一种新型可换热搅拌轴及管式反应器的制作方法

本实用新型涉及化学反应装置领域，具体涉及一种新型可换热搅拌轴及管式反应器。

背景技术：

化学反应通常会产生大量热量，故反应器上往往会设置有换热装置，机械搅拌器结构的换热装置可以提高反应器的换热和搅拌能力，例如，在螺带搅拌器上加设刮刀以提高夹套的传热系数，但是，该方法使反应器和搅拌器的结构复杂，并且在一定的搅拌转速下，刮刀所增加的搅拌功率会转变成搅拌热，增加了换热的负荷。

现有的机械搅拌器的换热装置结构能耗高，换热效果差，并且现有的机械搅拌器仅仅能起到搅拌和换热的作用，当在管式反应器中进行化学反应时，反应物原料需要从管式反应器中一端进入，在管内化学反应后，从管式反应器的另一端产出，就要求该管式反应器内的机械搅拌器不仅仅需要搅拌和换热的功能，还需要具有将反应物原料从管式反应器的一端向另一端输送的功能。

技术实现要素：

对于现有技术中所存在的问题，本实用新型提供的一种新型可换热搅拌轴及管式反应器，可以在较低耗能的情况下，取得较好的搅拌和换热效果，同时，还可以实现反应物原料在反应器内的输送功能。

第一方面，本实用新型提出了一种新型可换热搅拌轴,包括主轴，所述主轴内部设有相互隔离的第一腔室和第二腔室，所述第一腔室和所述第二腔室均在所述主轴的一端上设有开口；所述主轴上设有第一接管与所述第一腔室连通，所述主轴上设有第二接管与所述第二腔室连通，所述第一接管与所述第二接管之间设有至少一根绕管以连通。换热介质可以在由第一腔室、第一接管、绕管、第二接管和第二腔室连通成的通道内流动，从而起到换热的作用，同时，主轴、第一接管、绕管和第二接管组成的结构会有一定的搅拌效果和反应物原料的输送效果。

作为优选的技术方案，所述绕管绕所述主轴螺旋缠绕设置。绕管绕主轴螺旋缠绕可以有效地增加绕管的接触面积，提高换热效果，绕管螺旋状结构具有更好的搅动效果，并且能够在将反应物原料搅动的同时，更好的实现使反应物原料向主轴轴向的一端输送的功能。

作为优选的技术方案，当所述绕管数量为两根及以上时，相邻所述绕管并排设置并相互贴合。该多个绕管的组合形状可以进一步的提升换热、搅动和反应物原料的输送效果。

作为优选的技术方案，所述主轴设有开口的一端连接有回转接头，所述回转接头上设有第一冷媒口和第二冷媒口，所述第一冷媒口与所述第一腔室连通，所述第二冷媒口与所述第二腔室连通。回转接头的第一冷媒口和第二冷媒口用于更方便的实现换热介质导入和导出。

作为优选的技术方案，所述回转接头套设于所述主轴端部内侧或套设于所述主轴端部外侧。

作为优选的技术方案，所述回转接头内设有内管，所述内管一端与所述第一腔室连通，所述内管另一端与所述第一冷媒口连通。内管可以使得回转接头的第一冷媒口和第二冷媒口的连通区域不必是隔离的，而是通过内管实现第一冷媒口和第二冷媒口的连通区域的隔离，降低了回转接头加工难度和制作成本。

作为优选的技术方案，所述内管与所述第一冷媒口为过盈连接。

作为优选的技术方案，所述内管与所述第一腔室连通处设有分隔板，所述分隔板与所述内管将所述第一腔室与所述第一冷媒口的连通区域以及所述第二腔室与所述第二冷媒口的连通区域隔离。分隔板和内管保证了换热介质的流入和流出区域是完全隔离的。

作为优选的技术方案，所述主轴上设有若干搅拌柱。搅拌柱可以提升搅拌轴的搅拌效率。

作为优选的技术方案，所述搅拌柱在所述主轴上均匀交错设置。

作为优选的技术方案，所述主轴封闭的一端连接有联轴器，所述联轴器连接有驱动装置。

第二方面，本实用新型提出了一种管式反应器，包括反应器壳体，所述反应器壳体内设有如权利要求1所述的新型可换热搅拌轴，所述新型可换热搅拌轴旋转固定于所述反应器壳体的两端，所述反应器壳体与所述新型可换热搅拌轴的旋转固定处设有密封组件。密封组件用于保证主轴转动时反应器壳体内部的密封。

作为优选的技术方案，所述反应器壳体上设有至少两个原料进口，至少一个所述原料进口连接有分布器部件；所述反应器壳体上还设有通气口和反应物出口。分布器部件可以有效的保证进入的反应物原料能与其他的原料充分均匀的混合及反应。

本实用新型的有益效果表现在：

1、本实用新型内部连通管道区域通入换热介质，能够实现反应器内部的换热；同时，绕管绕主轴螺旋缠绕的结构，实现对反应物原料的搅拌功能的同时，可以推动反应物原料向主轴轴向的一端输送。

2、本实用新型的主轴结构占用空间较小，有效地节省了反应器的内部空间，尤其适用于内部空间有限的管式反应器。

3、本实用新型通过主轴上搅拌柱的旋转运动，可以使实现换热功能的管道更充分的与反应物原料进行接触，大大提高了换热效率。

附图说明

图1为本实用新型一种新型可换热搅拌轴的整体结构示意图；

图2为本实用新型一种管式反应器的整体结构示意图；

图中：1-主轴、2-第一腔室、3-第二腔室、4-第一接管、5-第二接管、6-绕管、7-搅拌柱、8-回转接头、9-第一冷媒口、10-第二冷媒口、11-内管、12-分隔板、13-联轴器、14-反应器壳体、15-第一原料进口、16-第二原料进口、17-分布器部件、18-密封组件、19-通气口、20-反应物出口。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1为本实用新型中一种新型可换热搅拌轴的整体结构示意图，包括主轴1，主轴1内部有相互隔离的第一腔室2和第二腔室3，第一腔室2和第二腔室3均在主轴1的一端上设有开口，主轴1上设有与第一腔室2连通的第一接管4，主轴1上设有与第二腔室3连通的第二接管5，第一接管4与第二接管5之间设有绕管6以连通，主轴1上设有若干搅拌柱7。

主轴1开口的一端连接有回转接头8，回转接头8上设有第一冷媒口9和第二冷媒口10，第一冷媒口9与第一腔室2连通，第二冷媒口10与第二腔室3连通；回转接头8内设有内管11，内管11一端与第一腔室2连通，内管11另一端与第一冷媒口9连通；内管11与第一腔室2连通处设有分隔板12，分隔板12与内管11将第一腔室2和第二腔室3隔离；主轴1封闭的一端连接有联轴器13。

图2为本实用新型中一种管式反应器的整体结构示意图，包括反应器壳体14，反应器壳体14内设有新型可换热搅拌轴，新型可换热搅拌轴旋转固定于反应器壳体14的两端，反应器壳体14与新型可换热搅拌轴的连接处设有密封组件18。

反应器壳体14上设有第一原料进口15和第二原料进口16，第一原料进口15连接有分布器部件17；反应器壳体14上设有通气口19和反应物出口20。

本实用新型的具体工作方式如下：

如图1所示，第一冷媒口9、内管11、第一腔室2、第一接管4、绕管6、第二接管5、第二腔室3和第二冷媒口10依次构成连通的通道，换热介质可以在由此构成的通道内流动，从而起到换热的作用，换热介质的流动方向为顺向流动或逆向流动，同时，主轴1、第一接管4、绕管6和第二接管5组成的结构会有一定的搅拌效果和反应物原料的输送效果。

绕管6绕主轴1螺旋缠绕可以有效地增加绕管6的接触面积，提高换热效果，绕管6螺旋状结构具有更好的搅动效果，并且能够在将反应物原料搅动的同时，更好的实现使反应物原料向主轴1轴向的一端输送的功能；当绕管6数量为两根及以上时，绕管6并排设置并相互贴合，该多个绕管6的组合形状可以进一步的提升换热、搅动和反应物原料的输送效果；回转接头8上设有区分更明显的第一冷媒口9和第二冷媒口10，可以更方便的实现换热介质导入和导出；回转接头8套设于主轴1端部内侧或主轴1端部外侧；内管11可以使得回转接头8的第一冷媒口9和第二冷媒口10的连通区域不必是隔离的，通过内管11可以实现第一冷媒口9和第二冷媒口10的连通区域的隔离，降低了回转接头8加工难度和制作成本；分隔板12和内管11将第一腔室2与第一冷媒口9的连接区域以及第二腔室3与第二冷媒口10的连接区域隔离，从而隔离开流入和流出的换热介质；搅拌柱7跟随主轴1转动，搅动反应物原料，可以有效的提升搅拌效率。

如图2所示，不同的反应物原料可以分别从第一原料进口15和第二原料进口16投入到反应器壳体14内，其中，位于较高位置的第一原料进口15通过分布器部件17将反应物原料分散均匀投放，保证了反应物原料能与其他的原料充分均匀的混合及反应；主轴1旋转固定于反应器壳体14的两端，在驱动装置的带动下，在反应器壳体14内转动，实现搅动反应物原料并实现换热的功能。

反应器壳体14与主轴1的旋转固定处设有密封组件18，密封组件18用于保证主轴1转动时反应器壳体14内部的密封。

以上内容仅仅是对本实用新型的结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。