专利名称：一种多用途化学反应器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种多用途化学反应器。这种反应器适用于化学、化工、食品、生 物医药、化妆品的实验室研究和规模化生产，特别适用于液-液化学沉降法制备纳米粒子 材料，和微纳无机粉体的液-固表面改性，以及固液两相比重差较大的反应体系进行均勻 混合反应，属于化工机械设备制造业。
背景技术：
目前工业上通过沉降反应获得的粉体材料一般在反应釜中进行，晶体的成核与生 长往往同步进行，所得产物粒径分布较宽，颗粒大小不一，给实际应用带来很大弊端。根据 无机纳米粒子成核与生长的特征，成核时间越短越好，而且要混合均勻，这就要晶体的成核 与生长分开。由于纳米粒子粒径越小越容易团聚，对后期的粉体的表面改性和加工带来不 便，加之生产成本要尽量低，生产工艺尽量简洁，这就要求粒子的合成与表面改性于一体。在工业化的化学反应中，有一类为固液两相均勻混合的方法，对于固液两相比重 差较大的反应体系，固液两相很难混合的令人满意，特别是随着工业装置的扩大，混合不均 的缺点暴露的更加明显，这就限制了工业化的发展。在科研小组参与发明的实用新型专利 一种常温下制备无机纳米粒子的反应器(200820210914.0)的基础上，进一步深入研究无 机纳米粒子的成核与生长机理，固液反应的特征，以及国内外现有反应器的优缺点，对原有 装置进行改造，一种新型反应器诞生了。
发明内容本发明的目的是能提供一种能使晶体的成核与生长分开进行，能对粒子进行原位 表面改性，能使固液两相比重差较大的反应体系进行均勻混合反应的反应器。本实用新型的目的是这样实现的，本实用新型含搅拌轮、反应器外壳、反应器盖 子、传动杆、反应室和热交换室，其中，反应器外壳的内侧设有“U”型热交换室，且“U”型热 交换室的侧部设有热交换室入口和热交换室出口与“U”型热交换室相通；“U”型热交换室 的内壁与反应器盖子围成一个反应室，由设置的在中间的漏斗状腔体将反应室分成漏斗状 上反应室和凹型下反应室，漏斗状腔体的上部设有分散槽，分散槽上设有侧壁进料管，漏斗 状腔体的底部设有漏斗状上反应室下端出口与凹型下反应室相通；传动杆位于反应室中 央，垂直穿过漏斗状上反应室和凹型下反应室，传动杆的底部设有搅拌轮，分散槽与反应器 盖子之间的传动杆上设有分散轮；凹型下反应室的底部设有进气管和凹型下反应室下出料 口，侧部设有凹型下反应室上出料口，反应器盖子上还设有进料管。本发明具有以下优点一是料液能在瞬间混合，且实现瞬间的充分混合反应，能使 晶体的成核与生长有效分开，而且可以进行原位包覆改性，所得的颗粒小、分布窄，批次稳 定性好。二是能使固液两相比重差较大的反应体系进行均勻混合反应。三是能大量制造纳 米粒子、微纳米粒子，且能够对无机粉体进行大批量表面改性。四是装置具有分散、搅拌、力口 热、通气功能，因此应用范围广，制造成本低。五是操作方便，自动连续，规模生产。
图1为本实用新型的结构示意图图2为分散轮结构示意图图3为分散槽结构示意图图4为搅拌轮结构示意图其中进气管1、搅拌轮2、漏斗状上反应室下端出口 3、分散槽4、分散轮5、热交换室出口 6、反应器外壳7、反应器盖子8、传动杆9、进料管10、漏斗状上反应室11、侧壁进料 管12、凹型下反应室上出料口 13、漏斗状腔体14、凹型下反应室15、“U”型热交换室16，热 交换室入口 17、凹型下反应室下出料口 18、长方形薄片19、圆盘20、棱21、直角梯形状薄片 22、圆盘23、圆环24、圆盘25、长方形薄片26、斜边27、底边28。
具体实施方式
以下结合附图详细描述本实用新型的具体实施方式
。一种多用途化学反应器，含搅拌轮(2)、反应器外壳(7)、反应器盖子(8)、传动杆 (9)、反应室和热交换室，其中反应器外壳(7)的内侧设有“U”型热交换室(16)，且“U”型 热交换室(16)的侧部设有热交换室入口(17)和热交换室出口(6)与“U”型热交换室(16) 相通。“U”型热交换室(16)的内壁与反应器盖子⑶围成一个反应室，由设置的在中间 的漏斗状腔体(14)将反应室分成漏斗状上反应室(11)和凹型下反应室(15)，漏斗状上反 应室(11)可以使刚反应的料液和流出凹型下反应室(15)的料液分开，可以起到晶体成核 和生长分开，以及反应的次序性和充分性。漏斗状腔体(14)的上部设有分散槽(4)，分散槽 (4)上设有侧壁进料管(12)，漏斗状腔体(14)的底部设有漏斗状上反应室下端出口(3)与 凹型下反应室(15)相通。传动杆(9)位于反应室中央，垂直穿过漏斗状上反应室(11)和凹型下反应室，传动杆(9)的底部设有搅拌轮有一个或多个搅拌轮(2)，分散槽(4)与反应器盖子 (8)之间的传动杆(9)上设有分散轮(5)；凹型下反应室(15)的底部设有进气管(1)和凹 型下反应室下出料口(18)，侧部设有凹型下反应室上出料口(13)，反应器盖子(8)上还设 有进料管(10)。分散轮(5)是由圆盘(20)和若干竖插在圆盘(20)上的长方形薄片(19)组成，长 方形薄片(19)的摆放呈均勻辐射状或斜齿状，长方形薄片(19)的底边与圆盘(20)相平。分散槽⑷是由圆环(24)和槽内圆盘(23)以及竖插在槽内圆盘(23)上的直角梯 形状薄片(22)组成，圆环(24)的内壁设有突起的棱(21)，直角梯形状薄片(22)的摆放呈 辐射状或斜齿状，直角梯形状薄片(22)的斜边(27)由外向内倾斜，斜边(27)与底边(28) 所成的夹角在30-45度范围内。分散槽(4)对料液的分散，可以起到对颗粒进行表面改性、 清洗分散轮(5)，促进浆料快速下滑的作用。搅拌轮(2)是由圆盘(25)和若干竖插在圆盘(25)上的长方形薄片(26)所组成， 长方形薄片(26)的摆放呈均勻辐射状或斜齿状，且垂直穿过圆盘(25)。调速电动机速度可 调，根据反应条件确定转动速度。[0019] 反应开始前将凹型下反应室下出料口(18)关闭，通入加热或冷却介质保证反应所需温度，根据反应需要可通气也可不通气，然后将反应液或固体颗粒制成的浆料从进料 管(10)同时并流加入；表面活性剂或类表面活性剂或其它溶剂由侧壁进料管(12)加入。反 应料液被档板击碎成微小液滴并在极短时间内混合反应，在离心力的作用下甩到漏斗状料 桶壁上，同时被分散槽(4)分散作用下产生的表面活性剂或类表面活性剂或其它溶剂的雾 状液滴迅速包覆，并沿料桶壁流下，沿漏斗状上反应室下端出口(3)流下，落到搅拌轮(2) 上并被竖插于圆盘内的薄片档板迅速分散开，在凹型下反应室(15)反应一段时间，高速旋 转的浆料被漏斗状反应室斜壁(14)降速后由凹型下反应室上出料口(13)出料。当反应后 的料液不再由凹型下反应室上出料口(13)流出时，可由凹型下反应室下出料口(18)流出。
权利要求一种多用途化学反应器，含搅拌轮(2)、反应器外壳(7)、反应器盖子(8)、传动杆(9)、反应室和热交换室，其特征在于A)所述的反应器外壳(7)的内侧设有“U”型热交换室(16)，且“U”型热交换室(16)的侧部设有热交换室入口(17)和热交换室出口(6)与“U”型热交换室(16)相通；B)所述的“U”型热交换室(16)的内壁与反应器盖子(8)围成一个反应室，由设置的在中间的漏斗状腔体(14)将反应室分成漏斗状上反应室(11)和凹型下反应室(15)，漏斗状腔体(14)的上部设有分散槽(4)，分散槽(4)上设有侧壁进料管(12)，漏斗状腔体(14)的底部设有漏斗状上反应室下端出口(3)与凹型下反应室(15)相通；C)所述的传动杆(9)位于反应室中央，垂直穿过漏斗状上反应室(11)和凹型下反应室(15)，传动杆(9)的底部设有搅拌轮(2)，分散槽(4)与反应器盖子(8)之间的传动杆(9)上设有分散轮(5)；D)所述的凹型下反应室(15)的底部设有进气管(1)和凹型下反应室下出料口(18)，侧部设有凹型下反应室上出料口(13)，反应器盖子(8)上还设有进料管(10)。
2.根据权利要求1所述的一种多用途化学反应器，其特征在于所述的分散轮(5)是由 圆盘(20)和若干竖插在圆盘(20)上的长方形薄片(19)组成，长方形薄片(19)的摆放呈 均勻辐射状或斜齿状，长方形薄片(19)的底边与圆盘(20)相平。
3.根据权利要求1所述的一种多用途化学反应器，其特征在于所述的分散槽(4)是由 圆环(24)和槽内圆盘(23)以及竖插在槽内圆盘(23)上的直角梯形状薄片(22)组成，圆 环(24)的内壁设有突起的棱(21)，直角梯形状薄片(22)的摆放呈辐射状或斜齿状，直角梯 形状薄片(22)的斜边(27)由外向内倾斜，斜边(27)与底边(28)所成的夹角在30-45度 范围内。
4.根据权利要求1所述的一种多用途化学反应器，其特征在于所述的搅拌轮(2)是由 圆盘(25)和若干竖插在圆盘(25)上的长方形薄片(26)所组成，长方形薄片(26)的摆放 呈均勻辐射状或斜齿状，且垂直穿过圆盘(25)。
专利摘要本实用新型涉及一种多用途化学反应器。含搅拌轮、反应器外壳、反应器盖子、传动杆、反应室和热交换室，其中，反应器外壳的内侧设有“U”型热交换室；“U”型热交换室的内壁与反应器盖子围成一个反应室，由设置的在中间的漏斗状腔体将反应室分成漏斗状上反应室和凹型下反应室，漏斗状腔体的上部设有分散槽；传动杆位于反应室中央，底部设有搅拌轮，分散槽与反应器盖子之间的传动杆上设有分散轮。本实用新型具有以下优点一是料液能在瞬间混合反应，二是能使固液两相比重差较大的反应体系进行均匀混合反应，三是能大量制造纳米粒子、微纳米粒子，四是装置具有分散、搅拌、加热、通气功能，因此应用范围广，五是操作方便，自动连续，规模生产。
文档编号B01J19/18GK201572640SQ20092025952
公开日2010年9月8日 申请日期2009年12月7日 优先权日2009年12月7日
发明者刘跃军, 阙永生, 黄宇刚 申请人:湖南工业大学