一种负压循环乳化反应设备的制作方法

本发明涉及乳化反应设备，具体为一种负压循环乳化反应设备。

背景技术：

1、目前，工业上广泛采用的乳化反应设备主要包括高速剪切乳化机、高压均质机、超声波乳化设备和传统搅拌式乳化反应罐等类型，但这些现有设备均存在不同程度的技术缺陷：

2、（一）乳化效率与产品均质性不足，高速剪切乳化机的剪切作用主要集中在定子-转子间隙附近，远离剪切区域的流体流动缓慢，存在显著的"死区"，导致物料处理不均匀，产品粒径分布宽、均一性差，高压均质机虽能实现纳米级乳化，但处理量小、设备成本高、易堵塞，难以满足大规模工业化生产需求，传统搅拌罐的剪切力更弱且分布极不均匀，难以实现液滴的充分细化；

3、（二）温度控制精度差、工艺适应性低，现有设备的温控系统普遍采用固定式夹套结构，加热位置不可移动、加热区域不可调节，无法根据不同物料、不同工艺阶段的差异化温度需求进行灵活调整尤其对于加工温度窗口极窄的特殊物料体系，现有设备几乎无法满足要求，此外，传统搅拌罐的夹套整体加热方式存在固有的温度分布不均问题——靠近罐壁处与罐中心区域之间存在显著温差，高粘度物料中"贴壁过热、中心不足"的现象尤为突出，同时，现有设备的加热功能与搅拌/剪切功能在结构上高度耦合，无法独立调节，严重限制了工艺开发的灵活性；

4、（三）动态密封与压力安全性不足，乳化反应设备在处理高粘度物料或高温工况时，旋转轴与罐体之间的动密封、各活动部件之间的配合面容易出现物料泄漏或外部空气侵入，导致产品污染或工艺失控，尤其是在负压操作条件下，密封失效将导致外部空气大量吸入罐内，引发物料氧化或乳化体系破坏，此外，对于高温加热介质循环系统，现有设备缺乏针对性的主动压力保护机制，在加热介质受热膨胀或管路堵塞时容易发生压力骤升，存在壳体变形甚至爆裂的安全隐患；

5、综上所述，亟需开发一种新型的负压循环乳化反应设备，能够实现机械剪切、强制对流与脉冲电场的多场协同作用以提升乳化效率和均质性，能够实现加热区域的灵活移动和温度精准控制以适应多样化物料工艺需求，同时具备可靠的动态密封和主动压力安全防护机制以保障设备在苛刻工况下的长期安全稳定运行。

技术实现思路

1、（一）解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供一种负压循环乳化反应设备。

3、（二）技术方案

4、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种负压循环乳化反应设备，包括反应罐，所述反应罐的底部固定有支持杆，所述反应罐的内部活动安装有网孔筒，所述网孔筒的顶部固定有连接筒，所述网孔筒的底部固定有与反应罐内壁贴合的底块，所述反应罐上安装有传动连接筒的驱动组件，所述网孔筒的外表面套接有套筒，所述套筒的外表面套接有装热水的空腔铜筒，所述套筒的底部活动连接有底环块，所述底环块的一端与空腔铜筒固定，所述底环块的另一端与底块贴合，所述反应罐上安装有驱动套筒的往复组件，所述反应罐上安装有驱动空腔铜筒和往复组件的升降组件，所述反应罐的内部固定有延伸至网孔筒内部的电极杆，所述电极杆通过电缆与外界的脉冲电源电性连接，所述反应罐上端的内部分别安装有与外界导料机构连通的第一进料管和第二进料管，所述空腔铜筒上安装有压力阻挡器。

5、优选地，所述驱动组件包括固定于反应罐顶部的第一驱动电机，所述第一驱动电机上传动连接有旋转杆，所述旋转杆的下端贯穿反应罐并固定套接有第二齿轮环，所述第二齿轮环的外表面啮合连接有第一齿轮环，所述第一齿轮环的底部与连接筒固定连接。

6、优选地，所述往复组件包括第二驱动电机，所述第二驱动电机上传动连接有凸轮，所述凸轮的外表面套接有方框架，所述方框架的底部固定有第二连接架，所述第二连接架的下端贯穿反应罐并与套筒固定连接。

7、优选地，所述升降组件包括固定于反应罐上的第一电动伸缩杆，所述第一电动伸缩杆的上端传动连接有与第二驱动电机固定连接的移动块，所述移动块的两端分别固定有第一连接架，所述第一连接架的下端贯穿反应罐并与空腔铜筒固定连接，所述移动块的底部固定有限位杆，所述限位杆的下端贯穿反应罐并延伸至反应罐内部。

8、优选地，所述空腔铜筒的左右两端分别固定连通有第一软管和第二软管，所述第一软管和第二软管的另一端贯穿反应罐并与外界的循环热水机构连通。

9、优选地，所述底块的内部活动套接有第一方块，所述第一方块的底部固定有凸型盘，所述凸型盘的外表面套接有第二方块，所述第二方块的外表面与反应罐的内壁活动套接。

10、优选地，所述第二方块的底部固定有封闭块，所述封闭块的顶部与反应罐的底部贴合。

11、优选地，所述封闭块的底部固定有移动架，所述移动架的另一端固定连接有第二电动伸缩杆，所述第二电动伸缩杆固定于反应罐的底部。

12、优选地，所述压力阻挡器为安装于所述空腔铜筒外壁上的单向泄压阀，所述单向泄压阀的进气端与所述空腔铜筒的内腔连通，出气端与外界大气连通，用于在所述空腔铜筒内水压超过预设阈值时自动开启泄压。

13、（三）有益效果

14、与现有技术相比，本发明提供了一种负压循环乳化反应设备，具备以下有益效果：

15、1、通过网孔筒的旋转剪切与套筒的轴向往复运动的协同作用，结合脉冲电场处理，实现多物理场耦合强化乳化效果，驱动组件带动网孔筒旋转，在反应罐内产生强制的环流剪切力，对物料进行初步分散，往复组件驱动套筒沿网孔筒外壁做上下往复运动，持续改变流道截面与流体流向，产生动态扰流效应，有效避免物料在网孔处堆积或短路，强制物料反复通过网孔进行细化，电极杆伸入网孔筒内部并施加脉冲电场，在流体通过网孔时同步产生电破碎效应，大幅降低液滴表面张力，促进微米乃至纳米级乳滴的形成，三者协同使得物料在短时间内经历“剪切+扰流+电破碎效应”三重作用，极大提高了乳化效率，并确保最终产品粒径分布更窄、均一性更佳。

16、2、通过空腔铜筒装载热水并结合升降组件，实现加热区域的可控移动与灵活调节，空腔铜筒内通入热水，利用铜材的高导热性，对套筒及网孔筒区域进行高效加热，升降组件可同时驱动空腔铜筒和往复组件整体上下移动，使加热区域能够在反应罐的不同轴向位置进行定点加热或扫描式加热，适应不同物料对“预热段”、“反应段”、“保温段”的温度需求差异，由于套筒与空腔铜筒在升降组件驱动下联动，但往复运动相互独立，实现了“加热位置灵活可调”与“剪切强度独立控制”的解耦设计，极大地增强了设备对多种乳化配方的工艺适应性和温度控制精准度。

17、3、通过底环块的动态贴合结构与压力阻挡器的主动泄压保护，构建双重安全防护机制，底环块一端固定于空腔铜筒、另一端与底块贴合，在空腔铜筒随升降组件上下运动时，底环块始终保持对底块的滑动贴合，有效防止物料从套筒与底块之间的间隙窜入空腔铜筒内部，避免交叉污染，同时保证了热水腔室的底部密封完整性，压力阻挡器实时监测空腔铜筒内的水压，当热水受热膨胀或管路堵塞导致内压超过预设阈值时，自动开启泄压，防止铜筒鼓包、焊缝开裂或密封失效，显著提升了设备在高温高压动态工况下的运行安全性，该双重防护机制尤其适用于负压循环乳化工艺，在罐内负压环境下，既能防止外部空气倒灌污染物料，又能保证热水循环系统自身的压力安全，大幅降低了设备故障率和维护成本。