CN117282387B - 一种节约能耗的碳酸乙烯酯生产装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种节约能耗的碳酸乙烯酯生产装置，涉及碳酸乙烯酯生产领域，包括反应容器；所述反应容器内部通过伺服电机驱动连接有旋轴，所述旋轴轴体通过棘轮与反应容器连接；上循环搅盘，所述上循环搅盘滑动连接在旋轴上；避免由于不同类型原料因为密度不同而出现分层的现象，进而提高了不同密度的原料在反应容器内部分布的均匀性，有利于碳酸乙烯酯的稳定合成，解决现有碳酸乙烯酯生产用的反应容器在容器内部的原料充分融合和反应，搅动过程中搅动机构旋向和转速固定，使容器内部的旋流方向和速度持续不变，导致搅动过程中液体原料会由于密度不同的原因而分层，降低了搅动效果，而在不断搅动的过程中会产生大量能耗的问题。
Description
技术领域
本发明涉及碳酸乙烯酯生产技术领域，特别涉及一种节约能耗的碳酸乙烯酯生产装置。
背景技术
碳酸乙烯酯是一种优良的极性高沸点溶剂和重要有机合成原料，碳酸乙烯酯可由碳酸和乙二醇发生酯化反应而制得，碳酸乙烯酯还可由碳酸丙烯酯和甲醇经过酯交换反应得到，碳酸乙烯酯生产过程位于反应釜内部进行，而在反应过程中需要通过反应釜内部机构对反应物质进行搅动，以促进碳酸乙烯酯的生产。
现有碳酸乙烯酯生产用的反应容器，在反应过程中通过搅动机构对容器内部的原料进行搅动，使容器内部原料充分融合和反应，搅动过程中搅动机构旋向和转速固定，使容器内部的旋流方向和速度持续不变，导致搅动过程中液体原料会由于密度不同的原因而分层，降低了搅动效果，而在不断搅动的过程中会产生大量能耗，会增加碳酸乙烯酯的生产成本。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种节约能耗的碳酸乙烯酯生产装置，以解决现有碳酸乙烯酯生产用的反应容器，在反应过程中通过搅动机构对容器内部的原料进行搅动，使容器内部原料充分融合和反应，搅动过程中搅动机构旋向和转速固定，使容器内部的旋流方向和速度持续不变，导致搅动过程中液体原料会由于密度不同的原因而分层，降低了搅动效果，而在不断搅动的过程中会产生大量能耗，会增加碳酸乙烯酯的生产成本。
本发明提供了一种节约能耗的碳酸乙烯酯生产装置，具体包括反应容器；所述反应容器内部通过伺服电机驱动连接有旋轴，所述旋轴轴体通过棘轮与反应容器连接；上循环搅盘，所述上循环搅盘滑动连接在旋轴上，且上循环搅盘活动连接在反应容器内部；下循环搅盘，所述下循环搅盘滑动连接在旋轴上，且下循环搅盘位于反应容器内部；中间连筒，通过焊接连接在下循环搅盘的上方，所述中间连筒上滑动连接有四处离心式清洁刷；所述中间连筒上滑动连接有四处对接锁柱；第一旋转堵环，所述第一旋转堵环活动连接在上循环搅盘下方；第二旋转堵环，所述第二旋转堵环活动连接在中间连筒内部。
进一步的，所述反应容器的安装孔与旋轴之间设有棘轮，所述旋轴外表面设置有截面呈矩形结构的导向凸条。
进一步的，所述上循环搅盘上贯穿开设有六处上流通口，上循环搅盘上表面固定连接有六处上斜向搅板，上斜向搅板位于上流通口边缘上方，上斜向搅板为倾斜设置，上斜向搅板上边缘朝向顺时针方向设置。
进一步的，所述上循环搅盘中间纵向贯穿开设有上导孔，上导孔内表面设有凹槽，上导孔与旋轴滑动连接，上循环搅盘上开设有弧形结构的上循环口，上循环口下方设有第一导向内槽，上循环搅盘上开设有四处锁块滑槽，锁块滑槽的两侧壁上分别开设有一处锁块导口，锁块滑槽内部滑动连接有对接锁柱，对接锁柱的侧面设有锁柱滑块，锁柱滑块与锁块导口滑动连接，起到导向的作用，对接锁柱的内表面设有锁柱顶簧，锁柱顶簧的里端固定连接上循环搅盘的下表面，对接锁柱上端固定连接有锁柱拉板。
进一步的，所述中间连筒的筒壁上贯穿开设有四处刷体导口，中间连筒的内筒面上边缘固定连接有四处锁柱插块。
进一步的，所述下循环搅盘上纵向贯穿开设有六处下流通口，下循环搅盘的下方固定连接有六处下斜向搅板。
进一步的，所述下循环搅盘中间纵向开设有下导孔，下导孔滑动连接旋轴；下循环搅盘上开设有下循环口，下循环口内部开设有第二导向内槽。
进一步的，所述离心式清洁刷的远离反应容器中心方向的端面上固定连接有尼龙刷板，离心式清洁刷的朝向反应容器中心方向的端面上固定连接有长方体实心铁块的配重推板，配重推板外表面与中间连筒内表面之间固定连接有收缩顶簧。
进一步的，所述第一旋转堵环上贯穿开设有两处扇形结构的第一环体通槽，第一旋转堵环的上表面固定连接有旋转凸块，第一旋转堵环转动连接在第一导向内槽内部。
进一步的，所述第二旋转堵环上贯穿开设有两处扇形结构的第二环体通槽，第二旋转堵环的上表面固定连接有堵环连接杆，堵环连接杆的上端固定连接第一旋转堵环的下表面，第二旋转堵环转动连接在第二导向内槽内部。
本发明提供一种节约能耗的碳酸乙烯酯生产装置，具有以下有益效果：
1、本发明中的碳酸乙烯酯通过多种不同的生产原料在反应容器内部进行反应生成，在反应容器内部内置分层混合结构，在生产过程中通过伺服电机带动旋轴旋转，并带动内置的搅动机构旋转，在搅动机构旋转的过程中，通过搅动机构的特殊结构作用，对内部原料进行搅动的同时，使反应容器内部原料进行循环，循环穿过搅拌机构，在流体的压力下使不同深度的原料进行上下循环，进而避免由于不同类型原料因为密度不同而出现分层的现象，进而提高了不同密度的原料在反应容器内部分布的均匀性，有利于碳酸乙烯酯的稳定合成，与现有的碳酸乙烯酯生产用容器相比，提高了至少12%的转化率。
2、本发明中的碳酸乙烯酯生产用容器内置的分层混合机构中，调整其结构使两旋转堵环将循环口封堵后，分层混合机构旋转的过程中，由于斜向的上斜向搅板和下斜向搅板的作用和液体的配合，使分层混合机构在旋转的同时产生向上的力，使上循环搅盘、中间连筒和下循环搅盘组成的分层混合机构旋转并上移，当其上移至反应容器内部最高位置时，可控制伺服电机停止转动，在此状态下，分层混合机构在自身重力作用下顺着旋轴向下滑动，对反应容器内部液压进行推挤，分层混合机构下方的液体在其推挤下由下向上穿过下流通口和上流通口进入，并经过斜向结构的上斜向搅板和下斜向搅板的作用，使液体呈旋转的状态穿过，进一步促进液体旋转搅动，在此过程中，使液体在原本驱动机构带动搅动下旋转转变为通过分层混合机构的重力下沉作用自动旋转，液体的旋转驱动方式发生了改变，破坏反应容器内部液流方向的平衡，使搅动过程多变，进而提高容器内部原料的混合效果，在保证了搅动效率的同时，采用间歇式驱动的机构与传动结构配合，使驱动件工作时间仅占50%，并有效的减小了至少20%的能耗。
3、本发明中的分层混合机构上安装有清洁结构，在分层混合机构通过伺服电机驱动旋转的过程中，分层混合机构升降并旋转，在离心力的作用下清洁机构外移，对容器内壁产生挤压作用，通过分层混合机构旋转带动清洁机构在容器内壁上摩擦，对容器内壁上粘附的高粘度液体以及固体进行刮动，使其参与混合，避免由于原料粘附在容器内壁上无法更好的参与反应，影响碳酸乙烯酯的生成效果。
附图说明
图1是本发明的实施例的结构示意图；
图2是本发明的实施例内部的结构示意图；
图3是本发明的实施例旋轴的结构示意图；
图4是本发明的实施例分层混合机构分解状态下的结构示意图；
图5是本发明的实施例中间连筒的结构示意图；
图6是本发明的实施例分层混合机构内部的结构示意图；
图7是本发明的实施例离心式清洁刷与对接锁柱的结构示意图；
图8是本发明的实施例第一旋转堵环的结构示意图；
图9是本发明的实施例图6的A处局部放大的结构示意图。
附图标记列表
1、反应容器；2、旋轴；201、棘轮；202、导向凸条；3、上循环搅盘；301、上流通口；302、上斜向搅板；303、上导孔；304、上循环口；305、第一导向内槽；306、锁块滑槽；307、锁块导口；4、中间连筒；401、刷体导口；402、锁柱插块；5、下循环搅盘；501、下流通口；502、下斜向搅板；503、下导孔；504、下循环口；505、第二导向内槽；6、离心式清洁刷；601、尼龙刷板；602、配重推板；603、收缩顶簧；7、对接锁柱；701、锁柱滑块；702、锁柱顶簧；703、锁柱拉板；8、第一旋转堵环；801、第一环体通槽；802、旋转凸块；9、第二旋转堵环；901、第二环体通槽；902、堵环连接杆。
具体实施方式
为了使得本发明的技术方案的目的、方案和优点更加清楚，下文中将结合本发明的具体实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。
请参考图1至图9所示：
实施例一：本发明提供一种节约能耗的碳酸乙烯酯生产装置，包括反应容器1；反应容器1内部通过伺服电机驱动连接有旋轴2，旋轴2轴体通过棘轮201与反应容器1连接；上循环搅盘3，上循环搅盘3滑动连接在旋轴2上，且上循环搅盘3活动连接在反应容器1内部；下循环搅盘5，下循环搅盘5滑动连接在旋轴2上，且下循环搅盘5位于反应容器1内部；中间连筒4，通过焊接连接在下循环搅盘5的上方，中间连筒4上滑动连接有四处离心式清洁刷6；中间连筒4上滑动连接有四处对接锁柱7；第一旋转堵环8，第一旋转堵环8活动连接在上循环搅盘3下方；第二旋转堵环9，第二旋转堵环9活动连接在中间连筒4内部；反应容器1的安装孔与旋轴2之间设有棘轮201，旋轴2外表面设置有截面呈矩形结构的导向凸条202；通过棘轮201的作用，使旋轴2在伺服电机的驱动下进行旋转，而当伺服电机停止对旋轴2的驱动时，旋轴2无法在外力作用下反向旋转，通过导向凸条202的作用，使上循环搅盘3与下循环搅盘5滑动连接在旋轴2上，通过导向凸条202与上导孔303和下导孔503内部的槽体配合，起到传递转矩的作用。
其中，上循环搅盘3上贯穿开设有六处上流通口301，上循环搅盘3上表面固定连接有六处上斜向搅板302，上斜向搅板302位于上流通口301边缘上方，上斜向搅板302为倾斜设置，上斜向搅板302上边缘朝向顺时针方向设置，上循环搅盘3中间纵向贯穿开设有上导孔303，上导孔303内表面设有凹槽，上导孔303与旋轴2滑动连接，凹槽与导向凸条202滑动连接，起到传递转矩的作用，使旋轴2在伺服电机带动下进行旋转，上循环搅盘3上开设有弧形结构的上循环口304，上循环口304下方设有第一导向内槽305，第一旋转堵环8上贯穿开设有两处扇形结构的第一环体通槽801，第一旋转堵环8的上表面固定连接有旋转凸块802，第一旋转堵环8转动连接在第一导向内槽305内部，下循环搅盘5上纵向贯穿开设有六处下流通口501，下循环搅盘5的下方固定连接有六处下斜向搅板502；下循环搅盘5中间纵向开设有下导孔503，下导孔503内壁上开设有矩形槽体，下导孔503滑动连接旋轴2，下导孔503内部槽体与导向凸条202滑动连接，起到导向的作用；下循环搅盘5上开设有下循环口504，下循环口504内部开设有第二导向内槽505，第二旋转堵环9上贯穿开设有两处扇形结构的第二环体通槽901，第二旋转堵环9的上表面固定连接有堵环连接杆902，堵环连接杆902的上端固定连接第一旋转堵环8的下表面，第二旋转堵环9转动连接在第二导向内槽505内部；在常态下，通过伺服电机对上循环搅盘3与下循环搅盘5匀速驱动使其对原料进行定速定向搅拌时，上循环口304与第一环体通槽801呈对齐状态，下循环口504与第二环体通槽901呈对齐状态，使原料可以通过上循环口304与下循环口504进行流动，在上循环搅盘3与下循环搅盘5的高度固定不变的状态下，使反应容器1内部原料通过上流通口301和下流通口501向下流动，并通过上循环口304和下循环口504向上流动，形成循环，而当调节第一旋转堵环8和第二旋转堵环9，使上循环口304与第一环体通槽801呈交错状态，下循环口504与第二环体通槽901呈交错状态时，液体由上而下穿过上流通口301和下流通口501之后不能从上循环口304和下循环口504向上流出，进而推动上循环搅盘3以及中间连筒4、下循环搅盘5向上移动，而当伺服电机停止旋转时，旋轴2固定不动，上循环搅盘3、中间连筒4与下循环搅盘5在自身重力作用下向下移动，挤压下方的液体向上穿过下流通口501和上流通口301，同时通过上斜向搅板302与下导孔503的斜向作用使液体旋转，进而起到辅助搅动反应容器1内部液体的作用。
其中，中间连筒4的筒壁上贯穿开设有四处刷体导口401，离心式清洁刷6的远离反应容器1中心方向的端面上固定连接有尼龙刷板601，离心式清洁刷6的朝向反应容器1中心方向的端面上固定连接有长方体实心铁块的配重推板602，配重推板602外表面与中间连筒4内表面之间固定连接有收缩顶簧603；在常态下，离心式清洁刷6在收缩顶簧603的作用下收缩在中间连筒4内部，而当中间连筒4旋转时，通过旋转产生离心力，将离心式清洁刷6向外推动，进而使尼龙刷板601与反应容器1的内壁产生摩擦，对容器内壁上粘附的高粘度液体以及固体进行刮动，使其参与混合，避免由于原料粘附在容器内壁上无法参与反应，而当中间连筒4停止旋转时，离心式清洁刷6在收缩顶簧603的作用下收缩，与反应容器1的内壁分离，减小中间连筒4下移过程中的摩擦力。
实施例二：本发明提供一种节约能耗的碳酸乙烯酯生产装置，上循环搅盘3上开设有四处锁块滑槽306，锁块滑槽306的两侧壁上分别开设有一处锁块导口307，中间连筒4的内筒面上边缘固定连接有四处锁柱插块402；锁块滑槽306内部滑动连接有对接锁柱7，对接锁柱7的侧面设有锁柱滑块701，锁柱滑块701与锁块导口307滑动连接，起到导向的作用，对接锁柱7的内表面设有锁柱顶簧702，锁柱顶簧702的里端固定连接上循环搅盘3的下表面，对接锁柱7上端固定连接有锁柱拉板703；在上循环搅盘3与中间连筒4对接状态下，对接锁柱7下端的勾形端头***锁柱插块402内部，并通过锁柱顶簧702将对接锁柱7向外推动，保持对接锁柱7的勾头与锁柱插块402对接，即可实现上循环搅盘3与中间连筒4的固定连接，而当对上循环搅盘3、中间连筒4和下循环搅盘5形成的搅动机构进行拆分清洁时，进而将锁柱拉板703向里推动，使对接锁柱7下端的勾形结构与锁柱插块402分离，即可将上循环搅盘3与中间连筒4分离，便于设备的清洁和维修。
具体使用方式与作用：本发明中，使用时，首先将制备碳酸乙烯酯的原料通过反应容器1的进口装入其内部，而后启动反应容器1上自带的伺服电机，通过伺服电机驱动旋轴2旋转，对上循环搅盘3与下循环搅盘5匀速驱动使其对反应容器1内部的原料进行定速定向搅拌，上循环口304与第一环体通槽801呈对齐状态，下循环口504与第二环体通槽901呈对齐状态，使原料可以通过上循环口304与下循环口504进行流动，在上循环搅盘3与下循环搅盘5的高度固定不变的状态下，使反应容器1内部原料通过上流通口301和下流通口501向下流动，并通过上循环口304和下循环口504向上流动，形成液体的纵向循环流动，从而对不同层高的原料进行混合，而当调节第一旋转堵环8和第二旋转堵环9，使上循环口304与第一环体通槽801呈交错状态，下循环口504与第二环体通槽901呈交错状态时，液体由上而下穿过上流通口301和下流通口501之后不能从上循环口304和下循环口504向上流出，进而推动上循环搅盘3以及中间连筒4、下循环搅盘5向上移动，而当伺服电机停止旋转时，旋轴2固定不动，上循环搅盘3、中间连筒4与下循环搅盘5在自身重力作用下向下移动，挤压下方的液体向上穿过下流通口501和上流通口301，同时通过上斜向搅板302与下导孔503的斜向作用使液体旋转，进而起到辅助搅动反应容器1内部液体的作用，在原料混合过程中伺服电机间歇式启动，节省了能耗，减小了电机的损耗，同时实现了对反应容器1内部原料变速、循环混合的功能。
Claims (4)
1.一种节约能耗的碳酸乙烯酯生产装置，其特征在于，包括反应容器（1）；所述反应容器（1）内部通过伺服电机驱动连接有旋轴（2），所述旋轴（2）轴体通过棘轮（201）与反应容器（1）连接；上循环搅盘（3），所述上循环搅盘（3）滑动连接在旋轴（2）上，且上循环搅盘（3）活动连接在反应容器（1）内部；下循环搅盘（5），所述下循环搅盘（5）滑动连接在旋轴（2）上，且下循环搅盘（5）位于反应容器（1）内部；中间连筒（4），通过焊接连接在下循环搅盘（5）的上方，所述中间连筒（4）上滑动连接有四处离心式清洁刷（6）；所述中间连筒（4）上滑动连接有四处对接锁柱（7）；第一旋转堵环（8），所述第一旋转堵环（8）活动连接在上循环搅盘（3）下方；第二旋转堵环（9），所述第二旋转堵环（9）活动连接在中间连筒（4）内部；所述反应容器（1）的安装孔与旋轴（2）之间设有棘轮（201），所述旋轴（2）外表面设置有截面呈矩形结构的导向凸条（202）；所述上循环搅盘（3）上贯穿开设有六处上流通口（301），上循环搅盘（3）上表面固定连接有六处上斜向搅板（302），上斜向搅板（302）位于上流通口（301）边缘上方，上斜向搅板（302）为倾斜设置，上斜向搅板（302）上边缘朝向顺时针方向设置；所述上循环搅盘（3）中间纵向贯穿开设有上导孔（303），上导孔（303）内表面设有凹槽，上导孔（303）与旋轴（2）滑动连接，上循环搅盘（3）上开设有弧形结构的上循环口（304），上循环口（304）下方设有第一导向内槽（305），上循环搅盘（3）上开设有四处锁块滑槽（306），锁块滑槽（306）的两侧壁上分别开设有一处锁块导口（307），锁块滑槽（306）内部滑动连接有对接锁柱（7），对接锁柱（7）的侧面设有锁柱滑块（701），锁柱滑块（701）与锁块导口（307）滑动连接，起到导向的作用，对接锁柱（7）的内表面设有锁柱顶簧（702），锁柱顶簧（702）的里端固定连接上循环搅盘（3）的下表面，对接锁柱（7）上端固定连接有锁柱拉板（703）；所述中间连筒（4）的筒壁上贯穿开设有四处刷体导口（401），中间连筒（4）的内筒面上边缘固定连接有四处锁柱插块（402）；所述下循环搅盘（5）上纵向贯穿开设有六处下流通口（501），下循环搅盘（5）的下方固定连接有六处下斜向搅板（502）；所述下循环搅盘（5）中间纵向开设有下导孔（503），下导孔（503）滑动连接旋轴（2）；下循环搅盘（5）上开设有下循环口（504），下循环口（504）内部开设有第二导向内槽（505）。
2.如权利要求1所述一种节约能耗的碳酸乙烯酯生产装置，其特征在于：所述离心式清洁刷（6）的远离反应容器（1）中心方向的端面上固定连接有尼龙刷板（601），离心式清洁刷（6）的朝向反应容器（1）中心方向的端面上固定连接有长方体实心铁块的配重推板（602），配重推板（602）外表面与中间连筒（4）内表面之间固定连接有收缩顶簧（603）。
3.如权利要求2所述一种节约能耗的碳酸乙烯酯生产装置，其特征在于：所述第一旋转堵环（8）上贯穿开设有两处扇形结构的第一环体通槽（801），第一旋转堵环（8）的上表面固定连接有旋转凸块（802），第一旋转堵环（8）转动连接在第一导向内槽（305）内部。
4.如权利要求1所述一种节约能耗的碳酸乙烯酯生产装置，其特征在于：所述第二旋转堵环（9）上贯穿开设有两处扇形结构的第二环体通槽（901），第二旋转堵环（9）的上表面固定连接有堵环连接杆（902），堵环连接杆（902）的上端固定连接第一旋转堵环（8）的下表面，第二旋转堵环（9）转动连接在第二导向内槽（505）内部。
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