一種磁傳動節能式液-液旋轉床反應器的製作方法

2023-09-19 18:23:30

專利名稱：一種磁傳動節能式液-液旋轉床反應器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種旋轉床反應裝置，更具體地涉及一種磁傳動節能式液-液旋轉床反應器
背景技術旋轉床反應器是上世紀八十年代發展起來的一種新型設備。與常規技術相比，該設備具有以下特點傳質強度高，設備尺寸小，物料停留時間短，持液量小，泛點高，不易起泡，不易堵塞，維修方便，能在數分鐘內使設備運轉達到穩定。通常旋轉床反應器設備由機殼、轉子、物料進出口、轉動軸和電機組成。轉子內填充多孔介質，物料在多孔介質表面進行傳質和反應。在這種超重力場中，不同大小分子間的分子擴散和相間傳質過程均比常規重力場下要快得多，氣-液、液-固、液-液兩相在超重力場中多孔介質或孔道中產生流動接觸，巨大的剪切力將液體撕裂成微米至納米級的液膜、液絲或液滴，從而產生巨大和快速更新的相界面，使相間的傳質效率得到極大提高，其傳質單元高度可降低1 2個數量級，而相間傳質速率效率則比傳統塔器中的傳質速率提高1 3個數量級。它的核心在於對化工傳遞過程和微觀混合過程的極大強化。它應用於需要對相間傳遞過程進行強化的多相過程，如需要相內或擬均相內微觀混合強化的混合與沉澱反應過程。隨著旋轉床超重力場技術的應用領域的不斷開拓，近年申請超重力場技術的專利不斷增多，現有專利技術中所提供的裝置採用水平軸旋轉的布置形式，如中國專利 CN95107423. 7、CN95215430. 7、CN99208429. 6、CN03249584. 6、CN03252195. 2、 CN200420092277. 3、CN200310103434. 6、CN200620023555. 9 等。也有採用垂直軸的旋轉布置式，如中國專禾IJ CN91109255. 2、CN91229204. 0、CNOl 143459. 7、CN02224172. 8、 CN200310101838. 1、CN200510049145. 1、美國專利US4382900等。在大規模的工業生產中， 要求處理的氣體流量大，幾萬至上百萬Nm3/h。有的只能通過增加設備的旋轉半徑或增加旋轉軸的長度，以求得更大的處理要求。而超重力機是一種高速旋轉設備，伴隨著旋轉體半徑的增加，旋轉填料重量的增加，轉動軸的增長，填補在高速運轉後易產生不規則的變化，造成厚度分布不均勻，在處理動平衡及製作轉動軸時的難度會顯得更加突出，使旋轉床在轉動時的穩定性變差，因此這些專利中所提供的裝置一直無法取得很大突破。另一方面，這些專利中的機殼和電機直接連接在一起，如果機殼變大，則電機也必須變大，否則電機支撐不了機殼的重量。同時，旋轉床反應必須在高速下運轉才能體現出強化傳質效果，如果降低電機的轉速，也起不到超重力場的反應效果，因此很難採取變頻的方法節省能耗，這樣就會造成能耗的增大。同時，目前國內使用的旋轉床反應器，除能耗大和動平衡差的缺點外，由電機直接帶動旋轉床旋轉，也就是說電機軸和旋轉床直接固定在一起，為防止氣、液體滲漏，需要採用嚴密的動密封結構，設備結構複雜，成本高。在現有技術的垂直式旋轉床反應器，電機軸與殼體之間的有效的密封結構，長時
3間後，電機軸與密封結構之間產生磨損，液體也容易地從電機軸和密封結構之間的縫隙漏
出ο
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種磁傳動節能式液-液旋轉床反應器，是一種具有結構簡單、磁力轉動、使用可靠性高的垂直式旋轉床反應器設備。為實現上述目的，本實用新型採用以下技術方案本實用新型提供的一種磁傳動節能式液-液旋轉床反應器，包括傳動機構、旋轉體、機架以及設置在機架上的殼體，所述殼體上設有頂蓋，所述頂蓋上設有進液管I和進液管II，所述殼體包括上腔體和下腔體，所述上腔體與下腔體之間設有至少兩個液體物料出口，所述旋轉體設置在上腔體中；安裝狀態時所述殼體與機架中心共線，所述傳動機構為磁傳動機構，包括電機、皮帶、主動輪、永磁體和從動軸，所述從動軸設置在機架和殼體的中心位置，所述從動軸的一端貫穿機架和下腔體，最後設置在上腔體內並且與所述旋轉體連接， 所述從動軸的另一端設置在機架內；所述從動軸圓柱面外部設有一個筒形永磁體，所述永磁體與所述從動軸同軸心，所述永磁體的內徑大於所述從動軸的外徑，所述通過密封軸承安裝在機架及殼體上，所述永磁體的一端貫穿機架和下腔體，最後設置在上腔體內，所述永磁體的另一端設置在機架內，所述永磁體的高小於所述從動軸的軸長；所述永磁體另一端上固定有主動輪，所述主動輪與所述永磁體同軸心，所述主動輪通過皮帶與電機連接。本實用新型提供的一種磁傳動節能式液-液旋轉床反應器技術方案中，所述從動軸在上腔體內的一端以及在機架內的一端都設有聚四氟乙烯的支承導輪，所述上腔體內永磁體的端面上設有密封環，所述從動軸與永磁體之間設有軸承。本實用新型提供的另一優選的一種磁傳動節能式液-液旋轉床反應器技術方案中，所述旋轉體通過緊構件與在所述上體腔內從動軸的一端連接。本實用新型提供的再一優選的一種磁傳動節能式液-液旋轉床反應器技術方案中，所述旋轉體上設有旋轉體封蓋，所述進液管I和進液管II穿過旋轉體封蓋的設置在旋轉體內部。本實用新型提供的又一優選的一種磁傳動節能式液-液旋轉床反應器技術方案中，所述旋轉體內壁設有填料層。本實用新型提供的又一優選的一種磁傳動節能式液-液旋轉床反應器技術方案中，所述從動軸設置在機架內的一端設有端蓋，並用密封螺絲固定。本實用新型提供的又一優選的一種磁傳動節能式液-液旋轉床反應器技術方案中，所述上腔體內設有一個環形導液凸臺，所述導液凸臺的內徑等於所述永磁體的外徑，所述導液凸臺的最大外徑小於所述液體物料出口到從動軸軸心的最小距離。本實用新型提供的又一優選的一種磁傳動節能式液-液旋轉床反應器技術方案中，所述永磁體鑲嵌在不鏽鋼圓管的內壁上。由於採用了上述技術方案，本實用新型得到的有益效果是1、旋轉體採用至少三組聚四氟乙烯支承導輪支撐，使得旋轉體在兩端有支承的狀態下轉動，使旋轉體旋轉平衡可靠，可以大大減少了旋轉體在高速運轉中的震動與不穩定性，因此能加大旋轉體的直徑和體積。[0020]2、從動軸很長，採用聚四氟乙烯密封圈，將從動軸與旋轉體堅固在一起，加工方便，運行可靠，有效解決動平衡問題。3、通過磁力作用，使從動軸在磁力作用下，隨著主動輪的轉動，由於採用磁力作用，可以使用小功率的電動機，例如，相同尺寸的旋轉體，採用旋轉體與電機軸直接相接時， 電機功率為3KW，而使用磁力作用時，電動機的功率可以採用150W的小型電動機，大大減少了能量消耗。4、從動軸與旋轉體之間採用了密封結構，從而可以避免液體漏入從動軸之間。
圖1為一種磁傳動節能式液-液旋轉床反應器結構示意圖；其中，1-進液管I，2-進液管II，3-殼體，4-填料層，5-緊構件，6-密封圈，7-聚四氟乙烯支撐導輪I，8-導流凸臺，9-液體物料出口，10-永磁體，11-從動軸，12-主動輪， 13-皮帶，14-聚四氟乙烯支撐導輪II，15-旋轉體封蓋，16-旋轉體，17-機架，18-密封螺絲。
具體實施方式
下面結合實施例對實用新型作進一步的詳細說明。實施例1 如圖1所示，本例的實用新型一種磁傳動節能式液-液旋轉床反應器，包括傳動機構、旋轉體16、機架17以及設置在機架17上的殼體3，殼體3上設有頂蓋，頂蓋上設有進液管I 1和進液管II 2，所述殼體3包括上腔體和下腔體，上腔體與下腔體之間設有至少兩個液體物料出口 9，旋轉體16也就是通常說的轉子，旋轉體16設置在上腔體內；安裝狀態時殼體3與機架17中心共線，傳動機構為磁傳動機構，包括電機、皮帶13、主動輪12、永磁體 10和從動軸11，從動軸11設置在機架17和殼體3的中心位置，從動軸11的一端貫穿機架 17和下腔體，從動軸11的一端設置在上腔體內並且與旋轉體16連接，從動軸11的另一端設置在機架17內；從動軸11圓柱面外部設有一個筒形永磁體10，永磁體10與從動軸11同軸心，永磁體10的內徑大於從動軸11的外徑，永磁體10通過密封軸承安裝在機架17及殼體3上，永磁體10的一端貫穿機架17和下腔體，最後設置在上腔體內，永磁體10的另一端設置在機架17內，永磁體10的高小於從動軸11的軸長；永磁體10另一端上固定有主動輪 12，主動輪12與永磁體10同軸心，主動輪12通過皮帶13與電機連接；從動軸11在上腔體內的一端設有至少三組聚四氟乙烯的支承導輪I 7，從動軸11在機架內的一端設有至少三組聚四氟乙烯的支承導輪II 14，上腔體內永磁體10的端面上設有密封環6，從動軸11與永磁體10之間設有軸承，旋轉體16通過緊構件5與在上體腔內從動軸11的一端連接，旋轉體16上設有旋轉體封蓋15，進液管I 1和進液管II 2穿過旋轉體封蓋15，所述旋轉體 16內壁設有填料層4 ；從動軸11設置在機架17內的一端設有端蓋，並用密封螺絲18固定； 上腔體內設有一個環形導液凸臺8，中間高，四周低，導液凸臺8的內徑等於永磁體10的外徑，導液凸臺8的最大外徑小於液體物料出口 9到從動軸11軸心的最小距離；永磁體10鑲嵌在不鏽鋼圓管的內壁上。本實用新型的旋轉床反應器，頂部有兩個進液口，殼體3中間設有垂直的旋轉體16，殼體3下部設有液體導流槽。旋轉體16的側壁是旋轉填料床，整個旋轉體16與從動軸 11相連接，從動軸11通過磁力作用進行轉動，同時旋轉體16和從動軸11設有至少三組聚四氟乙烯的支承導輪I組成的轉動機構，以支承、密封和引導旋轉體16的轉動。還可以在旋轉體16的下部和從動軸11外部設有防止液漏的構件，包括外密封、從動軸11外部的密封件、以及聚四氟乙烯構件。從動軸11 一直延伸到主動輪12的下部，並通過聚四氟乙烯構件與主動輪12底部的密封螺絲18相連接，從動軸11的中間為一個支承和引導轉動體的聚四氟乙烯密封圈。本實用新型的旋轉床反應器，殼體3內部可以根據反應體系介質的性質可以設附腐層或不設，一般來說殼體3的材質可以為不鏽鋼或更耐腐蝕的鈦材等金屬材料；旋轉體 16與從動軸11相連接後，通過一個聚四氟乙烯支承導輪I 7與殼體3內部的支架相連接， 起到支承和密封的作用。為了防止液體物料在高速旋轉的條件下濺到從動軸11上，在旋轉體16的底部設有一個起到防止液體濺射的防漏密封圈6，以及在殼體3的底部設有一個凸形的液體導流凸臺8，這樣可以起到很好的防止液體濺射到從動軸11的作用。為了提供從動軸旋轉所需要的磁力，在從動軸11的外部設有一個圓形的永磁體，永磁體鑲嵌在不鏽鋼圓管的內壁，不鏽鋼圓管的外壁設有一個主動輪12，主動輪12在電機的作用下通過皮帶13 轉動，從而在磁力的作用下帶動從動輪11轉動，從而產生一個超重力場。從動軸11的底部設有一個聚四氟乙烯支撐導輪Π 14，從而在從動軸和主動輪之間形成了具有3個支承點的體系，很好地穩定了從動軸11的運轉。由於採用磁力進行轉動，電機的功率從常規旋轉床的3KW降低到150W，起到了很好的節能作用。在聚四氟乙烯支撐導輪II 14的底部設有一個緊固作用的密封螺絲18。本實用新型垂直式旋轉床反應器的工作原理兩種不同性質的液體物料通過兩個液體進口進入殼體3中，殼體3中的旋轉體16 高速旋轉，兩種液體在填料層上發生化學反應，產生的沉澱顆粒隨噴出的液體一起到殼體3 的底部，從液體物料出口 9流出。最後應該說明的是以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非對其限制，儘管參照上述實施例對本實用新型進行了詳細說明，所屬領域的普通技術人員應當理解依然可以對本實用新型的具體實施方式
進行修改或者等同替換，而未脫離本實用新型精神和範圍的任何修改或者等同替換，其均應涵蓋在本權利要求範圍當中。
權利要求1.一種磁傳動節能式液-液旋轉床反應器，包括傳動機構、旋轉體(16)、機架(17)以及設置在機架(17)上的殼體(3)，其特徵在於所述殼體C3)上設有頂蓋，所述頂蓋上設有進液管I (1)和進液管II (2)，所述殼體( 包括上腔體和下腔體，所述上腔體與下腔體之間設有至少兩個液體物料出口(9)，所述旋轉體(16)設置在上腔體內；安裝狀態時所述殼體 (3)與機架(17)中心共線，所述傳動機構為磁傳動機構，包括電機、皮帶(13)、主動輪(12)、 永磁體(10)和從動軸(11)，所述從動軸(11)設置在機架(17)和殼體(3)的中心位置，所述從動軸(11)的一端貫穿機架(17)和下腔體，所述從動軸(11)的一端設置在上腔體內並且與所述旋轉體(16)連接，所述從動軸(11)的另一端設置在機架(17)內；所述從動軸 (11)圓柱面外部設有一個筒形永磁體(10)，所述永磁體(10)與所述從動軸(11)同軸心， 所述永磁體(10)的內徑大於所述從動軸(11)的外徑，所述永磁體(10)通過密封軸承安裝在機架(17)及殼體C3)上，所述永磁體(10)的一端貫穿機架(17)和下腔體，最後設置在上腔體內，所述永磁體(10)的另一端設置在機架(17)內，所述永磁體(10)的高小於所述從動軸(11)的軸長；所述永磁體(10)另一端上固定有主動輪(12)，所述主動輪(1 與所述永磁體(10)同軸心，所述主動輪(1 通過皮帶(1 與電機連接。
2.如權利要求1所述的一種磁傳動節能式液-液旋轉床反應器，其特徵在於所述從動軸(11)在上腔體內的一端設有至少三組聚四氟乙烯的支承導輪1(7)，從動軸(11)在機架內的一端設有至少三組聚四氟乙烯的支承導輪11(14)，所述上腔體內永磁體(10)的端面上設有密封環(6)，所述從動軸(11)與永磁體(10)之間設有軸承。
3.如權利要求1所述的一種磁傳動節能式液-液旋轉床反應器，其特徵在於所述旋轉體(16)通過緊構件( 與在所述上體腔內從動軸(11)的一端連接。
4.如權利要求2所述的一種磁傳動節能式液-液旋轉床反應器，其特徵在於所述旋轉體(16)上設有旋轉體封蓋(15)，所述進液管I (1)和進液管II (2)穿過旋轉體封蓋(15)。
5.如權利要求3所述的一種磁傳動節能式液-液旋轉床反應器，其特徵在於所述旋轉體(16)內壁設有填料層G)。
6.如權利要求1所述的一種磁傳動節能式液-液旋轉床反應器，其特徵在於所述從動軸(11)設置在機架(17)內的一端設有端蓋，並用密封螺絲(18)固定。
7.如權利要求1所述的一種磁傳動節能式液-液旋轉床反應器，其特徵在於所述上腔體內設有一個環形導液凸臺(8)，所述導液凸臺(8)的內徑等於所述永磁體(10)的外徑， 所述導液凸臺⑶的最大外徑小於所述液體物料出口(9)到從動軸(11)軸心的最小距離。
8.如權利要求1所述的一種磁傳動節能式液-液旋轉床反應器，其特徵在於所述永磁體(10)鑲嵌在不鏽鋼圓管的內壁上。
專利摘要本實用新型涉及一種旋轉床反應裝置，更具體地涉及一種磁傳動節能式液-液旋轉床反應器，包括傳動機構、旋轉體、機架以及設置在機架上的殼體，殼體上設有頂蓋，頂蓋上設有進液管I和進液管II，殼體包括上腔體和下腔體，上腔體與下腔體之間設有至少兩個液體物料出口，旋轉體設置在上腔體內；傳動機構為磁傳動機構，包括電機、皮帶、主動輪、永磁體和從動軸，從動軸圓柱面外部設有一個筒形永磁體，永磁體上固定有主動輪，主動輪通過皮帶與電機連接，本實用新型的旋轉床反應器結構簡單、磁力轉動、使用可靠性高。
文檔編號B01J10/00GK202122946SQ20112017255
公開日2012年1月25日 申請日期2011年5月26日 優先權日2011年5月26日
發明者侯曉峰, 張玉芬 申請人:侯曉峰, 張玉芬