CN217313442U - 一种高效射流混合搅拌反应装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型的一种高效射流混合搅拌反应装置，属于搅拌设备技术领域。装置包含反应罐、动力循环泵、射流喷射器、罐内混合器、管线、阀门和仪器仪表。装置中反应罐通过动力循环泵进液管线与动力循环泵相连通，射流喷射器通过动力循环泵出液管线与动力循环泵相连通，罐内混合器通过混合流体管线与射流喷射器相连通，射流喷射器和动力循环泵位于反应罐外部，罐内混合器位于反应罐内部。该装置通过采用射流的方式对反应罐内物料进行混合搅拌，具有搅拌无盲区，不易产生团聚效应，产品质量好，服务直径大，使用安全、易维修等特点。
Description
技术领域：
本实用新型属于搅拌设备技术领域，具体涉及一种高效射流混合搅拌反应装置。
背景技术：
搅拌是指通过某种方式在搅拌罐内产生循环，使得溶液中的气体、液体或者悬浮的颗粒得以混合均匀的过程。目前市场上主要采用的是机械搅拌，即通过桨叶的旋转向搅拌罐内混合体系输入机械能，以实现强化搅拌罐内传热和传质的效果。但是机械搅拌存在以下问题：结构复杂，需要电机、减速器和桨叶等配合使用，容易发生故障，维修困难，综合使用成本高；安装复杂，服务半径小，存在搅拌盲区，经常出现搅拌不均匀、挂壁等现象，影响产品质量；机械搅拌在长期使用过程中物料容易沉积于搅拌罐的底部，需要定期清理；搅拌桨和外部的电机之间通过搅拌轴连接，需要考虑密封问题。
因此开发出一种新型结构简单、设备维护费用低、能够提高混合效率的搅拌装置，对改善搅拌过程中存在的问题具有重要意义。
实用新型内容：
针对上述生产过程中存在的问题，本实用新型提供一种高效射流混合搅拌反应装置，采用射流的方式进行混合搅拌，物料在混合搅拌时无盲区，搅拌更加均匀，反应更充分，产品的质量更优良。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种高效射流混合搅拌反应装置，包含反应罐、动力循环泵、射流喷射器、罐内混合器、管线、阀门和仪器仪表；所述反应罐通过动力循环泵进液管线与动力循环泵相连通；所述射流喷射器通过动力循环泵出液管线与动力循环泵相连通；所述罐内混合器通过混合流体管线与射流喷射器相连通；所述射流喷射器和动力循环泵位于反应罐外部，罐内混合器位于反应罐内部。
所述射流喷射器采用文丘里管结构，射流喷射器由动力喷嘴、吸入室、混合室、自激振荡腔室、碰撞壁和扩散管组成；所述动力喷嘴和动力循环泵的进液口相连通，动力喷嘴的出口设置混合室，混合室的侧壁与吸入室相连通，吸入室通过吸料管线吸入流体与动力液体在混合室中形成混合流体，混合室的出口处设置自激振荡腔室，自激振荡腔室形成碰撞壁，自激振荡腔室的出口与扩散管相连通，扩散管与混合流体管线相连通。所述动力喷嘴直径为3mm～500mm，混合室的直径为10mm～1000mm。
所述罐内混合器由二次混合喷嘴和射流管线组成。所述二次混合喷嘴采用文丘里管结构，由喷嘴接口，吸液孔，喷液口，扩散管组成；喷嘴接口与射流管线相连通，喷液口与喷嘴接口的末端相连通，扩散管侧壁周向设置有若干个吸液孔，吸液孔与喷液口开口处相对应。所述射流管线的形状可设置成圆环型、十字交叉形等多种形状，管路的层数为1～2层，二次混合喷嘴均布置在此管线上，直径为5mm～50mm，与水平方向的夹角为5°～85°，数量为1～100个。
所述反应罐通常直径为2m～16m，高度为2.5m～15m。
所述射流喷射器吸入室吸入的流体可为气体、液体或固体。
所述反应罐、射流喷射器、二次混合喷嘴和管线的材质可选用陶瓷、不锈钢、镍基合金等材料以满足耐酸、耐碱、耐高温、耐磨损、抗腐蚀等不同工作环境的需求。
所述射流喷射器可根据反应槽的实际情况布置为多台，每台射流喷射器与罐内混合装置相连接。
所述反应装置包含四个阀门，第一阀门设置在动力循环泵进液管线上，第二阀门设置在动力循环泵出液管线上，第三阀门设置在吸料管线上；第四阀门设置在混合流体管线上。
本实用新型的有益效果如下：
(1)本实用新型采用射流装置通过流体间的冲击和循环实现反应罐内部的混合搅拌，搅拌中无死角、服务半径大，而且可以将易沉淀在反应罐底部的沉淀物冲散，解决了机械搅拌需要定期清淤的问题。
(2)本实用新型采用动力循环泵作为动力源，没有机械搅拌罐中的搅拌桨、电机和减速器等复杂结构，安装简单，节约能源。
(3)本实用新型具有操作简单、使用安全、易维修、适用范围广等优点。
附图说明：
图1为本实用新型高效射流混合搅拌反应装置结构示意图：
图2为本实用新型二次混合喷嘴结构示意图：
图3为本实用新型射流喷射器结构示意图：
图4为本实用新型高效射流混合搅拌反应装置结构的射流管线立体结构示意图：
1-反应罐，2-动力循环泵进液管线，3-第一阀门，4-动力循环泵，5-第二阀门，6-动力循环泵出液管线，7-吸料管线，8-第三阀门，9-射流喷射器，10-第四阀门，11-混合流体管线，12-射流管线，13-二次混合喷嘴，14-挡墙，15-雷达料位计，16-温度传感器，17-PH检测仪，18-第一压力表，19-第二压力表，α-倾斜角度，31-喷嘴接口，32-吸液孔，33-喷液口，34-第一扩散管，41-动力喷嘴，42-吸入室，43-混合室，44-自激振荡腔室，45-碰撞壁，46-第二扩散管。
具体实施方式：
下面将结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。
实施例1
本实施例1为某厂Mn3O4机械搅拌罐改造项目，原方案是采用风机将空气通过管线延伸到搅拌罐底部，然后把底部的管线开成10mm左右的小孔，空气从小孔中释放出来后与其它物料在桨叶的搅拌作用下反应生成Mn3O4。但是这种方式空气利用率低，反应时间长，能耗高，反应不均匀，产品质量难以得到保障。
本实施例1在原搅拌罐的基础上提出一种高效射流混合搅拌反应装置，其结构示意图如图1所示，包含反应罐(1)、动力循环泵(4)、射流喷射器(9)、罐内混合器、管线、阀门和仪器仪表；所述反应罐(1)通过动力循环泵进液管线(2)与动力循环泵(4)相连通；所述射流喷射器(9)通过动力循环泵出液管线(6)与动力循环泵(4)相连通；所述罐内混合器通过混合流体管线(11)与射流喷射器(9)相连通；所述射流喷射器(9)和动力循环泵(4)位于反应罐(1)外部，罐内混合器位于反应罐(1)内部。
所述反应罐(1)的体积为
液位高度为2.3m，反应罐(1)内含有2吨电解锰粉末和10吨水等物料。
所述射流喷射器(9)采用文丘里管结构，其结构示意图如图3所示，由动力喷嘴(41)，吸入室(42)，混合室(43)，自激振荡腔室(44)，碰撞壁(45)，第二扩散管(46)组成；动力喷嘴(41)和动力循环泵出液管线(6)相连通，动力喷嘴(41)的出口设置混合室(43)，混合室(43)的侧壁与吸入室(42)相连通，吸入室(42)通过吸料管线(7)吸入的流体与动力液体在混合室中形成混合流体，混合室(43)的出口处设置自激振荡腔室(44)，自激振荡腔室(44)形成碰撞壁(45)，自激振荡腔室(44)的出口与第二扩散管(46)相连通，第二扩散管(46)与混合流体管线(11)相连通。动力喷嘴(41)直径为125mm，吸入室(42)的直径为100mm，第二扩散管(46)最窄处直径为130mm。
所述射流喷射器(9)吸入室(42)吸入气体为压缩空气或氧气，进气量大小通过第三阀门(8)或罗茨风机变频调节。
所述罐内混合器是由二次混合喷嘴(13)和射流管线(12)组成，二次混合喷嘴(13)采用文丘里管结构，其结构示意图如图2所示，二次混合喷嘴(13)由喷嘴接口(31)、吸液孔(32)、喷液口(33)和第一扩散管(34)组成，喷嘴接口(31)与射流管线(12)相连接，喷液口(33)与喷嘴接口(31)的末端相连通，第一扩散管(34)侧壁周向设置有若干个吸液孔(32)，吸液孔(32)与喷液口(33)开口处相对应。
所述射流喷射器(9)和二次混合喷嘴(13)材质为S31603。
所述反应罐(1)外部采用1台射流喷射器，内部的射流管线(12)立体结构示意图如图4所示，为双层设置，单层射流管线(12)上布置2个二次混合喷嘴(13)。
所述射流搅拌反应器包含四个阀门，第一阀门(3)设置在动力循环泵进液管线(2)上，第二阀门(5)设置在动力循环泵出液管线(6)上，第三阀门(8)设置在吸料管线(7)上；第四阀门(10)设置在混合流体管线(11)上。
本实施例1具体工作原理如下：
打开第一阀门(3)，通过动力循环泵进液管线(2)将反应罐(1)中的物料输送到动力循环泵(4)。
打开第二阀门(5)，通过动力循环泵出液管线(6)将经过动力循环泵(4)增压后的浆料输送到射流喷射器(9)动力喷嘴(41)。
打开第三阀门(8)，通过吸料管线(7)把经过风机变频调节后的气体运送到射流喷射器(9)的吸入室(42)，此时经过动力循环泵(4)增压的浆料在经过混合室(43)时，流速增大形成一个“真空”区，对进入到吸入室(42)的气体产生一定的吸附作用，在自激振荡腔室(44)内部高速的浆料流体与气体不断与碰撞壁(45)撞击，进行能量交换，气体被打碎为微小的气泡，气液流体开始充分混合搅拌，使气泡进一步剪切、粉碎及乳化，然后自激振荡腔室(44)内部的气液混合流体被输送到第二扩散管(46)。
打开第四阀门(10)，通过混合流体管线(11)将来自第二扩散管(46)进一步混合的气液混合流体输送到罐内混合器的射流管线(12)，然后进入到射流管线(12)内的流体通过与之连接的多个二次混合喷嘴(13)释放到反应罐(1)内，二次混合喷嘴(13)采用的是文丘里管结构，气液混合流体经过喷嘴接口(31)后产生负压区，反应罐(1)内的浆料在吸附作用下通过吸液孔(32)进入到二次混合喷嘴(13)与之进行混合，混合之后的流体会通过第一扩散管(34)以倾斜角度(α＝75～80°)射向反应罐(1)的内壁。
实施例2
本实施例与实施例1中的一种高效射流混合搅拌反应装置结构基本相同，反应罐的体积调整为
可适用于磷酸铁、电解锰等工业生产中。
本实用新型仅对较佳实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和保护范围进行限定，在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变型和改进，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。
Claims (7)
1.一种高效射流混合搅拌反应装置，其特征在于，包含反应罐、动力循环泵、射流喷射器、罐内混合器、管线、阀门和仪器仪表；所述射流喷射器和动力循环泵位于反应罐外部，罐内混合器位于反应罐内部。
2.根据权利要求1所述的一种高效射流混合搅拌反应装置，其特征在于，所述反应罐直径为2m～16m，高度为2.5m～15m。
3.根据权利要求1所述的一种高效射流混合搅拌反应装置，其特征在于，所述射流喷射器采用文丘里管结构，射流喷射器由动力喷嘴、吸入室、混合室、自激振荡腔室、碰撞壁和扩散管组成，动力喷嘴直径为3mm～500mm，混合室的直径为10mm～1000mm。
4.根据权利要求1所述的一种高效射流混合搅拌反应装置，其特征在于，所述罐内混合器由二次混合喷嘴和射流管线组成，二次混合喷嘴由喷嘴接口、吸液孔、喷液口和扩散管组成，射流管线的形状为圆环型或十字交叉形，射流管线的层数为1～2层，二次混合喷嘴布置在射流管线上，直径为5mm～50mm，与水平方向的夹角为5°～85°，数量为1～100个。
5.根据权利要求1所述的一种高效射流混合搅拌反应装置，其特征在于，所述反应罐、射流喷射器、二次混合喷嘴和管线的材质为陶瓷、不锈钢或镍基合金。
6.根据权利要求1所述的一种高效射流混合搅拌反应装置，其特征在于，所述射流喷射器设置为若干台，每台射流喷射器与罐内混合器相连接。
7.根据权利要求1所述的一种高效射流混合搅拌反应装置，其特征在于，所述反应装置包含四个阀门，第一阀门设置在动力循环泵进液管线上，第二阀门设置在动力循环泵出液管线上，第三阀门设置在吸料管线上；第四阀门设置在混合流体管线上。
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| CN202220382198.4U CN217313442U (zh) | 2022-02-24 | 2022-02-24 | 一种高效射流混合搅拌反应装置 |
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