CN209333755U - 一种固液混合反应釜 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种固液混合反应釜，其解决了现有固液反应釜密封件或搅拌轴过度磨损的技术问题，其设有釜体、设置在釜体顶部釜盖、设置在釜体内搅拌轴和设置在釜体外侧减速电机；密封装置设有密封组件，密封组件设有动环、静环；动环为倒杯形结构，搅拌轴与动环密封固定连接；静环设有圆筒体和杯状体，圆筒体外壁连接设有向上延伸杯状体，圆筒体和杯状体形成空腔，空腔内注入液体；搅拌轴穿过圆筒体内腔，且与圆筒体内壁之间互不连接；动环杯壁向下***空腔内，且动环杯沿位于液体液面之下，动环和静环之间互不连接；搅拌口下方设有挡料伞，挡料伞遮住搅拌口，搅拌轴与挡料伞密封固定连接，可广泛应用于反应釜技术领域。

Description

一种固液混合反应釜

技术领域

本实用新型涉及反应釜技术领域，特别涉及一种固液混合反应釜。

背景技术

反应釜的广义理解即有物理或化学反应的不锈钢容器，根据不同的工艺条件需求进行容器的结构设计与参数配置，设计条件、过程、检验及制造、验收需依据相关技术标准，以实现工艺要求的加热、蒸发、冷却及低高速的混配反应功能。反应釜根据不同的生产工艺、操作条件等不尽相同，反应釜的设计结构及参数不同，即反应釜的结构样式不同，属于非标的容器设备。

现有的固液反应釜在反应过程中，发现机械密封或填料密封极易受扬尘、结晶的影响，造成密封件或搅拌轴过度磨损，致使设备停工检修甚至报废，难以达到连续生产的要求。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决上述技术的不足，提供一种固液混合反应釜，用隔离粉尘的高效率非接触密封结构，在完全隔离的同时大大延长工作周期，实现连续生产。

为此，本实用新型提供一种固液混合反应釜，其设有釜体、设置在釜体顶部的釜盖、设置在釜体内的搅拌轴和设置在釜体外侧的减速电机；搅拌轴的上端延伸到釜体的外侧，穿过密封装置与减速电机的输出轴传动连接；密封装置设有筒状机架和密封组件，密封组件设置在机架内，机架与釜盖相连接；釜盖设有进料口，釜体的底部设有出料口，密封组件设有动环、静环和支撑法兰盘；动环为倒杯形结构，搅拌轴穿过动环的杯底的中轴线，且与杯底密封固定连接；静环设有圆筒体和杯状体，圆筒体的外壁连接设有向上延伸的杯状体，圆筒体和杯状体形成空腔，空腔内注入非腐蚀性或弱腐蚀性的液体；搅拌轴穿过圆筒体的内腔，且搅拌轴的外壁与圆筒体的内壁之间互不连接；动环的杯壁向下***空腔内，且动环的杯沿位于液体的液面之下，动环和静环之间互不连接；杯状体与支撑法兰盘相连接，支撑法兰盘与机架相连接；机架的底部与釜盖相连接之处设有搅拌口，搅拌口的下方、且搅拌轴的上端设有挡料伞，挡料伞遮住搅拌口，挡料伞为盘状结构，且其中心处设有轴安装孔；搅拌轴穿过轴安装孔，且通过第一轴套与挡料伞密封固定连接。

优选的，挡料伞为圆盘状结构，挡料伞的四周边沿处向下纵向延伸。

优选的，搅拌轴的上端通过第二轴套套接有消泡搅拌器，消泡搅拌器设置在挡料伞的下方，消泡搅拌器设有蛇形消泡管。

优选的，釜盖上还连通设有雷达液位计。

优选的，釜体内上部设有冲洗装置，冲洗装置设有进液管、冲洗管和喷淋头；进液管的一端与冲洗管相连通，进液管的另一端穿过釜盖并伸出；冲洗管为环状结构，且冲洗管上均布连通设有喷淋头，喷淋头的喷淋口朝向釜体的内壁。

优选的，搅拌轴的上段设有三窄叶旋桨，搅拌轴的下段设有三叶后掠式旋桨，形成二级组合式搅拌。

优选的，釜体内设有纵向条形挡板和横向筋条，纵向条形挡板通过横向筋条与釜体的内壁相连接，且纵向条形挡板与釜体的内壁之间留有缝隙；纵向条形挡板和横向筋条以搅拌轴为中心轴线呈环形阵列分布。

优选的，液体为水。

优选的，搅拌轴与动环的杯底通过O型圈密封连接；杯状体的杯壁的顶部设有环状遮沿，环状遮沿的一端与杯状体的杯壁相连接，环状遮沿的另一端向圆筒体的方向延伸，且与圆筒体互不连接。

优选的，釜体的底部还连通设有进气管。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供一种固液混合反应釜，具备了结构简单、易于清理、工作稳定、生产周期短、高效高产能等显著的优点，能够满足产业化、连续化生产的要求。

(1)密封装置、挡料伞、消泡搅拌器组合的一种搅拌反应釜用隔离粉尘的高效率非接触密封结构，在完全隔离的同时大大延长工作周期，达到连续生产的目的。

(2)冲洗装置、三窄叶旋桨、三叶后掠式旋桨组合的一种适用于固液混合的搅拌反应釜，利用回流液体避免粉末固体附着内壁，同时依靠三窄叶旋桨和三叶后掠式旋桨配合的多流向及分散作用达到两态物料完全均匀混合的效果。

(3)消泡搅拌器与雷达液位计配合，相当大程度上提高了固液混合搅拌反应釜的液面监测精度，并且避免了传统液位计堵塞情况的发生。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1所示的A部放大图的结构示意图；

图3是图1所示的挡料伞的剖视图的结构示意图；

图4是图3的仰视图的结构示意图；

图5是图1所示的冲洗装置的结构示意图；

图6是图5所示的仰视图的结构示意图；

图7是图1所示的消泡搅拌器的结构示意图；

图8是图1所示的纵向条形挡板的A-A剖视图的结构示意图。

图中标记：1.釜体，2.釜盖，3.搅拌轴，4.电机，5.齿轮减速器， 6.进料口，7.出料口，8.进气管，9.机架，10.动环，11.静环，12.支撑法兰盘，13.O型圈，14.圆筒体，15.杯状体，16.空腔，17.液体， 18.环状遮沿，19.搅拌口，20.挡料伞，21.轴安装孔，22.第一轴套，23.第二轴套，24.消泡搅拌器，25.蛇形消泡管，26.雷达液位计，27.冲洗装置，28.进液管，29.冲洗管，30.喷淋头，31.三窄叶旋桨，32.三叶后掠式旋桨，33.纵向条形挡板，34.横向筋条，35.缝隙。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以助于理解本实用新型的内容。本实用新型中所使用的方法如无特殊规定，均为常规的方法；所使用的原料和装置，如无特殊规定，均为常规的市售产品。

由图1所示，本实用新型提供一种固液混合反应釜，其设有釜体1、设置在釜体1顶部的釜盖2、设置在釜体1内的搅拌轴3和设置在釜体1 外侧的减速电机，减速电机由电机4与齿轮减速器5组合而成，减速电机设置在筒状机架9的顶部，搅拌轴3的上端延伸到釜体1的外侧，穿过密封装置与减速电机的动力输出轴传动连接。釜盖2设有进料口6，该进料口6为人孔结构，用于向内加入固体和液体原料。釜体1的底部分别设有出料口7和进气管8，出料口7用于从釜体1内向外排出反应完成后的产品，进气管8用于在反应时向釜体1内通入惰性气体，例如氮气等，使固液反应在惰性气体环境下进行，避免反应受到氧气的影响。

由图1、图2所示，本实用新型密封装置设有机架9和密封组件，密封组件设置在机架9内，机架9与釜盖2相连接；密封组件设有动环10、静环11和支撑法兰盘12；动环10为倒杯形结构，搅拌轴3穿过动环10 的杯底的中轴线，且与动环10的杯底密封固定连接，最好是搅拌轴3与动环10的杯底通过O型圈13密封连接；静环11设有圆筒体14和杯状体15，圆筒体14的外壁连接设有向上延伸的杯状体15，圆筒体14和杯状体15形成空腔16，空腔16内注入非腐蚀性或弱腐蚀性的液体17，液体17最好为水，釜温小于100℃均可使用；搅拌轴3穿过圆筒体14的内腔，且搅拌轴3的外壁与圆筒体14的内壁之间互不连接；动环10的杯壁向下***空腔16内，且动环10的杯沿位于液体17的液面之下，动环 10和静环11之间互不连接；杯状体15与支撑法兰盘12固定连接，支撑法兰盘12与机架9固定连接；杯状体15的杯壁的顶部最好设有环状遮沿18，环状遮沿18的一端与杯状体15的杯壁相连接，环状遮沿18的另一端向圆筒体14的方向延伸，且与圆筒体14互不连接，避免外界杂质进入到空腔16内污染液体17。在传动结构上，采用结构简单的水封形式代替传统形式的机械密封，将现有动静环摩擦式密封改为本实用新型液面下非接触式密封，不仅非常有效地避免了固体颗粒对密封面的磨损，而且完全隔离粉体扬尘的泄漏 ，甚至将传动功效损失降低为零。

由图1、图3、图4所示，机架9的底部与釜盖2相连接之处设有搅拌口 19，搅拌口19的下方、且搅拌轴3的上端设有挡料伞20，挡料伞20的大小可遮住搅拌口19，挡料伞20为盘状结构，且其中心处设有轴安装孔21；搅拌轴3穿过轴安装孔21，且通过第一轴套22与挡料伞20密封固定连接。挡料伞20为圆盘状结构，挡料伞20的四周边沿处向下纵向延伸。搅拌过程中釜内物料在搅拌器的作用下充分混合，挡料伞20随搅拌轴3转动，极大程度避免扬尘物料从搅拌口19进入密封装置中，使水封维护间隔时间加长，对于釜体1内的溶液溅到挡料伞20的底面，可沿着挡料伞20的四周边沿处向下纵向流动，积累到一定量再次落入到反应釜内。

由图1、图7所示，搅拌轴3的上端通过第二轴套23套接有消泡搅拌器 24，消泡搅拌器24设置在挡料伞20的下方，消泡搅拌器24设有蛇形消泡管25。釜盖2上还连通设有雷达液位计26。在搅拌***中增加消泡搅拌器 24，而液位计采用顶端安装的雷达液位计26，代替了现有普通玻璃管式液位计，消泡搅拌器24的蛇形消泡管25刮料消泡作用很有效地去除去搅拌产生的液面层气泡，既防止气泡上升带起固体物料，又保证了雷达液位计26液位数据的精确性，另外，雷达液位计26的顶端优势完全避免了釜体1内固体物料堵塞现有液位计管。

由图1、图5、图6所示，釜体1内上部设有冲洗装置27，冲洗装置27 设有进液管28、冲洗管29和喷淋头30；进液管28的一端与冲洗管29相连通，进液管28的另一端穿过釜盖2并伸出；冲洗管29为环状结构，且冲洗管29上均布连通设有喷淋头30，喷淋头30的喷淋口朝向釜体1的内壁。因为釜体1内固液反应工艺过程为粉体与液相混合，并在工艺过程中常伴随结晶产生，因此，冲洗装置27配备喷淋头30，搅拌过程中可利用反应釜的回流电解液从进液管28进入，经过冲洗管29，然后从喷淋头30的喷淋口喷出，冲刷附着在釜体1内壁上粘附的粉体，减少扬尘。

由图1、图8所示，搅拌轴3的上段设有市售三窄叶旋桨31，搅拌轴3 的下段设有市售三叶后掠式旋桨32，形成二级组合式搅拌。釜体1内设有纵向条形挡板33和横向筋条34，纵向条形挡板33通过横向筋条34与釜体1 的内壁相连接，且纵向条形挡板33与釜体1的内壁之间留有缝隙35，防止固液混合物料堆积；纵向条形挡板33和横向筋条34以搅拌轴3为中心轴线呈环形阵列分布。三叶后掠式旋桨32以切向流为主，兼具轴向流特性，三叶后掠式旋桨32的桨叶一定的倾角使外侧液流达到沿容器壁螺旋向上的效果，而中间流旋转向下，拥有了分散、剪切物料的作用，上层三窄叶旋桨31为轴流桨，辅助下层三叶后掠式旋桨32的搅拌效果，很大程度上增强搅拌液流的大循环，再配合纵向条形挡板33扰流作用，使得中心漩涡减小，剪切力明显提升，促使固液混合物料分散为细滴，在釜体1内部处于悬浮状态，不致附聚堆积，从而达到均匀充分混合、细化晶粒并使晶粒球形化的效果。

本实用新型适用于反应釜用固液混合反应，以磷酸铁锂(LiFePO₄) 合成为例，从进料口6向釜体1内加入电解液，再向电解液中加入铁源、磷源和锂源粉体，然后从进气管8向釜体1内持续通入N₂，在N₂环境保护下通过三窄叶旋桨31和三叶后掠式旋桨32组合，利用增强搅拌液流大循环的方式达到电解液均匀充分混合、细化晶粒并使晶粒球形化的效果搅拌作，同时利用冲洗装置27，反应釜在反应过程中，通过釜外进液管28 不断补给电解液至固定在釜内的冲洗装置27，然后电解液通过喷淋头30 冲刷掉釜体1内壁附着的粉体或结晶，以保证混合均匀，为防止釜体1内有搅拌死区，设置了纵向条形挡板33，它可使流体的切向流动转变为轴向和径向流动，同时增大釜体1内的液体的湍动程度，从而改善搅拌效果；此过程中密封装置可有效阻隔粉体溢出釜外，并且利用非接触式简单密封完全避免了传统传动密封的机械磨损，与挡料伞20协同作用防止扬尘物料进入水封，大大减少了清洗次数，延长了生产周期，达到连续生产的目的；搅拌***中的消泡搅拌器24即防止扬尘与结晶到达传动轴上端，又与雷达液位计26配合，避免了传统液位计堵塞维修，提高工作效率和监测精度。

本实用新型与现有设备操作工况相比，具备了结构简单、工作稳定、反应环境洁净、生产周期短、高效高产能等显著的优点，能够满足产业化、连续化生产的要求。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“左”、“右”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“前”、“后”、“内”、“外”、“背”、“中间”等指示的方位或位置关系为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，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具备特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

惟以上所述者，仅为本实用新型的具体实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施的范围，故其等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修改，皆应仍属本实用新型权利要求书涵盖之范畴。

Claims (10)

1.一种固液混合反应釜，其设有釜体、设置在所述釜体顶部的釜盖、设置在所述釜体内的搅拌轴和设置在所述釜体外侧的减速电机；所述搅拌轴的上端延伸到所述釜体的外侧，穿过密封装置与所述减速电机的输出轴传动连接；所述密封装置设有筒状机架和密封组件，所述密封组件设置在所述机架内，所述机架与所述釜盖相连接；所述釜盖设有进料口，所述釜体的底部设有出料口，其特征在于，所述密封组件设有动环、静环和支撑法兰盘；所述动环为倒杯形结构，所述搅拌轴穿过所述动环的杯底的中轴线，且与所述杯底密封固定连接；所述静环设有圆筒体和杯状体，所述圆筒体的外壁连接设有向上延伸的所述杯状体，所述圆筒体和所述杯状体形成空腔，所述空腔内注入非腐蚀性或弱腐蚀性的液体；所述搅拌轴穿过所述圆筒体的内腔，且所述搅拌轴的外壁与所述圆筒体的内壁之间互不连接；所述动环的杯壁向下***所述空腔内，且所述动环的杯沿位于所述液体的液面之下，所述动环和所述静环之间互不连接；所述杯状体与所述支撑法兰盘相连接，所述支撑法兰盘与所述机架相连接；所述机架的底部与所述釜盖相连接之处设有搅拌口，所述搅拌口的下方、且所述搅拌轴的上端设有挡料伞，所述挡料伞遮住所述搅拌口，所述挡料伞为盘状结构，且其中心处设有轴安装孔；所述搅拌轴穿过所述轴安装孔，且通过第一轴套与所述挡料伞密封固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种固液混合反应釜，其特征在于，所述挡料伞为圆盘状结构，所述挡料伞的四周边沿处向下纵向延伸。

3.根据权利要求1或2所述的一种固液混合反应釜，其特征在于，所述搅拌轴的上端通过第二轴套套接有消泡搅拌器，所述消泡搅拌器设置在所述挡料伞的下方，所述消泡搅拌器设有蛇形消泡管。

4.根据权利要求3所述的一种固液混合反应釜，其特征在于，所述釜盖上还连通设有雷达液位计。

5.根据权利要求1所述的一种固液混合反应釜，其特征在于，所述釜体内上部设有冲洗装置，所述冲洗装置设有进液管、冲洗管和喷淋头；所述进液管的一端与所述冲洗管相连通，所述进液管的另一端穿过所述釜盖并伸出；所述冲洗管为环状结构，且所述冲洗管上均布连通设有所述喷淋头，所述喷淋头的喷淋口朝向所述釜体的内壁。

6.根据权利要求1或5所述的一种固液混合反应釜，其特征在于，所述搅拌轴的上段设有三窄叶旋桨，所述搅拌轴的下段设有三叶后掠式旋桨，形成二级组合式搅拌。

7.根据权利要求6所述的一种固液混合反应釜，其特征在于，所述釜体内设有纵向条形挡板和横向筋条，所述纵向条形挡板通过所述横向筋条与所述釜体的内壁相连接，且所述纵向条形挡板与所述釜体的内壁之间留有缝隙；所述纵向条形挡板和所述横向筋条以所述搅拌轴为中心轴线呈环形阵列分布。

8.根据权利要求1所述的一种固液混合反应釜，其特征在于，所述液体为水。

9.根据权利要求1所述的一种固液混合反应釜，其特征在于，所述搅拌轴与所述动环的所述杯底通过O型圈密封连接；所述杯状体的杯壁的顶部设有环状遮沿，所述环状遮沿的一端与所述杯状体的杯壁相连接，所述环状遮沿的另一端向所述圆筒体的方向延伸，且与所述圆筒体互不连接。

10.根据权利要求1所述的一种固液混合反应釜，其特征在于，所述釜体的底部还连通设有进气管。