一种用于纳米碳酸钙制备的碳化反应釜的制作方法

本发明涉及化工设备，尤其涉及一种用于纳米碳酸钙制备的碳化反应釜。

背景技术：

1、纳米碳酸钙作为一种重要的超细无机粉末材料，因其优异的补强、增韧和填充性能，被广泛应用于塑料、橡胶、涂料等高端工业领域。为了提高纳米碳酸钙在有机聚合物基体中的分散性和相容性，通常需要在其制备工艺的后期进行表面活化处理。现有的活化工艺通常是在碳化反应釜中进行，主要通过向含有纳米碳酸钙的浆料中添加液态或雾化的表面活化剂，并配合反应釜内部的机械搅拌装置，使活化剂均匀包覆在碳酸钙颗粒表面。

2、传统的碳化反应釜大多采用顶部滴加、直管注入或表面喷淋的方式将活化剂引入釜内，随后依赖釜内的主轴搅拌桨进行混合，当向反应罐内添加活化剂时，由于加入点通常位于液面或浅表层，活化剂往往仅与上层碳酸钙浆料接触并发生快速的包覆反应，而处于反应釜中深层的碳酸钙浆料，则需要依赖搅拌桨长时间的高强度搅动，才能实现上下层物料的整体翻滚与混合，进而与活化剂接触反应，该种加料与混合方式导致深层反应滞后、活化效率较低，整体反应效果时间较长。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种用于纳米碳酸钙制备的碳化反应釜，以解决现有碳化反应釜因浅表层加料导致深层浆料活化反应滞后、整体反应效率较低且耗时长的技术问题。

2、本发明实施例采用下述技术方案：一种用于纳米碳酸钙制备的碳化反应釜。包括反应釜本体；

3、搅拌组件，设置在所述反应釜本体上；

4、均匀注料组件，设置在所述反应釜本体侧壁，包括固定在所述侧壁的管道单元、滑动嵌套在管道单元内的进料单元，以及驱动进料单元相对于管道单元位移的动力单元，进料单元端部具有受控开合的阀口，用于受驱伸入所述反应釜本体内进行定向注料；

5、防回流组件，设置在所述均匀注料组件一端，包括固定于管道单元端部的通气单元及可转动套设在通气单元上的封堵单元，通气单元与封堵单元接触面对应分布有孔径不一的通气通道，封堵单元外接气源，用于转动切换输入管道单元内部的气体流量，以在注料和退回时形成高低压气封防止浆料回流；

6、切换组件，设置在所述防回流组件一侧，包括直线动力单元及受其驱动的传动单元，传动单元受封堵单元作用限位做水平伸缩，以拨动封堵单元受迫定轴旋转，以实现通气状态切换。

7、进一步，所述管道单元包括外管道与安装板，所述外管道水平贯穿所述反应釜本体侧壁且固定，两端贯通，所述外管道上下设置有两个且均分分隔设置在所述反应釜本体侧壁，所述安装板固定在所述外管道内壁，所述进料单元包括进料导柱，所述进料导柱嵌套设置在所述外管道内，所述进料导柱与外管道一端之间具有安装腔室，所述安装板处于所述安装腔室内，所述动力单元包括阀门驱动件及推动气缸，所述阀门驱动件水平固定在所述安装板侧面，所述推动气缸设置在所述外管道一端的一侧位置，其伸缩端与所述阀门驱动件一端相连接，用于推动所述进料导柱相对于所述外管道移动。

8、进一步，所述进料导柱伸入所述反应釜本体内部的一端具有内凹阀口，所述进料导柱内部开设有进料槽，所述阀门驱动件的伸缩端固定有阀杆，所述阀杆初始贯穿所述进料槽并封堵所述内凹阀口，所述进料单元还包括波纹管及供液接头，所述波纹管固定在所述进料导柱位于所述安装腔室内的一端，且与所述进料槽对应连通，所述波纹管的一端连接所述供液接头，所述供液接头竖直朝上贯穿所述外管道用于与外部活化剂供液设备连接。

9、进一步，所述防回流组件还包括安装机架及轴承座，所述安装机架固定在所述反应釜本体侧面，所述通气单元包括通气环，所述通气环固定在所述外管道的一端，所述封堵单元包括封堵座，所述封堵座呈环形，其靠近所述通气环的一面设置有环形套，所述环形套活动套设在所述通气环上，且用于沿着所述通气环的轴心转动，所述封堵座通过所述轴承座与所述安装机架支撑连接，其中，所述推动气缸通过支架固定在所述安装机架上，且所述推动气缸的伸缩端依次贯穿所述封堵座、通气环与所述阀门驱动件连接，使得直线推力传输与周向旋转气路控制在空间上互不干涉，确保防回流气路切换动作完全不影响进料导柱的直线运动轨迹。

10、进一步，沿所述通气环侧面均匀开设有腰形孔，沿所述通气环侧面均匀贯通开设有通气孔，所述通气孔与所述腰形孔间隔相邻设置，且所述通气孔的直径大于所述腰形孔的直径，所述封堵单元还包括封堵塞，所述封堵座靠近所述通气环的一面沿周向均匀设置有若干通气嘴及若干所述封堵塞，所述封堵塞与所述通气嘴间隔相邻设置，初始状态下所述通气嘴与所述腰形孔对应连通，且所述通气孔被所述封堵塞封堵闭合，所述封堵座的侧面连通固定有供气接头，能够实现在初始状态下形成低压微量气封以防止浆料渗入，在注料时瞬时释放高压气流形成保护进料部件的动压气膜，实现了微压防堵与高压扫吹气量的隔绝与分配。

11、进一步，沿着所述环形套的圆周方向开设有螺旋槽，所述直线动力单元包括直线气缸，所述传动单元包括升降传动板、直角联杆及导向套，所述直线气缸竖直固定在所述安装机架上，所述升降传动板竖直固定在所述直线气缸的伸缩端，所述导向套固定在所述安装机架上，所述直角联杆的水平端活动贯穿所述导向套设置，用于限制所述直角联杆仅实现水平运动，所述直角联杆用于连接所述升降传动板与所述螺旋槽，能够有效滤除垂直方向的干扰，确保直角联杆仅输出平稳的水平推力，提高了换向传动的精确性与稳定性。

12、进一步，所述升降传动板上开设有上下两个驱动斜槽，所述直角联杆的竖直端侧面垂直固定有滑销轴，所述滑销轴伸入所述驱动斜槽内，用于将所述直线气缸的垂直运动转化为所述直角联杆的水平伸缩，所述直角联杆的水平端一端固定有竖直线上设置的触发轴销，所述触发轴销伸入所述螺旋槽内，用于驱动受所述轴承座支撑限制的所述封堵座发生定轴旋转，通过联锁方式，保障了气路高低压切换动作与进料单元注料动作的时序配合。

13、进一步，所述搅拌组件包括支撑机架、驱动电机、搅拌轴、搅拌器及底支撑，所述支撑机架固定在所述反应釜本体上，所述驱动电机水平固定在所述支撑机架上，所述搅拌轴竖直伸入所述反应釜本体内，若干所述搅拌器沿所述搅拌轴竖直方向间隔设置，所述底支撑固定在所述反应釜本体内壁底部，所述搅拌轴的底部轴头具有球形定位点，并与所述底支撑配合用于扶正所述搅拌轴。

14、进一步，所述搅拌组件还包括上联轴器、减速机、下联轴器及传动轴，所述上联轴器连接在所述驱动电机的输出端，所述减速机连接在所述上联轴器远离所述驱动电机的一端，所述下联轴器连接在所述减速机的输出端，所述传动轴连接在所述下联轴器远离所述减速机的一端，所述传动轴远离下联轴器的一端与所述搅拌轴传动连接。

15、进一步，所述搅拌组件还包括机械密封，所述机械密封设置在所述反应釜本体顶部，所述传动轴向下贯穿所述机械密封并伸入所述反应釜本体内。

16、本发明实施例采用的上述技术方案能够达到以下有益效果：

17、一种用于纳米碳酸钙制备的碳化反应釜，本发明通过在反应釜本体侧壁设置均匀注料组件，利用动力单元驱动端部带有受控阀口的进料单元直接伸入反应釜内部深层进行定向注料，改变了传统顶部滴加或表面喷淋导致活化剂仅停留在浅表层的局限，使活化剂无需依赖搅拌组件长时间的高强度整体翻滚即可直接与中深层碳酸钙浆料接触反应，从而有效克服了深层反应滞后、活化效率低的问题，缩短了整体反应时间；同时，本发明设置了防回流组件与切换组件，通过直线动力单元与传动单元机械拨动封堵单元定轴旋转以切换孔径不一的通气通道，在进料单元深层注料和退回的动作周期内动态切换输入气体流量，形成高低压气封，有效防止了高粘度浆料的倒灌与回流糊堵，保障了深层定向注料动作在釜内复杂流体环境下的顺畅运行与长期可靠性。