高剪切勻漿泵用噴嘴的製作方法

2023-12-10 23:43:32

專利名稱：高剪切勻漿泵用噴嘴的製作方法
技術領域：
本發明適用於石化腈綸行業聚合水解法工藝使用的高剪切勻漿泵上配套的噴射 裝置，通過該噴嘴向高剪切勻漿泵腔體內注入水解溶液。
背景技術：
攪拌設備是化學工程和生物工程中最常見也是最重要的單元設備之一。攪拌設備 往往與混合、反應、蒸發、結晶等過程相聯繫，按傳統理論，需要複雜的中間調製罐及反應釜 等過程設備。高剪切勻漿泵則不同於一般的攪拌設備，它可針對特定的生產工藝，把幾個功能 集中在一起，在同一設備內完成多項操作，實現多功能一體化，具有結構緊湊、損耗少、效率 高、衛生環保等優點。這種集多功能於一體的攪拌設備-高剪切勻漿泵，已在石油化纖行業 中廣泛應用。產品可根據所處理物料性質的不同，採用不同的剪切模型及工作轉速，以獲得 最佳的剪切混合效果。與傳統的混合工藝比較，不需要龐大的混合釜及輔助管線，具有機組 佔地空間小、混合效果好、生產效率高等諸多優點。高剪切勻漿泵主要由剪切腔體、剪切輪、螺旋輸送輪(或破碎輪)、剪切腔體外套、 外殼體、密封腔體、機械密封、軸承座、軸承、軸、軸套等零、部件組成。石化腈綸聚合及原液分線改造項目，第一個工位是消光劑二氧化鈦與紡絲原液的 混合，另一個工位是聚合體淤漿與濃NaSCN的混合。石化腈綸聚合及原液分線改造項目使用的高剪切勻漿泵，其中的消光劑二氧化鈦 與紡絲原液混合用泵，首次採用水解二氧化鈦工藝，傳統工藝採用的是硫氫酸鈉法工藝，二 氧化鈦溶解性差，產品色澤度偏差大，而水解法工藝的二氧化鈦溶解能力強，紡絲原液與其 混合易於實現高度均一化，此工藝生產出的產品手感好、色澤均勻。但水解法工藝的一大難題是原液遇水結膠問題，二氧化鈦的水解溶液必須嚴格控 制其流速及流態，使其在泵腔內與原液相遇的瞬間，在轉子外緣的很大線速度下瞬間分散 開來而不產生結膠現象。原消光原液勻漿泵在使用初期由於紡絲打低速運行時增壓泵跟蹤 不及時，造成原液瞬時壓力驟增的現象，導致原液回流至Ti02水配管線，出現Ti02水配管 線結膠堵塞現象。因此，採用合適的噴嘴來控制水解溶液加入的流速及流態至關重要。

發明內容
本發明的目的就是提供一種能夠控制水解溶液加入的流速及流態，避免原液倒流 至二氧化鈦水配管線中而出現結膠堵塞現象。為實現上述目的，本發明採用的技術方案是一種高剪切勻漿泵用噴嘴，其特徵在 於噴嘴為細長杆，其內設有由尾端向前端延伸的孔，所述的噴嘴的前端位於與噴嘴的桿身 結合部位的端頭後側為錐面，兩個或兩個以上的噴嘴孔沿錐面布置且對稱布置並與噴嘴內 的孔連通，所述的噴嘴的桿身置於噴嘴座內且兩者之間設有彈簧，噴嘴座的前端與噴嘴的 端頭後側上的錐面部構成密封配合。
對於一個給定直徑的噴嘴，其流量與壓力成正比，也就是更高的壓力對應更高的 流量。而二氧化鈦水解溶液採用動力泵加壓加入，即其流量隨壓力的變化基本趨於常量， 二氧化鈦水解溶液經由噴嘴內的由尾端向前端延伸的孔到達噴嘴孔，並射入勻漿泵的剪切 腔；當高剪切勻漿泵系統內壓力增高時，為防止原液倒流結膠，噴嘴座的前端與噴嘴的端頭 後側上的錐面部結合併構成密封配合，止逆式結構開始起作用，因此能夠有效防止結膠現 象的發生。


圖1是本發明的結構示意圖；圖2是噴嘴的結構示意圖；圖3是噴嘴前端的局部放大示意圖。
具體實施例方式如圖1所示，高剪切勻漿泵為頂進頂出式結構，進出口方向與軸線垂直，轉向從驅 動端方向看為順時針方向旋轉。高剪切勻漿泵根據工藝要求配有輔助物料添加管40，消 光原液勻漿泵中的消光劑便從此口加入，為控制輔料的加入流速及流態並防止介質逆向流 動，本發明採用了特製的噴嘴，其安裝方式見圖1。其固定於泵體50內壁且沿徑方向安裝。 Ti02水配管線通過輔助物料添加管40，加注至泵腔內原液中，為防止原液回流導致結膠， 本發明設計了採用帶止逆密封結構的噴嘴。如圖2所示，輔助物料添加口運用了新型防逆流彈簧止回裝置；安裝了新型防逆 流裝置並經反覆實驗論證，應用效果頗佳，運行情況穩定。經生產實際考核，通過該泵的紡 絲原液與消光劑混合均勻，產出的纖維產品手感好、色澤均勻，消除了黃白絲及斷絲現象， 大幅度提高了產品的質量。噴嘴10為細長杆，其內設有由尾端向前端延伸的孔14，所述的噴嘴10的前端位於 與噴嘴10的桿身11結合部位的端頭後側12為錐面，兩個或兩個以上的噴嘴孔13沿錐面 布置且對稱布置並與噴嘴10內的孔14連通，所述的噴嘴10的桿身11置於噴嘴座20內且 兩者之間設有彈簧30，噴嘴座20的前端與噴嘴10的端頭後側12上的錐面部構成密封配 合。止逆彈簧30始終保持提供壓縮彈簧力，輔助密封面關閉防止噴嘴進膠。噴嘴10和噴 嘴座20裝配後，噴嘴10的端頭部位於噴嘴座20的外部。所述的噴嘴10的後端與輔助物料添加管40的出料口對接，輔助物料添加管40由 法蘭41固定在泵體50的外壁上。如圖3所示，所述的噴嘴10的前端位於剪切腔體60內，所述的噴嘴座20的後端 有盤緣21與泵體50的外壁構成密封連接。所述的噴嘴10的前端面為弧或球狀面，所述的噴嘴孔13之間的夾角為60° < α <180°，這樣可以將輔助物料添快速、及時地射入剪切腔體60內。所述的噴嘴10的後端連有環盤70，即噴嘴10的桿身11的後端設置外螺紋與環盤 70構成螺紋連接，彈簧30套設在噴嘴10的桿身11的後段上並置於噴嘴座20的後段管內 壁與環盤70之間的空腔中。在無其它外力作用時，彈簧30的彈力作用驅使噴嘴10向噴嘴 座20內回縮，噴嘴座20與噴嘴10結合構成密封配合。只有當輸送輔助物料的液泵壓力克服彈簧30的彈力打開噴嘴座20與噴嘴10結合構成的密封處分離時，輔助物料進入剪切腔 體60內。所述的噴嘴座20的前端有錐形空口與噴嘴10上端頭後側12的錐面構成密封配 合，具體講可以形成錐形研磨式密封面，噴嘴座20的前端有錐形空口的外部為弧面或球面 向後過渡。噴嘴座20的後段為直管狀，這樣即可以方便噴嘴10的固定安裝，又少佔空間且 便於加工。所述的噴嘴孔13的端部有喇叭狀的噴射口 131，喇叭口的單向夾角β = 12 15°，就是說噴嘴孔13的軸線與噴射口 131的邊面之間的夾角為β，這樣可以獲得初步的 均勻霧化噴射的效果。 兩噴嘴孔13對稱設置且其所在平面與孔14位於同一個平面內，兩噴嘴孔13呈八 字形布置，兩噴嘴孔13位於一個平面內，該平面與噴嘴10的軸芯線位於同一個平面內。高剪切勻漿泵主要由剪切腔體60、剪切輪、螺旋輸送輪(或破碎輪)、剪切腔體外 套、泵體50、密封腔體、機械密封、軸承座、軸承、軸、軸套等零、部件組成。經生產實際考核， 通過該泵的紡絲原液與消光劑混合均勻，產出的纖維產品手感好、色澤均勻，消除了黃白絲 及斷絲現象，大幅度提高了產品的質量。
權利要求
一種高剪切勻漿泵用噴嘴，其特徵在於噴嘴(10)為細長杆，其內設有由尾端向前端延伸的孔(14)，所述的噴嘴(10)的前端位於與噴嘴(10)的桿身(11)結合部位的端頭後側(12)為錐面，兩個或兩個以上的噴嘴孔(13)沿錐面布置且對稱布置並與噴嘴(10)內的孔(14)連通，所述的噴嘴(10)的桿身(11)置於噴嘴座(20)內且兩者之間設有彈簧(30)，噴嘴座(20)的前端與噴嘴(10)的端頭後側(12)上的錐面部構成密封配合。
2.根據權利要求1所述的高剪切勻漿泵用噴嘴，其特徵在於所述的噴嘴(10)的後端 與輔助物料添加管(40)的出料口對接，輔助物料添加管(40)由法蘭(41)固定在泵體(50) 的外壁上。
3.根據權利要求1所述的高剪切勻漿泵用噴嘴，其特徵在於所述的噴嘴(10)的前端 位於剪切腔體(60)內，所述的噴嘴座(20)的後端有盤緣(21)與泵體(50)的外壁構成密 封連接。
4.根據權利要求1或3所述的高剪切勻漿泵用噴嘴，其特徵在於所述的噴嘴(10)的 前端面為弧或球面，所述的噴嘴孔(13)之間的夾角為60° < α < 180°。
5.根據權利要求1或3所述的高剪切勻漿泵用噴嘴，其特徵在於所述的噴嘴(10)的 後端連有環盤(70)，彈簧(30)套設在噴嘴(10)的桿身(11)的後段上並置於噴嘴座(20) 的後段管內壁與環盤(70)之間的空腔中。
6.根據權利要求1或3所述的高剪切勻漿泵用噴嘴，其特徵在於所述的噴嘴座(20) 的前端有錐形孔口與噴嘴(10)上的端頭後側(12)的錐面構成密封配合，噴嘴座(20)前端 的錐形孔口的外部為弧面或球面狀向後過渡。
7.根據權利要求4所述的高剪切勻漿泵用噴嘴，其特徵在於所述的噴嘴孔(13)的端 部有喇叭狀的噴射口(131)，噴射口(131)的喇叭口的單向夾角β = 12 15°，兩噴嘴孔 (13)對稱設置且其所在平面與孔(14)位於同一個平面內。
8.根據權利要求6所述的高剪切勻漿泵用噴嘴，其特徵在於所述的噴嘴座(20)的前 端有錐形孔口與噴嘴(10)上端頭後側(12)的錐面之間構成錐形研磨式密封面。
全文摘要
本發明適用於石化腈綸行業聚合水解法工藝使用的高剪切勻漿泵上配套的噴射裝置，通過該噴嘴向高剪切勻漿泵腔體內注入水解溶液。本發明中的噴嘴為細長杆，其內設有由尾端向前端延伸的孔，所述的噴嘴的前端位於與噴嘴的桿身結合部位的端頭後側為錐面，兩個或兩個以上的噴嘴孔沿錐面布置且對稱布置並與噴嘴內的孔連通，所述的噴嘴的桿身置於噴嘴座內且兩者之間設有彈簧，噴嘴座的前端與噴嘴的端頭後側上的錐面部構成密封配合。本發明能夠有效防止結膠現象的發生。
文檔編號B01F15/02GK101844045SQ201010181130
公開日2010年9月29日 申請日期2010年5月20日 優先權日2010年5月20日
發明者何玉傑, 宮恩祥, 巫建波, 李強, 柴立平, 石海峽, 程道武 申請人:合肥工業大學;合肥華升泵閥有限責任公司