专利名称：混搅反应设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种混搅反应设备，特别是设有导流筒的混搅反应设备，适用于两种及两种以上流体物料的快速混匀。
一般来说，混搅的目的就是使混搅装置中的流体浓度、密度、温度等处于均匀状态。达到均匀状态的时间越短，则混搅设备的混合性能越好，通常均用加大流体循环速度和提高湍流强度予以实现。但实践证明，过高地提高湍流强度对有化学反应、特别是有结晶生成及长大的化学反应过程是有害的，搅拌器的高速运转可能破坏结晶体，或者不利于结晶的长大，导致悬浮液泥浆的沉降速度低、过滤性能差，从而达不到最佳的技术效果。
对于从含金属离子的溶液中用碱，例如Ca(OH)2、NaOH、Na2CO3、KOH等(以下简称碱)，或酸，例如盐酸、硫酸、碳酸(CO2气)等(以下简称酸)作为中和剂中和沉淀或水解析出氢氧化物或碱式盐的纯化合物制备过程，或者净化某些有害金属离子的净化过程，在制备或净化金属氢氧化物或碱式盐时，通常不但要求从液相中沉淀出的金属离子比较彻底，而且对结晶粒径也提出不同技术要求，例如要求制备出大粒结晶或细粒结晶体，要求结晶粒径大小均匀等。而中和沉淀或水解过程析出金属氢氧化物或碱式盐时，能否生成结晶体，及生成结晶粒径的大小对析出物形成的悬浮物泥浆的沉淀速度及过滤速度有明显的影响。当析出物处于胶态时，悬浮物沉淀过滤极为困难；反之，析出物形成结晶，且结晶粒径大时，则沉降速度高，很好过滤。
直到本实用新型之前，虽然有很多有关混搅装置的发明申请，例如中国发明专利申请CN85101513A，CN8510891A说明书分别公开了一种对液体与液体、液体与固体以及液固与气体进行混搅的设备，前者采用轴流式搅拌器和导流筒，改进了搅拌器浆叶，后者采用多个叶轮组成的混合器群，均明显提高了混搅效率，但不能使物料的浓度、电位及温度迅速搅拌均匀，也不能控制反应产物的生成速度与结晶长大速度，使生成物有一定的结晶粒径，借以获得沉降速度高，过滤速度高的泥浆。
本实用新型的目的，是提供一种能将流体物料迅速搅拌均匀，适应于有析出物产生的化学过程的混搅设备。
本实用新型的特征是在位于导流筒的主轴上，同时装有轴流搅拌器和径流搅拌器；流体物料进料管的出料端位于两种搅拌器之间。
其进一步的特征是所述进料管的出料端接有给料器。
轴流搅拌器选用推进式轴流搅拌器，也可选用螺带式、螺杆式、三角叶往复回转式等搅拌器；径流搅拌器(包括径向流为主的搅拌器)选用折叶浆式，也可为平直叶开启涡轮式、后弯叶开启涡轮式、平直叶圆盘涡轮式、后弯叶圆盘涡轮式、布尔马金式、后掠式、锯齿圆盘式、MIG及其改进型INTERMIG式等搅拌器。径流搅拌器通常装在轴流搅拌器的前面。
给料器为开有出料孔口的环形管，最好是采用环形胎式管，也可采用带螺旋线的旋流喷嘴等能使料流均匀分布的类似装置。
如上所述，本实用新型提供了一个单轴驱动的复式搅拌系统，设备内流体的循环是由一个产生巨大轴向流的搅拌器完成的，而瞬时混匀则主要由一个径向流很大的搅拌器与给料器的配合完成，这一特性使其可用作较深槽体的大型混搅装置的叶轮系统。
本实用新型的优点是，能保证流体在给料器附近被瞬时混匀，使装置内各点和生成区的悬浮物泥浆处于均匀混合状态，各点的泥浆电位值，温度及浓度等工艺参数接近于相等；通过控制中和剂给料量还能控制前述化学反应过程速度，提高结晶长大的速度，特别是处理不同粘度及固、液密度差较大的泥浆体系时，不但完全避免了以往为了达到快速混匀而造成的结晶细化现象，而且能促使结晶均匀长大。因此本实用新型特别适用于中和沉淀法制备出沉降速度高和过滤速度快的悬浮物泥浆。例如在含有一种或多种离子，诸如Mg2＋、Mn2＋、Cd2＋、Fe2＋、CO2＋、Zn2＋、Ni2＋、Cu2＋、Sn2＋、Fe3＋、Al3＋、Sb3＋、Ti3＋、CO3＋、Nd3＋、Yb3＋、Er3＋等离子的中性或酸性溶液中用碱沉淀出上述金属氢氧化物或碱式盐时，均能生成沉降速度高，过滤速度快的悬浮物泥浆，因而既适应于从上述纯净金属离子溶液中制备出纯化合物，也适用于沉淀金属盐溶液中有害金属元素的净化过程，当然，对含金属离子的酸性废水处理也是完全适宜的。
图1为混搅设备剖视示意图；图2为
图1的A－A剖视示意图；图3为环形胎式管的主视示意图；图4为图3的B－B剖视图即环形胎式管出料口的示意图。
以下结合附图对本实用新型作进一步的述叙。为便于说明，以用于三种物料，即晶种泥浆、金属离子溶液及流体状碱或酸(简称中和剂)的混合为例，但并不局限于这些物料的种类和数量。
如
图1所示槽体(5)可用钢材焊接而成，内壁可用聚丙稀，玻璃钢或橡胶衬内，也可用耐酸钢筋混凝土，加防腐蚀衬内，或用钛材或钛复合钢板制造而不用衬内。槽体(5)下端最好用椭圆形封头，也可采用锥底或者在平底槽内底周边安装近似椭圆形封头的导流板。(15)为悬浮物泥浆的排料口，(28)为入孔，(12)为卸泥管。搅拌器主轴(6)由安装在钢制承重支架(16)上的调频式调速电机(1)和行星摆线针轮减速机(2)驱动。为了防止运转过程中主轴(6)晃动，尤其是当槽体高度(H)超过2米以上时，最好将主轴(6)的下端固定在槽底承重架(27)上的轴承(26)中。安装在主轴(6)的轴流搅拌器(9)最好采用推进式轴流搅拌器，使流体处于层流状态，同时产生足够大的循环能力和排出量，其数量可为1～2个；径流搅拌器(11)采用以径向流为主的折叶浆式径流搅拌器，按导流筒(7)内流体流动方向，由轮箍(10)装在轴流搅拌器(9)的前面，即导流筒(7)内的流体如
图1所示从下往上流动时，它位于轴流搅拌器(9)的下方。
进料管(13、14、17)分别作为晶种泥浆添加管(13)、金属离子溶液进料管(14)、流体状中和剂进料管(17)，由出料端将物料送至搅拌器(9)、(11)之间，输送液体状(除气体以外，如CO2等)中和剂时则需加装一个循环泵(18)，它可装在承重支架(16)上，液体中和剂从管(24)经调节阀(19)先添加到循环泵(18)的进料管(20)内，再由循环泵(18)迅速强制地经过管(17)送入。装在槽体5上部的固体电极(3或4)用于连续测定泥浆的电位值，调节器(图中末标示)根据电位值信号控制调节阀(19)的开度，调节液体中和剂的添加速度。
为使料流分布均匀，提高混匀速度，进料管(13、14、17)的出料端分别与给料器(21、23、22)相接(或者说是取代出料端)，通常采用开有孔口的环形管，最好是采用如图3、图4所示的环形胎式管(30)，其构造象车轮外胎，但其出料口(29)呈两个相接的梯形状，即开口从进料端(31)沿两个半环逐渐扩宽至另一端。环形管可置于不同平面位置上，也可置于同一平面位置上；可按需要改变数量、互换位置、设置间距。环形管的截面为圆形，也可为四边、五边等多边形。环的直径(d1、d2、d3)与径流搅拌器直径dj′有关，最大者为0.7～0.85dj′，最小者为0.4～0.5dj′。每个环形管的出料孔口均指向一共同的会聚区。一般来说出料孔口的总面积S应与环形管的截面积S1相近，例如S＝0.8～1S1，但是输送泥浆状流体时，出料口(29)应当较环形管截面积稍大，为S＝1.2～1.6S1。
各部件的尺寸关系参照附图。槽体(5)的高度为H，由排料口(15)决定的液面(25)的高度H2＝0.75～0.85H。导流筒(7)直段部分的直径为d′。一般导流筒(7)上段高度h1＝1.0～1.2d′，上喇叭口角度θ1为6～7°；直段高度h3可取浆叶轮毂(8)的高度；下段高度h4为给料器总装高度的1～2倍加b，下喇叭口角度为θ2＝12～14°，导流筒(7)的总高度h2＝h1＋h3＋h4。槽体(5)的直径为D，推进式搅拌器(9)的直径dj＝0.33～0.98D；导流筒(7)下缘距槽底高度C1＝0.8～0.85dj。推进式搅拌器的安装高度C可取1.2dj加h4，浆叶可取3～5叶，螺距最好在1.5～2dj范围内选择，浆叶端的线速度以2.8～5.2m／s为宜。折叶浆式搅拌器(11)的直径dj′＝1～1.2dj，折叶浆的宽度b＝0.1～0.25dj，浆叶的倾斜角度为25～40°。
权利要求1.一种混搅反应设备，包括槽体(5)、进料管(13、14、17)、导流筒(7)、搅拌器主轴(6)，导流筒(7)，本实用新型的特征是在位于导流筒(7)的主轴(6)上同时装有轴流搅拌器(9)和径流搅拌器(11)，径流搅拌器(11)按导流筒(7)内流体流向位于轴流搅拌器(9)的前面，进料管(13、14、17)的出料端位于轴流搅拌器(9)和径流搅拌器(11)之间。
2.根据权利要求1所述的混搅反应设备，其特征是，所述进料管(13、14、17)的出料端接有给料器(21、23、22)。
3.根据权利要求2所述的混搅反应设备，其特征是，所述给料器(21、23、22)的构造为环形胎式管(30)。
4.根据权利要求3所述的混搅反应设备，其特征是，所述环形胎式管(30)的出料口(29)呈从进料端(31)沿两个半环逐渐扩宽至另一端的两个相接的梯形状。
5.根据权利要求1或2所述的混搅反应设备，其特征是，所述轴流搅拌器(9)为推进式搅拌器；所述径流搅拌器(11)为折叶式搅拌器。
6.根据权利要求1或2所述的混搅反应设备，其特征是，所述进料管(17)装有输送液态物料的循环泵(18)、循环管(20)，循环管(20)还通过给料调节阀(19)与进料管(24)相连，所述槽体(5)上部设有用于控制给料调节阀(19)的固体电极(3、4)。
7.根据权利要求1或2所述的混搅反应设备，其特征是，所述槽体(5)的内壁设有内衬。
专利摘要一种混搅反应设备，包括槽体、进料管、导流筒、装有搅拌器的主轴、主轴驱动电机，搅拌器位于导流筒内，其特征是在位于导流筒的主轴上，同时装有轴流搅拌器和径流搅拌器，在两种搅拌器之间装有给料用的环形胎式管，还设有连续测定混合物料电位值的电极和由电位值信号控制的给料调节阀。本实用新型能使流体物料达到瞬时混匀的效果，特别适用于中和沉淀法制备出沉降速度高和过滤速度快的悬浮物泥浆，也可用作较深槽体的大型混搅装置。
文档编号B01F5/00GK2173109SQ9223538
公开日1994年8月3日 申请日期1992年11月28日 优先权日1992年11月28日
发明者满元康 申请人:满元康