一种用于制备表面活性剂的高效反应釜的制作方法

本实用新型涉及减水剂制备装置技术领域，更具体的是涉及一种用于制备表面活性剂的高效反应釜。

背景技术：

表面活性剂是指加入少量能使其溶液体系的界面状态发生明显变化的物质，通过变换亲水基或亲油基种类、所占份额及在分子结构中的位置，可以达到所需亲水亲油平衡的目的。

减水剂是表面活性剂中常见的一类，是一种在维持混凝土坍落度基本不变的条件下，能减少拌合用水量的混凝土外加剂。

在减水剂的制备过程中，通常使原料在反应釜中进行发酵反应，在反应釜外设置驱动电机，驱动电机的旋转轴贯穿反应釜的罐体的内壁，旋转轴下端设置有叶轮式搅拌轴，虽然搅拌轴能起到对物料进行搅拌的作用，但是搅拌轴仅仅能实现对罐体下端的物料进行搅拌，使下端的物料混合均匀，早长时间的发酵过程中，溶液中的物料在反应釜中向下沉淀，使物料仅仅在搅拌轴能达到的极限距离的高度层内混合均匀，而搅拌轴上方的物料不能混合均匀，使减水剂的发酵反应不能高效并且彻底的进行。

减水剂在制备过程中，反应釜处于密闭状态，原材料发生聚合反应将产生大量热量，使得溶液的温度升高，超过最佳反应温度，降低减水剂的制备的效果，而如果通过打开反应釜的盖体对反应釜内的空气进行热交换以达到对溶液降温的效果不仅影响减水剂的制备效率，同时降温速度慢，不利于对反应釜内部的溶液进行降温。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：为了解决现有的表面活性剂的制备过程中，反应釜的搅拌仅在竖直方向或水平方向进行搅拌而带来的搅拌不均以及溶液反应产生的热量不能及时排出的问题，本实用新型提供一种用于制备表面活性剂的高效反应釜，其目的是，通过桨板对反应釜内的溶液进行搅拌，并且桨板的运行路径通过水平方向圆周运动以及竖直方向的圆周运动进行矢量叠加，使桨板在反应釜中的运行路线为曲线，同时通过在旋转轴以及辊轴内部通过循环水冷的方式，对反应釜内部的溶液进行冷却降温。

本实用新型为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

本实用新型的用于制备表面活性剂的高效反应釜，包括罐体和旋转轴，所述罐体上端设置有进料口，所述罐体下端设置有出料口，所述旋转轴的下端设置有搅拌轴，所述旋转轴的上端贯穿罐体的上壁，其特征在于，所述旋转轴中段设置有第一锥齿轮，所述罐体内设置有与旋转轴相互垂直的辊轴，所述辊轴的一端与壳体内壁相互连接，所述辊轴的另一端套设有与第一锥齿轮相互啮合的第二锥齿轮，所述辊轴外套设有至少一个连接块，所述辊轴外设置有至少两个与辊轴相互垂直的连接杆，连接杆的一端与连接块相互连接，连接杆的另一端连接有弧形的桨板；

旋转轴与搅拌轴均为空心并相互连通，空心的旋转轴内设置有第一隔板，第一隔板将旋转轴内分隔为下端相互连通的进水腔和出水腔，所述旋转轴上端连接有与进水腔连通的进水管，所述旋转轴上端还连接有与出水腔相互连通的出水管，所述旋转轴的上端套设有第一皮带轮，所述罐体上端设置有驱动电机，所述驱动电机的驱动轴套设有第二皮带轮，第一皮带轮与第二皮带轮之间连接有皮带。

优选的，所述辊轴、第二锥齿轮、连接块、连接杆和桨板组成一个搅拌单元，在旋转轴外设置有多个搅拌单元，所有搅拌单元的辊轴的轴线位于同一水平面，采用该技术方案后，增设用于搅拌的桨板以提高搅拌效率，同时，保证了第一锥齿轮与多个第二锥齿轮啮合的稳定性。

优选的，所述桨板开设有若干通孔，采用该技术方案后，在桨板转动的过程中，实现桨板对溶液搅拌的同时，液体能通过通孔，减少桨板受到的阻力，避免因转速过快时，桨板受到过大的阻力而使连接杆折断。

优选的，第一锥齿轮与第二锥齿轮外套设有防护箱，所述旋转轴的贯穿防护箱的上壁与下壁，所述辊轴套设有第二锥齿轮的一端穿过防护箱的内壁与第一锥齿轮相互啮合，采用该技术方案后，避免原料进入到第一锥齿轮与第二锥齿轮的表面，长时间粘附在第一锥齿轮与第二锥齿轮的表面影响啮合精度。

优选的，所述旋转轴外还套设有分别位于第一锥齿轮上下两侧的第一固定块与第二固定块，所述第一固定块与第二固定块均开设有与防护箱的壳体厚度相互匹配的环形凹槽，所述环形凹槽的上下两侧均设置有环形的限位槽，所述防护箱的上壁与下壁均设置有与限位槽相互匹配的环形的限位块，采用该技术方案后，第一固定块与第二固定块提供防护箱的支撑力，防护箱跟随旋转轴的转动而转动。

优选的，所述罐体内壁设置有环形的放置箱，所述放置箱内设置有环形齿板，辊轴的一端套设有第二锥齿轮，辊轴的另一端穿过放置箱内并套设有与环形齿板相互啮合的主动轮，采用该技术方案后，辊轴绕自身轴线转动的同时，主动轮与环形齿板相互啮合，主动轮在环形齿板上转动，实现自转的同时绕旋转轴轴线转动。

优选的，所述辊轴为空心，并且辊轴套设主动轮的一端为开口，所述辊轴内设置有第二隔板，第二隔板将辊筒分隔为靠近旋转轴的一端相互连通的第一通道和第二通道，连接杆为空心并与辊轴相互连通，所述罐体外壁套设有护板，所述护板的内壁与罐体的外壁之间的空间形成水冷层，水冷层包括位于第二隔板上方的上水冷层和位于第二隔板下方的下水冷层，所述上水冷层侧壁设置有进水口，所述下水冷层下端设置有出水口，所述辊轴连接有主动轮的一端贯穿罐体的外壁与水冷层相互连通，采用该技术方案后，使冷却水从上水冷层进入到辊轴内部后，在辊轴内形成水循环通道，带走辊轴外表面的热量。

优选的，所述放置箱设置有环形的密封板，所述放置箱设置有便于密封板转动的滑槽，辊轴贯穿密封板，所述辊轴与密封板之间设置有密封圈，采用该技术方案后，避免冷却用水通过辊轴与密封板之间的间隙进入到罐体内，影响减水剂的制备。

优选的，所述水冷层的上水冷层与下水冷层分界处设置有弧形的导流板，采用该技术方案后，使上水冷层的水能更容易进入到辊轴内部。

优选的，所述放置箱下端侧壁开设有与下水冷层相互连通的排水孔，采用该技术方案后，使放置箱内的水能排出到放置箱外，避免单独清理放置箱内的冷却水，减少不必要的工序。

本实用新型的有益效果如下：

1、辊轴在旋转轴的驱动作用下，辊轴绕自身轴线转动，从而带动主动轮在环形齿板上转动，使辊轴绕自身轴线转动的同时绕旋转轴的轴线转动，使桨板绕转轴轴线转动的同时绕旋转轴的轴线转动，桨板的运动路线为曲线，实现桨板对反应釜内的溶液进行全方位的搅拌，避免了桨板只能水平转动或竖向方向转动带来的搅拌死角，使反应釜搅拌混合均匀。

2、旋转轴内通过水流通过带走热量的形式，对旋转轴进行降温，有效避免了反应釜中发酵过程中产生热量，解决了溶液内部温度升高，溶液内部热量不易散失的问题，有效避免了发酵反应环境温度过高，影响发酵反应。

3、辊轴和连接杆均设置为空心并相互连通，冷却水通过上水冷层进入到辊轴内，并从辊轴内进入到下水冷层，通过水冷的方式带走辊轴表面的热量，连接杆矢量合成了水平方向转动和竖直方向转动，在搅拌的过程中带走各个角度溶液的温度，进一步解决了溶液内部温度升高，溶液内部热量不易散失的问题，有效避免了发酵反应环境温度过高，影响发酵反应。

4、桨板设置有若干个通孔，在桨板转动的过程中，实现桨板对溶液搅拌的同时，液体能通过通孔，减少桨板受到的阻力，避免因转速过快时，桨板受到过大的阻力而使连接杆折断。

5、通过在同一水平面设置多个辊轴，每一辊轴设置多个连接块，每一连接块设置多个桨板，实现对反应釜内的溶液进行高效搅拌。

6、防护箱设置的环形的限位块与第一固定块的环形凹槽和第二固定块的环形凹槽相互匹配，使当第一固定块与第二固定块给防护箱提供支撑力的同时，保证了防护箱与旋转轴的相对位置不变，使第一锥齿轮与第二锥齿轮的啮合不会脱落，保证了设备正常运行。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是实施例1的结构示意图；

图3是A处放大结构示意图；

图4是B处放大结构示意图；

图5是C处放大结构示意图；

图6是放置箱与辊轴连接端面示意图；

图7是第一固定块的结构示意图；

图8是防护箱的结构示意图；

附图标记：1-罐体，101-进料口，102-出料口，2-旋转轴，201-搅拌轴，202-第一隔板，203- 进水腔，2031-进水管，204-出水腔，2041-出水管，3-皮带，301-第一皮带轮，302-第二皮带轮， 303-驱动电机，3031-驱动轴，401-第一固定块，402-第二固定块，403-环形凹槽，404-限位槽， 5-放置箱，501-密封板，502-密封圈，6-辊轴，601-连接块，602-连接杆，603-桨板，6031-通孔， 604-第二隔板，6041-第一通道，6042-第二通道，605-主动轮，606-环形齿板，607-排水孔，7- 导流板，8-防护箱，801-限位块，9-第一锥齿轮，10-第二锥齿轮，11-水冷层，1101-上水冷层， 1102-下水冷层，12进水口，13-出水口，14-护板，16-第一连接管，17-第一循环水泵，18-第一蓄水箱，19-第二出水管，20-第二循环水泵，21-第二蓄水箱，22-第二进水管。

具体实施方式

为了本技术领域的人员更好的理解本实用新型，下面结合附图和以下实施例对本实用新型作进一步详细描述。

本实用新型的用于制备表面活性剂的高效反应釜，包括罐体1和旋转轴2，所述罐体1上端设置有进料口101，所述罐体1下端设置有出料口102，所述旋转轴2的下端设置有搅拌轴201，所述旋转轴2的上端贯穿罐体1的上壁，其特征在于，所述旋转轴2中段设置有第一锥齿轮9，所述罐体1内设置有与旋转轴2相互垂直的辊轴6，所述辊轴6的一端与罐体1内壁相互连接，所述辊轴6的另一端套设有与第一锥齿轮9相互啮合的第二锥齿轮10，所述辊轴6外套设有至少一个连接块601，所述辊轴6外设置有至少两个与辊轴6相互垂直的连接杆602，连接杆602的一端与连接块601相互连接，连接杆602的另一端连接有弧形的桨板603；

旋转轴2与搅拌轴201均为空心并相互连通，空心的旋转轴2内设置有第一隔板202，第一隔板202将旋转轴2内分隔为下端相互连通的进水腔203和出水腔204，所述旋转轴2上端连接有与进水腔203连通的进水管2031，所述旋转轴2上端还连接有与出水腔204相互连通的出水管2041，所述旋转轴2的上端套设有第一皮带轮301，所述罐体1上端设置有驱动电机303，所述驱动电机 303的驱动轴3031套设有第二皮带轮302，第一皮带轮301与第二皮带轮302之间连接有皮带3。

本实用新型作为进一步优选的，所述辊轴6、第二锥齿轮10、连接块601、连接杆602和桨板 603组成一个搅拌单元，在旋转轴2外设置有多个搅拌单元，所有搅拌单元的辊轴6的轴线位于同一水平面。

本实用新型作为进一步优选的，所述桨板603开设有若干通孔6031。

本实用新型作为进一步优选的，第一锥齿轮9与第二锥齿轮10外套设有防护箱8，所述旋转轴2的贯穿防护箱8的上壁与下壁，所述辊轴6套设有第二锥齿轮10的一端穿过防护箱8的内壁与第一锥齿轮9相互啮合。

本实用新型作为进一步优选的，所述旋转轴2外还套设有分别位于第一锥齿轮9上下两侧的第一固定块401与第二固定块402，所述第一固定块401与第二固定块402均开设有与防护箱8的壳体厚度相互匹配的环形凹槽403，所述环形凹槽403的上下两侧均设置有环形的限位槽404，所述防护箱8的上壁与下壁均设置有与限位槽404相互匹配的环形的限位块801。

本实用新型作为进一步优选的，所述罐体1内壁设置有环形的放置箱5，所述放置箱5内设置有环形齿板606，辊轴6的一端套设有第二锥齿轮10，辊轴6的另一端穿过放置箱5内并套设有与环形齿板606相互啮合的主动轮605。

本实用新型作为进一步优选的，所述辊轴6为空心，并且辊轴6套设主动轮605的一端为开口，所述辊轴6内设置有第二隔板604，第二隔板604将辊筒分隔为靠近旋转轴2的一端相互连通的第一通道6041和第二通道6042，连接杆602为空心并与辊轴6相互连通，所述罐体1外壁套设有护板14，所述护板14的内壁与罐体1的外壁之间的空间形成水冷层11，水冷层11包括位于第二隔板604上方的上水冷层1101和位于第二隔板604下方的下水冷层1102，所述上水冷层1101侧壁设置有进水口12，所述下水冷层1102下端设置有出水口13，所述辊轴6连接有主动轮605的一端贯穿罐体1的外壁与水冷层11相互连通。

本实用新型作为进一步优选的，所述放置箱5设置有环形的密封板501，所述放置箱5设置有便于密封板501转动的滑槽，辊轴6贯穿密封板501，所述辊轴6与密封板501之间设置有密封圈 502。

本实用新型作为进一步优选的，所述水冷层11的上水冷层1101与下水冷层1102分界处设置有弧形的导流板7。

本实用新型作为进一步优选的，所述放置箱5下端侧壁开设有与下水冷层1102相互连通的排水孔607。

本实用新型的工作原理及工作过程为:

本实用新型是用于减水剂制备过程中的反应釜，在反应釜的罐体1内溶液发生聚合反应，在反应的过程中需要保证原料的溶液混合均匀，针对现有的反应釜的搅拌轴20第二出水管1在下端，仅能对罐体1下端的溶液进行搅拌，是液体在搅拌轴20第二出水管1上极限与下极限之间的液体层内流动，就算通过在旋转轴2不同高度层设置多个搅拌轴20第二出水管1，也仅能实现对多个液体层的相互独立的搅拌，在反应釜内长时间的发酵反应过程中，上层的溶液中溶质沉淀到下层，原料反应不完全，减水剂的制备效率低。本实用新型的旋转轴2上端贯穿罐体1的上壁，旋转轴2 为空心结构，旋转轴2下端连接有空心的搅拌轴20第二出水管1，旋转轴2与搅拌轴20第二出水管1相互连通，旋转轴2上端开口，旋转轴2内设置有第一隔板20第二出水管2，第一隔板20第二出水管2将旋转轴2分隔为进水腔20第二出水管3和出水腔20第二出水管4，进水腔20第二出水管3连接有进水管20第二出水管31，出水腔20第二出水管4连接有出水管20第二出水管41，旋转轴2的上端套设有第一皮带轮301，罐体1的上端设置有驱动电机303，驱动电机303的驱动轴3031套设有第二皮带轮302，第一皮带轮301与第二皮带轮302之间通过皮带相互连接，通过皮带带动旋转轴2转动，至于旋转轴2如何保持竖直向下的状态不晃动，对于本领域的技术人员来说是公知常识。

在旋转轴2的中部套设有第一锥齿轮9，锥齿轮外围设有多个辊轴6，每一个辊轴6的一端均与罐体1内壁相互连接，辊轴6的另一端套设有与第一锥齿轮9相互啮合的第二锥齿轮10，使旋转轴2转动时，第一锥齿轮9带动第二锥齿轮10进行转动，进而带动辊轴6进行转动，在辊轴6 外套设有多个连接块601，连接块601与辊轴6保持相对静止，连接块601跟随辊轴6转动，连接块601外连接有多个连接杆602，连接杆602连接有桨板603，桨板603开设有若干个通孔6031，连接杆602与辊轴6相互垂直，在旋转轴2转动的过程中，桨板603绕辊轴6做圆周运动，实现对反应釜内的不同高度层的液体进行搅拌，桨板603设置有若干个通孔6031，在桨板603转动的过程中，实现桨板603对溶液搅拌的同时，液体能通过通孔6031，减少桨板603受到的阻力，避免因转速过快时，桨板603受到过大的阻力而使连接杆602折断。

旋转轴2为空心，并且下端连接的搅拌轴20第二出水管1也是空心，旋转轴2与搅拌轴20 第二出水管1相互连通，在旋转轴2内设置的第一隔板20第二出水管2将旋转轴2内分隔为进水腔20第二出水管3和出水腔20第二出水管4，并且进水腔20第二出水管3与出水腔20第二出水管4在下端相互连通，水流从进水腔20第二出水管3进入旋转轴2内部，从出水腔20第二出水管 4排出，形成水流通道。

现对辊轴6的传动以及水冷进行分开说明，①、辊轴6与罐体1内壁的连接方式为，在罐体1 内壁设置有环形的放置箱5，在放置箱5内设置有环形齿板606，齿板的齿竖直向上，辊筒套设有与齿板相互啮合的主动轮605，辊轴6在旋转轴2的驱动作用下，辊轴6绕自身轴线转动，从而带动主动轮605在环形齿板606上转动，使辊轴6绕自身轴线转动的同时绕旋转轴2的轴线转动，使桨板603绕转轴轴线转动的同时绕旋转轴2的轴线转动，桨板603的运动路线为曲线，实现桨板 603对反应釜内的溶液进行全方位的搅拌，避免了桨板603只能水平转动或竖向方向转动带来的搅拌死角。满足辊轴6自转同时公转是通过设置防护箱8，在旋转轴2上套设有分别位于第一锥齿轮 9上下两侧的第一固定块401与第二固定块402，防护箱8的上壁位于第一固定块401的环形凹槽 403内，防护箱8的下壁位于第二固定块402的环形凹槽403内，旋转轴2转动过程中，旋转轴2 不带动防护箱8转动；辊轴6套设有主动轮605的一端穿过防护箱8的侧壁使第二锥齿轮10与第一锥齿轮9相互啮合，辊轴6与防护箱8的侧壁连接为固定连接，旋转后转动，带动辊轴6绕自身轴线转动，套设在辊轴6上的主动轮605在环形齿板606上转动，从而给防护箱8一个转动的趋势，在同一水平面设置的多个辊轴6同时给防护箱8一个转动的趋势，实现辊轴6绕旋转轴2的轴线转动，第一固定块401与第二固定块402给防护箱8一个支撑力，防护箱8使辊轴6保持水平的状态，主动轮605在环形齿板606上的移动趋势，使辊轴6给防护箱8一个转动的力。②、罐体1内壁设置有放置箱5，辊轴6贯穿放置箱5的侧壁并贯穿罐体1的侧壁与水冷层相互连通，罐体1外壁开设有环形的开口，放置箱5设置在环形开口外，使水冷层的水不会通过环形开口进入到罐体1内，并且，在放置箱5设置有环形的密封板501，密封板501能在环形的放置箱5上转动，辊轴6绕旋转轴2轴线转动时，密封板501与辊轴6保持相对静止，辊轴6与密封板501一起做圆周运动，辊轴6贯穿密封板501，辊轴6与密封板501之间设置有密封圈502，使水冷层内的水不会通过辊轴 6与放置箱5的间隙进入到罐体1内；在辊轴6内设置有第二隔板604，第二隔板604将辊轴6内分隔为第一通道6041与第二通道6042，第一通道6041与第二通道6042在靠近旋转轴2轴线的一侧相互连通，在上水冷层1101与下水冷层1102的分界处设置有导流板7，即使在辊轴6绕自身轴线不停转动的过程中，通过弧形的导流板7，使上水冷层1101的水进入到第一通道6041或第二通道6042内，当从第一通道6041进入时从第二通道6042流出，形成水流通道，放置箱5内充满水，在放置箱5下端设置有与下水冷层1102相互连通的排水孔607，能将放置箱5内的水完全排出；需要说明的是，旋转轴2外同一水平面设置有多个辊轴6，水冷层与所有的辊轴6相互连通。

通过在同一水平面设置多个辊轴6，每一辊轴6设置多个连接块601，每一连接块601设置多个桨板603，实现对反应釜内的溶液进行高效搅拌。

实施例1

进水管2031连接有第一蓄水箱18，出水管2041通过第一连接管16与第一蓄水箱18相互连接，第一连接管16设置有第一循环水泵17；进水口12连接有第二进水管20，第二进水管22连接有第二蓄水箱21，出水口13连接有第二连接管19，出水口13通过第二连接管19与第二蓄水箱 21相互连接，第二连接管19设置有第二循环水泵20。通过分别设置两套循环水冷系统，对旋转轴 2以及辊轴6进行循环水冷。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。