CN103816828A

CN103816828A - 一种高效多隔腔动混装置

Info

Publication number: CN103816828A
Application number: CN201410094980.6A
Authority: CN
Inventors: 张建新; 占晓强; 杨涛; 肖宏海
Original assignee: SHANGHAI MORIMATSU MIXING TECHNOLOGY ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI MORIMATSU MIXING TECHNOLOGY ENGINEERING Co Ltd
Priority date: 2014-03-17
Filing date: 2014-03-17
Publication date: 2014-05-28

Abstract

本发明提供了一种高效多隔腔动混装置，其主要由动混釜体和动混搅拌器组成，所述动混搅拌器安装在所述动混釜体的搅拌法兰上。本发明采用独特的多隔腔结构，物料在从动混装置的底部进料、上部出料的连续流动过程中，在单腔体内的停留时间长，不易形成短路，且流体湍动剧烈，可在完成多级混合的同时实现深度混合；配套的多层搅拌桨可连接在单根搅拌轴上，搅拌传动采用单套驱动装置，节省设备占地空间、设备投入、搅拌能耗和人工操作成本。本发明设计合理，结构紧凑，结合连续操作工艺，可充分实现多种液相间的快速及高效传质和混合，充分满足了化工、制药等行业的液-液混合和反应要求。

Description

一种高效多隔腔动混装置

技术领域

本发明涉及一种可将多种液相进行高效混合的设备，更具体的，涉及一种高效多隔腔动混装置，通过使用该高效多隔腔动混装置可以实现以连续工艺进料的多种液相的高效混合。该装置特别适用于化工、生工、制药、环保等行业的连续性操作的液-液混合和反应工程。

背景技术

在化工、制药、生工、环保等领域中，约有50%以上的工艺过程涉及液-液的混合和反应，其中有很大一部分甚至是生产核心工艺，如有机相间混合、有机/无机相间反应等等。良好的混合效果是这类过程顺利进行的必要条件，如在通过液-液接触和应用酸碱反应用碱液除去有机物残留酸性杂质的过程中，液-液混合效果直接影响有机物产物的最终纯度和效率。

一般的液-液混合场合可通过采用单腔全混釜并配套搅拌设备进行实现。但是对于连续性操作的液-液混合过程，采用单腔全混釜时，物料在釜内的停留时间较短，且在轴流式搅拌器的作用下，釜内物料容易形成短路，进入釜内物料极快地从出口排出，从而大大降低物料间的混合效果，并导致连锁的物料间反应速率慢、产物收率低等系列问题。针对单腔全混釜的不足，也有部分设计人员建议采用管道静态混合器。管道静态混合器的设备造价低，机械损耗小，但仍存在一些问题，如需要较大的管道排布空间，流程长且流体阻力大，对流量的要求较高，管程不易清洗等等；同时，管道静态反应器也不适合涉及有复杂反应的场合。

现代化工的发展趋势之一是将生产集成化和大型化，配套工业工艺放大，采用连续性操作，从而提高设备的生产效率，并减少设备投资。本发明高效多隔腔动混装置的结构相对紧凑，尤其适合连续性操作生产工艺，其开发紧跟现代化工的发展趋势，通过高效节能的混合效果，也符合国家节能减排的环保政策，具有良好的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效多隔腔动混装置，通过该种动混装置实现将以连续性工艺进料的多种液相进行多级、深度混合。

为实现上述目的所采取的技术方案是：一种高效多隔腔动混装置，主要包括动混釜体和动混搅拌器，还可以包括预混合器。

所述动混釜体主要包括物料进口、物料出口、隔腔板、隔腔板支撑、挡板、挡板支撑和搅拌法兰等。

所述动混搅拌器安装在动混釜体的搅拌法兰上，动混搅拌器主要包括电机、减速机、机架、搅拌传动结构、机械密封、安装底板、搅拌轴、搅拌桨和底轴承等。

所述物料进口设置在动混釜体的下封头上，数量可为一个或多个，拟进入动混釜体内进行混合的液体有两种进料方式：（1）以单股液体流从动混釜体的多个不同物料进口直接进入动混釜体内；（2）各种混合液体在动混釜体外先经过静态混合器等预混合器进行预混，形成一股液流后，再从单一物料进口进入动混釜体。后者的混合效果尤佳。

所述物料出口优先设置在动混釜体的上封头上，以充分利用动混釜体的内腔空间。

所述动混釜体内壁设有隔腔板支撑和挡板支撑，用于固定和支撑隔腔板和挡板。

所述隔腔板采用分块可拆式结构，以利于安装，通过紧固件固定安装在所述隔腔板支撑上；隔腔板中间开圆形孔，以形成物料通道，圆形孔的直径dg为动混釜体的内径D的0.1~0.8，优选0.2~0.3；隔腔板的数量视釜体的长径比而定，单个隔腔的高度S为动混釜体的内径D的0.5~2，优选0.9~1.1。

所述挡板采用分段可拆式结构，以利于安装，通过紧固件固定安装在挡板支撑上；各个隔腔内的挡板相对独立；单腔内挡板的数量为2~8个，优选4个；挡板离壁距离l为动混釜体的内径D的1/60；挡板宽度b为动混釜体的内径D的1/15~1/8。

所述机械密封必须配有封液***和反冲洗***。封液***起着保压、润滑和冷却机封动静环端面的作用；反冲洗***的应用是基于连续操作工艺的要求，在满釜操作工况下，反冲洗介质可防止物料中的固体小颗粒进入机械密封动静环端面间隙，从而避免动静环端面的剧烈磨损，延长机械密封的使用寿命。

所述搅拌桨优先安装于单层隔腔的中部位置，桨叶型式优先选用径向流型桨叶，如平直叶开启式涡轮桨，也可选用后掠式桨等。单层搅拌桨叶片数量为3~10片，桨径dj为动混釜体的内径D的0.2~0.8，优选0.35~0.5。

所述底轴承结构的设置，保证了在长轴工况下动混搅拌器高速运转时的稳定性和安全性，同时优化了轴系结构，有利于设备的大型化设计。

本发明提供的高效多隔腔动混装置的有益效果在于，采用独特的多隔腔结构，物料在以连续操作工艺从动混装置的底部进料、上部出料的过程中，多隔腔结构相当于起到了多个单腔全混釜串联的效果，物料在其中停留时间长，不易形成短路，且流体湍动剧烈，在完成多级混合的同时实现深度混合；配套多隔腔结构的多层搅拌桨可连接在单根搅拌轴上，搅拌传动采用单套驱动装置，从而节省设备占地空间、设备投入、搅拌能耗和人工操作成本。

综上所述，本发明提供的高效多隔腔动混装置设计合理，结构紧凑，结合连续操作工艺，可充分实现多种液相间的快速及高效传质和混合，充分满足了化工、制药等行业的液-液混合和反应要求。

附图说明

图1为本发明的正视图。

图2为隔腔板和挡板的安装结构示意图（俯视图）。

附图标记：

1 动混釜体；2 动混搅拌器；3 预混合器

1-1 物料进口；1-2 物料出口；1-3 隔腔板；1-4 挡板；1-5 搅拌法兰；1-6 隔腔板支撑；1-7 挡板支撑

2-1 电机；2-2 减速机；2-3 机架；2-4 搅拌传动结构；2-5 机械密封；2-6 安装底板；2-7 搅拌轴；2-8 搅拌桨；2-9 底轴承；2-10 封液***；2-11 反冲洗***

D 动混釜体的内径

dg 隔腔板中间圆形孔的直径

dj 搅拌桨的桨径

l 挡板离壁距离

b 挡板的宽度

S 单层隔腔的高度。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

一种实施方式中，如图1中，一种高效多隔腔动混装置，主要包括动混釜体1、动混搅拌器2和预混合器3。

物料进口1-1设置在动混釜体1的下封头处，数量为1个，拟进入动混釜体内进行混合的两种液体在动混釜体外先经过静态预混合器3进行预混，形成一股液流后，再从物料进口1-1进入动混釜体1。物料出口1-2设置在动混釜体的上封头处。

图2中，动混釜体1的内壁焊有隔腔板支撑1-6和挡板支撑1-7。隔腔板1-3采用分块可拆式结构，通过紧固件固定安装在隔腔板支撑1-6上；隔腔板1-3的中间开圆形孔，以形成物料通道，圆形孔的直径dg为动混釜体的内径D的0.25；隔腔板1-3的数量为3个，共形成4个隔腔，单个隔腔的高度S为动混釜体的内径D的1.1倍。挡板1-4采用分段可拆式结构，通过紧固件固定安装在挡板支撑1-7上；各个隔腔内的挡板相对独立，单腔内挡板的数量为4个；挡板离壁距离l为动混釜体的内径D的1/60，挡板宽度b为动混釜体的内径D的1/12。

动混搅拌器2安装在动混釜体1的搅拌法兰1-5上，动混搅拌器2主要包括电机2-1、减速机2-2、机架2-3、搅拌传动结构2-4、机械密封2-5、安装底板2-6、搅拌轴2-7、搅拌桨2-8、底轴承2-9等。其中，机械密封2-5配有封液***2-10和反冲洗***2-11。

搅拌桨2-8置于单层隔腔的中部位置。搅拌桨2-8的桨叶型式选用平直叶开启式涡轮桨，单层搅拌桨叶片数量为6片，搅拌桨2-8的桨径dj为动混釜体的内径D的0.40。

另一种实施方式中，一种高效多隔腔动混装置，主要包括动混釜体和动混搅拌器。动混搅拌器安装在动混釜体的搅拌法兰上，动混搅拌器主要包括电机、减速机、机架、搅拌传动结构、机械密封、安装底板、搅拌轴、搅拌桨、底轴承等。其中，机械密封配有封液***和反冲洗***。

所述物料进口设置在动混釜体的下封头上，数量为多个，拟进入动混釜体内进行混合的液体以单股液体流从动混釜体的多个不同物料进口直接进入动混釜体内。

动混釜体的内壁焊有隔腔板支撑和挡板支撑。隔腔板采用分块可拆式结构，通过紧固件固定安装在隔腔板支撑上；隔腔板的中间开圆形孔，以形成物料通道，圆形孔的直径dg为动混釜体的内径D的0.25；隔腔板的数量为3个，共形成4个隔腔，单个隔腔的高度S为动混釜体的内径D的1.1倍。挡板采用分段可拆式结构，通过紧固件固定安装在挡板支撑上；各个隔腔内的挡板相对独立，单腔内挡板的数量为4个；挡板离壁距离l为动混釜体的内径D的1/60，挡板宽度b为动混釜体的内径D的1/12。

搅拌桨置于单层隔腔的中部位置。搅拌桨的桨叶型式选用平直叶开启式涡轮桨，单层搅拌桨叶片数量为6片，搅拌桨的桨径dj为动混釜体的内径D的0.40。

以上利用具体实施例对本发明所提供的高效多隔腔动混装置进行了详细的介绍，阐述了本发明的原理和实施方式，该实施例的说明只是用于帮助理解发明的原理及核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种高效多隔腔动混装置，其特征在于，包括：

动混釜体，所述动混釜体主要由物料进口、物料出口、隔腔板、隔腔板支撑、挡板、挡板支撑和搅拌法兰组成；

动混搅拌器，所述动混搅拌器安装在所述动混釜体的搅拌法兰上。

2.根据权利要求1所述的一种高效多隔腔动混装置，其特征在于，所述高效多隔腔动混装置还可以包括预混合器。

3.根据权利要求1或2所述的一种高效多隔腔动混装置，其特征在于，所述动混搅拌器包括电机、减速机、机架、搅拌传动结构、机械密封、安装底板、搅拌轴、搅拌桨和底轴承。

4.根据权利要求1或2所述的一种高效多隔腔动混装置，其特征在于，所述物料进口设置在动混釜体的下封头上，数量为一个或多个。

5.根据权利要求4所述的一种高效多隔腔动混装置，其特征在于，所述物料进口的数量为一个，各种混合液体在动混釜体外先经过预混合器进行预混，形成一股液流后，再从单一物料进口进入动混釜体。

6.根据权利要求4所述的一种高效多隔腔动混装置，其特征在于，所述物料进口的数量为多个，各种混合液体直接从不同物料进口进入动混釜体。

7.根据权利要求1或2所述的一种高效多隔腔动混装置，其特征在于，所述物料出口设置在动混釜体的上封头上。

8.根据权利要求1或2所述的一种高效多隔腔动混装置，其特征在于，所述动混釜体的内壁设有隔腔板支撑和挡板支撑。

9.根据权利要求1、2或8所述的一种高效多隔腔动混装置，其特征在于，所述隔腔板采用分块可拆式结构，通过紧固件固定安装在所述隔腔板支撑上；所述隔腔板中间开圆形孔，圆形孔的直径dg为动混釜体的内径D的0.1~0.8，优选0.2~0.3；所述隔腔板的数量视釜体的长径比而定，单个隔腔的高度S为动混釜体的内径D的0.5~2，优选0.9~1.1。

10.根据权利要求1、2或8所述的一种高效多隔腔动混装置，其特征在于，所述挡板采用分段可拆式结构，通过紧固件固定安装在所述挡板支撑上；各个隔腔内的挡板相对独立；单腔内挡板的数量为2~8个，优选4个；挡板离壁距离l为动混釜体的内径D的1/60；挡板宽度b为动混釜体的内径D的1/15~1/8。

11.根据权利要求3所述的一种高效多隔腔动混装置，其特征在于，所述机械密封配有封液***和反冲洗***。

12.根据权利要求3所述的一种高效多隔腔动混装置，其特征在于，所述搅拌桨安装于单层隔腔的中部位置。

13. 根据权利要求1、3或12所述的一种高效多隔腔动混装置，其特征在于，所述搅拌桨的桨叶型式选用径向流型桨叶或后掠式桨叶，优选径向流型桨叶；单层搅拌桨叶片数量为3~10片，桨径dj为釜径D的0.2~0.8，优选0.35~0.5。