本實(shí)用新型涉及管式反應(yīng)器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種攪拌裝置及其連續(xù)化管式反應(yīng)器。

背景技術(shù)：

反應(yīng)釜是化工行業(yè)用來完成物質(zhì)的物理、化學(xué)反應(yīng)等工藝過程的典型設(shè)備之一,通常由釜體、傳熱、傳動(dòng)、攪拌及密封等部分組成。用于實(shí)現(xiàn)液相單相反應(yīng)過程和液液、氣液、液固、氣液固等多相反應(yīng)過程。

釜式反應(yīng)器按操作方式可分為：①間歇釜式反應(yīng)器,或稱間歇釜，操作靈活，易于適應(yīng)不同操作條件和產(chǎn)品品種，適用于小批量、多品種、反應(yīng)時(shí)間較長的產(chǎn)品生產(chǎn)。間歇釜的缺點(diǎn)是：需有裝料和卸料等輔助操作，產(chǎn)品質(zhì)量也不易穩(wěn)定。但有些反應(yīng)過程，如一些發(fā)酵反應(yīng)和聚合反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)尚有困難，至今還采用間歇釜。②連續(xù)釜式反應(yīng)器，或稱連續(xù)釜，可避免間歇釜的缺點(diǎn)，但攪拌作用會(huì)造成釜內(nèi)流體的返混。在攪拌劇烈、液體粘度較低或平均停留時(shí)間較長的場合，釜內(nèi)物料流型可視作全混流，反應(yīng)釜相應(yīng)地稱作全混釜。在要求轉(zhuǎn)化率高或有串聯(lián)副反應(yīng)的場合，釜式反應(yīng)器中的返混現(xiàn)象是不利因素。此時(shí)可采用多釜串聯(lián)反應(yīng)器，以減小返混的不利影響，并可分釜控制反應(yīng)條件。③半連續(xù)釜式反應(yīng)器，指一種原料一次加入，另一種原料連續(xù)加入的反應(yīng)器，其特性介于間歇釜和連續(xù)釜之間。

上述反應(yīng)器內(nèi)常設(shè)有攪拌(機(jī)械攪拌、氣流攪拌等)裝置，在口徑比較大時(shí)，可用多層攪拌槳葉。若在反應(yīng)過程中物料需加熱或冷卻，可在反應(yīng)器壁處設(shè)置夾套，或在器內(nèi)設(shè)置換熱面，也可通過外循環(huán)進(jìn)行換熱。

總結(jié)上述反應(yīng)釜在進(jìn)行反應(yīng)時(shí)的特點(diǎn)，均無法實(shí)現(xiàn)反應(yīng)物料的快速攪拌混合，尤其是管式反應(yīng)器本身又受結(jié)構(gòu)限制無法采用攪拌漿葉，更加滿足不了快速換熱反應(yīng)要求。而且反應(yīng)器反應(yīng)溫度也一直都得不到有效的控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題，本實(shí)用新型提供的一種攪拌裝置及其連續(xù)化管式反應(yīng)器，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)物料的快速攪拌和高效換熱，同時(shí)還能夠?qū)囟冗M(jìn)一步有效控制。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提出了一種攪拌裝置，包括芯軸，所述芯軸內(nèi)設(shè)有相互隔離的第一腔室和第二腔室，所述第一腔室和第二腔室分別在芯軸的兩端設(shè)有開口，所述芯軸上設(shè)有第一接管與所述第一腔室連通，所述芯軸上設(shè)有第二接管與所述第二腔室連通，所述第一接管與所述第二接管之間設(shè)有繞管以連通。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述芯軸上的繞管至少設(shè)有一根，相鄰所述繞管并排設(shè)置并相互貼合，所述繞管設(shè)為圍繞芯軸的螺旋管，所述螺旋管的管壁具有螺紋線，或者所述螺旋管上設(shè)有換熱翅。

所述芯軸外壁表面沿徑向和軸向方向錯(cuò)落放置若干支撐螺旋管的攪拌柱。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述第一腔室和第二腔室之間設(shè)有第三腔室，所述第一腔室和第三腔室之間設(shè)有隔板隔斷，所述第二腔室和第三腔室之間也設(shè)有隔板隔斷。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述隔板上設(shè)有若干小孔，若干所述小孔的總面積小于所述繞管的橫截面面積。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述芯軸兩端均設(shè)有回轉(zhuǎn)接頭，所述回轉(zhuǎn)接頭與芯軸螺紋連接，所述回轉(zhuǎn)接頭上設(shè)有換熱介質(zhì)口分別與第一腔室、第二腔室連通。

一種連續(xù)化管式反應(yīng)器，包括如上述的攪拌裝置和反應(yīng)腔體，所述反應(yīng)腔體與攪拌裝置轉(zhuǎn)動(dòng)連接；

所述反應(yīng)腔體一端設(shè)有若干進(jìn)料口，所述進(jìn)料口靠近所述第一腔室，所述反應(yīng)腔體的另一端設(shè)有出料口，所述出料口靠近所述第二腔室。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述反應(yīng)腔體上還設(shè)有若干熱電偶與反應(yīng)腔體內(nèi)側(cè)連接。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述反應(yīng)腔體外側(cè)包裹有夾套，所述夾套兩端分別設(shè)有換熱介質(zhì)進(jìn)口和換熱介質(zhì)出口。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，若干所述進(jìn)料口穿過夾套與反應(yīng)腔體連接，所述熱電偶穿過夾套與反應(yīng)腔體連接。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述反應(yīng)腔體內(nèi)設(shè)有溫度傳感裝置，所述攪拌裝置一端設(shè)有驅(qū)動(dòng)裝置，所述反應(yīng)腔體與攪拌裝置之間設(shè)有密封裝置。

本實(shí)用新型的有益效果表現(xiàn)在：

1.本實(shí)用新型反應(yīng)物料生產(chǎn)過程中在反應(yīng)腔體內(nèi)外同時(shí)進(jìn)行加熱或冷卻，比傳統(tǒng)反應(yīng)器換熱效率高出一倍左右，最大程度的提高了功能的多樣化和實(shí)用性。

2.芯軸上纏繞的螺旋管不僅起到了良好的換熱效果，而且對(duì)反應(yīng)腔體內(nèi)的物料也起到了攪拌作用，用于支撐的攪拌柱同時(shí)增加了物料側(cè)的擾動(dòng)效果，可以促進(jìn)流體的二次流動(dòng)，強(qiáng)化徑向的速度分量，加之這種螺旋推進(jìn)的結(jié)構(gòu)，使物料趨近于平推流狀態(tài)，有效防止了返混現(xiàn)象的發(fā)生，有助于將物料在反應(yīng)條件下得到充分的混合的同時(shí)快速發(fā)生反應(yīng)，提高物料的產(chǎn)率和純度。

3.芯軸上隔板的結(jié)構(gòu)使換熱路徑更加全面，在滿足主換熱路徑繞管換熱基礎(chǔ)上芯軸整體也能夠起到換熱效果，進(jìn)一步提高了換熱效率。

4.設(shè)置的溫度傳感裝置，能夠及時(shí)掌握物料真實(shí)的操作溫度，并根據(jù)反應(yīng)工藝參數(shù)調(diào)整進(jìn)入夾套或芯軸的換熱媒介的溫度、流量。

5.本實(shí)用新型的芯軸結(jié)構(gòu)占用空間較小，結(jié)構(gòu)緊湊，有效地節(jié)省了反應(yīng)器的內(nèi)部空間，尤其適用于內(nèi)部空間有限的管式反應(yīng)器。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型一種攪拌裝置的放大剖視圖；

圖2為本實(shí)用新型一種攪拌裝置的隔板示意圖；

圖3為本實(shí)用新型一種攪拌裝置的局部立體圖；

圖4為本實(shí)用新型一種連續(xù)化管式反應(yīng)器的剖視圖；

圖5為本實(shí)用新型一種攪拌裝置的剖視圖。

圖中：1-回轉(zhuǎn)接頭、2-芯軸、3-反應(yīng)腔體、4-夾套、5-支架、6-密封裝置、11-換熱介質(zhì)口、21-第一接管、22-第二接管、23-繞管、24-隔板、25-小孔、26-攪拌柱、27-第一腔室、28-第二腔室、29-第三腔室、31-進(jìn)料口、32-出料口、33-排凈口、34-排氣口、35-熱電偶、41-換熱介質(zhì)進(jìn)口、42-換熱介質(zhì)出口、43-介質(zhì)排氣口。

具體實(shí)施方式

為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。

如圖4所示，一種連續(xù)化管式反應(yīng)器，包括攪拌裝置和反應(yīng)腔體3，反應(yīng)腔體3與攪拌裝置轉(zhuǎn)動(dòng)連接，本實(shí)用新型若采用臥式結(jié)構(gòu)，若干進(jìn)料口31則設(shè)在反應(yīng)腔體3一端上方，出料口32則設(shè)在反應(yīng)腔體3的另一端底部，這樣反應(yīng)物料會(huì)在重力及攪拌裝置的推力作用下向出料口32方向移動(dòng)。

本實(shí)用新型反應(yīng)腔體3的側(cè)壁上與進(jìn)料口31對(duì)應(yīng)的位置可以設(shè)有進(jìn)料腔，進(jìn)料腔將進(jìn)料口31與反應(yīng)腔體3內(nèi)部連通，進(jìn)料腔設(shè)為圍繞反應(yīng)腔體3的空腔，空腔可以采用繞反應(yīng)腔體3周圈焊接的半管或者是方管，空腔對(duì)應(yīng)的反應(yīng)腔體3圓周上設(shè)有若干進(jìn)料孔，反應(yīng)物料通過進(jìn)料口31并經(jīng)過進(jìn)料腔，由進(jìn)料孔通過不同位置進(jìn)入反應(yīng)腔體3內(nèi)部，進(jìn)料口31和進(jìn)料腔均至少設(shè)有一個(gè)，這樣不同的物料通過不同的進(jìn)料口31和進(jìn)料腔進(jìn)入反應(yīng)腔體3內(nèi)，各物料可以充分混合。

采用臥式結(jié)構(gòu)的連續(xù)化管式反應(yīng)器，反應(yīng)腔體3上還設(shè)有排氣口34和排凈口33，排氣口34可以將反應(yīng)腔體3內(nèi)的廢氣排除，提高換熱介質(zhì)在反應(yīng)腔體3內(nèi)的充實(shí)度，間接提高換熱效率，排凈口33主要方便將換熱介質(zhì)從反應(yīng)腔體3內(nèi)清除；

為了提高換熱效率，本實(shí)用新型反應(yīng)腔體3上還設(shè)有若干熱電偶35與反應(yīng)腔體3內(nèi)側(cè)連接，通過熱電偶35對(duì)換熱介質(zhì)加熱提升溫度；反應(yīng)腔體3外側(cè)包裹有夾套4，夾套4內(nèi)流動(dòng)有換熱介質(zhì)與反應(yīng)腔體3內(nèi)物料換熱，該夾套4兩端分別設(shè)有換熱介質(zhì)進(jìn)口41和換熱介質(zhì)出口42控制其流速，優(yōu)選的，換熱介質(zhì)進(jìn)口41設(shè)置在夾套上靠近反應(yīng)器頂部的位置，換熱介質(zhì)出口42設(shè)置在夾套上靠近反應(yīng)器底部的位置，夾套4上還設(shè)有介質(zhì)排氣口43提高夾套4內(nèi)換熱介質(zhì)的充實(shí)度。

采用夾套4后，反應(yīng)腔體3上若干進(jìn)料口31和熱電偶35可以穿過夾套4與反應(yīng)腔體3連接；而臥式結(jié)構(gòu)的連續(xù)化管式反應(yīng)器，則需要通過夾套4底部安裝的支架5固定。當(dāng)然，本實(shí)用新型具體實(shí)施方式僅僅描述了臥式結(jié)構(gòu)的連續(xù)化管式反應(yīng)器，而立式結(jié)構(gòu)的連續(xù)化管式反應(yīng)器，其具體結(jié)構(gòu)的具體位置以及連接方式在此不做詳細(xì)描述，當(dāng)前領(lǐng)域技術(shù)人員均很容易想到。

實(shí)施例一：

一種攪拌裝置，包括芯軸2，芯軸2兩端均設(shè)有回轉(zhuǎn)接頭1，芯軸2內(nèi)設(shè)有相互隔離的第一腔室27和第二腔室28，第一腔室27和第二腔室28分別在芯軸2的兩端設(shè)有開口并分別與回轉(zhuǎn)接頭1螺紋連接，回轉(zhuǎn)接頭1上設(shè)有換熱介質(zhì)口11分別與第一腔室27和第二腔室28連通；

芯軸2上設(shè)有第一接管21與第一腔室27連通，芯軸2上設(shè)有第二接管22與第二腔室28連通，第一接管21與第二接管22之間設(shè)有繞管23以連通，換熱介質(zhì)會(huì)通過與第一腔室27連接的回轉(zhuǎn)接頭1上的換熱介質(zhì)口11進(jìn)入第一腔室27，然后換熱介質(zhì)通過第一接管21進(jìn)入繞管23，繞管23內(nèi)的換熱介質(zhì)與反應(yīng)腔體3內(nèi)物料換熱后，再經(jīng)第二接管22進(jìn)入第二腔室28，最后從與第二腔室28連接的回轉(zhuǎn)接頭1上的換熱介質(zhì)口11流出。

本實(shí)用新型芯軸2上的繞管23至少設(shè)有一根，相鄰繞管23并排設(shè)置并相互貼合，增大換熱面積和攪拌面積。優(yōu)選的，如圖3所示，繞管23設(shè)為圍繞芯軸2的螺旋管，這種螺旋推進(jìn)的結(jié)構(gòu)，使物料趨近于平推流狀態(tài)，有效防止了返混現(xiàn)象的發(fā)生，有助于將物料在反應(yīng)條件下得到充分的混合的同時(shí)快速發(fā)生反應(yīng)，提高物料的產(chǎn)率和純度，該螺旋管的管壁可設(shè)有螺紋線或者換熱翅，也能再進(jìn)一步提高換熱效率。

為了提高繞管23的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，在芯軸2外壁表面沿徑向和軸向方向錯(cuò)落放置若干攪拌柱26，支撐的攪拌柱26可以增加了物料側(cè)的擾動(dòng)效果，促進(jìn)流體的二次流動(dòng)，強(qiáng)化徑向的速度分量。

實(shí)施例二：

與實(shí)施例一相同的部分不再贅述，如圖1、圖5所示，芯軸2內(nèi)第一腔室27和第二腔室28之間設(shè)有第三腔室29，第一腔室27和第三腔室29之間設(shè)有隔板24隔斷，第二腔室28和第三腔室29之間也設(shè)有隔板24隔斷，如圖2所示，隔板24上設(shè)有若干小孔25，若干小孔25的總面積小于連接第一腔室27和第二腔室28繞管23的橫截面面積。這樣換熱介質(zhì)將以繞管23為主要回路流動(dòng)對(duì)物料換熱，換熱介質(zhì)通過隔板24的小孔25流經(jīng)第三腔室29，一方面使反應(yīng)腔體3內(nèi)換熱面積進(jìn)一步加大，換熱效率進(jìn)一步提高，另一方面防止了因第三腔室29造成的換熱介質(zhì)流動(dòng)短路的發(fā)生。

為了能夠及時(shí)掌握物料真實(shí)的操作溫度，本實(shí)用新型的反應(yīng)腔體3內(nèi)還設(shè)有溫度傳感裝置，根據(jù)溫度反饋的信息，可以自動(dòng)調(diào)整進(jìn)入夾套4或芯軸2的換熱介質(zhì)的溫度、流量，以滿足相應(yīng)反應(yīng)的工藝條件。攪拌裝置的一端設(shè)有驅(qū)動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)裝置可實(shí)現(xiàn)攪拌裝置在反應(yīng)腔體3的自由旋轉(zhuǎn)。為保證物料在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中不發(fā)生外漏，反應(yīng)腔體3與攪拌裝置之間還設(shè)有密封裝置6。

以上內(nèi)容僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)所作的舉例和說明，所屬本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，例如增加或者是減少進(jìn)料口以及出料口的數(shù)量，以提高或者是減小物料反應(yīng)生產(chǎn)時(shí)間；增加換熱介質(zhì)進(jìn)、出口數(shù)量，提高其換熱速度等等，因此只要不偏離實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。