CN218962293U - 一种三效搅拌器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供本实用新型的三效搅拌器，将设置多个首尾相连的桨叶组共同构成搅拌段，内部设置的介质流道经过每个桨叶内的整个空腔，能够与设备内的物料有效换热，大大提高设备的传热效果和设备内物料温度均匀度，使得该搅拌器不受设备管径的限制；由于桨叶上设置的多个扰流孔可以起到剪切和扰流的作用，有效提高设备的混合效果；同时将桨叶相对转动轴的中轴线倾斜设置赋予了该搅拌器的物料定向推进功能，能够适用于管式反应器以及其他连续化生产设备。
Description
技术领域
本实用新型属于连续化化工生产设备技术领域，具体涉及一种三效搅拌器，应用于连续化化工试验与生产。
背景技术
搅拌器是精细化工生产过程中必备的器件，目前常用的搅拌器有旋桨式搅拌器(如专利CN202161944U所公开的)、涡轮式搅拌器(如专利文献CN103585917A所公开的)、桨式搅拌器(如专利CN207042284U所公开的)、锚式搅拌器(如专利CN205995312U所公开的)、螺带式搅拌器(如专利CN203737156U所公开的)、折叶式搅拌器(如专利CN203591754U所公开的)。这些搅拌器的功能单一，主要用于传统的釜式反应器中。
随着化工连续化、自动化生产的应用与推广，连续化的生产设备也不断涌现，如：微通道反应器、管式反应器等等。在现有的管式反应器中，为了加强反应液的混合效果、需要在反应管道内设置一些比较复杂的扰流元件(如：中国专利CN212215458U、CN209138373U、CN207271264U、CN210522478U，以及专利文献CN111410609A等所公开的)。但这些扰流元件的功能也比较单一，并且随着反应器管径的增大其混合效果迅速下降；对于一些强放热反应、需深冷反应或密度悬殊的多相反应来说，其传热的面积受到严重的局限；另外，对于流动性较差的反应物或反应产物，反应管内的压力降较大，传统的扰流件又进一步增加了反应管的压力降，导致反应物的滞流和反流现象，从而大大降低了管式反应器的应用范围。
实用新型内容
为解决上述现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种三效搅拌器，该搅拌器具有物料定向推进功能、传热功能以及高效混合反应物的功能，并不受其应用设备的管径限制，除了可应用于管式反应器外、还可与其他的连续化生产设备(如：连续结晶器、连续混合器、连续萃取器等等)组合使用。
一种三效搅拌器，包括依次连接的前封头、搅拌段和后封头，所述搅拌段由多个桨叶组首尾连接组成；
所述桨叶组包括转动轴和相对转动轴中心点对称设于转动轴上的两个桨叶，所述桨叶相对转动轴的中轴线倾斜设置；所述桨叶内部限定出空腔，所述转动轴的两端分别设有同时连通两个桨叶内空腔的分流道；
设于同一转动轴上的两个分流道通过两个桨叶的空腔连通，相邻两个转动轴相对一端的两个分流道相互连通；多个首尾相连的桨叶组内的分流道和空腔共同构成主流道；
所述前封头包括前轴头及其安装座，所述安装座通过前法兰片安装于设备上，前法兰片上设有介质入口；
所述后封头包括导流罐以及一端位于导流罐内的后轴头，所述导流罐和后轴头通过后法兰片安装于设备上，导流罐的下端设置介质出口；
所述前轴头和后轴头内分别设有过渡流道，前轴头内的过渡流道的两端分别连接介质入口和主流道的一端；后轴头内的过渡流道的两端分别连接介质出口和主流道的另一端；
前轴头、多个桨叶组和后轴头通过榫头榫孔结构同轴连接，且相邻两个桨叶组的桨叶相对倾斜设置。
上述技术方案中，导流罐内设有导流腔，导流腔分别与后轴头内的过渡流道和介质出口连通。导流罐与后法兰片之间通过焊接密封。同一转动轴上的两个分流道之间不直接连通，而是通过共同连通的空腔进行连通，其目的是将介质导流至空腔内，增大介质与物料的接触面积，提高传热效果以及设备内不同位置物料温度的均匀性。介质入口、前封头内的过渡流道、主流道、后封头内的过渡流道、导流罐以及介质出口共同构成该三效搅拌器的介质流道，介质流道内可以循环通入设定温度的介质，并在搅拌过程中与设备内的物料进行热交换，进而达到控制物料温度的目的。
作为优选，所述桨叶由两个边缘密封连接、尺寸相同且间隔设置的板材构成。其中，两个板材的边缘采用焊接法密封，两个板材之间的间隔构成所述空腔。
作为优选，所述桨叶上设有多个沿其厚度方向贯穿的扰流孔，所述扰流孔与空腔不连通。扰流孔的设置能够对设备内物料进行剪切和扰流，使物料混合更加均匀。设置扰流孔与空腔不连通以阻隔介质和物料。
作为进一步优选，所述扰流孔的直径为2～5mm。
作为进一步优选，所述桨叶上的多个扰流孔有序布置，扰流孔与桨叶焊接密封。
作为优选，所述桨叶内设有将空腔分隔为两部分的导流板；
所述导流板靠近转动轴的一端与桨叶的内边缘密封连接，其另一端与桨叶的外边缘之间限定出导流流道。
采用该技术方案能够保证传热介质流经整个空腔，使设备内物料与介质充分传热，并保证设备内不同位置物料温度的均匀性。
作为优选，所述桨叶远离转动轴的一侧边缘呈弧形设置。
作为优选，所述桨叶与转动轴的中轴线呈±1°～±45°夹角设置。进一步优选为±3°～±15°。
作为优选，所述前轴头远离前法兰板的一端和每个转动轴远离前轴头的一端均同轴设有圆柱形安装榫头；后轴头远离后法兰板的一端和每个转动轴远离后轴头的一端均同轴设有与安装榫头相匹配的安装榫孔；
所述安装榫头上设有沿其中轴线方向的防滑卡槽，所述安装榫孔的内壁上设有与所述防滑卡槽相匹配的防滑卡销；
同一转动轴上的防滑卡槽和防滑卡销呈相对转动轴的中轴线旋转30°～90°设置。
上述安装榫头也可以设于后轴头远离后法兰板的一端和每个转动轴远离后轴头的一端，安装榫孔设于前轴头远离前法兰板的一端和每个转动轴远离前轴头的一端。
作为进一步优选，同一转动轴上的防滑卡槽和防滑卡销呈相对转动轴的中轴线旋转90°设置。
作为进一步优选，所述安装榫头与安装榫孔相配合的一端设有截面为圆形的密封凹槽，安装榫孔内设有与密封凹槽相匹配的密封凸块；所述密封凹槽与对应的分流道连通。
上述密封凹槽和密封凸块用于对位于相邻两个转动轴上并相互连接的分流道，防止介质外漏。
更进一步优选为，密封凹槽与前轴头或转动轴同轴设置，密封凸块与后轴头或转动轴同轴设置。
作为优选，所述分流道为T形结构，其第一端与转动轴同轴设置，第二端和第三端分别连通两个桨叶的空腔。分流道的第一端与安装榫孔连通或贯穿所述安装榫头。
作为优选，后轴头与导流罐之间、前轴头与安装座之间均设有动密封。
作为优选，导流罐远离前法兰片的一侧设有联轴器，联轴器的一端位于导流罐内，另一端用于连接驱动电机；联轴器与导流罐之间设置动密封。
作为优选，每个桨叶分别通过两个间隔设置的联接杆安装于转动轴上，每个联接杆的内部设有用于连通分流道和桨叶内空腔的连接流道。
作为优选，所述三效搅拌器还包括用于分别压紧前轴头和安装座、后轴头和后法兰板、联轴器和导流罐的三个密封压板。
作为优选，所述桨叶组的实际数量是根据与其配套的管式反应器、结晶器、混合器、萃取器等的长度而定。
作为优选，所述桨叶组可以整体3D打印制造，也可以分部件单独加工后再焊接而成，以及整体浇注成型。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
本实用新型的三效搅拌器，将设置多个首尾相连的桨叶组共同构成搅拌段，内部设置的介质流道经过每个桨叶内的整个空腔，能够与设备内的物料有效换热，大大提高设备的传热效果和设备内物料温度均匀度，使得该搅拌器不受设备管径的限制；由于桨叶上设置的多个扰流孔可以起到剪切和扰流的作用，有效提高设备的混合效果；同时将桨叶相对转动轴的中轴线倾斜设置赋予了该搅拌器的物料定向推进功能，能够适用于管式反应器以及其他连续化生产设备。
附图说明
图1为本实用新型实施例的结构示意图；
图2为本实用新型实施例中前封头的结构示意图；
图3为本实用新型实施例中桨叶组的结构示意图；
图4为本实用新型实施例中后封头的结构示意图。
其中：100—前封头、101—前轴头、102—安装座、103—前法兰片、104—介质入口、105—过渡流道、106—动密封、107—安装榫头、108—防滑卡槽、109—密封压板、200—桨叶组、201—转动轴、202—桨叶、203—扰流孔、204—导流板、205—安装榫孔、206—防滑卡销、207—T形流道、208--联接杆、209—连接流道、300—后封头、301—后轴头、302—导流罐、303—联轴器、304—后法兰片、305—导流腔、306—介质出口、400—搅拌段。
具体实施方式
下面结合说明书附图，在以下实施例中进一步说明本实用新型的技术方案。显然，所描述的实施例仅是本实用新型的部分实施例，非全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出新的创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1～4所示，一种三效搅拌器，包括依次连接的前封头100、搅拌段400和后封头300，搅拌段400由多个桨叶组200首尾连接组成；
桨叶组200包括转动轴201和相对转动轴201中心点对称设于转动轴201上的两个桨叶202；每个桨叶202分别通过两个间隔设置的联接杆208安装于转动轴201上，且相对转动轴201的中轴线倾斜5°设置；
桨叶202由两个边缘密封连接、尺寸相同且间隔设置的板材构成。其中，两个板材的边缘采用焊接法密封，两个板材之间的间隔构成桨叶202内部的空腔。
桨叶202上设有多个沿其厚度方向贯穿的扰流孔203，扰流孔203与空腔不连通，将空腔内介质与设备内物料阻断开来。扰流孔203的直径设置为5mm。多个扰流孔203有序布置，扰流孔203与桨叶202焊接密封。桨叶202远离转动轴201的一侧边缘呈弧形设置。
桨叶202内设有将空腔分隔为两部分的导流板204，导流板204靠近转动轴201的一端与桨叶202的内边缘密封连接，其另一端与桨叶202的外边缘之间限定出导流流道。
转动轴201的两端分别设有第一端与转动轴201同轴设置的T形流道207，T形流道207的第二端和第三端分别连接两个桨叶202内的空腔。联接杆208的内部设有用于连通T形流道207和桨叶202内空腔的连接流道209。
设于同一转动轴201上的两个T形流道207通过两个桨叶202的空腔连通，相邻两个转动轴201相对一端的T形流道207的第一端相互连通；多个首尾相连的桨叶组200内的T形流道207、连接流道209、空腔和导流流道对应连通共同构成介质的主流道。
前封头100包括前轴头101及其安装座102，安装座102通过前法兰片103安装于设备上，前法兰片103上设有介质入口104；后封头300包括内部设有导流腔305的导流罐302以及一端位于导流罐302内的后轴头301，导流罐302和后轴头301通过后法兰片304安装于设备上，导流罐302的下端设置与导流腔305连通的介质出口306。导流罐302远离后法兰片304的一侧设有联轴器303，联轴器303的一端位于导流罐302内，另一端用于连接驱动电机。
前轴头101和后轴头301内分别设有过渡流道105，前轴头101内的过渡流道105的两端分别连接介质入口104和主流道的一端；后轴头301内的过渡流道105的两端分别连接介质出口306和主流道的另一端。
前轴头101远离前法兰板103的一端和每个转动轴201远离前轴头101的一端均同轴设有圆柱形安装榫头107；后轴头301远离后法兰板304的一端和每个转动轴201远离后轴头301的一端均同轴设有与安装榫头107相匹配的安装榫孔205；T形流道207的第一端与对应的安装榫孔205连通或贯穿对应的安装榫头107。
安装榫头107上设有沿其中轴线方向的防滑卡槽108，安装榫孔205的内壁上设有与防滑卡槽108相匹配的防滑卡销206；
同一转动轴201上的防滑卡槽108和防滑卡销206呈相对转动轴201的中轴线旋转90°设置，使相邻两个桨叶组200的桨叶202呈轴向90°交错。
另外，安装榫头107与安装榫孔205相配合的一端设有截面为圆形的密封凹槽(图中未示出)，安装榫孔205内设有与密封凹槽相匹配的密封凸块(图中未示出)；密封凹槽与前轴头101或转动轴201同轴设置，密封凸块与后轴头301或转动轴201同轴设置。
后轴头301与导流罐302之间、前轴头101与安装座102之间、联轴器303与导流罐302之间均设有动密封106。前轴头101和安装座102之间、后轴头301和后法兰板304之间、联轴器303和导流罐302之间均采用密封压板109实现压紧固定。
本实施例中的介质入口104、前轴头101的过渡流道105、主流道、后封头301的过渡流道105、导流罐302内的导流腔和介质出口306依次连通共同构成了搅拌器内部的介质流道。
使用时，将本实用新型的三效搅拌器通过前后法兰片(103、304)安装于应用设备上(如管式反应器)。在通入反应物料前，开启与联轴器303连接的驱动电机，同时通入设定温度的媒体介质；通入物料，物料在搅拌器的搅拌下进行混合分散，同时与介质进行热交换，并在相对转动轴201的中轴线倾斜设置的桨叶202的作用下向设备出口移动，实现定向推送。
Claims (10)
1.一种三效搅拌器，其特征在于，包括依次连接的前封头、搅拌段和后封头，所述搅拌段由多个桨叶组首尾连接组成；
所述桨叶组包括转动轴和相对转动轴中心点对称设于转动轴上的两个桨叶，所述桨叶相对转动轴的中轴线倾斜设置；所述桨叶内部限定出空腔，所述转动轴的两端分别设有同时连通两个桨叶内空腔的分流道；
设于同一转动轴上的两个分流道通过两个桨叶的空腔连通，相邻两个转动轴相对一端的两个分流道相互连通；多个首尾相连的桨叶组内的分流道和空腔共同构成主流道；
所述前封头包括前轴头及其安装座，所述安装座通过前法兰片安装于设备上，前法兰片上设有介质入口；
所述后封头包括导流罐以及一端位于导流罐内的后轴头，所述导流罐和后轴头通过后法兰片安装于设备上，导流罐的下端设置介质出口；
所述前轴头和后轴头内分别设有过渡流道，前轴头内的过渡流道的两端分别连接介质入口和主流道的一端；后轴头内的过渡流道的两端分别连接介质出口和主流道的另一端；
前轴头、多个桨叶组和后轴头通过榫头榫孔结构同轴连接，且相邻两个桨叶组的桨叶相对倾斜设置。
2.根据权利要求1所述的三效搅拌器，其特征在于，所述桨叶上设有多个沿其厚度方向贯穿的扰流孔，所述扰流孔与空腔不连通。
3.根据权利要求1所述的三效搅拌器，其特征在于，所述桨叶内设有将空腔分隔为两部分的导流板；
所述导流板靠近转动轴的一端与桨叶的内边缘密封连接，其另一端与桨叶的外边缘之间限定出导流流道。
4.根据权利要求1所述的三效搅拌器，其特征在于，所述桨叶与转动轴的中轴线呈±1°～±45°夹角设置。
5.根据权利要求1所述的三效搅拌器，其特征在于，所述前轴头远离前法兰板的一端和每个转动轴远离前轴头的一端均同轴设有圆柱形安装榫头；后轴头远离后法兰板的一端和每个转动轴远离后轴头的一端均同轴设有与安装榫头相匹配的安装榫孔；
所述安装榫头上设有沿其中轴线方向的防滑卡槽，所述安装榫孔的内壁上设有与所述防滑卡槽相匹配的防滑卡销；
同一转动轴上的防滑卡槽和防滑卡销呈相对转动轴的中轴线旋转30°～90°设置。
6.根据权利要求5所述的三效搅拌器，其特征在于，所述安装榫头与安装榫孔相配合的一端设有截面为圆形的密封凹槽，安装榫孔内设有与密封凹槽相匹配的密封凸块；所述密封凹槽与对应的分流道连通。
7.根据权利要求1所述的三效搅拌器，其特征在于，所述分流道为T形结构，其第一端与转动轴同轴设置，第二端和第三端分别连通两个桨叶的空腔。
8.根据权利要求1所述的三效搅拌器，其特征在于，后轴头与导流罐之间、前轴头与安装座之间均设有动密封。
9.根据权利要求1所述的三效搅拌器，其特征在于，导流罐远离前法兰片的一侧设有联轴器，联轴器的一端位于导流罐内，另一端用于连接驱动电机；联轴器与导流罐之间设置动密封。
10.根据权利要求1所述的三效搅拌器，其特征在于，每个桨叶分别通过两个间隔设置的联接杆安装于转动轴上，联接杆的内部设有用于连通分流道和桨叶内空腔的连接流道。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202221301573.4U CN218962293U (zh) | 2022-05-27 | 2022-05-27 | 一种三效搅拌器 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN202221301573.4U CN218962293U (zh) | 2022-05-27 | 2022-05-27 | 一种三效搅拌器 |
Publications (1)
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| CN218962293U true CN218962293U (zh) | 2023-05-05 |
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ID=86154515
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| CN202221301573.4U Active CN218962293U (zh) | 2022-05-27 | 2022-05-27 | 一种三效搅拌器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN218962293U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116734604A (zh) * | 2023-08-14 | 2023-09-12 | 四川澳晟新材料科技有限责任公司 | 一种反应器式热交换装置和温度控制方法 |
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2022
- 2022-05-27 CN CN202221301573.4U patent/CN218962293U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116734604A (zh) * | 2023-08-14 | 2023-09-12 | 四川澳晟新材料科技有限责任公司 | 一种反应器式热交换装置和温度控制方法 |
| CN116734604B (zh) * | 2023-08-14 | 2023-10-20 | 四川澳晟新材料科技有限责任公司 | 一种反应器式热交换装置和温度控制方法 |
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