一种螺旋进液热浴管和进液预热的超重力旋转床的制作方法

1.本实用新型涉及超重力旋转床设备的辅助进液装置的结构改进技术，尤其是一种螺旋进液热浴管和进液预热的超重力旋转床。


背景技术：

2.现有螺旋式加热管，为管状电加热元件的结构。是在一金属管内放入电热丝，并在空隙部分紧密地填充有良好的导热性和绝缘性的结晶氧化镁。电热丝两端是通过两个引出棒与电源相接，广泛适用于各种水槽、油槽、酸碱槽、易熔金属熔化炉、空气加热炉、干燥箱、模具及各种类型的加热器具等。
3.超重力旋转床也称超重力床，是带有填充物的旋转床，氢氧化钙悬浮液与二氧化碳气体由旋转床上部进人，悬浮液在旋转床中靠离心力穿过填充物甩向外侧，被填充物充分切割分散，比表面积极度扩张，与二氧化碳进行充分的快速反应，制得粒度极细的纳米碳酸钙颗粒。反应过程中可控制其反应温度、速度和ph值等条件，以取得不同晶形的产品。以超重力技术应用于纳米碳酸钙的生产为例。高速旋转的填料将氢氧化钙溶液剪切成微细的液滴、液丝和液膜，强大离心力使碳酸钙微粒一旦形成就迅速脱离氢氧化钙溶液，无法继续长大，同时氢氧化钙溶液和二氧化碳气体的接触面积大大增加并迅速更新，使反应速度大大提高。超重力技术生产纳米碳酸钙产品平均粒径小，可制得平均粒径为15～30nm的纳米碳酸钙；产品粒度分布范围窄。
4.现有的超重力旋转床设备，都是通过计量泵或其它的计量装置与计量方式，将流体注入旋转床内。从旋转床反应转化与质变后的流体中发现，旋转床内的流体未完全反应转化与质变后随即排出，尤其是在低温的时候流体的反应质变与转化效果很低，未反应的流体排出，形成了浪费无形中增加成本。
5.现有的超重力旋转床设备没有对进入旋转床中流体加热的装置，在实际使用过程中存在突出问题包括：
6.1)旋转床中低温流体质变较慢，反应转化未能完全就随即排出。
7.2)流体原料利用率以及反应转化效率低，增加生产成本。
8.3)排出流体中含有大量未反应与转化的物质，在排出后可能继续反应，对接触人员以及生产环境安全造成不利影响，潜在危害因子，可能发生安全事故与环保问题。
9.4)未反应转化与质变的流体或产物，难以回收处理，增加生产难度与成本。


技术实现要素：

10.本实用新型的目的是提供一种螺旋进液热浴管，用于提高超重力旋转床设备制备产物的效率及效能，同时，还提出一种安装上述螺旋进液热浴管的进液预热的超重力旋转床，提高流体反应转化与质变的流体利用率和反应速率，减少流体的浪费，同时避免流体及反应产物造成的环境污染和处理成本增加的问题。
11.本实用新型的目的将通过以下技术措施来实现：一种螺旋进液热浴管，包括套管、
端盖、冷药剂入口、热药剂出口、内螺旋管、热媒入口和冷媒出口；套管两端分别密封安装一个端盖，套管内安装内螺旋管，在两端的二个端盖上分别安装冷药剂入口和热药剂出口，冷药剂入口和热药剂出口与内螺旋管连通，在套管外壁二端分别有热媒入口和冷媒出口。
12.尤其是，每一对冷药剂入口和热药剂出口对应连通一根内螺旋管。
13.尤其是，套管内安装内安装至少二根螺旋管，进一步的，所有至少二对冷药剂入口和热药剂出口均分别通过集束管汇集成一对的入口和出口；套管内的所述至少二根螺旋管螺旋结构相互扦插入螺旋间隙。
14.尤其是，冷媒出口位于冷药剂入口一端，热媒入口位于热药剂出口一端。
15.尤其是，一种进液预热的超重力旋转床，其特征在于，包括热浴管、箱体、药剂槽、反应釜、反应热液出口、回收槽和药剂流体反应进口，药剂槽通过冷药剂入口接入热浴管，热浴管通过热药剂出口接入反应釜的药剂流体反应进口，反应釜由反应热液出口引出接入热浴管的热媒入口，热浴管的冷媒出口接入回收槽，或接入反应釜。
16.尤其是，在热媒入口或冷媒出口上连接循环泵。
17.尤其是，在冷药剂入口或热药剂出口上连接循环泵。
18.本实用新型的优点和效果：采用对参与反应转化与质变的流体预加热的方式，降低流体中未反应转化与质变物质含量，避免未完成反应的物料在设备搜集系统中逸出造成环境污染，降低废弃流体处理的难度与费用。提高流体的利用率，加快反应速度，反应时间缩短10％～20％；稳定产品质量；降低生产成本。结构简单紧凑，机械强度好，使用安全，拆装方便；换热效率高，寿命长。
附图说明
19.图1为本实用新型实施例1中螺旋进液热浴管结构及运行原理示意图。
20.图2为本实用新型实施例2中进液预热的超重力旋转床结构示意图。
21.附图标记包括：
22.热浴管1、套管101、端盖102、冷药剂入口103、热药剂出口104、内螺旋管105、热媒入口106、冷媒出口107；箱体2、药剂槽3、反应釜4、反应热液出口5、循环泵6、回收槽7、药剂流体反应进口8。
具体实施方式
23.本实用新型原理在于，研究发现，在超重力旋转床设备工作的过程中，旋转床所排出的流体温度很高；采用以排出的流体或其它可供热传导介质，进入热浴管(1)加热装置对反应转化与质变的流体剂进行预热，进而提高反应速率及流体的利用率。以期充分利用反应产生的热量，达到增效节能的发明目的。
24.经试验发现，适当提高反应与转化前的流体温度，能提高旋转床产物的生成速度，在相同的时间内产生更多的所需物质，减少排出口流体中反应转化与质变物质的含量，提高流体的反应效能，以提高设备生产效率，降低生产成本。
25.本实用新型广泛应用于乙醇、甲醇、丙酮、乙酸乙酯、乙腈、四氢呋喃、二氯甲烷、dmf、dmso、甲苯、异丙醇、叔丁醇等有机溶剂的回收及产品分离提纯，在原料药、医药中间体、精细化工、生物柴油、环保、制酒等行业已实现产业化应用。
26.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
27.实施例1：如附图1所示，一种螺旋进液热浴管，简称热浴管1，包括套管101、端盖102、冷药剂入口103、热药剂出口104、内螺旋管105、热媒入口106和冷媒出口107；套管101两端分别密封安装一个端盖102，套管101内安装内螺旋管105，在两端的二个端盖102上分别安装冷药剂入口103和热药剂出口104，冷药剂入口103和热药剂出口104与内螺旋管105连通，在套管101外壁二端分别有热媒入口106和冷媒出口107。
28.前述中，每一对冷药剂入口103和热药剂出口104对应连通一根内螺旋管105。
29.前述中，套管101内安装内安装至少二根螺旋管105，进一步的，所有至少二对冷药剂入口103和热药剂出口104均分别通过集束管汇集成一对的入口和出口；套管101内的所述至少二根螺旋管105螺旋结构相互扦插入螺旋间隙。
30.前述中，冷媒出口107位于冷药剂入口103一端，热媒入口106位于热药剂出口104一端。
31.本实用新型实施例中，药剂流体通过至少二根螺旋管105分流后分别进行换热，显著增大换热面积，提升换热效果，获得较高效率的加热效果。
32.本实用新型实施例中，参与换热的温度较高的媒介在套管101内流向与内螺旋管105内的药剂流体流向相反，促进稳定彻底换热，既可以使药剂流体得到充分受热，又可以尽可能多的从媒介中回收热能，而且，换热媒介的液体或气体降温本身也是工艺中需要获得的结果。
33.实施例2：如附图2所示，一种安装上述螺旋进液热浴管的进液预热的超重力旋转床，包括热浴管1、箱体2、药剂槽3、反应釜4、反应热液出口5、回收槽7和药剂流体反应进口8，药剂槽3通过冷药剂入口103接入热浴管1，热浴管1通过热药剂出口104接入反应釜4的药剂流体反应进口8，反应釜4由反应热液出口5引出接入热浴管1的热媒入口106，热浴管1的冷媒出口107接入回收槽7，或接入反应釜4。
34.前述中，在热媒入口106或冷媒出口107上连接循环泵6。
35.前述中，在冷药剂入口103或热药剂出口104上连接循环泵6。
36.本实用新型实施例中，内螺旋管105的意义在于增大换热面积和降低药剂流体流速，原则上，具体弯曲结构可以制成各种形状。
37.本实用新型实施例中，通过结合温度传感器和温度表，对冷药剂入口103处药剂流体温度、热媒入口106和冷媒出口107处换热液体/气体媒介温度实时检测，精确控制循环泵6工作，以达到从热药剂出口104得到预定预热温度的药剂流体，加热注入流体的温度，藉以有效提升反应速率与转化效能。
38.本实用新型实施例中，超重力旋转床设备开始工作时，在箱体2内，药剂流体由药剂槽3引出，从冷药剂入口103注入内螺旋管105，预热换热后由热药剂出口104引出后注入反应釜4内，完成新生物质的生成。反应转化与质变后的较热的药剂流体作为热媒，经由反应热液出口5管道排出，汇集后由热媒入口106进入套管101内，对内螺旋管105中的较冷的待预热药剂流体进行加热，失去热能而降温的流体物料由冷媒出口107流出，进入回收槽7，如这种换热媒介为气体则进入反应釜体再利用，完成流体的循环。