CN202122946U - 一种磁传动节能式液-液旋转床反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种旋转床反应装置，更具体地涉及一种磁传动节能式液-液旋转床反应器，包括传动机构、旋转体、机架以及设置在机架上的壳体，壳体上设有顶盖，顶盖上设有进液管I和进液管II，壳体包括上腔体和下腔体，上腔体与下腔体之间设有至少两个液体物料出口，旋转体设置在上腔体内；传动机构为磁传动机构，包括电机、皮带、主动轮、永磁体和从动轴，从动轴圆柱面外部设有一个筒形永磁体，永磁体上固定有主动轮，主动轮通过皮带与电机连接，本实用新型的旋转床反应器结构简单、磁力转动、使用可靠性高。

Description

一种磁传动节能式液-液旋转床反应器

技术领域：

本实用新型涉及一种旋转床反应装置，更具体地涉及一种磁传动节能式液-液旋转床反应器

背景技术：

旋转床反应器是上世纪八十年代发展起来的一种新型设备。与常规技术相比，该设备具有以下特点：传质强度高，设备尺寸小，物料停留时间短，持液量小，泛点高，不易起泡，不易堵塞，维修方便，能在数分钟内使设备运转达到稳定。

通常旋转床反应器设备由机壳、转子、物料进出口、转动轴和电机组成。转子内填充多孔介质，物料在多孔介质表面进行传质和反应。在这种超重力场中，不同大小分子间的分子扩散和相间传质过程均比常规重力场下要快得多，气-液、液-固、液-液两相在超重力场中多孔介质或孔道中产生流动接触，巨大的剪切力将液体撕裂成微米至纳米级的液膜、液丝或液滴，从而产生巨大和快速更新的相界面，使相间的传质效率得到极大提高，其传质单元高度可降低1～2个数量级，而相间传质速率效率则比传统塔器中的传质速率提高1～3个数量级。它的核心在于对化工传递过程和微观混合过程的极大强化。它应用于需要对相间传递过程进行强化的多相过程，如需要相内或拟均相内微观混合强化的混合与沉淀反应过程。

随着旋转床超重力场技术的应用领域的不断开拓，近年申请超重力场技术的专利不断增多，现有专利技术中所提供的装置采用水平轴旋转的布置形式，如中国专利CN95107423.7、CN95215430.7、CN99208429.6、CN03249584.6、CN03252195.2、CN200420092277.3、CN200310103434.6、CN200620023555.9等。也有采用垂直轴的旋转布置式，如中国专利CN91109255.2、CN91229204.0、CN01143459.7、CN02224172.8、CN200310101838.1、CN200510049145.1、美国专利US4382900等。在大规模的工业生产中，要求处理的气体流量大，几万至上百万Nm³/h。有的只能通过增加设备的旋转半径或增加旋转轴的长度，以求得更大的处理要求。而超重力机是一种高速旋转设备，伴随着旋转体半径的增加，旋转填料重量的增加，转动轴的增长，填补在高速运转后易产生不规则的变化，造成厚度分布不均匀，在处理动平衡及制作转动轴时的难度会显得更加突出，使旋转床在转动时的稳定性变差，因此这些专利中所提供的装置一直无法取得很大突破。

另一方面，这些专利中的机壳和电机直接连接在一起，如果机壳变大，则电机也必须变大，否则电机支撑不了机壳的重量。同时，旋转床反应必须在高速下运转才能体现出强化传质效果，如果降低电机的转速，也起不到超重力场的反应效果，因此很难采取变频的方法节省能耗，这样就会造成能耗的增大。

同时，目前国内使用的旋转床反应器，除能耗大和动平衡差的缺点外，由电机直接带动旋转床旋转，也就是说电机轴和旋转床直接固定在一起，为防止气、液体渗漏，需要采用严密的动密封结构，设备结构复杂，成本高。

在现有技术的垂直式旋转床反应器，电机轴与壳体之间的有效的密封结构，长时间后，电机轴与密封结构之间产生磨损，液体也容易地从电机轴和密封结构之间的缝隙漏出。

实用新型内容：

本实用新型的目的是提供一种磁传动节能式液-液旋转床反应器，是一种具有结构简单、磁力转动、使用可靠性高的垂直式旋转床反应器设备。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供的一种磁传动节能式液-液旋转床反应器，包括传动机构、旋转体、机架以及设置在机架上的壳体，所述壳体上设有顶盖，所述顶盖上设有进液管I和进液管II，所述壳体包括上腔体和下腔体，所述上腔体与下腔体之间设有至少两个液体物料出口，所述旋转体设置在上腔体中；安装状态时所述壳体与机架中心共线，所述传动机构为磁传动机构，包括电机、皮带、主动轮、永磁体和从动轴，所述从动轴设置在机架和壳体的中心位置，所述从动轴的一端贯穿机架和下腔体，最后设置在上腔体内并且与所述旋转体连接，所述从动轴的另一端设置在机架内；所述从动轴圆柱面外部设有一个筒形永磁体，所述永磁体与所述从动轴同轴心，所述永磁体的内径大于所述从动轴的外径，所述通过密封轴承安装在机架及壳体上，所述永磁体的一端贯穿机架和下腔体，最后设置在上腔体内，所述永磁体的另一端设置在机架内，所述永磁体的高小于所述从动轴的轴长；所述永磁体另一端上固定有主动轮，所述主动轮与所述永磁体同轴心，所述主动轮通过皮带与电机连接。

本实用新型提供的一种磁传动节能式液-液旋转床反应器技术方案中，所述从动轴在上腔体内的一端以及在机架内的一端都设有聚四氟乙烯的支承导轮，所述上腔体内永磁体的端面上设有密封环，所述从动轴与永磁体之间设有轴承。

本实用新型提供的另一优选的一种磁传动节能式液-液旋转床反应器技术方案中，所述旋转体通过紧构件与在所述上体腔内从动轴的一端连接。

本实用新型提供的再一优选的一种磁传动节能式液-液旋转床反应器技术方案中，所述旋转体上设有旋转体封盖，所述进液管I和进液管II穿过旋转体封盖的设置在旋转体内部。

本实用新型提供的又一优选的一种磁传动节能式液-液旋转床反应器技术方案中，所述旋转体内壁设有填料层。

本实用新型提供的又一优选的一种磁传动节能式液-液旋转床反应器技术方案中，所述从动轴设置在机架内的一端设有端盖，并用密封螺丝固定。

本实用新型提供的又一优选的一种磁传动节能式液-液旋转床反应器技术方案中，所述上腔体内设有一个环形导液凸台，所述导液凸台的内径等于所述永磁体的外径，所述导液凸台的最大外径小于所述液体物料出口到从动轴轴心的最小距离。

本实用新型提供的又一优选的一种磁传动节能式液-液旋转床反应器技术方案中，所述永磁体镶嵌在不锈钢圆管的内壁上。

由于采用了上述技术方案，本实用新型得到的有益效果是：

1、旋转体采用至少三组聚四氟乙烯支承导轮支撑，使得旋转体在两端有支承的状态下转动，使旋转体旋转平衡可靠，可以大大减少了旋转体在高速运转中的震动与不稳定性，因此能加大旋转体的直径和体积。

2、从动轴很长，采用聚四氟乙烯密封圈，将从动轴与旋转体坚固在一起，加工方便，运行可靠，有效解决动平衡问题。

3、通过磁力作用，使从动轴在磁力作用下，随着主动轮的转动，由于采用磁力作用，可以使用小功率的电动机，例如，相同尺寸的旋转体，采用旋转体与电机轴直接相接时，电机功率为3KW，而使用磁力作用时，电动机的功率可以采用150W的小型电动机，大大减少了能量消耗。

4、从动轴与旋转体之间采用了密封结构，从而可以避免液体漏入从动轴之间。

附图说明

图1为一种磁传动节能式液-液旋转床反应器结构示意图；

其中，1-进液管I，2-进液管II，3-壳体，4-填料层，5-紧构件，6-密封圈，7-聚四氟乙烯支撑导轮I，8-导流凸台，9-液体物料出口，10-永磁体，11-从动轴，12-主动轮，13-皮带，14-聚四氟乙烯支撑导轮II，15-旋转体封盖，16-旋转体，17-机架，18-密封螺丝。

具体实施方式

下面结合实施例对实用新型作进一步的详细说明。

实施例1：

如图1所示，本例的实用新型一种磁传动节能式液-液旋转床反应器，包括传动机构、旋转体16、机架17以及设置在机架17上的壳体3，壳体3上设有顶盖，顶盖上设有进液管I 1和进液管II 2，所述壳体3包括上腔体和下腔体，上腔体与下腔体之间设有至少两个液体物料出口9，旋转体16也就是通常说的转子，旋转体16设置在上腔体内；安装状态时壳体3与机架17中心共线，传动机构为磁传动机构，包括电机、皮带13、主动轮12、永磁体10和从动轴11，从动轴11设置在机架17和壳体3的中心位置，从动轴11的一端贯穿机架17和下腔体，从动轴11的一端设置在上腔体内并且与旋转体16连接，从动轴11的另一端设置在机架17内；从动轴11圆柱面外部设有一个筒形永磁体10，永磁体10与从动轴11同轴心，永磁体10的内径大于从动轴11的外径，永磁体10通过密封轴承安装在机架17及壳体3上，永磁体10的一端贯穿机架17和下腔体，最后设置在上腔体内，永磁体10的另一端设置在机架17内，永磁体10的高小于从动轴11的轴长；永磁体10另一端上固定有主动轮12，主动轮12与永磁体10同轴心，主动轮12通过皮带13与电机连接；从动轴11在上腔体内的一端设有至少三组聚四氟乙烯的支承导轮I 7，从动轴11在机架内的一端设有至少三组聚四氟乙烯的支承导轮II 14，上腔体内永磁体10的端面上设有密封环6，从动轴11与永磁体10之间设有轴承，旋转体16通过紧构件5与在上体腔内从动轴11的一端连接，旋转体16上设有旋转体封盖15，进液管I 1和进液管II 2穿过旋转体封盖15，所述旋转体16内壁设有填料层4；从动轴11设置在机架17内的一端设有端盖，并用密封螺丝18固定；上腔体内设有一个环形导液凸台8，中间高，四周低，导液凸台8的内径等于永磁体10的外径，导液凸台8的最大外径小于液体物料出口9到从动轴11轴心的最小距离；永磁体10镶嵌在不锈钢圆管的内壁上。

本实用新型的旋转床反应器，顶部有两个进液口，壳体3中间设有垂直的旋转体16，壳体3下部设有液体导流槽。旋转体16的侧壁是旋转填料床，整个旋转体16与从动轴11相连接，从动轴11通过磁力作用进行转动，同时旋转体16和从动轴11设有至少三组聚四氟乙烯的支承导轮I组成的转动机构，以支承、密封和引导旋转体16的转动。

还可以在旋转体16的下部和从动轴11外部设有防止液漏的构件，包括外密封、从动轴11外部的密封件、以及聚四氟乙烯构件。从动轴11一直延伸到主动轮12的下部，并通过聚四氟乙烯构件与主动轮12底部的密封螺丝18相连接，从动轴11的中间为一个支承和引导转动体的聚四氟乙烯密封圈。

本实用新型的旋转床反应器，壳体3内部可以根据反应体系介质的性质可以设附腐层或不设，一般来说壳体3的材质可以为不锈钢或更耐腐蚀的钛材等金属材料；旋转体16与从动轴11相连接后，通过一个聚四氟乙烯支承导轮I 7与壳体3内部的支架相连接，起到支承和密封的作用。为了防止液体物料在高速旋转的条件下溅到从动轴11上，在旋转体16的底部设有一个起到防止液体溅射的防漏密封圈6，以及在壳体3的底部设有一个凸形的液体导流凸台8，这样可以起到很好的防止液体溅射到从动轴11的作用。为了提供从动轴旋转所需要的磁力，在从动轴11的外部设有一个圆形的永磁体，永磁体镶嵌在不锈钢圆管的内壁，不锈钢圆管的外壁设有一个主动轮12，主动轮12在电机的作用下通过皮带13转动，从而在磁力的作用下带动从动轮11转动，从而产生一个超重力场。从动轴11的底部设有一个聚四氟乙烯支撑导轮II 14，从而在从动轴和主动轮之间形成了具有3个支承点的体系，很好地稳定了从动轴11的运转。由于采用磁力进行转动，电机的功率从常规旋转床的3KW降低到150W，起到了很好的节能作用。在聚四氟乙烯支撑导轮II 14的底部设有一个紧固作用的密封螺丝18。

本实用新型垂直式旋转床反应器的工作原理：

两种不同性质的液体物料通过两个液体进口进入壳体3中，壳体3中的旋转体16高速旋转，两种液体在填料层上发生化学反应，产生的沉淀颗粒随喷出的液体一起到壳体3的底部，从液体物料出口9流出。

最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种磁传动节能式液-液旋转床反应器，包括传动机构、旋转体(16)、机架(17)以及设置在机架(17)上的壳体(3)，其特征在于：所述壳体(3)上设有顶盖，所述顶盖上设有进液管I(1)和进液管II(2)，所述壳体(3)包括上腔体和下腔体，所述上腔体与下腔体之间设有至少两个液体物料出口(9)，所述旋转体(16)设置在上腔体内；安装状态时所述壳体(3)与机架(17)中心共线，所述传动机构为磁传动机构，包括电机、皮带(13)、主动轮(12)、永磁体(10)和从动轴(11)，所述从动轴(11)设置在机架(17)和壳体(3)的中心位置，所述从动轴(11)的一端贯穿机架(17)和下腔体，所述从动轴(11)的一端设置在上腔体内并且与所述旋转体(16)连接，所述从动轴(11)的另一端设置在机架(17)内；所述从动轴(11)圆柱面外部设有一个筒形永磁体(10)，所述永磁体(10)与所述从动轴(11)同轴心，所述永磁体(10)的内径大于所述从动轴(11)的外径，所述永磁体(10)通过密封轴承安装在机架(17)及壳体(3)上，所述永磁体(10)的一端贯穿机架(17)和下腔体，最后设置在上腔体内，所述永磁体(10)的另一端设置在机架(17)内，所述永磁体(10)的高小于所述从动轴(11)的轴长；所述永磁体(10)另一端上固定有主动轮(12)，所述主动轮(12)与所述永磁体(10)同轴心，所述主动轮(12)通过皮带(13)与电机连接。

2.如权利要求1所述的一种磁传动节能式液-液旋转床反应器，其特征在于：所述从动轴(11)在上腔体内的一端设有至少三组聚四氟乙烯的支承导轮I(7)，从动轴(11)在机架内的一端设有至少三组聚四氟乙烯的支承导轮II(14)，所述上腔体内永磁体(10)的端面上设有密封环(6)，所述从动轴(11)与永磁体(10)之间设有轴承。

3.如权利要求1所述的一种磁传动节能式液-液旋转床反应器，其特征在于：所述旋转体(16)通过紧构件(5)与在所述上体腔内从动轴(11)的一端连接。

4.如权利要求2所述的一种磁传动节能式液-液旋转床反应器，其特征在于：所述旋转体(16)上设有旋转体封盖(15)，所述进液管I(1)和进液管II(2)穿过旋转体封盖(15)。

5.如权利要求3所述的一种磁传动节能式液-液旋转床反应器，其特征在于：所述旋转体(16)内壁设有填料层(4)。

6.如权利要求1所述的一种磁传动节能式液-液旋转床反应器，其特征在于：所述从动轴(11)设置在机架(17)内的一端设有端盖，并用密封螺丝(18)固定。

7.如权利要求1所述的一种磁传动节能式液-液旋转床反应器，其特征在于：所述上腔体内设有一个环形导液凸台(8)，所述导液凸台(8)的内径等于所述永磁体(10)的外径，所述导液凸台(8)的最大外径小于所述液体物料出口(9)到从动轴(11)轴心的最小距离。

8.如权利要求1所述的一种磁传动节能式液-液旋转床反应器，其特征在于：所述永磁体(10)镶嵌在不锈钢圆管的内壁上。

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