CN211612666U - 一种翅片、搅拌轴及管式反应器 - Google Patents

Abstract

一种翅片，包括具有迎液面和背液面的类T型翅片本体，所述类T型翅片本体包括根部和端部，所述端部包括自所述端部与所述根部的连接处向两侧扩张的扩张部。本实用新型的翅片在搅拌时能够对物料进行充分细化，并能够强化混合效果。还提供了具有上述翅片的搅拌轴及具有前述搅拌轴的管式反应器。

Description

一种翅片、搅拌轴及管式反应器

技术领域

本实用新型涉及化工设备领域，尤其是一种翅片、搅拌轴及管式反应器。

背景技术

现有一些化学反应，是在反应釜中进行，需要经历填料，反应，排料，过程中发生结晶黏壁，需要人工清理或溶剂浸泡，费时费力；同时斧式反应搅拌轴混合作用较弱，反应釜换热效果差，反应产物纯度等也存在不足；现有的大部分管式反应器也存在筒壁发生结晶黏壁问题，影响正常反应生产。

实用新型内容

为了解决上述一个或多个技术问题，本实用新型提供一种翅片、搅拌轴及管式反应器。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种翅片，包括具有迎液面和背液面的类T型翅片本体，所述类T型翅片本体包括根部和端部，所述端部包括自所述端部与所述根部的连接处向两侧扩张的扩张部。

进一步地，所述扩张部包括第一侧边和第二侧边，所述第一侧边和第二侧边具有一夹角α；优选地，所述夹角优选为75-85°，最好约为80°。

进一步地，所述端部还包括与所述扩张部连接的前端部，所述前端部包括第三侧边和第四侧边，所述第三侧边和第四侧边分别自所述第一侧边和第二侧边沿竖直方向延伸。

进一步地，所述迎液面由中间至两端形成一向后倾角β；优选地，所述向后倾角为167-173°，最好约为170°。

进一步地，所述迎液面包括第一迎液面和第二迎液面，所述第一迎液面和第二迎液面形成所述向后倾角；优选地，所述迎液面还包括第三迎液面，所述第一迎液面通过所述第三迎液面与所述第二迎液面连接。

进一步地，所述翅片本体的厚度自所述端部向所述根部逐渐增加，所述背液面由所述端部至所述根部形成一前倾角γ；优选地，所述前倾角优选为84-90°，最好约为87°。

一种搅拌轴，包括轴本体和布置于所述轴本体外周面的多个前述的翅片。

进一步地，在相邻的所述翅片之间设置搅拌棒；

和/或相邻所述翅片具有轴向重叠区；

和/或所述翅片在圆周方向错落交替均匀分布，优选地分3方向、间隔120°分布；

和/或所述翅片在圆周方向呈螺旋布置；

和/或所述轴本体包括内轴和外轴，所述内轴与所述外轴之间形成媒介空腔，所述内轴为中空结构并具有连接口和媒介进口，所述连接口连通所述空腔，所述空腔连通一媒介出口；优选地，所述轴本体包括内外轴夹层，所述内外轴夹层固设于所述内轴与所述外轴之间，所述内外轴夹层的内周与所述内轴的外周形成一媒介流出通道，所述媒介流出通道与所述空腔连通，所述媒介出口设于所述内外轴夹层一端并与所述媒介流出通道连通。

一种管式反应器，具有前述的搅拌轴。

进一步地，所述管式反应器还包括反应腔体，所述反应腔体包括外夹套，所述外夹套包括内层和外层，所述内层和所述外层形成一环形通道，所述环形通道用于热交换介质的流通；

和/或所述管式反应器还包括传动装置，所述传动装置用于驱动所述搅拌轴转动，优选地，所述传动装置包括电机、与所述电机连接的第一同步带轮、与所述第一同步带轮通过传动带连接的第二同步带轮，所述第二同步带轮与所述搅拌轴连接；

和/或还包括旋转接头、轴承室及动密封，所述旋转接头与所述搅拌轴转动连接，所述动密封用于密封反应腔，所述轴承室设置于所述搅拌轴的外周，优选地，所述轴承室包括轴承压盖、轴承和设置于所述轴承两侧的静密封；可选择地，所述动密封是机械密封、磁力密封、填料密封或动密封圈和/或所述静密封是唇形密封圈、O形密封圈、垫圈或填料密封；

和/或所述搅拌轴表面进行喷涂处理，优选喷涂PFA或PTFE；

和/或所述翅片与所述管式反应器的反应腔的内壁间距为1mm；

和/或所述反应器轴向一端设有进料口，沿轴方向两侧分布多组进料口；

和/或所述搅拌轴通过滑套支撑于管式反应器一端的法兰，优选地，所述滑套与所述搅拌轴之间设有调节密封圈。

本实用新型的有益效果包括但不限于：

1、本实用新型的翅片可对物料进行充分细化，有足够强化混合效果，提升产品纯度，间接提高反应效率。

2、本实用新型的管式反应器具有良好的换热性能，能够快速及时将反应热量带走，避免强烈放热和爆炸，尤其是内外的双重换热；

3、本实用新型的管式反应器可以实现连续生产提高效率；

4、本实用新型可良好地去除、抑制结晶沾壁，避免了频繁停机清理；

5、本实用新型单台设备能力可替代数台釜式设备，节约资源空间。

附图说明

图1是本实用新型提供的翅片正视图；

图2是本实用新型提供的翅片侧视图；

图3是本实用新型提供的翅片俯视图；

图4是本实用新型提供的搅拌轴局部结构示意图；

图5是本实用新型提供的搅拌轴翅片3向分布结构示意图；

图6是本实用新型提供的搅拌轴轴向重叠区结构示意图；

图7是本实用新型提供的搅拌轴整体结构示意图；

图8是图7中A部分放大图；

图9是图7中B部分放大图；

图10是本实用新型提供的管式反应器结构示意图；

图11是本实用新型提供的管式反应器剖面图；

图12是图11中C部分放大图；

图13是图11中D部分放大图；

图14是本实用新型提供的管式反应器的外夹套示意图；

图15是本实用新型提供的管式反应器整体结构另一视图；

具体实施方式

本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

下面结合附图，对本实用新型实施例作进一步阐述。

如图1-3所示，一种翅片100，包括具有迎液面110和背液面109的类T型翅片本体，所述类T型翅片本体包括根部101和端部102，所述端部102包括自所述端部102与所述根部101的连接处向两侧扩张的扩张部103。本实施例中，将翅片设计成类T型结构，类T型迎液面由远至中心承受剪切面积因扩张而变大，在搅拌时能够对物料进行充分细化，并能够强化混合效果。

在一个实施例中，同时翅片本体采用等强度设计，保证翅片在旋转时不发生损坏。

在一个实施例中，所述扩张部103包括第一侧边104和第二侧边105，所述第一侧边104和第二侧边105具有一夹角α。扩张部由两侧边逐渐向外扩张形并形成一夹角，保证迎液面由远至中心承受剪切面积慢慢(逐渐)变大，保证充分细化和强化混合效果。在该实施例中，所述夹角优选为75-85°，最好约为80°。

在前一实施例中，第一侧边104和第二侧边105优选为对称分布。

在一个实施例中，所述端部102还包括与所述扩张部103连接的前端部106，所述前端部106包括第三侧边107和第四侧边108，所述第三侧边107和第四侧边108分别自所述第一侧边104和第二侧边105沿竖直方向延伸。

在一个实施例中，所述迎液面110由中间至两端形成一向后倾角β，优选地，所述向后倾角为167-173°，最好约为170°。在本实施例中，向后倾角β的设置能够保证迎液时液体向两侧分割，强化混合效果。

在一个实施例中，所述迎液面110包括第一迎液面111和第二迎液面112，所述第一迎液面111和第二迎液面112形成所述向后倾角。

在前一实施例中第一迎液面111和第二迎液面112优选为对称分布。

在一个实施例中，所述迎液面110还包括第三迎液面113，所述第一迎液面111通过所述第三迎液面113与所述第二迎液面112连接。通过第三迎液面的设置，能够保证第一迎液面至第二迎液面的平滑过渡。

在一个实施例中，所述翅片本体的厚度自所述端部102向所述根部101逐渐增加，所述背液面109由所述端部102至所述根部101形成一前倾角γ。本实施例中，通过前倾角的设置，将翅片设计成端部薄、根部厚，能够适应翅片搅拌过程中端部受剪切力小，根部受力大的工况。在该实施例中，所述前倾角优选为84-90°，最好约为87°。

如图4-9所示，本实用新型还提供一种搅拌轴，包括轴本体114和布置于所述轴本体114外周面的多个前述翅片100。

在一个实施例中，在相邻的所述翅片100之间设置搅拌棒115，进一步增强混合能力。

在一个实施例中，所述翅片100在圆周方向均匀分布，优选地分3方向(间隔120°)分布，实现错落交替覆盖整个搅拌腔体，保证搅拌腔体内壁结晶物被刮削。周向间隔120°分布为根据实际反应介质粘度等物料属性，此数量达到混合最佳，根据不同物料属性可选择周向不同数量翅片。当然，根据物料及搅拌情况，可以将翅片100在圆周方向上有其他布置方式，例如螺旋布置等。

在一个实施例中，相邻所述翅片100具有轴向重叠区116，重叠区的设置，能够保证搅拌腔内壁的全区域刮削。

在一个实施例中，当物料粘度小时，可增多周向翅片数量和/或增加轴向重叠区长度，而物料粘度大时，减少周向翅片数量和/或减少轴向重叠区长度，以实现对物料切割混合，避免形成共同切向流动而无相对速度产生切割混合。

在一个实施例中，所述搅拌轴表面进行喷涂处理，优选喷涂PFA或PTFE，降低表面附着力，保证搅拌轴自身充分清洁。

在一个实施例中，所述轴本体114包括内轴117和外轴118，所述内轴117与所述外轴118之间形成媒介(热交换介质)空腔，所述内轴117为中空结构并具有连接口119和媒介进口120，所述连接口119连通所述空腔，所述空腔连通一媒介出口122。本实施例中，热交换介质从媒体进口经过内轴，通过连接口进入内外轴间的空腔(折流板部分)进行换热，并从空腔中流出。通过在搅拌轴内部设置换热结构，能够快速及时将反应热量带走。

在一个实施例中，所述轴本体114还包括内外轴夹层121，所述内外轴夹层121固设于所述内轴117与所述外轴118之间，所述内外轴夹层121的内周与所述内轴117的外周形成一媒介流出通道，所述媒介流出通道与所述空腔连通，所述媒介出口122设于所述内外轴夹层121一端并与所述媒介流出通道连通。

在一个实施例中，所述翅片100内部也包括媒介通道(图未示)，所述媒介通道与所述空腔连通，对流体充分进行热交换。

在一个实施例中，所述内轴117上与所述媒介进口120相对的一端通过封闭堵头123与所述外轴118固定连接。

在一个实施例中，所述内轴117上与所述媒介进口120相对的一端为开口端，所述封闭堵头123与所述开口端连接。

如图10-15所示，本实用新型还提供一种管式反应器，包括前述的搅拌轴。

在一个实施例中，所述管式反应器还包括反应腔体131，所述反应腔体131包括外夹套134(如图14所示)，所述外夹套134包括内层和外层，所述内层和所述外层形成一环形通道，所述环形通道用于热交换介质的流通，实现反应腔体的热量传递，可与搅拌轴一起形成双重换热，避免强烈放热和爆炸。

在一个实施例中，所述管式反应器包括设置于所述反应腔体131两端的法兰132、135。

在一个实施例中，所述法兰132、135与所述反应腔体131的连接处设有密封圈133。

在一个实施例中，所述搅拌轴通过滑套137支撑于所述反应腔体131一端的法兰132(如图12所示)。

在一个实施例中，所述滑套137与所述搅拌轴之间设有调节密封圈136。

在一个实施例中，所述管式反应器还包括传动装置，所述传动装置用于驱动所述搅拌轴转动。

在一个实施例中，所述传动装置包括电机124、与所述电机124连接的第一同步带轮125、与所述第一同步带轮125通过传动带126连接的第二同步带轮128，所述第二同步带轮128与所述搅拌轴连接。

在一个实施例中，还包括旋转接头127、轴承室129及动密封130，所述旋转接头127与所述搅拌轴转动连接，所述动密封130用于密封所述反应腔体131，所述轴承室129设置于所述搅拌轴的外周。优选地，所述动密封可以是机械密封、磁力密封、填料密封或动密封圈等各种可适用于转动密封的动密封结构。

在前述实施例中，电机通过第一同步带轮、传送带、第二同步带轮将转动传递至搅拌轴，搅拌轴在轴承室，在法兰支撑下实现稳定转动，机械密封实现对腔体密封，旋转接头完成对搅拌轴内换热，当搅拌轴旋转时，翅片实现对介质的轴向剪切与径向剪切，实现强化混合作用。

在一个实施例中，所述轴承室129包括轴承压盖138、轴承139和设置于所述轴承139两侧的静密封140。优选地，所述静密封可以是唇形密封圈、O形密封圈、垫圈、填料密封等各种静密封结构。

在一个实施例中，所述反应器轴向一端设有进料口，沿轴方向两侧分布多组进料口(如图15所示)，本领域技术人员还可以根据不同工况不同工艺选择进料口进料，进入物料在轴向前进过程中被轴实现剪切分离细化。

在一个实施例中，所述翅片100与所述管式反应器的反应腔的内壁间距优选为1mm。距离越小，反应器内通体结垢物越少，反应器传热效果越好。

如前所述，本实用新型提供了翅片、搅拌轴和管式反应器，能够强化混合，提升反应速率，同时不需要频繁清理结晶粘接，连续生产(传统反应釜设备大约5小时工作量包括准备到实验到清洗，本设备15分钟即可完成)，又能保证反应热量传递(双重换热性能，能够快速及时将反应热量带走，避免强烈放热和爆炸)的设备将大大提升产品质量，生产效率及安全性；还能够良好得去除抑制结晶沾壁，避免了停机清理(传统反应釜为人工进入反应腔清洗，需要防静电，危险且费时费力，本实用新型可控制壁面1mm厚结垢物，冲入溶剂溶解即可，几乎无需停机)；本实用新型单台设备能力可替代数台釜式设备，节约资源空间。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (23)

1.一种翅片，其特征在于，包括具有迎液面和背液面的类T型翅片本体，所述类T型翅片本体包括根部和端部，所述端部包括自所述端部与所述根部的连接处向两侧扩张的扩张部，所述迎液面由中间至两端形成一向后倾角β。

2.如权利要求1所述的翅片，其特征在于，所述扩张部包括第一侧边和第二侧边，所述第一侧边和第二侧边具有一夹角α。

3.如权利要求2所述的翅片，其特征在于，所述夹角为75-85°。

4.如权利要求3所述的翅片，其特征在于，所述夹角为80°。

5.如权利要求2所述的翅片，其特征在于，所述端部还包括与所述扩张部连接的前端部，所述前端部包括第三侧边和第四侧边，所述第三侧边和第四侧边分别自所述第一侧边和第二侧边沿竖直方向延伸。

6.如权利要求1所述的翅片，其特征在于，所述向后倾角β为167-173°。

7.如权利要求6所述的翅片，其特征在于，所述向后倾角β为170°。

8.如权利要求1所述的翅片，其特征在于，所述迎液面包括第一迎液面和第二迎液面，所述第一迎液面和第二迎液面形成所述向后倾角。

9.如权利要求8所述的翅片，其特征在于，所述迎液面还包括第三迎液面，所述第一迎液面通过所述第三迎液面与所述第二迎液面连接。

10.如权利要求1所述的翅片，其特征在于，所述翅片本体的厚度自所述端部向所述根部逐渐增加，所述背液面由所述端部至所述根部形成一前倾角γ。

11.如权利要求10所述的翅片，其特征在于，所述前倾角γ为84-90°。

12.如权利要求11所述的翅片，其特征在于，所述前倾角γ为87°。

13.一种搅拌轴，其特征在于，包括轴本体和布置于所述轴本体外周面的多个如权利要求1-12任一项所述的翅片。

14.如权利要求13所述的搅拌轴，其特征在于，

在相邻的所述翅片之间设置搅拌棒；

和/或相邻所述翅片具有轴向重叠区；

和/或所述翅片在圆周方向错落交替均匀分布；

和/或所述翅片在圆周方向呈螺旋布置；

和/或所述轴本体包括内轴和外轴，所述内轴与所述外轴之间形成媒介空腔，所述内轴为中空结构并具有连接口和媒介进口，所述连接口连通所述空腔，所述空腔连通一媒介出口。

15.如权利要求14所述的搅拌轴，其特征在于，所述翅片在圆周方向错落交替分3方向、间隔120°分布。

16.如权利要求14所述的搅拌轴，其特征在于，所述轴本体包括内外轴夹层，所述内外轴夹层固设于所述内轴与所述外轴之间，所述内外轴夹层的内周与所述内轴的外周形成一媒介流出通道，所述媒介流出通道与所述空腔连通，所述媒介出口设于所述内外轴夹层一端并与所述媒介流出通道连通。

17.一种管式反应器，其特征在于，具有如权利要求13-16任一项所述的搅拌轴。

18.如权利要求17所述的管式反应器，其特征在于，

所述管式反应器还包括反应腔体，所述反应腔体包括外夹套，所述外夹套包括内层和外层，所述内层和所述外层形成一环形通道，所述环形通道用于热交换介质的流通；

和/或所述管式反应器还包括传动装置，所述传动装置用于驱动所述搅拌轴转动；

和/或还包括旋转接头、轴承室及动密封，所述旋转接头与所述搅拌轴转动连接，所述动密封用于密封反应腔，所述轴承室设置于所述搅拌轴的外周；

和/或所述搅拌轴表面进行喷涂处理；

和/或所述翅片与所述管式反应器的反应腔的内壁间距为1mm；

和/或所述反应器轴向一端设有进料口，沿轴方向两侧分布多组进料口；

和/或所述搅拌轴通过滑套支撑于管式反应器一端的法兰。

19.如权利要求18所述的管式反应器，其特征在于，所述传动装置包括电机、与所述电机连接的第一同步带轮、与所述第一同步带轮通过传动带连接的第二同步带轮，所述第二同步带轮与所述搅拌轴连接。

20.如权利要求18所述的管式反应器，其特征在于，所述轴承室包括轴承压盖、轴承和设置于所述轴承两侧的静密封。

21.如权利要求20所述的管式反应器，其特征在于，所述动密封是机械密封、磁力密封、填料密封或动密封圈和/或所述静密封是唇形密封圈、O形密封圈、垫圈或填料密封。

22.如权利要求18所述的管式反应器，其特征在于，所述喷涂处理为喷涂PFA或PTFE。

23.如权利要求18所述的管式反应器，其特征在于，所述滑套与所述搅拌轴之间设有调节密封圈。

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