一種攪拌充氣反應(yīng)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種攪拌反應(yīng)器，特別是涉及一種能有效提高氣體反應(yīng)效率和固液攪拌效率的攪拌充氣式反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]攪拌反應(yīng)器被廣泛應(yīng)用于冶金、醫(yī)藥、化工、食品和環(huán)保等行業(yè)和領(lǐng)域。隨著技術(shù)的進(jìn)步，需要?dú)怏w與液體(或固液混合體)反應(yīng)的工藝越來越多，如何使氣體在反應(yīng)中分散的更均勻、利用率更高、反應(yīng)更快，對攪拌反應(yīng)器提出了更高的要求。在此背景下，攪拌充氣反應(yīng)器應(yīng)運(yùn)而生。
[0003]現(xiàn)有常見的攪拌充氣反應(yīng)器包括渦輪式(透平式)攪拌器、槳式攪拌器等。渦輪式攪拌器配合外罩式定子，在攪拌裝置旋轉(zhuǎn)時(shí)能產(chǎn)生高度湍動的徑向流動，對氣體的剪切、摩擦和分散作用明顯，產(chǎn)生粒徑細(xì)小且均勻的微米級氣泡，適用于氣體在液體中的分散和反應(yīng)過程；槳式攪拌器可使液體產(chǎn)生軸向流動，強(qiáng)制反應(yīng)器內(nèi)的流體循環(huán)混合。渦輪式攪拌器主要作用是分散氣體，槳式攪拌器主要起混合作用，兩種攪拌裝置各有側(cè)重，轉(zhuǎn)速也不盡相同(渦輪透平式攪拌器的圓周速度一般為3?8m/s，槳式攪拌器圓周速度一般為1.5?3m/s)。然而，現(xiàn)有的攪拌充氣反應(yīng)器均存在著氣泡粒徑不夠小、分散不夠均勻等問題，這進(jìn)一步造成氣體利用率不高、氣體參與的化學(xué)反應(yīng)較慢等缺陷。
[0004]CN103301768A號中國專利文獻(xiàn)公開了一種能順暢排料的雙攪拌式攪拌罐，其采用同軸設(shè)置的內(nèi)外攪拌，內(nèi)攪拌采用槳葉式設(shè)計(jì)能有效對中心處的物料攪拌，同時(shí)利用方形支架支撐的弧形攪拌葉可對外圍的物料實(shí)施攪拌混合，同時(shí)中心攪拌槳可以解決在排料后期，罐中心點(diǎn)的原料不能有效混合和排放的問題。但該專利文獻(xiàn)中的技術(shù)方案明顯只針對粘稠物料適用，并不能實(shí)現(xiàn)氣體的分散。
[0005]CN103695642A號中國專利文獻(xiàn)公開了一種雙葉輪中空軸充氣攪拌浸出槽，其主要由槽體及其上設(shè)置的機(jī)座、電動機(jī)、減速機(jī)等構(gòu)成，機(jī)座上設(shè)置齒輪箱，中空攪拌軸(中空軸)通過上從動壓盤與上面的大傘型齒輪連接，上面的大傘型齒輪與小傘型齒輪嚙合，小傘型齒輪通過減速機(jī)與電動機(jī)連接，中空軸上端設(shè)有充氣管，雙葉輪安裝在同一根中空軸的上部和下部，中空軸旋轉(zhuǎn)帶動上下兩組葉輪同時(shí)朝相同的方向旋轉(zhuǎn)，中空軸下端設(shè)置中空攪拌軸，中空攪拌軸下部設(shè)置葉輪，中空軸充氣的出口在中空軸的底部，槽體的中心位置；其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在中空軸的底部設(shè)置多個(gè)分氣口，在每個(gè)分氣口上設(shè)置分氣槽，在中空軸外設(shè)置外軸，外軸下端設(shè)置外攪拌軸，在外攪拌軸下部設(shè)置葉輪，外軸的上部設(shè)置下從動壓盤及下面的大傘型齒輪連接，下面的大傘型齒輪與小傘型齒輪嚙合。該專利技術(shù)方案本質(zhì)上還是一種直接充氣式攪拌反應(yīng)器，其葉輪不能把氣體充分地分散，大部分氣體沿中空軸外垂直向上，造成氣體逸散，充氣效率低，其沒有從根本上解決氣體進(jìn)入礦漿時(shí)氣泡粒徑大的問題，只是改善了氣液固物料在反應(yīng)器中的混合循環(huán)狀況。這進(jìn)一步導(dǎo)致反應(yīng)過程中的浸出速度慢、浸出率低、氣體浪費(fèi)大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服以上【背景技術(shù)】中提到的不足和缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、制作方便、成本低、且能有效提高氣體反應(yīng)效率和固液攪拌效率的攪拌充氣反應(yīng)裝置。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為一種攪拌充氣反應(yīng)裝置，包括攪拌槽體、安裝基座、驅(qū)動裝置和攪拌軸系，所述驅(qū)動裝置通過安裝基座裝設(shè)于攪拌槽體上，所述攪拌槽體上開設(shè)有進(jìn)料口和出料口，所述驅(qū)動裝置驅(qū)動攪拌軸系旋轉(zhuǎn)，攪拌軸系伸入攪拌槽體的內(nèi)腔中并位于內(nèi)腔的中心處，所述攪拌軸系包括同心套設(shè)的外軸和內(nèi)軸，所述外軸和內(nèi)軸均為中空結(jié)構(gòu)，且內(nèi)軸設(shè)置在外軸的中空腔體中，所述內(nèi)軸的中空腔體設(shè)為進(jìn)氣通道，且內(nèi)軸的底端設(shè)為所述進(jìn)氣通道的出氣口，所述外軸上安裝有主要用于混勻物料的上攪拌器，所述內(nèi)軸靠近其出氣口的位置安裝有主要用于分散氣體的下攪拌器。
[0008]上述的攪拌充氣反應(yīng)裝置中，優(yōu)選的:所述上攪拌器為槳葉式攪拌器，根據(jù)反應(yīng)裝置的具體設(shè)計(jì)高度，該槳葉式攪拌器還可優(yōu)選在外軸上沿不同高度布置多個(gè)(例如I個(gè)、2個(gè)或3個(gè))；所述下攪拌器則優(yōu)選為一轉(zhuǎn)速高于上攪拌器轉(zhuǎn)速的渦輪透平式攪拌器。
[0009]上述的攪拌充氣反應(yīng)裝置中，優(yōu)選的:所述內(nèi)軸的底端靠近所述攪拌槽體的底面，所述外軸的底端高出所述內(nèi)軸的底端一定高度，且所述上攪拌器安裝于外軸的底端附近，所述下攪拌器則安裝于內(nèi)軸的底部。
[0010]上述的攪拌充氣反應(yīng)裝置中，更優(yōu)選的:所述攪拌槽體的底面對應(yīng)于內(nèi)軸底端的位置裝設(shè)有定子，且定子形成有一凹槽，該凹槽呈半包式包圍在所述下攪拌器的外部，所謂的半包式是指定子布置在下攪拌器的下側(cè)和外側(cè)，下攪拌器的上方則沒有定子包圍。更優(yōu)選的，所述定子與所述下攪拌器之間留有間隙并形成狹縫腔體。所述定子與下攪拌器同心布設(shè)，所述定子包括底盤和固接于底盤上的多個(gè)引流板；多個(gè)引流板均布在底盤上方的周邊，且多個(gè)引流板的中軸面均與底盤的外周切線相交并呈一相同角度。在該優(yōu)選的方案中，定子和下攪拌器共同構(gòu)成一組攪拌裝置，這組攪拌裝置主要用來分散從內(nèi)軸進(jìn)入的氣體，產(chǎn)生微細(xì)氣泡，當(dāng)下攪拌器轉(zhuǎn)動時(shí)，帶動液體甩出，產(chǎn)生局部負(fù)壓，外部的氣體沿著內(nèi)軸進(jìn)入下攪拌器和定子之間的間隙(可自吸或鼓風(fēng)機(jī)鼓入)，在下攪拌器和定子的剪切、摩擦等作用力的共同作用下，不斷產(chǎn)生微細(xì)粒氣泡并與液體或固體高速混合，最后在定子的引流作用下呈輻射狀噴出，構(gòu)成了一個(gè)小型且高效的氣體分散系統(tǒng)。
[0011]上述的攪拌充氣反應(yīng)裝置中，優(yōu)選的:所述安裝基座固接在攪拌槽體的頂面，所述攪拌軸系穿過安裝基座伸入攪拌槽體的內(nèi)腔中，所述進(jìn)氣通道的進(jìn)氣口設(shè)置在內(nèi)軸的頂端，該進(jìn)氣口由支架固定，該進(jìn)氣口處設(shè)有調(diào)節(jié)進(jìn)氣量的進(jìn)氣閥門。進(jìn)氣閥門可通過支架固定在安裝基座上。
[0012]上述的攪拌充氣反應(yīng)裝置中，優(yōu)選的:所述外軸和內(nèi)軸分別由獨(dú)立的驅(qū)動裝置驅(qū)動，且外軸的轉(zhuǎn)速低于內(nèi)軸的轉(zhuǎn)速。更優(yōu)選的:所述驅(qū)動裝置包括第一驅(qū)動電機(jī)和第二驅(qū)動電機(jī)，所述第一驅(qū)動電機(jī)通過外軸用皮帶及皮帶輪與外軸的上端連接，所述第二驅(qū)動電機(jī)通過內(nèi)軸用皮帶及皮帶輪與內(nèi)軸的上端連接，且內(nèi)軸的上端高出外軸的上端一定距離。通過獨(dú)立地驅(qū)動裝置分別驅(qū)動內(nèi)軸和外軸，使得上攪拌器和下攪拌器可以根據(jù)其不同的攪拌器類型和作用功能達(dá)到不同的最優(yōu)轉(zhuǎn)速，下攪拌器(透平式攪拌器)的轉(zhuǎn)速較高，其主要和和定子一起控制微氣泡的產(chǎn)生和分散，而上攪拌器(槳葉式攪拌器)的轉(zhuǎn)速相對較低，則主要承擔(dān)整個(gè)容器內(nèi)的液體或固體在垂直方向上形成循環(huán)。
[0013]上述的攪拌充氣反應(yīng)裝置中，優(yōu)選的:所述攪拌軸系包括第一軸承和第二軸承，所述外軸的外部通過第一軸承裝設(shè)在所述安裝基座上，所述內(nèi)軸通過第二軸承同心嵌套在外軸的中空腔體中。
[0014]上述本發(fā)明的技術(shù)方案主要基于以下思路:
[0015]常規(guī)的攪拌設(shè)備一般都不具有氣體分散的作用和效果，而本發(fā)明中通過分層布置不同結(jié)構(gòu)形式的攪拌器，并巧妙地布設(shè)進(jìn)氣通道，使得本發(fā)明的攪拌設(shè)備能夠同時(shí)兼具充氣反應(yīng)功能；在本發(fā)明中下攪拌器及其附屬構(gòu)件具有通氣和分散氣體的作用，有利于促進(jìn)氣液兩相混合或氣液固三相混合，但如果僅僅依靠下攪拌器進(jìn)行攪拌，則易造成反應(yīng)物料的上下對流不足、混合不充分，因此在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明又在反應(yīng)裝置中部設(shè)置了上攪拌器，以加強(qiáng)垂直方向上的物料對流，做到整個(gè)攪拌充氣反應(yīng)裝置內(nèi)物料的充分混合和反應(yīng)充分。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0017]1.本發(fā)明能夠使反應(yīng)裝置內(nèi)礦漿上下循環(huán)加快，物料的混合更均勻、反應(yīng)更充分，反應(yīng)效率更高、效果更好；
[0018]2.在改進(jìn)后的方案中，采用了透平式攪拌器與定子及其附屬構(gòu)件配合方式，這可以更好地完成氣體的分散工作，增加了氣體與固液相的接觸機(jī)會，氣體利用率更高；
[0019]3.通過對定子結(jié)構(gòu)及形狀的進(jìn)一步改進(jìn)和優(yōu)化，使通入的氣體在攪拌充氣反應(yīng)裝置中分散地更均勻，氣泡更小，微細(xì)粒氣泡更多，化學(xué)