CN209866034U - 一种纳米碳酸钙生产用碳化釜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种纳米碳酸钙生产用碳化釜，包括釜体、进料口、进气口、排料口，搅拌动力装置通过搅拌轴与螺旋桨传动连接，搅拌轴承通过金属板固定连接在靠近釜体底部的内壁上并与搅拌轴活动连接；搅拌轴承下方的搅拌轴上安装有至少一组螺旋桨，搅拌轴承上方的搅拌轴上至少安装有两组螺旋桨，搅拌轴上的所有螺旋桨共用一个稳定环；进气管的出气端固定设置在稳定环内且位于上两层的螺旋桨之间，本实用新型可以使物料定向流动，并增加气液混合时间及接触面积，反应更彻底，降低重晶孪晶的产生，使粒子均匀分散，晶体呈单分散状态，能够提高反应效率，且分散良好，粒子均匀，有助于提高纳米碳酸钙的生产质量。

Description

一种纳米碳酸钙生产用碳化釜

技术领域

本实用新型涉及纳米碳酸钙生产用设备技术领域，尤其涉及一种纳米碳酸钙生产用碳化釜。

背景技术

反应釜是纳米碳酸钙生产中必不可缺少的设备之一，如使用于纳米碳酸钙生产过程中的碳酸化反应。搅拌是提高传质系数、加速固体溶解、阻止悬浮粒子沉淀的重要方法。石灰乳碳化反应时，作用是在气－液、固－液界面上进行的，二氧化碳的传质速率受制于液膜阻力；当反应界面在固－液界面的液膜之内、生成物是难溶物质时，溶液中的微小固体将起晶核作用。生成物将沉积粘附在氢氧化钙表面上，阻碍其溶解；氢氧化钙粒子粘滞性大，在水中易沉淀凝聚；碳酸钙的结晶具热不稳定性，易生成重晶孪晶，凝结成大粒子影响粒子的大小和分散性。因此，必须使用搅拌手段以克服界面阻力，提高传质速率，提高二氧化碳的溶解和吸收，也使固相粒子悬浮，促进界面溶解扩散，同时破坏碳酸钙结晶粒子凝聚。

申请号为201820043251.1的中国专利“一种中性透明硅酮胶用纳米碳酸钙生产反应釜”，其实用于中性透明硅酮胶用纳米碳酸钙的生产，由于其采用了乳化机，电耗高，不实用于低成本纳米碳酸钙的生产；申请号为201820180454.5的中国专利“米粒状轻质碳酸钙制备用碳化釜”，其实用于米粒状晶型的碳酸钙的生产，不实用于棒条状晶型的碳酸钙的生产。

目前使用的反应釜搅拌设备均形式单一，往往不考虑气液固三相反应的特殊性，搅拌效果差，因此反应釜内物料反应不彻底，分散性差，均匀性差，进而影响纳米碳酸钙的生产质量，最终影响应用性能，因此有必要对纳米碳酸钙生产使用的反应釜进行改进。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种搅拌效率高、分散性好，反应充分的一种纳米碳酸钙生产用碳化釜。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种纳米碳酸钙生产用碳化釜，包括釜体，所述釜体顶端设置有进料口，底端设有排料口，所述釜体两侧至少设置有两组进气管，每组进气管一端通入所述釜体内部,另一端与气源连通；釜体的中部设置有高速分散盘装置，高速分散盘装置的两侧至少设置有两组搅拌装置，所述搅拌装置包括搅拌轴及沿搅拌轴上下方向安装的若干只螺旋桨，若干只螺旋桨外部设置有一只稳定环，所述进气管的出气端设置在稳定环上且位于上端两只螺旋桨之间的位置。

上述纳米碳酸钙生产用碳化釜中，还包括釜体外部设置的搅拌动力装置，所述的搅拌动力装置通过搅拌轴为螺旋桨提供传动力；所述的搅拌轴上设置有搅拌轴承，搅拌轴贯穿过搅拌轴承的内圈，搅拌轴承的外圈通过金属板固定在釜体的内壁上，实现搅拌轴的固定和限位。

上述纳米碳酸钙生产用碳化釜中，所述的高速分散盘装置由釜体顶端设置的高速分散盘动力装置驱动；所述的高速分散盘装置包括分散盘轴、分散轴承和高速分散盘，高速分散盘设置在分散盘轴的下端；分散盘轴贯穿过分散轴承的内圈，所述分散轴承的外圈通过金属板固定在釜体的内壁，实现分散盘轴的固定和限位。

上述纳米碳酸钙生产用碳化釜中，釜体的外壁一周布置有换热夹套，所述换热夹套上设置有换热介质输入口和换热介质输出口。

上述纳米碳酸钙生产用碳化釜中，所述换热夹套在所述釜体外壁周围分段式设置，所述换热夹套内设置有螺旋导流槽，每段换热夹套分别对应设有换热介质输入口和换热介质输出口。

上述纳米碳酸钙生产用碳化釜中，所述螺旋桨为三叶螺旋桨搅拌器。

上述纳米碳酸钙生产用碳化釜中，所述高速分散盘动力装置包括高速运转的分散电机，所述分散电机驱动高速分散盘装置转动。

上述纳米碳酸钙生产用碳化釜中，所述搅拌动力装置包括搅拌电机和搅拌减速器，搅拌电机通过搅拌减速器，驱动搅拌装置转动。

上述纳米碳酸钙生产用碳化釜中，所述釜体的顶端设有安装架，所述分散电机、搅拌电机和搅拌减速器设置在安装架上。

本实用新型产生的有益效果是：

1、本实用新型的反应釜反应效率高，且颗粒均匀、分散性好，有助于提高纳米碳酸钙的生产质量。

2、本实用新型采用多只上下排布的三叶螺旋桨轴流型搅拌器，具有高排液量，低剪切性能，多只螺旋桨设置在同一只稳定环内部，在其导流作用下，轴向循环更强，排出性能明显提高，动力消耗低；同时将进气管设置在螺旋桨外圈的稳定环上，并置于上面两只螺旋桨之间，气体进入稳定环后与浆液一起被螺旋桨叶排出，产生高质量的混合反应，并定向输出至分散盘的下端，增加气液混合时间及接触面积，使得釜体内部的碳酸钙被分散、细化，提高了反应的充分性。

3、本实用新型的分散盘在高速转动的分散机主轴驱动下，分散盘上下方呈现旋转状态，会在边缘处形成湍流区，同时分散盘的盘体对氢氧化钙、碳酸钙、二氧化碳等物料进行高速的剪切、撞击、粉碎、分散，以便达到迅速混合、溶解、分散、细化的状态，高速分散盘能减少团聚，降低重晶孪晶的产生，使粒子均匀分散，晶体呈淡分散状态，最终使得反应更彻底充分。

4、本实用新型采用换热夹套对釜体进行换热，换热夹套内设置有利于热介质流动的螺旋导流槽，用于对釜体内的纳米碳酸钙生产物料快速降温，并采用分段结构，配有独立的热介质输入口和输出口，避免了整段式换热结构引起的换热温度不均匀的现象，从而保证碳化效果。

5、本实用新型的分散轴和搅拌轴的中部均采用了轴承支撑的方案，分散轴和搅拌轴均贯穿过对应的轴承内圈，而轴承外圈通过联接板固定在釜体的内壁，这种结构实现了分散轴和搅拌轴的固定和限位，解决了长轴器件高速转动时的稳定性和可靠性。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1是本实用新型实施例的结构示意图；

图2是本实用新型夹套内螺旋导流槽的结构示意图；

图3是本实用新型高速分散盘结构示意图；

图中：1-釜体；2-排料口；3-换热夹套；4-换热介质输入口；5-换热介质输出口；6-分散轴承；7-分散盘轴；8-高速分散盘；9-分散电机；10-安装架；11-搅拌轴承；12-搅拌轴；13-螺旋桨；14-稳定环；15-搅拌电机；16-搅拌减速器；17-进气管；18-进料口；19-螺旋导流槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本实用新型。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

如图1所示，一种纳米碳酸钙生产用碳化釜，包括釜体1，所述釜体1顶端设有进料口18，便于物料进入，所述釜体1底端设有排料口2，便于排出反应完毕的物料，所述釜体1外周围布置有换热夹套3，换热夹套内设有螺旋导流槽19，利于热介质在夹套内快速大范围流动，实现热的快速交换。螺旋导流槽结构如图2所示。

本实施例的所述换热夹套3在所述釜体1外周为分段式设置，每段所述换热夹套3分别对应设有换热介质输入口4和换热介质输出口5，使反应釜内各部分的反应温度基本一致，防止因整段式结构的所述换热夹套3引起的换热温度不均匀的现象，从而保证碳化效果。

本实施例的所述釜体1顶端固定安装有高速分散盘动力装置，高速分散盘动力装置的输出端传动连接有高速分散盘装置。具体地说高速分散盘装置包括设于釜体1内的分散盘轴7、分散轴承6和高速分散盘8，高速分散盘8设置在分散盘轴7的下端，分散盘轴7穿过分散轴承6的内圈，而分散轴承6的外圈通过支撑槽钢固定在釜体1的内壁，这种结构实现分散盘轴7的固定和限位，解决了长轴器件高速转动时的稳定性。高速分散盘8的结构如图3所示。

高速分散盘动力装置包括高速运转的分散电机9，分散电机9通过分散盘轴7带动高速分散盘8转动，对釜体1内的物料进行分散均化。分散盘8连接于高速分散机主轴的端部，分散机主轴高速运转时，分散盘上下方呈现旋转状态，同时会在边缘处形成湍流区。分散盘的上下锯齿对氢氧化钙、碳酸钙、二氧化碳等物料进行高速的剪切、撞击、粉碎、分散，以便达到迅速混合、溶解、分散、细化的状态。

高速分散盘装置的两侧至少设有两组搅拌装置，搅拌装置依靠搅拌动力装置驱动，搅拌动力装置设置于釜体1的顶端，搅拌装置包括固定安装于釜体1内的搅拌轴承11，搅拌轴承11的外圈通过金属板固定在釜体1的内壁，搅拌轴12穿过搅拌轴承11并与搅拌轴承11的内圈固联，实现搅拌轴12的固定和限位。搅拌轴12上端传动连接至所述搅拌动力装置，搅拌轴12的底端固定连接有螺旋桨13，螺旋桨13为三叶螺旋桨搅拌器，图1中三层螺旋桨13外安装有统一的稳定环14。稳定环类似于导流筒，即在略大于搅拌直径的外侧设置一个圆筒，与搅拌器配合使用，起到径向扶正的作用，稳定环14为本技术领域内普通技术人员所熟知的内容，在此不再详细说明。

搅拌动力装置包括搅拌电机15，搅拌电机15传动连接有搅拌减速器16。搅拌电机15和搅拌减速器16带动搅拌轴12旋转，通过三层螺旋桨13对釜体1内的物料及气体进行搅拌混合反应定向循环。三叶螺旋桨轴流型搅拌器，高排液量，低剪切性能，加上用挡板及导流筒则轴向循环更强，排出性能明显提高，动力消耗低。

在釜体1的顶端设有安装架10，分散电机9、搅拌电机15和搅拌减速器16分别设于安装架10上。釜体1内稳定环14的侧部还布置有进气管17。进气管贯穿釜体1且与外部的气源连通，进气管17的出气端设置在稳定环14上，且处于上端两层三叶螺旋桨中间。进气管17的作用是向釜体1内补充气体，以完成碳化反应，所述螺旋桨13及所述稳定环14的具体结构均为本技术领域内普通技术人员所熟知的内容，在此不再详细说明。将进气管17的气体进口设置在稳定环上，使气体进入稳定环后与浆液一起被螺旋桨叶排出，产生高质量的混合反应，并定向输出与分散盘的下端，使之被分散、细化。

本实用新型的换热夹套能够对釜体进行换热，用于对釜体内的纳米碳酸钙生产物料降温，有助于保证物料反应的充分性以及提高反应效率，带稳定环的多个螺旋桨搅拌装置的设置可以使物料定向流动，并增加气液混合时间及接触面积，反应更彻底，高速分散盘能减少团聚，降低重晶孪晶的产生，使粒子均匀分散，晶体呈淡分散状态。通过本实用新型的反应釜，能够提高反应效率，且分散良好，粒子均匀，有助于提高纳米碳酸钙的生产质量。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种纳米碳酸钙生产用碳化釜，包括釜体(1)，所述釜体(1)顶端设置有进料口(18)，底端设有排料口(2)，其特征在于：所述釜体(1)两侧至少设置有两组进气管(17)，每组进气管(17)一端通入所述釜体(1)内部,另一端与气源连通；釜体(1)的中部设置有高速分散盘装置，高速分散盘装置的两侧至少设置有两组搅拌装置，所述搅拌装置包括搅拌轴(12)及沿搅拌轴(12)上下方向安装的若干只螺旋桨(13)，若干只螺旋桨(13)外部设置有一只稳定环(14)，所述进气管(17)的出气端设置在稳定环(14)上且位于上端两只螺旋桨(13)之间的位置。

2.如权利要求1所述的纳米碳酸钙生产用碳化釜，其特征在于：还包括釜体(1)外部设置的搅拌动力装置，所述的搅拌动力装置通过搅拌轴(12)为螺旋桨(13)提供传动力；所述的搅拌轴(12)上设置有搅拌轴承(11)，搅拌轴(12)贯穿过搅拌轴承(11)的内圈，搅拌轴承(11)的外圈通过金属板固定在釜体(1)的内壁上，实现搅拌轴(12)的固定和限位。

3.如权利要求1所述的纳米碳酸钙生产用碳化釜，其特征在于：所述的高速分散盘装置由釜体(1)顶端设置的高速分散盘动力装置驱动；所述的高速分散盘装置包括分散盘轴(7)、分散轴承(6)和高速分散盘(8)，高速分散盘(8)设置在分散盘轴(7)的下端；分散盘轴(7)贯穿过分散轴承(6)的内圈，所述分散轴承(6)的外圈通过金属板固定在釜体(1)的内壁，实现分散盘轴(7)的固定和限位。

4.如权利要求1所述的纳米碳酸钙生产用碳化釜，其特征在于：所述釜体(1)的外壁一周布置有换热夹套(3)，所述换热夹套(3)上设置有换热介质输入口(4)和换热介质输出口(5)。

5.如权利要求4所述的纳米碳酸钙生产用碳化釜，其特征在于：所述换热夹套(3)在所述釜体(1)外壁周围分段式设置，所述换热夹套(3)内设置有螺旋导流槽(19)，每段换热夹套(3)分别对应设有换热介质输入口(4)和换热介质输出口(5)。

6.如权利要求1所述的纳米碳酸钙生产用碳化釜，其特征在于：所述螺旋桨(13)为三叶螺旋桨搅拌器。

7.如权利要求1所述的纳米碳酸钙生产用碳化釜，其特征在于：所述高速分散盘动力装置包括高速运转的分散电机(9)，所述分散电机(9)驱动高速分散盘装置转动。

8.如权利要求2所述的纳米碳酸钙生产用碳化釜，其特征在于：所述搅拌动力装置包括搅拌电机(15)和搅拌减速器(16)，搅拌电机(15)通过搅拌减速器(16)，驱动搅拌装置转动。

9.如权利要求8所述的纳米碳酸钙生产用碳化釜，其特征在于：所述釜体(1)的顶端设有安装架(10)，搅拌电机(15)和搅拌减速器(16)设置在安装架(10)上。