CN114733466B - 一种高剪切反应釜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高剪切反应釜,内部设有用于驱动反应物沿径向流动的径向流搅拌桨,内部具有用于容纳径向流搅拌桨的空腔的剪切喷射机构,剪切喷射机构为与搅拌桨同轴设置套设在径向流搅拌桨外部的导流筒,导流筒上设有于径向流搅拌桨位置相对的导流孔,还设有从导流筒的内壁向内延伸得到的挡板,挡板、导流筒与径向流搅拌桨之间均设有间隙,反应物在径向流搅拌桨的驱动下沿径向流动,部分反应物以较高的流速穿过导流孔,在将反应物中功能粉体的团聚冲散的同时实现了二者的均匀混合,未从导流孔中流出的反应物与导流筒产生撞击,也能够将功能粉体的团聚冲散,实现了功能粉体的充分分散和均匀混合。
Description
技术领域
本发明属于化工设备技术领域,特别涉及一种高剪切反应釜。
背景技术
目前,功能聚酯纤维的制备方法主要是母粒法。母粒法是先将功能粉体与载体树脂熔融混合得到高功能粉体含量的功能母粒,然后再将功能母粒熔体与纺丝用聚酯熔体均匀混合经纺丝过程得到功能聚酯纤维。
上述制备功能聚酯纤维的过程中,功能粉体主要是依靠混合设备所提供的机械剪切力分散在高粘聚酯熔体中,由于常规设备中提供的机械剪切力较小且不均匀,功能粉体在被分散的同时也存在着因剪切力较小而产生团聚的问题,从而难以实现功能粉体在聚酯熔体中的高均匀分散,使制备得到的功能聚酯熔体的纺丝性能较差,难以纺制细旦或超细旦功能聚酯纤维。
为解决上述技术问题,现有技术经过改进已经存在将功能粉体制成浆料后通过在线添加等方式与聚酯低聚物混合,以提高成品功能聚酯中功能粉体分散性能的相关技术。但由于功能粉体浆料常采用二元醇单体作为溶剂,在与聚酯低聚物进行混合时,常存在过量的二元醇单体在高温下瞬间蒸发导致功能粉体重新团聚的问题。
有鉴于此特提出本发明。
发明内容
本发明的目的之一是针对上述现有技术中的问题提供一种高剪切反应釜,反应釜内设有径向流搅拌桨和剪切喷射机构,反应物在径向流搅拌桨的驱动下从剪切喷射机构内部喷射至外部,通过反应物之间以及反应物与剪切喷射机构之间的碰撞避免了反应物中功能粉体的团聚,提高了产物的性能。
为了实现上述目的,本发明提供一种高剪切反应釜,内部具有反应腔,反应腔内设有剪切喷射装置,剪切喷射装置包括,
径向流搅拌桨,位于反应腔内部,具有转轴和桨叶,用于驱动反应物沿径向方向流动;
剪切喷射机构,位于反应腔内部,与反应腔的内壁固定连接,具有用于容纳所述径向流搅拌桨的空腔;
所述径向流搅拌桨位于所述空腔内部,向位于空腔内部的反应物提供动力,使反应物通过剪切喷射机构喷射至外部。
径向流搅拌桨驱动剪切喷射机构内部的反应物通过剪切喷射机构喷射至外部,反应物高速喷射的过程中受到剪切力的影响,从而避免了反应物中功能粉体的团聚,实现了功能粉体在反应物中的充分分散。
具体的,剪切喷射机构为具有空心圆柱形结构的导流筒,导流筒轴向方向的两端具有开口,与所述径向流搅拌桨同轴设置,套设在所述径向流搅拌桨外部,与所述桨叶之间具有间隙;
所述导流筒上设有导流区,位于导流筒内侧的反应物从所述导流区喷射至所述导流筒外侧。
优选的,所述导流筒的半径为反应釜内部腔室半径的1/4~3/5。
进一步的,所述导流区与所述桨叶的端部位置相对,具有沿导流筒周向方向排列设置的导流孔。
上述方案中,反应物中混合有功能粉体,径向流搅拌桨驱动反应物沿径向流动的过程中,部分反应物从导流筒上的导流孔中流出,由于供反应物流动的区域缩小,穿过导流孔的反应物能够以较高的速度从导流筒内侧喷出至外侧,在高速流动状态下受到剪切力,从而能够将团聚的功能粉体冲散,实现功能粉体的均匀分散;部分未从导流孔流出的反应物与导流筒产生碰撞,也能够将功能粉体的团聚冲散,进而实现了功能粉体的充分分散和均匀混合。
进一步的,所述导流区沿导流筒轴向方向的长度大于所述桨叶的宽度,具有沿导流筒轴向方向排列设置的多排导流孔。
由于导流区沿导流筒轴向方向的长度大于桨叶的宽度,反应物在桨叶的驱动下能够更加迅速的从导流筒内部喷射至外部,提高了对反应物中功能粉体进行分散的效率。
进一步的,高剪切反应釜内还包括,
挡板,沿所述导流筒的轴向方向位于所述桨叶的一侧,与所述导流筒的内壁固定连接;
所述挡板所在的平面平行于所述导流筒的轴线,沿所述导流筒径向方向的长度大于所述导流筒和所述桨叶端部之间的间隙。
径向流搅拌桨转动过程中带动反应物沿导流筒周向运动,在经过挡板时,反应物受到剪切力影响,能够进一步避免功能粉体之间的团聚,使得反应物中混合的功能粉体分散的更加均匀。
优选的,所述挡板与所述导流筒的轴线共面。
优选的,所述挡板和所述径向流搅拌桨之间的间隙为5-50mm。
挡板与导流筒的轴线共面,使得挡板能够对在桨叶驱动下靠近挡板的反应物进行充分的阻挡,进而提升桨叶经过挡板时桨叶和挡板之间的反应物受到的剪切力,能够更加充分的实现对反应物中功能粉体的分散,有效降低功能粉体的团聚。
进一步的,沿所述导流筒的周向方向与所述径向流搅拌桨的桨叶位置相对的设置多个所述挡板;
所述桨叶沿所述导流筒轴向方向的两侧均设有所述挡板,位于所述桨叶两侧的挡板对称设置。
优选的,所述径向流搅拌桨的桨叶数目为3-8片。
上述方案中,径向流搅拌桨经过挡板时,挡板和导流筒能够与径向流搅拌桨配合在径向流搅拌桨周围的多个方向对反应物施加剪切力,能够更加充分的避免功能粉体之间产生团聚,也能够提高功能粉体在反应物中的分散均匀性
进一步的,反应釜内还包括,
轴流搅拌桨,设于反应釜内,用于引导反应物沿轴向向所述径向流搅拌浆流动。
进一步的,所述轴流搅拌桨与所述径向流搅拌桨同轴设置,与所述径向流搅拌桨同轴/异轴驱动。
本发明的有益效果为:
高剪切反应釜内设置径向流搅拌桨和剪切喷射机构,能够将反应物中混合的功能粉体充分分散,有效避免了功能粉体的团聚,改善了功能粉体的分散状态,有利于后续产物性能的提升。
通过轴流搅拌桨将反应物送至径向流搅拌桨处实现反应物在反应釜内的循环,在提高循环效率的同时,避免反应物中已被分散的功能粉体再次团聚,进一步提高了功能粉体分散的均匀性。
附图说明
图1为本发明所述的高剪切反应釜的一种结构示意图。
图2为内部设有剪切喷射装置的连续反应釜的一种结构示意图。
图3为图2所示的连续反应釜的俯视剖视图。
图4为剪切喷射装置中导流筒沿径向方向的一种结构图。
图5为剪切喷射装置中导流筒沿轴向方向的一种结构图。
图中:1、进料口;2、功能粉体下添加口;3、功能粉体上添加口;4、出料口;5、气相出口;6、上搅拌器接口;7、下搅拌器接口;8、导流筒;801、导流孔;802、挡板;9、径向流搅拌桨;10、轴流搅拌桨;11、加热盘管;12、固定部;13、活动部;14、内筒体;15、夹套筒体。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施方式,本领域技术人员可以了解到的是,下列实施方式仅用于解释本发明的技术原理,并非旨在限制本发明的保护范围。
在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体式连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,对于本领域技术人员而言,可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
本发明提供了一种高剪切反应釜,高剪切反应釜内部具有反应腔,反应腔内设有剪切喷射装置,包括,
径向流搅拌桨,位于反应腔内部,具有转轴和桨叶,用于驱动反应物沿径向方向流动;
剪切喷射机构,位于反应腔内部,与反应腔的内壁固定连接,具有用于容纳所述径向流搅拌桨的空腔;
径向流搅拌桨位于剪切喷射机构内,为空腔中的反应物提供动力,使得反应物通过剪切喷射机构喷设置外部,实现了对反应物中功能粉体的充分分散,避免了功能粉体的团聚。
接下来以具体实施例对本发明进行进一步说明。
实施例一
作为本发明的一个实施例,本实施例提供一种高剪切反应釜,内部具有反应腔,反应腔内设有用于驱动反应物沿径向方向流动的径向流搅拌桨9,在本实施例中,如图1所示,剪切喷射机构为套设于径向流搅拌桨9外部,与径向流搅拌桨9同轴设置的导流筒8,导流筒8具有圆柱形结构,通过支架与反应腔的内壁相连实现固定,导流筒8轴向方向上的两侧具有开口,在圆柱形周壁上设有与径向流搅拌桨9位置相对的导流区,导流区内具有沿周向设置的导流孔801,径向流搅拌桨9转动过程中驱动反应物沿径向方向运动,反应物被导流筒8阻挡,其中部分反应物从导流孔801流动至导流筒8外侧,由于经过导流孔801 时反应物流动区域的面积减小,经过导流孔801的反应物具有较高的流速呈喷射状喷出,进而使得反应物被充分分散,显著降低了功能粉体之间的团聚,进而提高了反应物中功能粉体的分散均匀性;被径向流搅拌桨9驱动的反应物仅有一部分能够从导流孔801中排出,另一部分则与导流筒8产生撞击,能够进一步避免功能粉体之间产生团聚,能够在功能粉体团聚不充分时及时解团聚。
本领域技术人员在上述方案的基础上有动机改变导流筒的形状以适应不同生产工艺的需要,例如,可以将导流筒设为四棱柱形,三棱柱形,椭球型,或者其他规则或者不规则形状。
进一步的,为了进一步提高对反应物的分散效率和降低功能粉体的团聚,导流筒8和径向流搅拌桨9的端部之间具有间隙。
由于间隙的存在,与导流筒8产生撞击后的部分反应物能够再次与后续被径向流搅拌桨9驱动而来的反应物产生碰撞,进一步提高了位于导流筒8内部的反应物中功能粉体的分散程度,进而使得经过导流孔801流至导流筒8外部的反应物中的功能粉体大都呈独立颗粒的状态,在提高功能粉体分散均匀度的同时进一步避免了功能粉体的团聚。
上述方案中,如果导流孔801较少,则可能导致对反应物进行分散的均匀程度较差,即功能粉体虽然不产生团聚,但是在反应物中的分布均匀性降低,为了解决这一问题,导流区沿导流筒8轴向方向的长度大于桨叶的宽度,具有沿导流筒8轴向方向排列设置的多排导流孔801。
上述方案在不影响导流筒8内反应物分散均匀程度的同时提高了对反应物中功能粉体进行分散的效率,进而降低了反应物的制备周期;并且,由于导流孔801的数量增加,向导流筒8外部喷射的混合均匀的反应物也较多,喷射出的均匀反应物能够与导流筒8外侧的反应物产生撞击,实现对导流筒8外侧反应物的预混合,使得反应物中的功能粉体能够更加容易被均匀分散,更加不容易产生团聚,提高了反应物中功能粉体的分散效果。
进一步的,技术人员可以根据实际需要在反应腔内设置多个径向流搅拌桨 9,多个径向流搅拌桨9同轴设置,能够进一步提高对与反应物中功能粉体的分散效率。
进一步的,高剪切反应釜还包括驱动部,与径向流搅拌桨9传动连接,用于驱动径向流搅拌桨9旋转。
实施例二
作为本发明的另一实施例,本实施例在实施例一的基础上作出进一步改进,具体如下。
如图4和图5所示,在本实施例中,高剪切反应釜还包括,
挡板802,固定在所述导流筒8上,从所述导流筒8的内壁向内延伸得到。
挡板802,沿所述导流筒8的轴向方向位于所述桨叶的一侧,与所述导流筒 8的内壁固定连接。
具体的,挡板802所在的平面平行于所述导流筒8的轴线,沿所述导流筒8 径向方向的长度大于所述导流筒8和所述桨叶端部之间的间隙,径向流搅拌桨9 转动过程中带动反应物沿导流筒8周向运动,在经过挡板802时,反应物受到剪切力影响,能够进一步避免功能粉体之间的团聚,使得反应物中混合的功能粉体分散的更加均匀。
优选的,所述挡板802与所述导流筒8的轴线共面。
在上述方案的基础上,为了进一步提高反应物中功能粉体的分散均匀性,在导流筒8轴向方向上与径向流搅拌桨9的桨叶位置相对的设置多个挡板802,并将挡板802成对设置在径向流搅拌桨9轴向方向的上下两侧,位于径向流搅拌桨9上下两侧的挡板802对称设置,与径向流搅拌桨9之间的间隔相同,使得径向流搅拌桨9在经过挡板802时,在径向流搅拌桨9周围的多个方向对反应物施加剪切力,能够更加充分的避免功能粉体之间产生团聚,也能够提高功能粉体在反应物中的分散均匀性。
进一步的,径向流搅拌桨9与导流筒8/挡板802之间的间隔大小为5-50mm,径向流搅拌桨9与导流筒8之间的间距和径向流搅拌桨9与挡板802之间的间距可以相同或者不同,技术人员可以根据实际生产需要对间隔进行调节和设置以适应不同的生产工艺和产品。
为了避免挡板802对反应物在导流筒8内的正常流动产生影响,将设于导流筒8上的位于径向流搅拌桨9一侧的挡板802的数目设置为与径向流搅拌桨9 的桨叶数目相同,即位于径向流搅拌桨9两侧的挡板802的数目为径向流搅拌桨9桨叶数目的两倍,使得位于径向流搅拌桨9周向的反应物能够在径向流搅拌桨9驱动下同时受到剪切力影响,进一步提高了功能粉体在反应物中分散和混合的效率。
实施例三
作为本发明的另一实施例,本市实施例在实施例二的基础上做出进一步改进,具体为如下。
在本实施例中,径向流搅拌桨9和导流筒8位于反应釜的下部,在反应釜内还设有用于引导反应物沿轴向向径向流搅拌桨9流动的轴流搅拌桨10,轴流搅拌桨10可以设于径向流搅拌桨9的上方或者下方;上述方案通过径向流搅拌桨9、导流筒8和轴流搅拌桨10在反应釜内部形成供反应物循环的通路,使位于导流筒8外部的反应物能够不断补充进入到导流筒8内部,进而实现对反应釜内反应物中功能粉体的充分分散和对反应物的均匀混合,上述过程中功能粉体在径向流搅拌桨9和轴流搅拌桨10的驱动下始终在反应釜内高速运动,避免了分散后的功能粉体再次团聚。
进一步的,导流筒8的半径为反应釜半径的1/4-3-5。
上述方案中限定导流筒8的半径的大小,目的是为了剪切喷射机构太小无法对反应釜内的反应物进行充分分散和混合,同时也避免了剪切喷射机构置太大导致反应物在反应釜内的循环收到影响进而降低分散效果。
进一步的,上述方案中,径向流搅拌桨9和轴流搅拌桨10可以设置为同轴驱动,也可以设置为异轴驱动,具体的:
当径向流搅拌桨9和轴流搅拌桨10同轴驱动时,径向流搅拌桨9和轴流搅拌桨10通过同一根驱动轴与第一驱动部传动连接,即径向流搅拌桨9和轴流搅拌桨10的转速相同。
当径向流搅拌桨9和轴流搅拌桨10异轴驱动时,反应釜外部还设置用于驱动轴流搅拌桨10的第二驱动部,第一驱动部和第二驱动部分别通过传动轴与径向流搅拌桨9和轴流搅拌桨10驱动连接。
上述方案中,当径向流搅拌桨9和轴流搅拌桨10异轴驱动时,为了便于安装和维护,分别将第一驱动部和第二驱动部分别设于反应釜的顶部和底部;技术人员可以根据实际生产制造需求控制径向流搅拌桨9和轴流搅拌桨10的转速,实现对反应物混合程度和功能粉体的分散程度进行控制,以适应于不同的生产需求和不同的生产流程需要。
本发明还提供一种连续反应釜,具体结构如下。
实施例四
作为本发明的另一实施例,本实施例提供一种连续反应釜,连续反应釜包括内筒体14和夹套筒体15,内部具有被隔板隔开的多个相互连通的反应腔。
具体的,如图2和图3所示,在本实施例中,反应釜内设有多个隔板,多个隔板并排设置,与反应釜的底壁相连,向上延伸设置并与反应釜的顶壁之间具有间隙,形成通过间隙连通的位于隔板两侧的多个反应腔,隔板与反应釜顶壁之间的间隙的大小可调,能够通过调节隔板的高度以实现对各个反应腔中反应物的流向和反应物的数量进行精确控制。
更具体的,为了实现隔板和反应釜顶壁之间的间隙可调,隔板包括,
固定部12,与反应腔底部相连,从连接处向上延伸得到,用于对活动部13 进行定位;
活动部13,与固定部12活动连接,用于沿固定部12延伸方向伸缩以调节隔板与反应釜之间的间隙的大小。
其中固定部12包括相互平行且间隔设置的两个固定板,两个固定板与反应釜底壁相连,形成用于对活动部13进行定位的定位槽,活动部13通过定位槽与固定部12活动连接;上述方案避免了隔板在调节过程中产生晃动和位移导致相邻两侧的反应腔容量产生变化进而影响反应的正常进行。
在上述方案中,活动部13包括,
活动板,至少部分容纳于定位槽中,与固定部12活动连接;
驱动杆,沿活动板的伸缩方向贯穿反应釜与活动板相连;
驱动部,与驱动杆传动连接,通过驱动杆带动活动板实现伸缩运动。
上述方案中,驱动杆可以设置为与活动板的底部相连,从活动板的底部向下延伸并贯穿反应釜底壁与设于反应腔底部的驱动部传动连接;也可以设置为与活动板的顶部相连,从活动板的顶部向上延伸贯穿反应釜顶壁与设于反应腔顶部的驱动部传动连接。
具体的,驱动杆上具有螺纹,驱动部可以是通过驱动杆自动控制活动板移动的驱动电机,也可以是用于实现活动板手动控制的手轮。
上述方案中,驱动部为驱动电机,实现了对活动板的远程自动控制,降低了人力成本,能够更加容易的实现对活动板的实时控制;驱动部为手轮则为技术人员提供了另一种控制方式,当自动控制失效或者发生特殊情况时,可以通过手动控制活动板的移动实现对活动板的紧急控制。
进一步的,为了提高技术人员手动控制的精确程度,在驱动杆上设置有对应于活动板顶部与反应釜顶壁之间间隙大小的标尺,提高了技术人员手动控制的精确性;同时为了避免技术人员操作失误将活动板提升至脱离固定部12,在驱动杆上设置有限位部以对活动板的移动范围进行限制。
具体的,隔板的高度为反应腔总高度的1/4~3/5。
上述方案中隔板高度与反应腔总高度之间的关系能够满足正常反应的需求,隔板过低则会导致反应釜内反应物较少,无法顺利进行反应,隔板过高则会导致反应釜内反应物过多,容易产生安全隐患。
进一步的,为了便于将反应釜内的气体排出,维持反应釜内压力,在反应釜上还设有气相出口5。
进一步的,为了便于对反应釜进行检修,在固定部12的底部设置将相邻两个反应腔连通的泄流孔,剩余在反应釜中的反应物能够通过泄流孔聚集在具有出料口的反应腔中实现反应釜的完全排空。
实施例五
作为本发明的另一实施例,本实施例在实施例四的基础上作出进一步改进,具体如下。
在本实施例中,进一步的,连续反应釜具有一个进料口1和一个出料口4,进料口1和出料口4分别与位于两端的反应腔连通,反应腔内多个隔板与反应腔顶部之间的间隙沿靠近出料口4的方向逐渐增大,使得从进料口1进入连续反应釜的反应物仅能够依次经过各个反应腔最终从出料口4排出,避免了反应物的倒流,保证了每个反应釜中的反应步骤能够顺利进行,降低了相邻反应釜之间的相互影响。
上述方案中,为了使得反应物能够更加顺利的排出,同时保证排出流量的稳定,出料口4设于反应釜的底部;同时为了提高混合均匀性,将进料口1也设于反应釜的底部。
进一步的,每个反应腔内部具有与实施例三所述高剪切反应釜相同的结构,多个反应腔内均设有轴流搅拌桨10,用于引导反应物向剪切混合装置内的径向流搅拌桨9流动,在位于两端的反应腔中的径向流搅拌桨9和轴流搅拌桨10同轴驱动,其余反应腔中的径向流搅拌桨9和轴流搅拌桨10可以根据实际生产需要选择同轴驱动或者异轴驱动。
上述方案中技术人员能够根据生产需要对各个反应腔中的工作参数进行单独调节,以实现反应物的连续反应,避免了独立设置多个反应釜进行反应时反应物通过将多个反应釜依次连通的管路进行运输导致功能粉体分散均匀性降低,也避免了运输和转移过程中掺入杂质对产物的性能和纯度产生影响。
为了实现对反应条件的精确控制,将其余反应腔中的径向流搅拌桨9和轴流搅拌桨10设置为异轴驱动,能够根据实际生产工艺需求分别调节径向流搅拌桨9和轴流搅拌桨10。
当径向流搅拌桨9和轴流搅拌桨10异轴驱动设置时,径向流搅拌桨9和轴流搅拌桨10分别与第一驱动部和第二驱动部驱动连接,在反应腔的顶部和底部分别设置上搅拌器接口6和下搅拌器接口7,第一驱动部和第二驱动部的驱动轴分别通过下搅拌器接口7和上搅拌器接口6伸入反应腔内部分别与径向流搅拌桨9和轴流搅拌桨10驱动连接。
进一步的,反应腔整体呈圆柱形,导流筒8的半径为反应腔半径的1/4-3-5。
进一步的,各个反应腔内均设有盘绕设置于导流筒8和反应腔内壁之间的加热盘管11,通过加热盘管11实现对各个反应腔内反应物温度的精确控制。
进一步的,固定部12底部设有将相邻两侧反应腔连通的通孔,残留在反应釜内的反应物能够通过通孔与具有出料口4的反应腔连通,进而能够在需要对反应釜进行维护时将反应釜内部排空。
进一步的,进料口1和出料口4分别设于位于两端的反应腔的底端,反应釜还设有用于向反应腔内添加功能粉体的功能粉体添加口,功能粉体添加口位于反应腔内部的一端延伸至径向流搅拌桨9周围,使得功能粉体能够更加容易的均匀分散在反应物中,并且进入反应腔的反应物流动并受到剪切力影响,避免了功能粉体之间的团聚,提高了产物的性能。
为了满足不同功能聚酯的制备工艺,每个反应腔中均设有功能粉体添加口。
具体的,功能粉体添加口包括从反应釜下部向反应腔内添加功能粉体的功能粉体下添加口2,以及从反应釜上部向反应腔内添加功能粉体的功能粉体上添加口3,功能粉体上添加口3延伸至径向流搅拌桨9的上方,功能粉体下添加口 2延伸至径向流搅拌桨9下方。
实施例六
作为本发明的另一实施例,本实施例在实施例五的基础上作出进一步改进,具体如下。
在本实施例中,反应腔总体呈圆柱形,具有弧形侧壁,相邻两个反应腔的侧壁相连处形成的夹角的角度范围为30-90°。
上述方案中,限定相邻两反应腔侧壁连接处的夹角范围,有效减少了反应物混合流动时的死区,使得反应物能够在反应腔内充分流动,有利于反应物与功能粉体的充分混合,避免了反应物流动受阻而导致功能粉体沉积和团聚,也避免了反应物无法顺利排出残留在反应腔内部导致生产成本提升。
进一步的,反应腔的顶壁和底壁分别向上和向下凹陷,边缘与反应腔的侧壁平滑连接,使反应腔内壁整体平滑,进一步减少了反应物流动的死区。
具体的,反应腔的顶部和底部的封头为椭圆封头、球形封头、蝶形封头中的至少一种,封头的高度为反应腔半径的1/6~1,上述设置方式可最大程度减少反应腔内的搅拌死角。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,上述实施例中的实施方案也可以进一步组合或者替换,但凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明方案的范围内。
Claims (8)
1.一种高剪切反应釜,内部具有反应腔,其特征在于,用于提高反应物中功能粉体分散均匀性,反应腔内设有剪切喷射装置,所述剪切喷射装置包括,
径向流搅拌桨,包括搅拌轴和桨叶,用于驱动反应物沿径向方向流动;
剪切喷射机构,与反应腔固定连接,具有容纳所述径向流搅拌桨的空腔,所述空腔的壁上设有导流孔;
功能粉体添加口,与反应腔内部连通,位于反应腔内部的一端延伸至所述径向流搅拌桨周围,用于向反应腔内添加功能粉体;所述功能粉体添加口包括从反应釜下部向反应腔内添加功能粉体的功能粉体下添加口,以及从反应釜上部向反应腔内添加功能粉体的功能粉体上添加口,功能粉体上添加口延伸至径向搅拌桨的上方,功能粉体下添加口延伸至径向流搅拌桨的下方;功能粉体上添加口向下延伸超过位于径向流搅拌桨的上方的轴流搅拌桨;
轴流搅拌桨,设于反应釜内,位于径向流搅拌桨的上方,用于引导反应物沿轴向向所述径向流搅拌桨流动;所述轴流搅拌桨与所述径向流搅拌桨同轴设置,与所述径向流搅拌桨同轴/异轴驱动;
所述剪切喷射机构为导流筒,导流筒轴向方向的两端具有开口,导流筒内部中空形成所述空腔,所述导流孔设置在导流筒的壁上,所述径向流搅拌桨位于所述空腔内部,导流筒沿径向流搅拌桨的轴向方向套设在径向流搅拌桨的外部,导流筒的内壁与桨叶之间具有间隙;径向流搅拌桨和导流筒位于反应釜的下部;
径向流搅拌桨进行搅拌时,推动空腔内部的反应物通过剪切喷射机构的导流孔喷射至空腔外部,所述径向流搅拌桨、导流筒和轴流搅拌桨在反应釜内部形成供反应物循环的通路,使位于导流筒外部的反应物能够不断补充进入到导流筒内部;
所述剪切喷射机构还包括,
挡板,固定设置在所述导流筒的内壁上;
所述挡板沿导流筒的轴向方向和径向方向分别延伸,所述挡板在导流筒的轴向方向上位于所述桨叶的一侧,在导流筒径向方向的长度大于所述导流筒内壁于所述桨叶端部之间的间隙;所述挡板所在的平面平行于所述导流筒的轴线,或者所述挡板与所述导流筒的轴线共面;
所述挡板包括多个,多个挡板沿所述导流筒的周向方向上分布,且与所述径向流搅拌桨的各桨叶位置相对应;
所述桨叶在所述导流筒轴向方向上的两侧均设有所述挡板,两侧的挡板以桨叶为中心对称设置。
2.根据权利要求1所述的高剪切反应釜,其特征在于,所述导流筒的半径为反应腔半径的1/4~3/5。
3.根据权利要求1所述的高剪切反应釜,其特征在于,所述导流筒上设有导流区,所述导流孔分布在导流区内,所述导流区对应所述桨叶的位置设置。
4.根据权利要求3所述的高剪切反应釜,其特征在于,导流区内的多个导流孔沿导流筒的周向方向排列。
5.根据权利要求3所述的高剪切反应釜,其特征在于,所述径向流搅拌桨包括多组桨叶,各组桨叶在搅拌轴的轴向上间隔设置;沿导流筒的轴向间隔设置多个导流区,各导流区分别对应一组桨叶设置。
6.根据权利要求3所述的高剪切反应釜,其特征在于,所述导流区具有沿导流筒轴向方向排列设置的多排导流孔;与导流区相对应的桨叶在导流筒径向方向上的投影位于所述导流区内。
7.根据权利要求1所述的高剪切反应釜,其特征在于,在导流筒的轴向方向上,所述挡板靠近所述桨叶的一端与所述桨叶之间具有间隙。
8.根据权利要求1所述的高剪切反应釜,其特征在于,所述挡板靠近所述桨叶的一端与所述桨叶之间的间隙为5-50mm。
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