CN208098076U - 一种旋流导热式反应釜 - Google Patents

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罗文浩
黄超扬
邱美纯
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Abstract

本实用新型公开了一种旋流导热式反应釜,包括筒体、套筒和上封头,套筒固定套接在筒体外面,上封头与筒体相密封固定连接,筒体与套筒之间设有旋流腔;筒体和套筒远离上封头的一端均封闭,套筒底面固定连接有进水管,套筒的上部固定连接有出水管,进水管、出水管均与旋流腔相连通,所述筒体外壁上固定连接有导流板,导流板为螺旋状,导流板远离筒体外壁的一面与套筒的内壁相固定连接;导流板可使旋流腔形成螺旋状的通道,对水流进行导向,减小水在旋流腔内形成的湍流或漩涡,使旋流腔内不同位置的水温更加均,可以更均匀地对筒体进行加热,当通入旋流腔的是制冷剂时,也可以实现对筒体不同位置快速均匀地降温。

Description

一种旋流导热式反应釜
技术领域
本实用新型涉及一种化工反应容器,特别涉及一种反应釜。
背景技术
反应釜主要用于化工领域,用于对化学品进行搅拌使不同化学品之间混合均匀,提高反应效率。
如图1所示,反应釜通常包括筒体4、套筒1、电机3和搅拌桨8,套筒1固定套接在筒体4外面,搅拌桨8转动连接在筒体4内部,电机3固定连接在筒体4外面,电机3输出轴与搅拌桨8额转轴相连接,电动机转动时带动搅拌桨8转动对筒体4内部的化学品进行搅拌,提高化学品的反应效率。
套筒1的内壁和筒体4的外壁之间具有间隔,用于通入蒸汽或热水以对筒体4进行加热,提高化学品的反应温度,促进化学品反应,当反应原料需要低温环境时,也可通入液氮或干冰进行降温。
套筒1底端固定连通有进水管,另一端固定连通有出水管,热水从进水管流入,经过套筒1和筒体4之间的间隙后从出水管流出,过程中将一部分热量传导至筒体4;热水进入套筒1和筒体4之间的间隙后,热水的单向流动性太低,即热水容易在套筒1和筒体4之间的间隙内形成湍流或漩涡,有些位置的热水温度下降后不能够及时从出水管排出,导致筒体4不同的位置受热不均匀;当通入的是液氮或干冰等制冷剂时,由于湍流作用,也会导致筒体4不同的位置处出现一定程度的制冷不均现象。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种旋流导热式反应釜,其优点是可以使筒体受热更加均匀。
本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:一种旋流导热式反应釜,包括筒体、套筒和上封头,套筒固定套接在筒体外面,上封头与筒体相密封固定连接,筒体与套筒之间设有旋流腔;筒体和套筒远离上封头的一端均封闭,套筒底面固定连接有进水管,套筒的上部固定连接有出水管,进水管、出水管均与旋流腔相连通,所述筒体外壁上固定连接有导流板,导流板为螺旋状,导流板远离筒体外壁的一面与套筒的内壁相固定连接。
通过上述技术方案,导流板可使旋流腔形成螺旋状的通道,对水流进行导向,减小水在旋流腔内形成的湍流或漩涡;后进入旋流腔的热水可推动先进入旋流腔的热水沿导流板向靠近出水管的方向流动,减少低温水在旋流腔内的滞留,使旋流腔内不同位置的水温更加均,可以更均匀地对筒体进行加热;当通入的是液氮或干冰等制冷剂时,也可以提高筒体不同位置处的均匀降温效果。
本实用新型进一步设置为:所述导流板的螺距为3cm-10cm。
通过上述技术方案,导流板的螺距越小,水流的单向性越好,但是会导致靠近出水管的水温与靠近进水管的水温差值过大;将螺距设置为3cm-10cm,既可以提高水流的单向性,又不至于导致出水口的水温与进水口的水温差值过大,对筒体内的化学品反应具有较高的促进作用。
本实用新型进一步设置为:所述筒体外壁与所述套筒内壁之间的距离为1cm-5cm。
通过上述技术方案,筒体外壁与套筒的内壁之间的距离,水流的单向性越好,但是会导致靠近筒体表面的水温与远离筒体表面的水温差值过大,导致水的热量利用率过低;将筒体外壁与套筒的内壁之间的距离设置为1cm-5cm,可以提高水流的单向性,使旋流腔内不同位置的水温相对更加均匀,对筒体表面不同位置加热更加均,对筒体内的化学品反应具有较高的促进作用;由于间距比较小,可以提高水的热量的利用率。
本实用新型进一步设置为:所述筒体内壁上固定连接有由热的良导体材质制成的导热片。
通过上述技术方案,导热片可增大筒体与热水之间的接触面积,热水可更快将热量传导给筒体,对筒体进行加热。
本实用新型进一步设置为:所述导热片与所述导流板相平行。
通过上述技术方案,水沿导流板流动过程中,导热片对水流方向的影响比较小,水流可以保持稳定地流动,减小内部产生的湍流或漩涡。
综上所述,本实用新型具有以下有益效果:
1、导流板可对水流进行导向,后进入旋流腔的热水可推动先进入旋流腔的热水沿导流板向靠近出水管的方向流动,减少低温水在旋流腔内的滞留,使旋流腔内不同位置的水温更加均,可以更均匀地对筒体进行加热;
2、导热片可提高筒体吸收热水中的热量的速率。
附图说明
图1是现有技术的结构示意图;
图2是实施例1的结构示意图;
图3是实施例1中体现筒体与套筒内部结构的示意图;
图4是实施例1中体现导流板与筒体之间的装配结构的示意图;
图5是实施例1中体现导流板结构的示意图;
图6是实施例1中体现旋流腔结构的示意图;
图7是实施例2中体现导流片与筒体之间装配结构的示意图;
图8是实施例3中体现螺旋桨结构的示意图;
图9是实施例3中体现传动组件结构的示意图;
图10是实施例3中体现连接板与主转轴之间装配结构的示意图;
图11是实施例5中体现药剂滴注系统结构的示意图;
图12是实施例5的结构示意图;
图13是实施例5中体现密封塞结构的示意图。
图中,1、套筒;2、上封头;21、进料口;3、电机;4、筒体;41、排料口;42、密封管;5、旋流腔;6、进水管;7、出水管;8、搅拌桨;81、主桨;811、主转轴;812、主搅拌叶片;82、副桨;821、副转轴;822、副搅拌叶片;823、滑套;83、传动组件;831、主动齿轮;832、从动齿轮;84、连接板;85、连接块;86、加强筋;9、导流板;10、导热片;11、药剂滴注系统;111、滴料管;112、密封塞;1121、倒角;113、滴管;114、橡胶软管;115、导液管;116、干路管。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
实施例1
一种旋流导热式反应釜,如图2所示,包套筒1、上封头2和电机3,电机3固定连接在上封头2上面;如图3所示,旋流导热式反应釜还包括密封固定连接在上封头2下面的筒体4,筒体4和套筒1远离上封头2的一端均封闭,化学品盛装在筒体4内部;筒体4位于套筒1的内部,筒体4的中心轴线、套筒1的中心轴线以及电机3输出轴的中心轴线位于同一直线上,套筒1的内壁和筒体4的外壁之间设有旋流腔5;套筒1底部面外壁上固定连接有进水管6,套筒1的上部外壁上固定连接有出水管7,进水管6和出水管7均与旋流腔5相连通,热水可从进水管6注入旋流腔5,然后从出水管7流出,从进水管6向出水管7流动的过程中将热量传导至筒体4,对化学品进行加热,提高化学品的反应温度,促进反应,提高反应效率。
电机3的输出轴上传动连接有搅拌桨8,搅拌桨8位于筒体4内部,电机3带动搅拌桨8转动时可对筒体4内部的化学品进行搅拌,对化学品进行混合,提高反应效率。
上封头2上开设有进料口21,用于向筒体4内部投料;筒体4底面上开设有排料口41,排料口41的外侧边缘、筒体4外壁上固定连接有密封管42,密封管42远离筒体4的一端穿过套筒1的底面,密封管42的外壁与套筒1相密封固定连接,筒体4内的化学品可从排料口41和密封管42排出。
如图4所示,旋流腔5内设有导流板9,导流板9的具体结构见图5,导流板9为螺旋状且固定套接在筒体4的外壁上,导流板9远离筒体4的一面与套筒1的内壁相固定连接,导流板9将旋流腔5阻隔为螺旋形的通道。热水从进水管6流入旋流腔5后,可沿导流板9构成的通道流动,流动方向不容易发生改变,热水流动过程中可将热量传导至筒体4,温度降低后的热水可被后面进入的热水推动或带动沿导流板9构成的通道朝出水管7流动,旋流腔5内不同位置的水温比较均匀,温度维持更加稳定,对筒体4内部化学品的反应温度更容易掌控。
导流板9的螺距(如图4或图3中p所表示的距离)越小,水流的单向性(单向性指水沿导流板9流动的方向保持不变或改变的角度较小的性质)越好,但是会导致靠近出水管7的水温与靠近进水管6的水温差值过大;本方案中将螺距设置为3cm-10cm,既可以提高水流的单向性,又不至于导致出水口的水温与进水口的水温差值过大,对筒体4内的化学品反应具有较高的促进作用。
结合图6,筒体4外壁与套筒1的内壁之间的距离(如图6中d表示的尺寸)越小,水流的单向性越好,但是会导致靠近筒体4表面的水温与远离筒体4表面的水温差值过小,导致水的热量利用率过低;本方案中将筒体4外壁与套筒1的内壁之间的距离设置为1cm-5cm,既可以提高水的热量的利用率,又可以提高水流的单向性,使旋流腔5内不同位置的水温相对更加均匀,对筒体4表面不同位置加热更加均,对筒体4内的化学品反应具有较高的促进作用。
工作过程
先将原料从进料口21投入到筒体4内部,然后启动电机3,带动搅拌桨8对原料进行搅拌,使原料混合均匀,提高反应效率,同时通过进水管6向旋流腔5内注入热水,热水沿导流板9流向出水管7,从进入水管道出水管7的过程中,热水将热量传导给筒体4,然后对筒体4内部的原料进行加热,提高原料的反应温度,促进化学反应。导流板9可使旋流腔5形成螺旋状的通道,对水流进行导向,减小水在旋流腔5内形成的湍流或漩涡,使旋流腔5内不同位置的水温更加均,可以更均匀地对筒体4进行加热。
实施例2
与实施例1不同之处在于,如图7所示,筒体4的外壁上固连接有绕筒体4中心轴线螺旋设置的导热片10,导热片10与导流板9相平行,导热片10具有多个,在导旋流腔5内均分布,导热片10为铝合金材质制成,或其他导热系数比较高的金属材质制成,即导热片10为热的良导体,可快速吸收旋流腔5中热水中的热量,然后将热量传导给筒体4,对筒体4进行加热。
导热片10的厚度为0.1mm-0.5mm,由于厚度比较小,可以减小占用旋流腔5的体积,旋流腔5的横截面积更大,可以容纳更多的热水,为筒体4提供更多的热量。
实施例3
与实施例2的不同之处在于,当反应原料需要低温环境时,通过进水管66向旋流腔55内通入液氮或干冰等制冷剂,液氮和干冰流动时都具有流体的特性,导热片10可吸收筒体44的热量并将热量快速传导给制冷剂,制冷剂吸收热量后沿旋流腔5流动最终从出水管77排出,实现对筒体44不同位置更均匀更快速地降温。
实施例4
一种双向搅拌式反应釜,与实施例1不同之处在于,如图8所示,搅拌桨8包括主桨81和副桨82,主桨81包括主转轴811和固定连接在主转轴811上的主搅拌叶片812,主转轴811与电机3(见图3)的输出轴相竖直传动连接,电机3启动后通过主转轴811带动主搅拌叶片812转动对筒体4内部的原料进行搅拌。
副桨82包括副转轴821和固定连接在副转轴821上的副搅拌叶片822,副转轴821竖直设置;筒体4底部的内壁上竖直固定连接有滑套823,副转轴821下端转动连接在滑套823内部;主转轴811上端和副转轴821下端之间设有传动组件83,用于对主转轴811和副转轴821之间进行传动,主转轴811转动后,可通过传动组件83带动副转轴821反向转动,然后带动副搅拌叶片822转动,副搅拌叶片822与主搅拌叶片812转动方向相反,主搅拌叶片812带动原料运动的方向和副搅拌叶片822带动原料运动的方向相反,可提高对原料的搅拌效率。
结合图9,传动组件83包括固定连接在主转轴811下端的主动齿轮831和固定连接在副转轴821上端的从动齿轮832,主动齿轮831与从动齿轮832的中心轴线均与主转轴811的中心轴线相平行,主动齿轮831和从动齿轮832相互啮合传动配合。主动齿轮831的齿数比从动齿轮832的齿数少,主转轴811的转速大于副转轴821的转速,主搅拌叶片812的转速大于副搅拌叶片822的转速,可以避免副搅拌叶片822与原料之间的相对运动速度过大,减小副搅拌叶片822对原料的击飞效果,减少物料被击飞溅到筒体4上部的内壁上。
如图9和图10所示,主搅拌叶片812具有一对且以主转轴811的中心轴线对称设置;主搅拌叶片812与主转轴811之间设有连接板84,连接板84靠近主转轴811的一端固定连接有连接块85,两个连接板84上的连接块85之间通过螺栓等紧固件紧固连接,连接块85紧固连接后,主转轴811位于两个连接块85之间,可压紧固定在主转轴811上,便于拆卸和安装,且将连接块85沿主转轴811中心轴线移动至不同高度处时均可压紧固定在主转轴811上,便于调节主搅拌叶片812在筒体4(见图8)内部的高度位置。连接板84远离主主转轴811的一端与主搅拌叶片812之间通过螺钉等紧固件紧固连接,便于进行拆卸、安装、更换或维修等操作。
如图10所示,连接板84与连接块85之间固定连接有加强筋86,用于增大连接板84的抗弯强度,在搅拌过程中,连接板84受到原料的挤压作用而产生绕主转轴811的弯矩作用力,加强筋86可避免连接板84受弯矩作用力过大而发生过度弯曲或被折断。
实施例5
一种滴注投料式反应釜,与实施例4的不同之处在于,如图11所示,上封头2上表面设有药剂滴注系统11,药剂滴入系统包括固定连接在上封头2上表面的滴料管111,滴料管111与筒体4内部相连通,滴料管111用于在搅拌过程中向筒体4(见图12)内部滴入或注入化学试剂或辅助原料,用于对筒体4内部进行补充原料或催化筒体4内部的原料进行反应,提高反应效率,滴料管111在不使用时可用密封盖密封关闭。
如图12所示,滴料管111一端伸入筒体4内部,伸入的长度大于2cm,药剂从滴料管111注入或滴入过程中,药剂不容易粘附在筒体4上部的内壁上,可以减少药剂从筒体4上部的内壁上沿筒体4的内壁相下流动,附着在筒体4上部的内壁上时不会参与反应和搅拌,会降低工作效率。
如图11所示,滴料管111的上端口内固定插接有密封塞112,密封塞112中心位置固定插接有滴管113,滴管113远离滴料管111的一端固定套接有橡胶软管114,橡胶软管114远离滴管113的一端固定插接有导液管115,药剂可通过导液管115依次从橡胶软管114和滴管113流入筒体4内部。橡胶软管114具有较好的柔性,导液管115在受到外力作用后位置发生变化时,橡胶软管114与导液管115以及橡胶软管114与滴管113之间不容易相互脱离或在对接的密封表面之间的间隙不容易被拉开,可以提高导液管115与橡胶软管114之间的密封性,也可以提高滴管113与橡胶软管114之间的密封性能。
相邻导液管115远离滴料管111的一端可相互合并连通,连通的部位固定连通有干路管116,同一种药剂可通过干路管116分流至不同导液管115中,然后沿导液管115从不同的滴料管111进入筒体4内,可分散进入筒体4,便于搅拌混合均匀。不同的药剂可通过不同的导液管115从不同的滴料管111进入筒体4内部,相对于从进料口21集中投入筒体4内部可以更均匀地撒在筒体4内部,便于搅拌均匀。
如图13所示,密封塞112插入在滴料管111内部的一端边缘开设有倒角1121,倒角1121可以减小密封塞112插入端的尺寸,便于将密封塞112插入滴料管111。滴管113下端面位于滴料管111下端面的下方,药剂从滴管113滴入筒体4(见图12)内部过程中,药剂不容易粘附在筒体4上部的内壁上。
本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释,其并不是对本实用新型的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (7)

1.一种旋流导热式反应釜,包括筒体(4)、套筒(1)和上封头(2),套筒(1)固定套接在筒体(4)外面,上封头(2)与筒体(4)相密封固定连接,筒体(4)与套筒(1)之间设有旋流腔(5);筒体(4)和套筒(1)远离上封头(2)的一端均封闭,套筒(1)底面固定连接有进水管(6),套筒(1)的上部固定连接有出水管(7),进水管(6)、出水管(7)均与旋流腔(5)相连通,其特征是:所述筒体(4)外壁上固定连接有导流板(9),导流板(9)为螺旋状,导流板(9)远离筒体(4)外壁的一面与套筒(1)的内壁相固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种旋流导热式反应釜,其特征是:所述导流板(9)的螺距为3cm-10cm。
3.根据权利要求1所述的一种旋流导热式反应釜,其特征是:所述筒体(4)外壁与所述套筒(1)内壁之间的距离为1cm-5cm。
4.根据权利要求1所述的一种旋流导热式反应釜,其特征是:所述筒体(4)内壁上固定连接有由热的良导体材质制成的导热片(10)。
5.根据权利要求4所述的一种旋流导热式反应釜,其特征是:所述导热片(10)绕所述筒体(4)的中心轴线螺旋设置。
6.根据权利要求5所述的一种旋流导热式反应釜,其特征是:所述导热片(10)与所述导流板(9)相平行。
7.根据权利要求5所述的一种旋流导热式反应釜,其特征是:所述导热片(10)的厚度为0.1cm-0.5cm。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113584763A (zh) * 2021-07-26 2021-11-02 烟台市恒源染织有限公司 一种高效少水纱线印染装置及其印染方法

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