CN116196881A - 一种6-氨基-1,3-二甲基脲嘧啶制备用的撞击流反应器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及化工生产技术领域，尤其涉及一种6‑氨基‑1,3‑二甲基脲嘧啶制备用的撞击流反应器。本发明提供一种具有流量调节功能的6‑氨基‑1,3‑二甲基脲嘧啶制备用的撞击流反应器，包括有支架、筒体和第一物料罐等，支架中心处安装有筒体，所述筒体为撞击流反应器，筒体侧面下部设有出口，支架顶部设有第一物料罐和第二物料罐，所述第一物料罐和第二物料罐对称分布在筒体上部两侧。本发明通过在导流框开口侧设置有活动的调节板，能够对进料口的开口大小进行调节，进而配合输送泵的功率调节实现对流体压力、流速和通量的灵活调节，令溶液在撞击区域处快速混合均匀，降低功率损耗，提高反应效率。

Description

一种6-氨基-1,3-二甲基脲嘧啶制备用的撞击流反应器

技术领域

本发明涉及化工生产技术领域，尤其涉及一种6-氨基-1,3-二甲基脲嘧啶制备用的撞击流反应器。

背景技术

6-氨基-1,3-二甲基脲嘧啶是一种用作医药中间体或PVC热稳定剂的原辅料，其分子式为C₆H₉N₃O₂，分子量155.16，CAS登录号6642-31-5，EINECS号229-662-0，熔点295℃。

专利公开号CN114213342A于2022年3月公开了一种制备6-氨基-1,3-二甲基脲嘧啶的生产系统及方法，其生产系统包括撞击流反应器以及反应釜；撞击流反应器的侧壁设有对应设置的第一进口和第二进口，其底壁设有出口；所述第一进口输入第一原料溶液，所述第二进口输入第二原料溶液，所述第一原料溶液与所述第二原料溶液在所述撞击流反应器中充分接触并混合；反应釜与所述撞击流反应器的出口连通；所述反应釜中设有搅拌器、PH调节器以及调温器。

上述装置能够使液碱和二甲基氰乙酰脲溶液连续化进料，两种溶液在撞击流混合器中快速混合均匀，提高反应效率。但其撞击流反应器在使用时，只能通过调整泵的输出功率来对流体的速度进行调节，而无法对进口大小进行灵活调整，导致溶液在撞击时，其流量难以调整至最佳反应比例，装置性能未能充分发挥，造成功率损耗和反应效率受限。

发明内容

为了克服现有6-氨基-1,3-二甲基脲嘧啶制备用的撞击流反应器在使用时，无法对进口大小进行灵活调整，导致溶液在撞击时，其流量难以调整至最佳反应比例，造成功率损耗和反应效率受限的缺点，本发明提供一种具有流量调节功能的6-氨基-1,3-二甲基脲嘧啶制备用的撞击流反应器。

本发明的技术实施方案为：一种6-氨基-1,3-二甲基脲嘧啶制备用的撞击流反应器，包括有支架、筒体、第一物料罐、第二物料罐、输送管、输送泵和进料口，支架中心处安装有筒体，所述筒体为撞击流反应器，筒体侧面下部设有出口，支架顶部设有第一物料罐和第二物料罐，所述第一物料罐和第二物料罐对称分布在筒体上部两侧，第一物料罐和第二物料罐分别存放有用于制备6-氨基-1,3-二甲基脲嘧啶的第一原料和第二原料，所述第一物料罐和第二物料罐近筒体侧均设有输送管，所述输送管均垂直伸入到筒体内，且两输送管处于同一直线上相对设置，输送管上连接有输送泵，输送管末端均安装有进料口，所述进料口包括有导流框和调节板，导流框安装在输送管末端，且与输送管相连通，导流框靠近筒体中心的一侧开口，导流框开口侧设有至少一块调节板，所述调节板与导流框活动连接，调节板活动可改变导流框的开口大小。

进一步说明，所述进料口还包括有连接杆、导向块、限位框、螺母、螺杆和第一电机，所述调节板与导流框转动连接，调节板的转轴部上固定连接有连接杆，导流框侧面安装有导向块，所述导向块上滑动连接有限位框，限位框可沿导向块方向滑动，连接杆末端设有凸起穿过限位框的中空部分，限位框移动时可推动连接杆摆动，限位框外侧设有螺母，螺杆贯穿筒体侧壁与两螺母通过螺纹配合的方式活动连接，所述螺杆可相对筒体转动，螺杆末端与第一电机的输出轴相连，第一电机固定安装在筒体外侧。

进一步说明，还包括有刮除机构，所述刮除机构包括有气泵、刮环、伸缩杆和气管，支架顶部固定安装有气泵，伸缩杆垂直穿过筒体顶面伸入到筒体内，所述伸缩杆由固定部和活动部组成，其固定部固定连接在筒体顶面上，固定部为中空的管状，固定部内滑动连接有活动部，伸缩杆底端的活动部上固定连接有刮环，所述刮环与筒体内壁贴合，刮环可相对筒体上下滑动，所述伸缩杆的固定部和活动部之间形成腔体，伸缩杆的固定部和气泵之间连接有气管形成通道。

进一步说明，还包括有搅拌机构，所述搅拌机构包括有第二电机、固定杆、支杆和搅拌架，筒体下方安装有第二电机，第二电机的输出轴上连接有竖直伸入筒体内的固定杆，固定杆上设有支杆，支杆上固定安装有搅拌架。

进一步说明，还包括有升降机构，所述升降机构包括有主动件和顶杆，所述支杆为中空结构，支杆可相对固定杆上下滑动，支杆底端固定连接有主动件，所述主动件为斜截圆柱管状，筒体底部设有向上伸出的顶杆，所述顶杆顶端与主动件底部斜面接触，主动件随支杆转动时顶杆推动其上下移动。

进一步说明，所述升降机构还包括有弹性件和壳体，固定杆和支杆之间连接有弹性件，所述弹性件用于使主动件底面与顶杆保持贴合，筒体底部安装有将主动件和顶杆围合在内的壳体，所述壳体与筒体密封连接。

进一步说明，所述第一物料罐和第二物料罐均采用具有搅拌功能的化工专用储料罐。

本发明的有益效果为：1、本发明通过在导流框开口侧设置有活动的调节板，使得调节板活动能够对进料口的开口大小进行调节，且能够通过电机和传动结构电动控制完成调整，进而配合输送泵的功率调节实现对流体压力、流速和通量的灵活调节，令溶液在撞击区域处快速混合均匀，降低功率损耗，提高反应效率；

2、本发明能够在需要对筒体进行清理时，通过气泵驱动伸缩杆带动刮环沿筒体内壁滑动，对筒体内壁附着的残留物进行刮除，使反应器在使用后能够方便快捷地完成清理，避免化工容器普遍存在的清理不便的问题；

3、本发明通过主动件、顶杆和弹性件的巧妙配合，使得搅拌架在转动的过程中能够同步进行上下移动，使搅拌动作更为全面和充分，进一步提高反应速率。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明筒体的剖视图。

图3为本发明导流框和调节板的立体结构示意图。

图4为图3中A处的放大图。

图5为本发明筒体的内部结构示意图。

图6为本发明刮除机构的立体结构示意图。

图7为本发明搅拌机构的立体结构示意图。

图8为图7中B处的放大图。

附图中的标记：1：支架，2：筒体，3：第一物料罐，4：第二物料罐，5：输送管，6：输送泵，7：进料口，71：导流框，72：调节板，73：连接杆，74：导向块，75：限位框，76：螺母，77：螺杆，78：第一电机，8：刮除机构，81：气泵，82：刮环，83：伸缩杆，84：气管，9：搅拌机构，91：第二电机，92：固定杆，93：支杆，94：搅拌架，10：升降机构，101：主动件，102：顶杆，103：弹性件，104：壳体。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

实施例一

一种6-氨基-1,3-二甲基脲嘧啶制备用的撞击流反应器，如图1-图4所示，包括有支架1、筒体2、第一物料罐3、第二物料罐4、输送管5、输送泵6和进料口7，支架1中心处通过螺栓安装有筒体2，所述筒体2为撞击流反应器，筒体2顶部通过螺栓安装有可拆卸的顶盖以便于维护，顶盖和筒体2之间设有密封圈以密封连接，筒体2侧面下部设有出口，支架1顶部通过螺栓固定有第一物料罐3和第二物料罐4，所述第一物料罐3和第二物料罐4均采用具有搅拌功能的化工专用储料罐，其顶部设有驱动组件以带动罐体内部的搅拌结构转动，所述第一物料罐3和第二物料罐4对称分布在筒体2上部两侧，第一物料罐3和第二物料罐4分别存放有用于制备6-氨基-1,3-二甲基脲嘧啶的第一原料和第二原料，原料可采用二甲基氰乙酰脲溶液和液碱溶液进行制备，所述第一物料罐3和第二物料罐4近筒体2侧均密封连接有连通的输送管5，所述输送管5均垂直伸入到筒体2内，且两输送管5处于同一水平直线上相对设置，输送管5上连接有输送泵6，输送泵6用于驱动流体以一定速度在输送管5内流动，输送泵6的输出功率可调节，输送管5末端均通过卡接的方式安装有进料口7，原料溶液可从两侧进料口7射出撞击，所述进料口7包括有导流框71和调节板72，导流框71通过卡接的方式安装在输送管5末端，且与输送管5相连通，导流框71靠近筒体2中心的一侧开口，导流框71开口侧设有两块调节板72，所述调节板72与导流框71活动连接，调节板72分别位于导流框71的上下两侧，调节板72活动可改变导流框71的开口大小。

如图4所示，所述进料口7还包括有连接杆73、导向块74、限位框75、螺母76、螺杆77和第一电机78，所述调节板72与导流框71通过转轴转动连接，调节板72的转轴部伸出导流框71外侧，转轴部末端固定连接有共同转动的连接杆73，导流框71侧面焊接有水平的长条形导向块74，所述导向块74上滑动连接有竖直的限位框75，限位框75可沿导向块74方向滑动，连接杆73末端设有凸起穿过限位框75的中空部分，限位框75移动时可推动连接杆73摆动，限位框75外侧通过固定胶粘接的方式固定连接有螺母76，螺母76上开设有内螺纹孔，螺杆77贯穿筒体2侧壁与两螺母76通过螺纹配合的方式活动连接，螺杆77两侧的螺纹异向，螺杆77转动时螺母76可沿轴向水平滑动，所述螺杆77可相对筒体2转动，螺杆77末端与第一电机78的输出轴同轴连接，第一电机78通过螺栓固定安装在筒体2外侧，第一电机78为减速旋转电机。

在需要制备6-氨基-1,3-二甲基脲嘧啶时，先将其制备原料分别放入筒体2两侧的第一物料罐3和第二物料罐4中，原料在第一物料罐3和第二物料罐4中保持搅拌活动状态，以避免存放过程中发生聚集沉积，随后在输送泵6的作用下，两种原料溶液沿输送管5经过进料口7喷射进入到筒体2上部的撞击区域处，二者充分接触并混合为反应液，且除了能够通过调整输送泵6的功率对流体速度进行调节外，还能够对进料口7的开口大小进行调整，驱动第一电机78工作带动螺杆77转动，与螺杆77螺纹配合的螺母76随螺杆77旋转滑动，带动限位框75沿导向块74滑动，限位框75移动推动连接杆73摆动，调节板72的转轴部转动一定角度，而由于螺杆77左右两侧的螺纹异向设置，两侧的调节板72能够同步向内收起使得开口面积减小或向外张开使得开口面积增大，进而配合输送泵6的功率调节实现对流体压力、流速和通量的灵活调节，令溶液在撞击区域处快速混合均匀，降低功率损耗，提高反应效率。

实施例二

在实施例一的基础之上，如图5和图6所示，还包括有用于刮落筒体2内壁附着的残留物的刮除机构8，所述刮除机构8包括有气泵81、刮环82、伸缩杆83和气管84，支架1顶部通过螺栓固定安装有气泵81，气泵81能够进行抽气和充气，两组伸缩杆83垂直穿过筒体2顶面伸入到筒体2内，伸缩杆83由上侧与筒体2顶面固定连接的固定部和下侧可相对固定部滑动的活动部组成，伸缩杆83底端的活动部上通过强力胶粘接的方式固定连接有刮环82，所述刮环82与筒体2内壁贴合，刮环82可相对筒体2上下滑动，所述伸缩杆83的固定部和活动部之间形成腔体，伸缩杆83的固定部和气泵81之间连接有气管84形成通道，气管84两端均套接有密封接头以保持密封连接。

在筒体2使用完成后，筒体2内壁上可能会有部分附着的残留物，此时可通过驱动气泵81向气管84内输入气体，使气体沿气管84流入至伸缩杆83的腔体内，施加压力推动伸缩杆83的活动部向外侧伸出，伸缩杆83伸长带动刮环82沿筒体2内壁向下滑动，刮环82将筒体2内壁的残留物刮下以方便后续清理，而在需要刮环82上移时，只需控制气泵81进行抽气将伸缩杆83腔体内气体抽出即可。

实施例三

在实施例二的基础之上，如图7所示，还包括有用于带动筒体2内流体进行搅拌的搅拌机构9，所述搅拌机构9包括有第二电机91、固定杆92、支杆93和搅拌架94，筒体2下方通过螺栓安装有第二电机91，第二电机91为结构紧凑的直角出轴减速电机，第二电机91的输出轴上连接有竖直伸入筒体2内的固定杆92，固定杆92上设有支杆93，支杆93上通过套接的方式固定安装有搅拌架94，搅拌架94共设有两组且分别位于筒体2的中部和下部，搅拌架94由垂直支杆93的圆盘部和圆盘周向等间分布的六组搅拌叶组成。

在原料溶液进行撞击混合后，反应液落入至筒体2中下部，第二电机91驱动固定杆92带动支杆93旋转，支杆93上的搅拌架94不断转动对反应液进行搅拌，同时，支杆93底部的主动件101在旋转过程中，由于其底面为斜切面，且弹性件103提供向下的作用力使其和顶杆102保持贴合，主动件101在旋转时同步做往复的升降运动，带动搅拌架94同步上下移动，使搅拌更为充分，主动件101外侧的壳体104能够有效地避免反应液从固定杆92和筒体2的连接处流出。

如图8所示，还包括有用于带动搅拌架94上下移动的升降机构10，所述升降机构10包括有主动件101和顶杆102，所述支杆93为中空结构，其内径与固定杆92外径相匹配，支杆93可相对固定杆92上下滑动，支杆93底端焊接有主动件101，所述主动件101为斜截圆柱管状，其底面为椭圆形的斜切面，筒体2底部焊接有向上伸出的顶杆102，顶杆102顶端为橡胶材质制成的弹性球体，所述顶杆102顶端与主动件101底部斜面接触，主动件101随支杆93转动时顶杆102推动其上下移动。

所述升降机构10还包括有弹性件103和壳体104，固定杆92和支杆93之间连接有弹性件103，弹性件103采用不锈钢压缩弹簧，所述弹性件103用于使主动件101底面与顶杆102保持贴合，以避免支杆93和搅拌架94在液体的浮力作用下升起，导致主动件101和顶杆102脱离，筒体2底部安装将主动件101和顶杆102围合在内的壳体104，所述壳体104与筒体2可采用一体成型工艺制成以保证其密封连接。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种6-氨基-1,3-二甲基脲嘧啶制备用的撞击流反应器，包括有支架（1）、筒体（2）、第一物料罐（3）、第二物料罐（4）、输送管（5）、输送泵（6）和进料口（7），支架（1）中心处安装有筒体（2），所述筒体（2）为撞击流反应器，筒体（2）侧面下部设有出口，支架（1）顶部设有第一物料罐（3）和第二物料罐（4），所述第一物料罐（3）和第二物料罐（4）对称分布在筒体（2）上部两侧，第一物料罐（3）和第二物料罐（4）分别存放有用于制备6-氨基-1,3-二甲基脲嘧啶的第一原料和第二原料，所述第一物料罐（3）和第二物料罐（4）近筒体（2）侧均设有输送管（5），所述输送管（5）均垂直伸入到筒体（2）内，且两输送管（5）处于同一直线上相对设置，输送管（5）上连接有输送泵（6），输送管（5）末端均安装有进料口（7）；

其特征是：所述进料口（7）包括有导流框（71）和调节板（72），导流框（71）安装在输送管（5）末端，且与输送管（5）相连通，导流框（71）靠近筒体（2）中心的一侧开口，导流框（71）开口侧设有至少一块调节板（72），所述调节板（72）与导流框（71）活动连接，调节板（72）活动可改变导流框（71）的开口大小。

2.按照权利要求1所述的一种6-氨基-1,3-二甲基脲嘧啶制备用的撞击流反应器，其特征是：所述进料口（7）还包括有连接杆（73）、导向块（74）、限位框（75）、螺母（76）、螺杆（77）和第一电机（78），所述调节板（72）与导流框（71）转动连接，调节板（72）的转轴部上固定连接有连接杆（73），导流框（71）侧面安装有导向块（74），所述导向块（74）上滑动连接有限位框（75），限位框（75）可沿导向块（74）方向滑动，连接杆（73）末端设有凸起穿过限位框（75）的中空部分，限位框（75）移动时可推动连接杆（73）摆动，限位框（75）外侧设有螺母（76），螺杆（77）贯穿筒体（2）侧壁与两螺母（76）通过螺纹配合的方式活动连接，所述螺杆（77）可相对筒体（2）转动，螺杆（77）末端与第一电机（78）的输出轴相连，第一电机（78）固定安装在筒体（2）外侧。

3.按照权利要求1所述的一种6-氨基-1,3-二甲基脲嘧啶制备用的撞击流反应器，其特征是：还包括有刮除机构（8），所述刮除机构（8）包括有气泵（81）、刮环（82）、伸缩杆（83）和气管（84），支架（1）顶部固定安装有气泵（81），伸缩杆（83）垂直穿过筒体（2）顶面伸入到筒体（2）内，所述伸缩杆（83）由固定部和活动部组成，其固定部固定连接在筒体（2）顶面上，固定部为中空的管状，固定部内滑动连接有活动部，伸缩杆（83）底端的活动部上固定连接有刮环（82），所述刮环（82）与筒体（2）内壁贴合，刮环（82）可相对筒体（2）上下滑动，所述伸缩杆（83）的固定部和活动部之间形成腔体，伸缩杆（83）的固定部和气泵（81）之间连接有气管（84）形成通道。

4.按照权利要求1所述的一种6-氨基-1,3-二甲基脲嘧啶制备用的撞击流反应器，其特征是：还包括有搅拌机构（9），所述搅拌机构（9）包括有第二电机（91）、固定杆（92）、支杆（93）和搅拌架（94），筒体（2）下方安装有第二电机（91），第二电机（91）的输出轴上连接有竖直伸入筒体（2）内的固定杆（92），固定杆（92）上设有支杆（93），支杆（93）上固定安装有搅拌架（94）。

5.按照权利要求4所述的一种6-氨基-1,3-二甲基脲嘧啶制备用的撞击流反应器，其特征是：还包括有升降机构（10），所述升降机构（10）包括有主动件（101）和顶杆（102），所述支杆（93）为中空结构，支杆（93）可相对固定杆（92）上下滑动，支杆（93）底端固定连接有主动件（101），所述主动件（101）为斜截圆柱管状，筒体（2）底部设有向上伸出的顶杆（102），所述顶杆（102）顶端与主动件（101）底部斜面接触，主动件（101）随支杆（93）转动时顶杆（102）推动其上下移动。

6.按照权利要求5所述的一种6-氨基-1,3-二甲基脲嘧啶制备用的撞击流反应器，其特征是：所述升降机构（10）还包括有弹性件（103）和壳体（104），固定杆（92）和支杆（93）之间连接有弹性件（103），所述弹性件（103）用于使主动件（101）底面与顶杆（102）保持贴合，筒体（2）底部安装有将主动件（101）和顶杆（102）围合在内的壳体（104），所述壳体（104）与筒体（2）密封连接。

7.按照权利要求1所述的一种6-氨基-1,3-二甲基脲嘧啶制备用的撞击流反应器，其特征是：所述第一物料罐（3）和第二物料罐（4）均采用具有搅拌功能的化工专用储料罐。

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