CN1262345C - 高剪力相向旋转搅拌反应器 - Google Patents

Abstract

一种高剪力相向旋转搅拌反应器，属于化工设备。它包括壳体、上盖、进料口、卸料口、搅拌桨、电机及传动装置等。搅拌桨有两个，相向旋转，转速相同或不同。一个的上部带右旋长桨叶、下部带左旋短桨叶，另一个相反。上、下部桨叶的截面一侧为侧凹面，另一侧为侧凸面。壳体带夹套，横剖面均为葫芦形。壳体带进、出口，可将加热或冷却介质导入、导出二者的间隙中。桨叶可为两个或多个。搅拌桨及桨叶可为中空结构，搅拌桨端部带可导入、导出加热或冷却介质的旋转接头。它可使高粘度大块物料在同一反应器中被破碎并快速充分与其它物料混合反应。工序简化、高效、消耗，节省投资和人力，减少了环境污染。可广泛应用于各种物料的搅拌反应中。

Description

高剪力相向旋转搅拌反应器

                      技术领域

本发明属于化工设备技术领域，更明确地说涉及高剪力相向旋转搅拌反应器的设计。

                      背景技术

目前的搅拌反应器，当其中有难以破碎的高粘度大块物料参与反应时，由于搅拌反应器自身结构的原因，难以将高粘度大块物料破碎，使其与其它物料混合、反应。因此，通常必须先将这些高粘度大块物料用专用设备予以破碎，再将已破碎好的物料放入搅拌反应器中进行反应。这样不但增加了工序、设备、投资、能耗、人力和厂房，而且还易导致环境污染。另外，生产效率也大大降低。

                      发明内容

本发明的目的，就在于克服上述缺点和不足，提供一种可使高粘度大块物料在同一搅拌反应器中被破碎，并快速、充分地与其它物料混合、反应，简化了工序、缩短了加工时间，节省了投资和人力，降低了消耗，减少了环境污染的高剪力相向旋转搅拌反应器。

为了达到上述目的，本发明包括壳体、安装在壳体上的上盖、安装在上盖或壳体上的进料口、安装在壳体底部的卸料口、安装在上盖或壳体上的测压装置和测温装置和安全装置、以支撑装置安装在上盖和壳体中带有桨叶的搅拌桨以及安装在搅拌桨端部的电机及传动驱动装置。带有桨叶的搅拌桨有两个，两个搅拌桨相向旋转，其转速相同或者不相同。其中一个搅拌桨的上部为右旋长桨叶、下部为左旋短桨叶，另一个搅拌桨的上部为左旋短桨叶、下部为右旋长桨叶。上部和下部桨叶的截面一侧为侧凹面，另一侧为侧凸面。

壳体的横剖面形状可为葫芦形，壳体内带有横剖面形状同样为葫芦形的夹套。这种结构使反应器内腔的横剖面亦为葫芦形，可避免物料堆积在其中部两侧，形成死角，有利于物料的混合。壳体上带有可以将加热或冷却介质导入壳体及其夹套间隙中的进口和出口。

搅拌桨带有的桨叶可为两个或多个。两个搅拌桨带有的桨叶的形状、大小、长度、螺旋方向及螺旋角大小可以相同或者不相同。

搅拌桨的两端与上盖、壳体之间均安装着密封装置，避难物料泄漏。

搅拌桨及其桨叶还可以为连通的中空结构，搅拌桨端部带有可导入、导出加热或冷却介质的旋转接头。旋转接头可导入、导出加热或冷却介质，以加热或冷却参与混合、反应的物料，提高生产效率。

搅拌反应器的进料口和卸料口均安装有密封装置。密封装置可以是密封盖，也可以是阀门等等。进、卸料时打开，停止进、卸料时关闭。一两个搅拌桨相向旋转，桨叶上各点的线速度不同，出现不同的速比。两个搅拌桨相对桨叶之间的距离较小，速度梯度较大，因此物料在两搅拌桨桨叶之间受到的剪切力很大，高粘度大块物料迅速被破碎。与此同时，搅拌桨旋转时，桨叶与反应器内腔壁之间的间隙较小且不断发生变化，从大到小又从小到大，物料在间隙中也受到强烈剪切，进而加速了高粘度大块物料的破碎与混合、反应。又由于桨叶具有适当的螺旋角，搅拌桨在旋转时，物料不仅作圆周运动，同时还作复杂的轴向、径向运动，各种物料的混合反应当然迅速而又充分。

与同向旋转搅拌反应器相比，本发明反应器内腔壁的磨损较轻。因为两个搅拌桨相向旋转，更多的破碎工作会在两个搅拌桨之间进行。

本发明的任务就是这样完成的。

本发明采用独特结构的一对相向旋转带有桨叶的搅拌桨，配以葫芦形的反应器内腔，使参与反应的高粘度大块物料在两个搅拌桨之间以及两个搅拌桨桨叶与反应器内腔壁之间受到高剪切力。该高剪切力超过其破碎所需的应力，于是将高粘度大块物料破碎。与此同时，被破碎后的物料快速、充分地与其它物料混合、反应。因此，本发明省略了单独的破碎工序和破碎设备，缩短了加工时间，节省了投资和人力，降低了消耗，减少了环境污染，提高了产品质量。它可广泛应用于各种物料的搅拌反应中。

                       附图说明

图1为本发明的结构剖视图。

图2为其横剖面图。

                    具体实施方式

实施例1。一种高剪力相向旋转搅拌反应器，如图1～图2所示。它包括壳体1、安装在壳体1上的上盖3、安装在上盖3上的进料口9、安装在壳体1底部的卸料13、安装在上盖3上的测压装置10和测温装置11、安装在壳体1上部的安全装置12、以支撑装置7安装在上盖3和壳体1中带有桨叶15的搅拌桨以及安装在搅拌桨端部的电机及传动驱动装置8。2为反应器内腔。带有桨叶15的搅拌桨有4和5两个，两个搅拌桨4和5相向旋转，其转速相同。其中一个搅拌桨4的上部为右旋长桨叶20、下部为左旋短桨叶21，另一个搅拌桨5的上部为左旋短桨叶21、下部为右旋长桨叶20。上部和下部桨叶15的截面一侧为侧凹面，另一侧为侧凸面。

壳体1的横剖面形状为葫芦形，壳体1内带有横剖面形状同样为葫芦形的夹套16。这种结构使反应器内腔2的横剖面亦为葫芦形，有利于物料的混合。壳体1上带有可以将加热或冷却介质导入壳体1及其夹套16的间隙中的进17和出18。

搅拌桨4和5带有的桨叶15各为两个。两个搅拌桨4和5带有的桨叶15的形状、大小、长度、螺旋方向及螺旋角大小相同。搅拌桨4和5的两端与上盖3、壳体1之间均安装着密封装置6，以避难物料泄漏。

搅拌桨4和5及其桨叶15为连通的中空结构，搅拌桨4和5端部带有可导入或导出加热或冷却介质的旋转接头14。旋转接头14可导入、导出加热或冷却介质，以加热或冷却参与混合、反应的物料，提高生产效率。

搅拌反应器的进料口9和卸料13均安装有密封装置，密封装置是一种密封盖19。电机及传动驱动装置8包含一级齿轮传动机构23。

实施例2。一种高剪力相向旋转搅拌反应器，如图2所示。其两个搅拌桨4和5分别以不同的转速n₁和n₂相向旋转。每一个搅拌桨4和5上各有4个桨叶。其一个搅拌桨4上部为右旋长桨叶20，其长度L₁＝0.6L(L为搅拌桨4亦即5的长度)、螺旋角为α₁；下部为左旋短桨叶21，其长度L₂＝0.42L、螺旋角为α₂；中部设置两个柱形桨叶22。长、短桨叶20和21的起始位置分别为搅拌桨4的上、下端部，向中间延伸，起始位置相错180°。另一个搅拌桨5则相反，其上部为同样的左旋短桨叶21，下部为同样的右旋长桨叶20。由于螺旋桨叶的推力作用，迫使反应器下部的物料向上运动、上部的物料向下运动，同时还进行径向运动。长、短桨叶20和21的截面形状可以有多种，本实施例中一个为侧凹面，另一个为侧凸面。当搅拌桨旋转时，凸面与反应器的内腔壁的间隙逐渐变小，物料所受的挤压力越来越大，迫使物料通过桨叶顶端与反应器的内腔壁的间隙a受到剪切。物料通过间隙后，由于桨叶的另一侧为凹面，使内腔壁与桨叶之间的空间突然增大，物料呈紊流状态，便于混合。为增强搅拌桨中部物料的紊流状态，使物料更充分地混合，在每个搅拌桨中部设置两个柱形桨叶22。设置两个柱形桨叶22的位置也相差180°。反应器的内腔为近似的葫芦形，可避免物料堆积在其中部两侧，形成死角，有利于物料的混合。搅拌反应中，根据加工工艺要求，可向中空的搅拌桨及其桨叶中以及壳体及其夹套的间隙中导入、导出加热或冷却的介质，以促进反应，提高效率。

实施例2的其余结构同实施例1。两个搅拌桨及其桨叶的旋转方向以及物料的运动方向如图中箭头所示。

实施例1和实施例2可使高粘度大块物料在同一反应器中被破碎并快速充分与其它物料混合、反应。工序简化、效率高、消耗低，节省投资和人力，减少了环境污染。可广泛应用于各种物料的搅拌反应中。

Claims (6)

1.一种高剪力相向旋转搅拌反应器，它包括壳体、安装在壳体上的上盖、安装在上盖或壳体上的进料口、安装在壳体底部的卸料口、安装在上盖或壳体上的测压装置和测温装置和安全装置、以支撑装置安装在上盖并且在壳体中带有桨叶的搅拌桨以及安装在搅拌桨端部的电机及传动驱动装置，其特征在于所说的带有桨叶的搅拌桨有两个，两个搅拌桨相向旋转，其转速相同或者不相同，其中一个搅拌桨的上部为右旋长桨叶、下部为左旋短桨叶，另一个搅拌桨的上部为左旋短桨叶、下部为右旋长桨叶，两个搅拌桨的上部和下部桨叶的截面一侧为侧凹面，另一侧为侧凸面。

2.按照权利要求1所述的高剪力相向旋转搅拌反应器，其特征在于所说的壳体的横剖面形状为葫芦形，壳体内带有横剖面形状同样为葫芦形的夹套，壳体上带有将加热或冷却介质导入壳体及其夹套间隙中的进口和出口。

3.按照权利要求1或2所述的高剪力相向旋转搅拌反应器，其特征在于所说的搅拌桨带有的桨叶为两个或多个，两个搅拌桨带有的桨叶的形状、大小、长度、螺旋方向及螺旋角大小相同或者不相同。

4.按照权利要求3所述的高剪力相向旋转搅拌反应器，其特征在于所说的搅拌桨的两端与上盖、壳体之间均安装着密封装置。

5.按照权利要求4所述的高剪力相向旋转搅拌反应器，其特征在于所说的搅拌桨及其桨叶为连通的中空结构，搅拌桨端部带有导入和导出加热或冷却介质的旋转接头。

6.按照权利要求5所述的高剪力相向旋转搅拌反应器，其特征在于所说的进料口和卸料口均安装有密封装置。

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