高效搅拌可冷却的化工反应釜的制作方法

1.本实用新型涉及化工反应技术领域，特别涉及一种高效搅拌可冷却的化工反应釜。


背景技术：

2.反应釜广泛应用于石油、化工、橡胶、农药、染料、医药和食品等行业，化工反应釜用来完成硫化、硝化、氢化、聚合和缩合等工艺过程的压力容器，例如反应器、反应锅和分解锅和聚合釜等，通过对容器的结构设计与参数配置，实现工艺要求的加热、蒸发、冷却和低高速的混配功能，物料在釜内按生产工艺参数进行物理及化学反应，生产出符合质量要求的产品。
3.反应釜在运行搅拌时，容易因反应引起釜内气态物膨胀，压力升高，温度升高等现象，严重的会引起反应釜产生裂纹，甚至爆炸等事故。
4.现有的化工反应釜进行混合搅拌时，不能使原料搅拌充分，其反应釜内的搅拌装置大多采用的同一个平面搅动的方式，为了使反应釜内各平面被搅动，大多在搅拌轴的高度位置上设置多个搅拌叶片，由于反应釜体积大，考虑到多个平面设置搅拌叶片会使得设置在搅拌装置高度上的搅拌叶片增多，使得整个反应釜重量加大，给生产和维护带来困难。
5.现有技术中的反应釜冷却系统大多为在罐体外壁设置可换热的冷却包覆结构，这种冷却方式无法将降低反应釜中心位置的物料温度，从而导致冷却效率低，能源消耗大。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本实用新型旨在提出一种高效搅拌可冷却的化工反应釜，以达到高效搅拌和高效冷却的效果。
7.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
8.一种高效搅拌可冷却的化工反应釜，其包括：
9.罐体、搅拌装置，以及冷却循环系统；
10.所述罐体内部形成有腔体；
11.所述搅拌装置包括设置在所述罐体外部的转动电机、固定连接在所述转动电机输出端的转轴，以及沿所述转轴轴向旋转的搅拌部；
12.所述冷却循环系统包括设置在所述罐体外部的冷凝箱和沿所述转轴轴向延伸到所述搅拌部的冷却流道，所述冷却流道包括设置在所述搅拌部因自身形成的第一流道，所述第一流道一端与所述冷凝箱的第一出口连通，所述第一流道的另一端与所述冷凝箱的第一入口连通。
13.进一步的，所述搅拌部包括套设在所述转轴上的搅拌套，以及沿所述转轴的轴向间隔设置的多个搅拌叶片，各所述搅拌叶片包括与所述搅拌套相连的叶片轴，以及相对布置的两个分叶片，各所述分叶片分别与所述叶片轴枢转连接；
14.且至少其一所述搅拌叶片与所述搅拌套之间设有驱使两个所述分叶片相对开合
的驱动机构。
15.进一步的，所述驱动机构包括固定连接在所述搅拌套上的驱动部、设在所述驱动部输出端的连杆机构，所述连杆机构包括铰接在所述驱动部输出端的第一连杆、一端铰接在所述第一连杆上的第二连杆、一端铰接在所述第一连杆上的第三连杆；第二连杆和第三连杆分别与两个所述分叶片铰接相连。
16.进一步的，所述冷却腔包括沿所述转轴轴向自形成的第二流道以及垂直设置在第二流道下端且与第二流道连通的若干个第三流道；所述第二流道与所述第一出口连接；
17.所述第一流道包括沿所述叶片轴轴心设置自形成的第四流道以及一端与所述第四流道连通的第五流道；
18.所述第五流道为设置在所述分叶片内自形成的呈迂回形设置的流道；
19.所述第三流道与所述第四流道连接，并一一对应；
20.所述第五流道另一端与所述第一入口连通。
21.进一步的，所述冷却腔还包括沿所述转轴轴向设置的自形成的第六流道；所述第六流道一端与所述第五流道另一端连通，另一端连接到第一入口。
22.进一步的，所述推动装置为电缸。
23.进一步的，所述分叶片与所述第二连杆通过万向球头铰接；
24.所述分叶片与第三连杆也通过万向球头铰接。
25.进一步的，所述罐体上还设置有压力控制阀。
26.进一步的，所述罐体包括形成有所述腔体的罐体主体，以及包裹于所述罐体主体外部的外壳体，并于所述内壳体与所述外壳体之间形成有冷却腔。
27.进一步的，所述冷凝箱设置有第二出口和第二入口；
28.所述冷却腔入口与所述第二出口连通；
29.所述冷却腔出口与所述第二入口连通。
30.相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：
31.本实用新型通过设置在搅拌部上的冷却部对反应釜内腔体内的温度进行换热冷却，换热后的冷却液通过冷凝箱再次冷却后循环使用。提高反应釜的冷却效果，避免反应釜中心温度过高引起的裂痕或爆炸等现象。
32.此外，本实用新型所述的搅拌叶片在搅拌过程中，产生即旋转又上下摆动的动作，反应釜内的原料在形成漩涡转动的同时，搅拌叶片进行摆动，可提高原料混合的均匀性，进而提高搅拌效果。
33.另外，冷却液沿从主横管路流向副管路上的弓形管路，冷却液沿弓形管路散布，再流入竖向管路流回回流腔，再经过制冷设备流入冷却腔进行再次循环冷却。冷却液经流转轴再分布到搅拌叶片上，在罐体中心位置与原料充分接触，将罐体中心至罐壁逐渐冷却，提高冷却效率。
34.另外，将冷凝箱内的冷却液注入设置在罐体外壁的冷却腔内，并循环回到冷凝箱再冷却，与上述的搅拌部共同作用，起到有效的冷却效果。
附图说明
35.构成本实用新型的一部分的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：
36.图1为本实用新型实施例所述的高效搅拌可冷却化工反应釜的结构示意图；
37.图2为本实用新型实施例所述的搅拌部的结构示意图；
38.图3为本实用新型实施例所述的冷却循环系统的结构示意图。
39.附图标记说明：
40.1、罐体；2、搅拌装置；3、冷却循环系统；4、压力控制阀；5、进料口；6、冷却腔；
41.21、转动电机；22、转轴；23、搅拌部；24、搅拌叶片；31、冷凝箱；
42.231、连杆机构；232、搅拌套；233、驱动部；234、连接板；241、叶片轴；242、分叶片；311、第一出口；312、第二出口；313、第二入口；314、第一入口；321、第二流道；322、第三流道；331、第一流道；323、第六流道；
43.2311、第一连杆；2312、第二连杆；2313、第三连杆；3311、第四流道；3312、第五流道。
具体实施方式
44.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
45.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“背”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有特定的方位、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。另外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
46.此外，在本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“连接件”应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以结合具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
47.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
48.一种高效搅拌可冷却的化工反应釜，包括罐体1、搅拌装置2，以及冷却循环系统3；所述罐体1内部形成有腔体；搅拌装置2包括设置在所述罐体1外部的转动电机21、固定连接在所述转动电机21输出端的转轴22，以及沿所述转轴22轴向旋转的搅拌部23；冷却循环系统3包括固定设置在罐体1外部的冷凝箱31和沿转轴22轴向延伸到搅拌部23的冷却流道，所述冷却流道包括设置在所述搅拌部23因自身形成的第一流道331，第一流道331一端与所述冷凝箱31的第一出口311连通，第一流道331的另一端与冷凝箱31的第一入口314连通。
49.本实施例的主要是通过转动电机21带动搅拌部23对放入罐体1内腔的原料进行搅拌的过程；另外，通过设置在搅拌部23上的冷却流道对罐体1内腔的温度进行换热冷却，换热后的冷却液通过冷凝箱31再次冷却后循环使用。提高本反应釜的冷却效果，避免反应釜中心温度过高引起的裂痕或爆炸等现象。
50.作为一种优选的实施方式，如图1至图3所示，在罐体1上端设置有压力控制阀4，用
以调控反应釜内的压力，另外，转动电机21为无轴电机，转轴22通过键连接与转动电机21的输出端固定连接，转轴22突出转动电机21上端，且与冷凝箱31的出口连接，冷凝箱31依靠支座固定连接在罐体1上，并间隔设置在转轴22的上端，在冷凝箱31上设置有第一出口311和第一入口314，在冷凝箱31内设置有预冷腔和回流腔，预冷腔与制冷设备连接，通过冷凝箱31的第一出口311将制冷后的冷却液送入搅拌部23内的第一流道331，冷却液进行换热后再通过第一入口314送入回流腔。在本实施例中，冷凝箱31的第一出口311安装有可转动的快插接头，第一流道331入口也安装有可转动的快插接头，两个快插接头之间用软管连接。另外，在第一流道331出口和冷凝箱31的第一入口314上同样设置有可转动的快插接头，两个快插接头之间用软管连接，防止转轴22转动时，产生软管缠绕。
51.另外，在回流腔与预冷腔之间设置有单向阀，回流腔内的冷却液只能流入预冷腔，但不能逆流。在冷凝箱31内还设有加压泵，以保证冷却液循环流动。此外，在罐体1上还设有进料口5，方便投料，当反应釜开始工作时，将进料口5关闭。
52.另外，搅拌部23包括套设在转轴22上的搅拌套232，以及沿转轴22的轴向间隔设置的多个搅拌叶片24，各所述搅拌叶片24包括与搅拌套232相连的叶片轴241，以及相对布置的两个分叶片242，各所述分叶片242分别与所述叶片轴241枢转连接；且至少其一搅拌叶片24与搅拌套232之间设有驱使两个所述分叶片242相对开合的驱动机构。具体结构上，如图1至图2所示，本实施例的一种实施方式为在搅拌套232轴向圆周均布设置三个搅拌叶片24，每一个搅拌叶片24包括两个分叶片242，在两个分叶片242之间转动连接有叶片轴241，叶片轴241与搅拌套232固定连接。作为一种具体的实施方式，在上述的三个驱动机构同时或不同时对三个搅拌叶片24驱动，起到平衡有效地推力，以保证两个分叶片242上下摆动的运动。
53.另外，在搅拌套232上端固定连接有连接板234，在每个搅拌叶片24正上方都设有驱动机构，当然，在其他实施例中，可以将个搅拌叶片24连通，通过一个驱动机构驱使相对的两个分叶片242开合。
54.在其他实施例中搅拌套232可以与转轴22产生螺旋连接，在转轴22上设置螺旋槽，搅拌套232上设置可在螺旋槽内滑动的滑块，在重力作用下使搅拌套232沿转轴22螺旋运动，可实现搅拌叶片24在反应釜内上下搅动原料的同时，进行摆动，从而使搅拌更加均匀，提高搅拌效果。
55.当然，在另外的实施例中，也可以在转动电机21与罐体1之间设置推动油缸或气缸，转动电机21固定连接在推动油缸或气缸的输出端，亦可实现上述的搅拌叶片24在反应釜内上下搅动原料的同时，进行摆动的效果。
56.作为本实施例的优选的实施方式，如图2所示，所述驱动机构包括固定连接在所述搅拌套232上的驱动部233、设在所述驱动部233输出端的连杆机构231，所述连杆机构231包括铰接在所述驱动部233输出端的第一连杆2311、一端铰接在所述第一连杆2311上的第二连杆2312、一端铰接在所述第一连杆2311上的第三连杆2313；第二连杆2312和第三连杆2313分别与两个所述分叶片242铰接相连。本实施例中，第二连杆2312与第三连杆2312对称设置在第一连杆2311两侧，并呈一定角度设置。第二连杆2312和第三连杆2313可以长短相等也可以长度不等。另外，分叶片242与第二连杆2312通过万向球头铰接；分叶片242与第三连杆2313也通过万向球头铰接。此外，驱动部233为防水防腐的电缸。当然，也可以使用两个
驱动部233对两个分叶片242进行开合的驱动。
57.通过电缸带动第一连杆2311上下运动，铰接在第一连杆2311上的第二连杆2312与第三连杆2313随第一连杆2311转动，第二连杆2312与第三连杆2313之间的角度也相应变化，铰接在第二连杆2312与第三连杆2313上的搅拌叶片24随之上下摆动。在搅拌过程中，搅拌叶片24产生即旋转又上下摆动的动作，反应釜内的原料在形成漩涡转动的同时，搅拌叶片24进行摆动，可提高原料混合的均匀性，进而提高搅拌效果。
58.在具体结构上，如图1和图3所示，冷却流道包括沿所述转轴22轴向自形成的第二流道321以及垂直设置在第二流道321下端且与第二流道321连通的若干个第三流道322；第二流道321与第一出口311连接；第一流道331包括沿叶片轴241轴心设置自形成的第四流道3311以及一端与第四流道3311连通的第五流道3312；第五流道3312为设置在所述分叶片242内自形成的呈迂回形的流道；本实施例的第五流道3312呈弓形均匀散布在每一个分叶片242上，相对的两个分叶片242上的第五流道3312对称设置，第三流道322与第四流道3311连接，并一一对应；第五流道3312另一端与第一入口314连通。
59.此外，冷却流道还包括沿转轴22轴向设置的自形成的第六流道323；所述第六流道323一端与所述第五流道3312另一端连通，另一端连接到第一入口314。
60.本实施例中冷却流道均是截面为圆形的管路，第二流道321截面直径大于第四流道3311的截面，冷却液沿第二流道321流向第三流道322，第三流道322为沿转轴22轴心圆周均布的三个，冷却液沿第三流道322流向第四流道3311，直到流入第四流道3311末端进入第五流道3312，冷却液沿弓形流道散布在分叶片242上，再流入第六流道323流回回流腔，在冷凝箱31内经过制冷设备流入冷却流道进行再次循环冷却。冷却液经流转轴22分布到搅拌叶片24上，增大导热面积，在罐体1中心位置沿伸到分叶片242上，并与原料充分接触，将罐体1中心的温度逐渐冷却，提高冷却效率。
61.本化工反应釜的罐体1包括形成有所述腔体的罐体主体，以及包裹于罐体主体外部的外壳体，并于罐体主体与外壳体之间形成有冷却腔6。冷凝箱31设置有第二出口312和第二入口313；冷却腔6入口与所述第二出口312连通；冷却腔6出口与所述第二入口313连通。在本实施例中，将冷凝箱31内的冷却液注入设置在罐体1外壁的冷却腔6内，并循环回到冷凝箱31再冷却，与上述的搅拌部23共同作用，起到有效的冷却效果。
62.为了增加反应釜安全性，在罐体1上还设置有压力控制阀4，对罐体1内压力进行监控。
63.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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。