CN209109183U - 连续反应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种连续反应装置，包括：混合器，混合器具有混合腔，混合腔用于混合待混合物料；振荡部，振荡部与混合腔连通，振荡部用于为待混合物料在混合腔内做往复运动提供动力，以使混合腔内的待混合物料形成振荡流而充分混合。本实用新型解决了现有技术中的待混合物料在混合器的混合腔内混合时，存在混合不充分的问题。

Description

连续反应装置

技术领域

本实用新型涉及化工生产技术领域，具体而言，涉及一种连续反应装置。

背景技术

待混合物料在混合器的混合腔内混合、反应或结晶时，存在沉积结垢、混合不充分以及反应不充分等问题。因此，需要提供一种连续反应装置，能够有效地避免待混合物料沉积结垢，提升待混合物料的混合效果或反应效果，保证连续反应装置具有良好的反应稳定性和合成效率。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种连续反应装置，以解决现有技术中的待混合物料在混合器的混合腔内混合时，存在混合不充分的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种连续反应装置，包括：混合器，混合器具有混合腔，混合腔用于混合待混合物料；振荡部，振荡部与混合腔连通，振荡部用于为待混合物料在混合腔内做往复运动提供动力，以使混合腔内的待混合物料形成振荡流而充分混合。

进一步地，混合器具有与混合腔连通的进料口和出料口，振荡部包括第一振荡结构和第二振荡结构，其中，第一振荡结构与进料口连通，第二振荡结构与出料口连通。

进一步地，第一振荡结构和第二振荡结构均为隔膜泵，以使第一振荡结构和第二振荡结构之间的待混合物料形成振荡流。

进一步地，第一振荡结构包括隔膜泵和单向阀，隔膜泵具有物料入口和物料出口，物料出口与混合腔连通，单向阀设置在物料入口处，第二振荡结构为缓冲罐。

进一步地，连续反应装置还包括第一连接管路和第二连接管路，第一振荡结构包括第一脉动阻尼器和第一输送泵，其中，第一脉动阻尼器通过第一连接管路与进料口连通，第一输送泵通过第二连接管路与第一脉动阻尼器并联设置；连续反应装置还包括第三连接管路和第四连接管路，第二振荡结构包括第二脉动阻尼器和第二输送泵，其中，第二脉动阻尼器通过第三连接管路与出料口连通，第二输送泵通过第四连接管路与第二脉动阻尼器并联设置。

进一步地，连续反应装置还包括流路切换阀，第二连接管路和第一连接管路的靠近进料口的连通位置处设置有一个流路切换阀，第四连接管路和第三连接管路的靠近出料口的连通位置处设置有一个流路切换阀。

进一步地，第一输送泵和第二输送泵为离心泵或电磁泵。

进一步地，连续反应装置还包括主输入管路和至少两个分支输入管路，主输入管路与第一振荡结构连通，各分支输入管路的一端与主输入管路连通，各分支输入管路的另一端与进料瓶连通，且各分支输入管路上分别设置有一个进料泵；连续反应装置还包括输出管路，输出管路的一端与第二振荡结构连通，输出管路的另一端与接料瓶连通。

进一步地，连续反应装置还包括设置在输出管路上的第一背压阀。

进一步地，连续反应装置还包括设置在主输入管路上的第二背压阀或设置在主输入管路上的蠕动泵。

进一步地，混合器为静态混合管。

进一步地，第一振荡结构和第二振荡结构通过曲轴连接。

应用本实用新型的技术方案，通过设置与混合器的混合腔连通的振荡部，为待混合物料在混合腔内做往复运动提供动力，从而使混合腔内的待混合物料形成振荡流而充分混合。本申请提供的连续反应装置，能够有效地避免待混合物料沉积结垢，提升待混合物料的混合效果或反应效果，保证连续反应装置具有良好的反应稳定性和合成效率。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的实施例一的连续反应装置示意图；

图2示出了根据本实用新型的实施例二的连续反应装置示意图；

图3示出了根据本实用新型的实施例三的连续反应装置示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、混合器；11、混合腔；111、进料口；112、出料口；20、振荡部；21、第一振荡结构；210、隔膜泵；211、第一脉动阻尼器；212、第一输送泵；22、第二振荡结构；221、第二脉动阻尼器；222、第二输送泵；30、第一连接管路；40、第二连接管路；50、第三连接管路；60、第四连接管路；70、流路切换阀；80、主输入管路；90、分支输入管路；100、进料瓶；110、进料泵；120、输出管路；130、接料瓶；140、第一背压阀；150、第二背压阀；160、正压管路。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出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。

为了解决现有技术中的待混合物料在混合器的混合腔内混合时，存在混合不充分的问题，本实用新型提供了一种连续反应装置。

需要说明的是，本申请所涉及的第一背压阀140和第二背压阀150是指可以实现背压功能的弹簧式背压调节阀或其他弹簧式背压调节装置，如安全溢流阀等。

如图1至图3所示，连续反应装置包括混合器10，混合器10具有混合腔11，混合腔11用于混合待混合物料；振荡部20，振荡部20与混合腔11连通，振荡部20用于为待混合物料在混合腔11内做往复运动提供动力，以使混合腔11内的待混合物料形成振荡流而充分混合。

通过设置与混合器10的混合腔11连通的振荡部20，为待混合物料在混合腔11内做往复运动提供动力，从而使混合腔11内的待混合物料形成振荡流而充分混合。本申请提供的连续反应装置，能够有效地避免待混合物料沉积结垢，提升待混合物料的混合效果或反应效果，保证连续反应装置具有良好的反应稳定性和合成效率。

当本申请提供的连续反应装置应用在连续结晶时，可以避免晶体贴壁结垢，使结晶更完全。

本申请提供的连续反应装置在不增加进料速度和反应器长度及体积，不降低物料的保留时间并使反应保留时间不受静态混合管长度限制可任意延长的前提下，增加管式连续反应器内流体轴向瞬时速度并实现柱塞泵任意压力连续精确进料。

还需要说明的是，本申请所涉及的“连续反应装置”或“连续反应器”包括但不仅限于做化学反应的装置，还应当包括连续萃取或连续后处理等各种流程工业生产过程所用的装置。

如图1至图3所示，混合器10具有与混合腔11连通的进料口111和出料口112，振荡部20包括第一振荡结构21和第二振荡结构22，其中，第一振荡结构21与进料口111连通，第二振荡结构22与出料口112连通。这样，第一振荡结构21和第二振荡结构22配合使用，使待混合物料在混合腔11内做往复运动。

可选地，混合器10为管式反应器，本申请提供的连续反应装置能够增加管式反应器内流体的轴向瞬时速度。

可选地，混合器10为静态混合管或者其他的填料混合装置。

当混合器10为静态混合管时，本申请提供的连续反应装置，能够在不增加待混合物料的进料速度的前提下，大幅度地提升静态混合管的混合效果，并使反应时间不受静态混合管的长度限制而任意延长。

如图1至图3所示，连续反应装置还包括主输入管路80和至少两个分支输入管路90，主输入管路80与第一振荡结构21连通，各分支输入管路90的一端与主输入管路80连通，各分支输入管路90的另一端与进料瓶100连通，且各分支输入管路90上分别设置有一个进料泵110；连续反应装置还包括输出管路120，输出管路120的一端与第二振荡结构22连通，输出管路120的另一端与接料瓶130连通。这样，各进料瓶100用于存储不同的待混合物料，使不同的待混合物料在混合器10内进行混合或反应后，再由输出管路120输送至接料瓶130内。

可选地，进料泵110为柱塞泵。

可选地，连续反应装置还包括设置在输出管路120上的第一背压阀140。本申请通过设置第一背压阀140，保证连续反应装置不出现负压，避免吸入气体后，液压无法有效地传递，从而影响连续反应装置的振荡效率。

可选地，连续反应装置还包括设置在主输入管路80上的第二背压阀150或设置在主输入管路80上的蠕动泵，本申请通过设置第二背压阀150或蠕动泵，从而避免连续反应装置出现负压后从进料瓶100中吸取过多的待混合物料。

本申请根据为待混合物料在混合腔11内做往复运动提供动力的振荡源不同，提供了三种具体实施例，下面进行详细地阐述。

需要说明的是，在图1至图3的三种具体实施例中，混合器10均为静态混合管。

实施例一

如图1所示，第一振荡结构21和第二振荡结构22均为隔膜泵，以使第一振荡结构21和第二振荡结构22之间的待混合物料形成振荡流。这样，隔膜泵的两端不具有单向阀，通过控制两个隔膜泵的容积变化，从而使待混合物料在第一振荡结构21和第二振荡结构22之间流动并形成振荡流，从而使待混合物料充分混合或充分反应，避免待混合物料沉积结垢。

可选地，第一振荡结构21和第二振荡结构22通过曲轴连接。这样，两个隔膜泵通过同一曲轴控制两个隔膜泵的容积变化，从而使在第一振荡结构21和第二振荡结构22之间的待混合物料形成振荡流。

可选地，振荡部20为双头隔膜泵，双头隔膜泵的两头分别与进料口111和出料口112连通。

可选地，隔膜泵的膜片由聚四氟乙烯(PTFE)制成。

可选地，隔膜泵为液压隔膜计量泵，能够精确地调节待混合物料振荡的频率和振幅。

由于活塞式的振荡源受到活塞密封材质的限制，导致物料适应性差，很多有机溶剂会与活塞密封材质反应，从而导致活塞式的振荡源的密封性能不好，压力较高或者长期使用过程中容易出现泄漏问题，而本申请提供的连续反应装置利用隔膜泵作为振荡源，隔膜泵的膜片不易与有机溶剂反应，从而使连续反应装置具有更广的物料适应性，更好的密封性能，能够适用于更高的压力，在压力较高或者长期使用的过程中部容易出现泄漏问题。

可选地，本申请提供的连续反应装置的振荡部20也可以采用其他的变容积式隔膜腔体，来实现为待混合物料在混合腔11内做往复运动提供动力的功能。

在实施例一中，如图1所示，输出管路120上设置有第一背压阀140，通过第一背压阀140维持输出管路120的正压，避免气体进入连续反应装置内，影响连续反应装置的振荡效率。可选地，第一背压阀140的开启压力为反应所需压力。需要说明的是，本申请涉及的反应所需压力是指待混合物料在连续反应装置内混合并反应时所需的压力。

实施例二

如图2所示，第一振荡结构21包括隔膜泵210和单向阀，隔膜泵具有物料入口和物料出口，隔膜泵的物料出口与混合腔11连通，单向阀设置在隔膜泵的物料入口处，第二振荡结构22为缓冲罐，用于容纳待混合物料。这样，通过控制一个隔膜泵210的容积变化，使待混合物料在隔膜泵210和缓冲罐之间流动并形成振荡流，从而使待混合物料充分混合或充分反应，避免待混合物料沉积结垢。

在实施例二中，保证待混合物料能够在隔膜泵210和缓冲罐之间流动并形成振荡流的同时，减少了一个隔膜泵，这样，仅需要控制一个隔膜泵的容积变化，简化了连续反应装置的控制操作。

在实施例二中，如图2所示，输出管路120上设置有第一背压阀140，在主输入管路80上的第二背压阀150，通过第一背压阀140维持输出管路120的正压，避免气体进入连续反应装置内，影响连续反应装置的振荡效率，其中，主输入管路80包括连接在第二背压阀150与分支输入管路90之间的正压管路160，通过第二背压阀150维持正压管路160正压，避免过多吸入待混合物料，实现连续准确地进料。可选地，第一背压阀140的开启压力为反应所需压力；第二背压阀150的开启压力大于等于0.2MPa。

实施例三

如图3所示，连续反应装置还包括第一连接管路30和第二连接管路40，第一振荡结构21包括第一脉动阻尼器211和第一输送泵212，其中，第一脉动阻尼器211通过第一连接管路30与进料口111连通，第一输送泵212通过第二连接管路40与第一脉动阻尼器211并联设置；连续反应装置还包括第三连接管路50和第四连接管路60，第二振荡结构22包括第二脉动阻尼器221和第二输送泵222，其中，第二脉动阻尼器221通过第三连接管路50与出料口112连通，第二输送泵222通过第四连接管路60与第二脉动阻尼器221并联设置。

如图3所示，连续反应装置还包括流路切换阀70，第二连接管路40和第一连接管路30的靠近进料口111的连通位置处设置有一个流路切换阀70，第四连接管路60和第三连接管路50的靠近出料口112的连通位置处设置有一个流路切换阀70。

具体地，流路切换阀70为二位三通阀，连续反应装置处于进程状态时，控制第一脉动阻尼器211与进料口111之间处于阻断状态，第一输送泵212与进料口111之间处于导通状态；控制第二输送泵222与出料口112之间处于阻断状态，控制第二脉动阻尼器221与出料口112之间处于导通状态；第一输送泵212将第一脉动阻尼器211内的待混合物料通过第二连接管路40泵送至第二脉动阻尼器221中。连续反应装置处于回程状态时，连续反应装置处于进程状态时，第一输送泵212与进料口111之间处于阻断状态，控制第一脉动阻尼器211与进料口111之间处于导通状态；控制第二脉动阻尼器221与出料口112之间处于阻断状态，控制第二输送泵222与出料口112之间处于导通状态；第一输送泵212将第二脉动阻尼器221内的待混合物料通过第二连接管路40泵送至第一脉动阻尼器211中，从而为待混合物料在混合腔11内做往复运动提供动力，使混合腔11内的待混合物料形成振荡流而充分混合。

可选地，第一输送泵212和第二输送泵222为离心泵或电磁泵。

可选地，第一输送泵212和第二输送泵222还可以为其他的能够为待混合物料的流动提供恒定压力的叶片泵。

在实施例三中，如图3所示，输出管路120上设置有第一背压阀140，在主输入管路80上的第二背压阀150，通过第一背压阀140维持输出管路120的正压，避免气体进入连续反应装置内，在实施例三中即使有气体进入也不会影响连续反应装置的振荡效率。其中，主输入管路80包括连接在第二背压阀150与分支输入管路90之间的正压管路160，通过第二背压阀150维持正压管路160正压，避免过多吸入待混合物料，实现连续准确地进料。可选地，第一背压阀140的开启压力为反应所需压力；第二背压阀150的开启压力大于等于0.2MPa。

可选地，在实施例三的基础上，本申请一未图示实施例中，第一输送泵212和第二输送泵222均为离心泵，连续反应装置还包括放气阀，放气阀设置在第一连接管路30和/或第三连接管路50上，离心泵位于低端，若连续反应装置中有气体，气体会集中于上方随放气阀排出，避免影响离心泵提供恒定压力，当只使用第一输送泵212时，气体也可以由输出管路120排出，这样，采用离心泵作为振荡源，可以适用于较长的混合器内有气体的情况。

本申请提供的连续反应装置，能够有效地避免待混合物料沉积结垢，提升待混合物料的混合效果或反应效果，保证连续反应装置具有良好的反应稳定性和合成效率，同时，本申请提供的连续反应装置具有较高的自动化程度，能够连续进料和连续出料，能够应用于大规模的生产。本申请提供的连续反应装置能够在不改变进料速度的前提下解决连续反应装置液液非均相反应以及非搅拌连续萃取混合的难题，解决微反应器中的混合问题，解决气液两相反应以及管式反应器内固液两相反应中有固体沉积结垢的问题。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种连续反应装置，其特征在于，包括：

混合器(10)，所述混合器(10)具有混合腔(11)，所述混合腔(11)用于混合待混合物料；

振荡部(20)，所述振荡部(20)与所述混合腔(11)连通，所述振荡部(20)用于为所述待混合物料在所述混合腔(11)内做往复运动提供动力，以使所述混合腔(11)内的所述待混合物料形成振荡流而充分混合；所述混合器(10)具有与所述混合腔(11)连通的进料口(111)和出料口(112)，所述振荡部(20)包括第一振荡结构(21)和第二振荡结构(22)，其中，所述第一振荡结构(21)与所述进料口(111)连通，所述第二振荡结构(22)与所述出料口(112)连通。

2.根据权利要求1所述的连续反应装置，其特征在于，所述第一振荡结构(21)和所述第二振荡结构(22)均为隔膜泵，以使所述第一振荡结构(21)和所述第二振荡结构(22)之间的所述待混合物料形成振荡流。

3.根据权利要求1所述的连续反应装置，其特征在于，所述第一振荡结构(21)包括隔膜泵(210)和单向阀，所述隔膜泵具有物料入口和物料出口，所述物料出口与所述混合腔(11)连通，所述单向阀设置在所述物料入口处，所述第二振荡结构(22)为缓冲罐。

4.根据权利要求1所述的连续反应装置，其特征在于，

所述连续反应装置还包括第一连接管路(30)和第二连接管路(40)，所述第一振荡结构(21)包括第一脉动阻尼器(211)和第一输送泵(212)，其中，所述第一脉动阻尼器(211)通过所述第一连接管路(30)与所述进料口(111)连通，所述第一输送泵(212)通过所述第二连接管路(40)与所述第一脉动阻尼器(211)并联设置；

所述连续反应装置还包括第三连接管路(50)和第四连接管路(60)，所述第二振荡结构(22)包括第二脉动阻尼器(221)和第二输送泵(222)，其中，所述第二脉动阻尼器(221)通过所述第三连接管路(50)与所述出料口(112)连通，所述第二输送泵(222)通过所述第四连接管路(60)与所述第二脉动阻尼器(221)并联设置。

5.根据权利要求4所述的连续反应装置，其特征在于，所述连续反应装置还包括流路切换阀(70)，所述第二连接管路(40)和所述第一连接管路(30)的靠近所述进料口(111)的连通位置处设置有一个所述流路切换阀(70)，所述第四连接管路(60)和所述第三连接管路(50)的靠近所述出料口(112)的连通位置处设置有一个所述流路切换阀(70)。

6.根据权利要求4所述的连续反应装置，其特征在于，所述第一输送泵(212)和所述第二输送泵(222)为离心泵或电磁泵。

7.根据权利要求1所述的连续反应装置，其特征在于，

所述连续反应装置还包括主输入管路(80)和至少两个分支输入管路(90)，所述主输入管路(80)与所述第一振荡结构(21)连通，各所述分支输入管路(90)的一端与所述主输入管路(80)连通，各所述分支输入管路(90)的另一端与进料瓶(100)连通，且各所述分支输入管路(90)上分别设置有一个进料泵(110)；

所述连续反应装置还包括输出管路(120)，所述输出管路(120)的一端与所述第二振荡结构(22)连通，所述输出管路(120)的另一端与接料瓶(130)连通。

8.根据权利要求7所述的连续反应装置，其特征在于，所述连续反应装置还包括设置在所述输出管路(120)上的第一背压阀(140)。

9.根据权利要求7所述的连续反应装置，其特征在于，所述连续反应装置还包括设置在所述主输入管路(80)上的第二背压阀(150)或设置在所述主输入管路(80)上的蠕动泵。

10.根据权利要求1所述的连续反应装置，其特征在于，所述混合器(10)为静态混合管。

11.根据权利要求2所述的连续反应装置，其特征在于，所述第一振荡结构(21)和所述第二振荡结构(22)通过曲轴连接。