
具体的，换热套7上部开设有换热液体出口701，下部开设有换热液体进口702。本实施例中，换热套7套设于机筒1上并将机筒1全部包裹，最大限度的增大了换热面积，提高加热和冷却的速度。且换热液体出口701高于换热液体进口702，有助于使介质油内的杂质沉淀在换热套7底部，避免其堵塞换热液体出口701，进而造成换热套7无法正常工作的情况。
具体的，机筒1材料优选为石英玻璃。石英玻璃为透明材料，通过采用石英玻璃制作机筒1，使得物料混合过程可视化，便于操作人员监控物料的混合程度。
具体的，机筒1一侧设置有在线拉曼光谱仪9和在线粒度检测仪10。由于机筒1由透明材料制成，使得操作人员可以利用在线拉曼光谱仪9对混合腔8内的反应产物成分进行定时、定性和定量检测，从而把控化学反应的程度。在线粒度检测仪10能够对合成产物的粒径进行检测，使得操作人员可以根据产物的粒径及时调整机筒1内的反应温度、进料配比和转动轴5的转速等参数，从而保证产物粒径满足生产要求，实现智能化连续生产。
具体的，螺纹6与混合腔8内壁的间隙为0.1-1mm。本实施例中，通过减小螺纹6与混合腔8之间的缝隙，能够减少物料漏流，从而提高混合效率。
本发明是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本发明保护的范围。
Claims (6)
1.一种高剪切混合的管式反应器，其特征在于：包括机筒(1)、上端盖(2)、下端盖(3)、驱动机构(4)、转动轴(5)、螺纹(6)和换热套(7)，上端盖(2)固定连接于机筒(1)的上端，下端盖(3)固定连接于机筒(1)的下端，机筒(1)内开设有混合腔(8)，混合腔(8)内设置有两个转动轴(5)，转动轴(5)的一端与上端盖(2)转动连接，转动轴(5)的另一端与下端盖(3)转动连接，转动轴(5)顶部固定连接有驱动机构(4)，且驱动机构(4)固设于上端盖(2)上，转动轴(5)上周向固设有螺纹(6)，换热套(7)套设于机筒(1)上，上端盖(2)上还开设有第一进料通道(201)和第二进料通道(202)，下端盖(3)上开设有出料通道(301)。
2.根据权利要求1所述的一种高剪切混合的管式反应器，其特征在于：所述驱动机构(4)包括驱动电机(401)、支架(402)、导磁体(403)、齿轮盘(404)和从动磁体(405)，驱动电机(401)通过支架(402)固设于所述上端盖(2)上，导磁体(403)固设于驱动电机(401)的动力输出端，上端盖(2)内开设有传动腔(406)，传动腔(406)内设置有两个齿轮盘(404)，齿轮盘(404)与相邻的所述转动轴(5)的一端固定连接，且两个齿轮盘(404)相互啮合，从动磁体(405)嵌于其中一个齿轮盘(404)内。
3.根据权利要求1所述的一种高剪切混合的管式反应器，其特征在于：所述换热套(7)上部开设有换热液体出口(701)，下部开设有换热液体进口(702)。
4.根据权利要求1所述的一种高剪切混合的管式反应器，其特征在于：所述机筒(1)材料优选为石英玻璃。
5.根据权利要求4所述的一种高剪切混合的管式反应器，其特征在于：所述机筒(1)一侧设置有在线拉曼光谱仪(9)和在线粒度检测仪(10)。
6.根据权利要求1所述的一种高剪切混合的管式反应器，其特征在于：所述螺纹(6)与所述混合腔(8)内壁的间隙为0.1-1mm。
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