薄层微反应器的制作方法

1.本发明涉及微反应器技术领域，尤其涉及一种薄层微反应器。


背景技术：

2.微反应器又称为微通道反应器，从本质上讲是一种连续流动型的管道式反应器，其内部通道尺寸远远小于传统的常规反应器。与传统的反应器相比，微反应器具有效率高、速度快、操作灵活等优点。
3.在化工行业中，反应单元由于换热面积不足，不能将反应热及时移走，容易发生危险。与普通反应器相比，微反应器可以在最大程度上减少发生安全事故的发生，提高了安全性。
4.但是由于微反应器的内部通道尺寸较小，一般的搅拌桨难以进入，一般只能内置一根圆筒作为搅拌机构，如cn107433174a公开的一种微反应器，其包括外壳和内芯，所述外壳具有中空内腔，所述内芯设置于所述外壳的所述中空内腔中、并在所述内芯外壁与所述外壳的内壁之间形成用于进行微反应的反应通道。这样容易造成微反应器内原料混合与反应不充分，进而影响产品的质量。
5.而且微反应器底部具有暂存与初步混合原料的空间(搅拌筒的下沿与外壳的底部内壁之间的空间)，该空间体积不可变，不同种类的反应又对该参数存在不同的需求，一个反应器难以高度匹配多种反应的需求。


技术实现要素：

6.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种薄层微反应器。
7.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
8.薄层微反应器，包括外壳、同轴设置在外壳内部的搅拌筒、驱动搅拌筒转动的磁力驱动设备；所述外壳的底部连通有进料口b，所述外壳的侧面下部连通有进料口a，进料口a的上沿低于搅拌筒的下沿，所述外壳的侧面上部连通有出料口；所述搅拌筒的外壁与所述外壳的内壁之间的间隙小于等于5mm；所述搅拌筒的外表面设置有几何凸起。
9.优选的，所述进料口a和出料口分别置于外壳的左右两侧。
10.优选的，所述几何凸起为与搅拌筒固定面呈圆形的回转体。
11.优选的，同种形状的几何凸起环绕搅拌筒周向等间隔排布，不同形状的几何凸起沿搅拌筒的轴向交替排布。
12.优选的，所述几何凸起包括圆台状凸起、圆锥状凸起、斜圆锥状凸起、半球状凸起中的一种或几种。
13.优选的，所述外壳包括相互连通的上壳体和下壳体，所述下壳体与所述上壳体沿轴向密封活动配合。
14.优选的，所述下壳体套设在所述上壳体底部外侧，所述下壳体的内侧设置有与所述上壳体匹配的密封层，所述上壳体的下端与所述下壳体的底部内壁之间密封连接有柔性
密封环带，所述进料口a的内端与所述柔性密封环带密封连接，所述进料口a与所述柔性密封环带的内侧连通。
15.优选的，所述下壳体的外侧固设有活动圈，所述上壳体的外侧固设有固定圈，所述活动圈上转动连接有与所述外壳的轴线平行的螺杆，所述螺杆与所述固定圈螺纹连接，所述活动圈上固设有多根与所述螺杆平行的导杆，所述固定圈上开设有与各个导杆匹配的导孔，各个导杆滑动配合在其对应的导孔中。
16.优选的，所述活动圈上固设有与外壳的轴向平行的刻度板。
17.本发明的有益效果是：
18.1、微反应器由外壳和同轴的搅拌筒构成，搅拌筒的外壁与外壳的内壁之间的间隙小于等于5mm，两种流体混合后，在旋转的搅拌筒的作用下合流成为混合薄膜流体，混合更加充分。
19.2、搅拌筒上设有几何凸起，可对混合薄膜流体起到扰动作用，促进流体沿轴向的返混，使混合反应更加充分。
20.3、外壳由可相对活动的上壳体和下壳体组成，搅拌筒的下沿与外壳的底部内壁的距离可改变，从而改变原料暂存空间，匹配多种反应的需求。
附图说明
21.图1为本发明提出的薄层微反应器的结构示意图；
22.图2为本发明提出的薄层微反应器的搅拌筒结构示意图；
23.图3为本发明提出的薄层微反应器的实施例二结构示意图；
24.图4为本发明提出的薄层微反应器的实施例二上下壳体连接结构示意图。
25.图中：1-外壳、101-上壳体、102-下壳体、103-活动圈、104-固定圈、105-柔性密封环带、106-密封层、107-螺杆、108-导杆、109-刻度板、2-搅拌筒、3-几何凸起、31-圆台状凸起、32-圆锥状凸起、33-斜圆锥状凸起、34-半球状凸起、4-进料口a、5-进料口b、6-出料口、7-磁力驱动设备、71-电动机、72-外磁缸、73-内转子、74-行星减速机、75-隔离罩、8-连接杆、9-夹套。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
27.实施例一：参照图1-2，薄层微反应器，包括外壳1、同轴设置在外壳1内部的搅拌筒2、驱动搅拌筒2转动的磁力驱动设备7；
28.外壳1的外侧设置有夹套9，外壳1的底部连通有进料口b5，外壳1的侧面下部连通有进料口a4，进料口a4的上沿低于搅拌筒2的下沿，外壳1的侧面上部连通有出料口6，进料口a4和出料口6分别置于外壳1的左右两侧。经进料口a4进入的流体原料为流体a，经进料口b5进入的流体原料为流体b，在气液混合时，进料口a4通常用于进气态原料，进料口b5通常用于进气态原料。
29.搅拌筒2的下沿与外壳1的内壁的之间的空间用于暂存原料，搅拌筒2的下沿与外壳1的内壁的距离为2cm～5cm，可使得原料暂存量处于合理的范围内。
30.搅拌筒2的外径小于等于80mm，搅拌筒2的外壁与外壳1的内壁之间的间隙小于等于5mm。流体a和流体b混合，在旋转的搅拌筒2的作用下合流成为混合薄膜流体，在重力、离心力和剪切力的作用下，在搅拌筒2的外壁与外壳1的内壁之间的间隙中流动，直至反应充分后经出料口6出料。
31.搅拌筒2的外表面设置有几何凸起3，可对混合薄膜流体起到扰动作用，使混合反应更加充分。几何凸起3为与搅拌筒2固定面呈圆形的回转体，包括圆台状凸起31、圆锥状凸起32、斜圆锥状凸起33、半球状凸起34等形状，同种形状的几何凸起3环绕搅拌筒2周向等间隔排布，不同形状的几何凸起3沿搅拌筒2的轴向交替排布，沿搅拌筒2的轴向相邻的两个几何凸起3上下错位排布，使得几何凸起3对流体流动方向的影响更加无序化，一定程度上促进流体沿轴向的返混，提高混合的均匀度。几何凸起3为回转体可避免其表面存在过多棱边，避免过快磨损。
32.磁力驱动设备7包括电动机71、行星减速机74、固设在外壳1上端的隔离罩75、固设在隔离罩75内部的外磁缸72、转动配合在外磁缸72内侧的内转子73；电动机71的输出端通过行星减速机74与内转子73连接，内转子73通过连接杆8与搅拌筒2连接，连接杆8与外壳1通过密封轴承连接。
33.实施例二：参照图3-4，与实施例一不同的是，外壳1包括相互连通的上壳体101和下壳体102，下壳体102与上壳体101沿轴向密封活动配合。
34.下壳体102套设在上壳体101底部外侧，下壳体102的内侧设置有与上壳体101匹配的密封层106，上壳体101的下端与下壳体102的底部内壁之间密封连接有柔性密封环带105，进料口a4的内端与柔性密封环带105密封连接，进料口a4与柔性密封环带105的内侧连通，下壳体102沿上壳体101轴向移动时，柔性密封环带105能够随之形变，保持上壳体101和下壳体102之间的密封。
35.下壳体102的外侧固设有活动圈103，上壳体101的外侧固设有固定圈104，活动圈103上转动连接有与外壳1的轴线平行的螺杆107，螺杆107与固定圈104螺纹连接，活动圈103上固设有多根与螺杆107平行的导杆108，固定圈104上开设有与各个导杆108匹配的导孔，各个导杆108滑动配合在其对应的导孔中。旋转螺杆107，在导孔对导杆108的限位下，下壳体102相对上壳体101沿轴向移动，可改变搅拌筒2的下沿与外壳1的底部内壁的距离，从而改变原料暂存空间。
36.活动圈103上固设有与外壳1的轴向平行的刻度板109，用于度量下壳体102移动的距离，从而度量搅拌筒2的下沿与外壳1的内壁的距离。
37.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。