一种防漏式高粘度流体混合反应釜的制作方法

本发明属于化工机械设备技术领域，具体属于高性能流体混合、分离的机械制造领域，涉及一种防漏式高粘度流体混合反应釜。

背景技术：

反应釜或搅拌罐是化工生产的常用设备，反应釜或搅拌罐的搅拌装置是使固体、液体或气体介质强迫对流并均匀混合的器件。搅拌装置采用机械密封或磁力密封，一旦轴密封处发生泄露，搅拌装置中的油会进入反应釜或搅拌罐体系内，而影响产品品质。例如在高粘度物料反应的反应釜(如聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚砜等反应)中，常会发生因搅拌装置密封处油脂泄露，导致产品品质下降或产品报废的问题，严重影响企业的经济效益。

为了解决因反应釜或搅拌罐漏油影响反应釜使用及产品品质问题，中国专利CN205042470U，公开了一种用于反应釜或搅拌罐的防漏油结构，该防漏油结构包括支撑架和遮盖板，所述遮盖板上设有供反应釜或搅拌罐的搅拌轴安装的装配孔，遮盖板沿其周边还设 有围油件，所述遮盖板中部还设有防渗油装置，该防渗油装置至少包括内挡油件，所述内挡油件对应设有与遮盖板上搅拌轴装配孔同尺寸的装配孔。该结构用于化工产品的生产，可以避免机械密封处渗油至反应釜或搅拌罐内，外部漏入的油被防渗油装置接收，存在盛油槽内，存至一定量时会由外挡油件溢出，便于清理。但是上述防漏油结构存在以下不足：1. 通用性差，遮盖板和活动盖板拼在一起后形状与尺寸与所配合使用的反应釜或搅拌罐的口部尺寸相当。这种设计不适用于非敞口的反应釜，否则会改变原反应釜的结构，影响反应釜的密封性等。2结构相对复杂，消耗材料多，对现有反应釜或搅拌罐的改造难度大。

在各类化工反应中气体物质常是一种必不可少的反应介质，气体是反应釜升温升压载体，或者气体参与反应，是反应的一种必不可少的元素，如加氢反应、氨化反应、氰化反应等。有气体参与的反应常常伴有固态的触媒，形成气、液、固三项反应的反应模式，气、液、固三项反应的搅拌反应釜理想混合状态是三种形式的反应介质要充分的接触，同时为了增加液相中气态物质的含量，现有的搅拌器大多采用空心轴作为气态物质流通的通道，使气态物质从轴内的气道中源源不断地涌出。实际使用过程中，为了保证搅拌时足够的扭矩力、剪切力以及充足的气体通量，针对结构大小不同的搅拌反应釜，需要使用大小不一、粗细不同的搅拌轴来满足操作需要。正是由于搅拌轴的大小各异，在搅拌轴气体出口的截面处极易发生搅拌轴断裂事故。

此外，反应釜的动力传动装置采用的是磁力传动装置，由电机转动到釜内搅拌器转动实际上是完成了电能到动能、动能到磁能、磁能到动能的转变过程。在这个过程中能量损失是不可避免的，尤其是内磁回转体、外磁回转体通过密封罩体相互切割磁力线，造成的能量损失，这些损失的能量大都转变为热能，四处扩散。运转时间越长、转速越快、产生的热能就越多，这些热量需要被冷却，因为这些热量足够达到磁钢块的居里温度，使磁钢块退磁，使内、外磁回转体失去作用。现有冷却方式多采用在转轴上增设冷却盘管的方式，在使用的过程中维护不便，且冷却不均匀，效果差。

技术实现要素：

本发明针对现有技术中的不足，提供一种防漏式高粘度流体混合反应釜，其上设有防漏油结构，该结构简单、工作可靠、可满足禁止油脂泄漏的使用要求；其内部设置有导气装置，该导气装置既能保证充足的气体流通量，也可以保证搅拌轴的操作强度；在其磁力传动装置中设有循环冷却装置，可以保证传动装置能够运转流畅、稳定，有效避免杂质进入并易于维护。

本发明为了解决技术问题所采用的技术方案是：

一种防漏式高粘度流体混合反应釜，包括动力装置、动力传动装置和搅拌轴，动力装置的动力经动力传动装置传递给搅拌轴，反应釜内搅拌轴上设置有防漏油结构，防漏油结构包括安装在反应釜内部的搅拌轴上的挡油部件和收纳油脂的接油部件，所述挡油部件包括挡油伞，所述挡油伞套装在搅拌轴上且与搅拌轴同轴旋转，所述接油部件包围挡油部件，并在反应釜内的搅拌轴上端部周围形成密闭空间，所述接油部件上设置有排油接管；所述接油部件包括固定在挡油伞下方搅拌轴上的接油筒，所述接油筒由内筒体和外筒体组成，搅拌轴穿过内筒体腔，内筒体将接油筒套装在搅拌轴上，内筒体的外壁和外筒体内壁间及外筒体底板形成接油腔，接油腔的上端密闭，下端设有排油接管，接油筒固定在反应釜的壳体凸缘或搅拌轴上。

进一步地，作为接油筒与壳体凸缘的一种固定方式，接油筒的外筒体外壁与连接板固定，连接板直接固定在壳体凸缘上，壳体凸缘的下端面密闭接油腔的上端面。作为接油筒与壳体凸缘的另一种固定方式，接油筒的外筒体上端面设有顶板，顶板与连接板固定，连接板固定在壳体凸缘上，顶板或顶板与连接板一起密闭油腔的上端面。

作为接油筒与搅拌轴的一种固定方式，接油筒的外筒体上端面设有顶板，顶板与连接板固定，连接板套装固定在搅拌轴上，连接板与壳体凸缘之间有间隙，顶板与连接板一起密闭油腔的上端面，外筒体底板的下端面与顶块固定，顶块固定在搅拌轴上，并随搅拌轴同步运行。作为一种优选，挡油伞的外径大于连接板外径。顶块中心有搅拌轴安装的装配孔，顶块沿轴向的切面是纵向中心有孔的T形结构。

所述挡油部件还包括压块、止动垫圈和螺母，螺母固定在搅拌轴上，止动垫圈垫衬在挡油伞下表面与螺母之间，压块紧压挡油伞上表面，将挡油伞紧固在搅拌轴上。

为了保证反应釜内充足的气体流通量，以及搅拌轴的操作强度，在搅拌轴上设置有导气装置，所述导气装置包括上导气筒、下导气筒、带有气体通道的搅拌器和自吸式搅拌器，上导气筒的下端和下导气筒的上端密闭连接，套装在搅拌轴上，与搅拌轴同轴转动，上导气筒、下导气筒的内壁和搅拌轴的外壁之间形成导气通道，上导气筒的最上端位于反应釜的气相空间，其上有进气口，下导气筒的最下端位于自吸式搅拌器的上端，在安装下导气筒段的搅拌轴上至少设置有一个带有气体通道的搅拌器。

为了保证上导气筒和下导气筒与搅拌轴的同轴，在下导气筒的筒壁上轴向阵列有调整下导气筒与搅拌轴的同心度的定位螺栓，定位螺栓自下导气筒的外壁上垂直插入导气通道中，定位螺栓的尾部与搅拌轴的外壁接触，定位螺栓的头部伸出导气筒的筒体外侧，定位螺栓的头部与下导气筒的外壁之间设有防松螺母。

为了增强搅拌效果，在搅拌轴的下端安装有末端搅拌器。

所述动力传动装置包括内支撑体、密封罩体、外支撑体、内磁回转体、外磁回转体及连接法兰、轴承，还设有循环冷却装置，所述循环冷却装置包括循环水套，循环水套设置在密封罩体与外支撑体之间，所述循环水套设有A腔、B腔，A腔与B腔不连通，A腔位于B腔内侧，外磁回转体经连接法兰及轴承安装在外支撑体上，外磁回转体、连接法兰及轴承均位于A腔中，A腔内充填传热液体，A腔上设有传热液体排气口，B腔充填循环冷却液体，B腔上设有循环流体入口、循环流体出口。

进一步地，上述方案还设有用于观察A腔内传热流体的传热流体视窗，传热流体视窗设置在A腔上，同时在B腔对应的位置上设有透明视窗。

进一步地，上述方案中B腔上的循环流体入口位于B腔下部，循环流体出口位于B腔上部，在使用的过程中通过外部循环泵使B腔内的循环冷却液不断循环，降低A腔内传热液体的温度，以达到冷却A腔及其内部设备的目的。

进一步地，上述方案中设有冷却控制机构，所述冷却控制机构包括控制器、与控制器相连接的循环冷却液温度检测电路、与控制器相连接的液位检测电路、与控制器相连接的用于控制循环冷却液流量的流量阀、与控制器相连接的循环泵控制电路，其中流量阀安装在与B腔相连接的管路上，温度检测电路中设有温度传感器，液位检测电路设有液位传感器，在使用的过程中通过温度传感器采集循环冷却液的温度，当温度超过阈值，可以及时开启循环泵加快循环冷却液的循环，提高冷却效果；而液位检测电路能够实时监控循环冷却液的液位数据，防止循环冷却液不足；冷却控制机构还设有分别与控制器相连接的显示器、输入按键以及声光提示电路，进一步，还可以设有与控制器相连接的无线通信电路，无线通信电路可以采用GPRS模块或GSM模块，完成监控数据的实时远程发送。

本发明的优点是：（1）其防漏油结构设置在反应釜内部的搅拌轴上，分为挡油部件和接油部件，挡油部件安装在搅拌轴上与其同轴旋转，阻挡沿搅拌轴渗漏的油脂，确保油脂进入接油部件中，接油部件的接油腔上端密闭防止油脂外喷，下端有排油接管可外接管路将油脂引到反应釜外，方便清理油脂。本发明的接油部件可以采用多种方式与反应釜的壳体或搅拌轴固定，可根据反应釜的情况进行选择，具有适用范围广、结构简单、制造方便、工作可靠等优点。（2）在反应釜内部增加了导气装置，由上导气筒和下导气筒的内壁与搅拌轴的外壁之间构成气态物质流通的通道，导气通道与自吸式搅拌器相互配合为气态物质深入反应釜中配合反应提供了流通的通道，达到了气态物质与液相物质的均匀、高效的混合。克服了传统空心搅拌轴易断裂的缺陷，极大的增加了搅拌装置的强度。（3）循环冷却介质与内部冷却空间分离，减少了由于循环介质流动带入杂质的可能，特别是具有可磁化的铁性杂质，能被外磁回转体吸附，同其共同运转，对密封罩体(主要承载件)留下潜在危险；（2）内部冷却空间使用的介质使所有运转部件处于液态的润滑工作环境中，避免了为给外磁回转体运转部件加润滑剂而使整体设备停机；（3）动力传动装置结构合理、运转流畅稳定，能够有效避免杂质进入并易于维护。

附图说明

图1本发明反应釜的结构示意图。

图2是本发明的防漏油结构的一种结构示意图。

图3是本发明的防漏油结构的另一种结构示意图。

图4为本发明的导气装置的一种结构示意图。

图5为图4中A-A的剖视图。

图6为本发明的导气装置的另一种结构示意图。

图7为图4中A-A的剖视图。

图8为本发明导气装置中气态物质的流通路线示意图。

图9为动力传动装置的结构示意图。

图中，1动力装置，2动力传动装置，3搅拌轴，4防漏油结构，5联轴器，6密封装置，7导气装置，8反应釜体。

201传热液体,202循环水套,203外磁回转体,204外支撑体,205密封罩体,206循环隔套附件,207循环流体入口,208轴承,209循环流体出口,210传热液体排气口,211传热液体视窗，212A腔，213B腔。

401壳体凸缘，402连接板，403固定螺钉，404外筒体，405底板，406内筒体，407排油接管，408螺母，409止动垫圈，410挡油伞，411压块，412顶板，413顶块，414紧定螺钉。

701上导气筒，702螺栓，703螺母，704连接板，705带有气体通道的搅拌器，706防松螺母，707定位螺栓，708下导气筒，709自吸式搅拌器，710末端搅拌器,711导气孔，712气体通道。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明，以便更好地理解本发明。

本发明的一种防漏式高粘度流体混合反应釜，包括动力装置1、动力传动装置2、搅拌轴3联轴器5以及密封装置6，这些部件之间的连接关系属于现有技术，不在此赘述。

动力装置1的动力经动力传动装置2传递给搅拌轴3，反应釜内搅拌轴上设置有防漏油结构4。

防漏油结构4包括安装在反应釜内部的搅拌轴3上的挡油部件和收纳油脂的接油部件。本实施例中挡油部件包括挡油伞410、压块411、止动垫圈409和螺母408，挡油伞410套装在搅拌轴3上，螺母408固定在搅拌轴3上，止动垫圈409垫衬在挡油伞410下表面与螺母408之间，压块411紧压挡油伞410上表面，压块411和螺母408将挡油伞410紧固在搅拌轴3上，使得挡油伞410与搅拌轴3同步转动。螺母408为小圆螺母。

接油部件包围挡油部件，并在反应釜内的搅拌轴上端部周围形成密闭空间，所述接油部件上设置有排油接管407。接油部件，如图2所示，包括固定在挡油伞410下方搅拌轴3上的接油筒，所述接油筒由内筒体406和外筒体404组成，搅拌轴3穿过内筒体406腔，内筒体406将接油筒套装在搅拌轴3上，内筒体406与搅拌轴3之间有间隙，不影响搅拌轴3的转动。内筒体406的外壁和外筒体404内壁间及外筒体底板405形成接油腔，接油腔的上端密闭，下端设有排油接管407。排油接管407可外接管路将油脂引到反应釜外，方便清理油脂。

接油筒的外筒体404外壁与连接板402固定，连接板402直接用固定螺钉403固定在壳体凸缘401上，壳体凸缘401的下端面密闭接油腔的上端面。在这种实施方式中接油部件与反应釜壳体凸缘401间是固定式连接，接油部件不随搅拌轴3转动。在一些壳体凸缘无法密闭接油腔上端面的情况下，可以在接油筒的外筒体404上端面设有顶板412（可参看图3），顶板412与连接板402固定，连接板402固定在壳体凸缘401上，顶板412或顶板412与连接板402一起密闭油腔的上端面。

本发明的防漏油结构4还可以采用如图3所示的方式实施，接油筒的外筒体404上端面设有顶板412，顶板412与连接板402固定，连接板402套装固定在搅拌轴3上，连接板402与壳体凸缘401之间有间隙，顶板412与连接板402一起密闭油腔的上端面。外筒体底板405的下端面与顶块413固定，紧定螺钉414将顶块413固定在搅拌轴3上，并随搅拌轴3同步运行。挡油伞410的外径大于连接板402外径，方便螺母408的安装。顶块413中心有安装搅拌轴的装配孔，顶块413沿轴向的切面是纵向中心有孔的T形结构。顶块413采用该结构方便将接油筒与搅拌轴可靠固定在一起。

采用防漏油结构4在反应釜轴密封系统出现泄漏，泄漏的油脂可以收纳在防漏油结构4的接油部件中，避免油脂污染反应釜中物料，造成损失。

本发明的反应釜在搅拌轴上设置有导气装置7，所述导气装置7包括上导气筒701、下导气筒708、带有气体通道的搅拌器705和自吸式搅拌器709，上导气筒701的下端和下导气筒708的上端密闭连接，套装在搅拌轴上，与搅拌轴同轴转动，上导气筒701、下导气筒708的内壁和搅拌轴的外壁之间形成导气通道，上导气筒701的最上端位于反应釜的气相空间，其上有进气口，下导气筒708的最下端位于自吸式搅拌器709的上端，在安装下导气筒708段的搅拌轴上至少设置有一个带有气体通道的搅拌器705。

上导气筒701和下导气筒708之间经连接板704相互连接后由螺栓702和螺母703配合紧固，从而使上导气筒701和下导气筒708固定为一体。为了保证上导气筒701和下导气筒708与搅拌轴同轴旋转，在下导气筒708的筒壁上轴向阵列有调整下导气筒708与搅拌轴的同心度的定位螺栓707，定位螺栓707自下导气筒708的外壁上垂直插入导气通道中，定位螺栓707的尾部与搅拌轴的外壁接触，定位螺栓707的头部伸出导气筒的筒体外侧，定位螺栓707的头部与下导气筒708的外壁之间设有防松螺母。

搅拌轴的下端安装有末端搅拌器710。上导气筒701和下导气筒708的筒体可以采用标准的钢管作为加工原料，使用定位螺栓707调整下导气筒708的筒体与搅拌轴的同心度，由防松706有效防止定位螺栓707松动。由上导气筒701的内壁和下导气筒708的内壁与搅拌轴的外壁构成气态物质流通的通道，上导气筒701的进气孔位于搅拌反应釜的气相空间，下导气筒708的下沿处位于自吸式搅拌器709的上端，自吸式搅拌器709空心叶轮的快速旋转，在液体被甩出的同时于叶轮周边形成负压，产生气态物质流动的动力，完成高效的加气、混合的功能，导气装置7主可促进气态物质混合，使用时搅拌轴的顶端通过联轴器与传动电机相连接从而带动上导气筒701、下导气筒708随搅拌同步转动。

本发明的导气装置7穿过不具有吸气功能的搅拌器，采取分割导气筒的筒体、在搅拌器上开孔或制作导管完成。导气筒体可根据搅拌器的数量及位置进行分割，但是需要保证上导气筒701的上端位于气相空间、下导气筒708下端或分段的导气筒位于自吸式搅拌器709上。

对于多层搅拌器组合的搅拌系统，需要导气筒穿过自吸式搅拌器709以上的搅拌器，可采取在搅拌器上开孔，或将下导气筒708分段，在分段间增加密闭的气体通道，来实现气体无泄漏的流通。图4和图5示意了在搅拌器上开孔的方式，下导气筒708上有供中带有气体通道的搅拌器705桨叶穿过的槽孔，带有气体通道的搅拌器705上开孔形成导气孔711。图6和图7示意图了下导气筒708分段，在分段间形成气体通道的情况。图中示意了下导气筒708的筒体被轴向分割成两段，带有气体通道的搅拌器705固定在下导气筒708筒体分段之间的搅拌轴上，在下导气筒708筒体的相邻两个分段间增加气体通道712，气体通道712可以用采用钢管或压扁的钢管、方形通道等，数量根据实际情况来确定。图7中示意截面为圆形，周向均布8个密闭的气体通道712。

本发明反应釜的动力传动装置2如图9所示，包括内支撑体、密封罩体205、外支撑体204、内磁回转体、外磁回转体203及连接法兰、轴承208，还设有循环冷却装置，所述循环冷却装置包括循环水套202及循环隔套附件206，循环水套202设置在密封罩体205与外支撑体204之间，所述循环水套202设有A腔、B腔，A腔212与B腔213不连通，A腔212位于B腔213内侧，外磁回转体203经连接法兰及轴承208安装在外支撑体204上，外磁回转体203、连接法兰及轴承208均位于A腔212中，A腔212内充填传热液体201，A腔212上设有传热液体排气口210，B腔213充填循环冷却液体，B腔213上设有循环流体入口207、循环流体出口。

本发明反应釜的动力传动装置还设有用于观察A腔212内传热流体的传热流体视窗，传热液体视窗211设置在A腔212上，同时在B腔213对应的位置上设有透明视窗。

本发明反应釜的动力传动装置中B腔213上的循环流体入口207位于B腔213下部，循环流体出口209位于B腔213上部，在使用的过程中通过外部循环泵使B腔213内的循环冷却液不断循环，降低A腔212内传热液体201的温度，以达到冷却A腔212及其内部设备的目的。

本发明反应釜的动力传动装置中设有冷却控制机构，所述冷却控制机构包括控制器、与控制器相连接的循环冷却液温度检测电路、与控制器相连接的液位检测电路、与控制器相连接的用于控制循环冷却液流量的流量阀、与控制器相连接的循环泵控制电路，其中流量阀安装在与B腔213相连接的管路上，温度检测电路中设有温度传感器，液位检测电路设有液位传感器，在使用的过程中通过温度传感器采集循环冷却液的温度，当温度超过阈值，可以及时开启循环泵加快循环冷却液的循环，提高冷却效果；而液位检测电路能够实时监控循环冷却液的液位数据，防止循环冷却液不足；冷却控制机构还设有分别与控制器相连接的显示器、输入按键以及声光提示电路，进一步，还可以设有与控制器相连接的无线通信电路，无线通信电路可以采用GPRS模块或GSM模块，完成监控数据的实时远程发送。

本发明的动力传动装置中在密封罩体205与外支撑体204之间冷却空间外争加循环水套202，使冷却空间与循环水套202形成循环隔套，A腔212内液体将运转的外磁回转体203与运转轴承208包裹在液体内，最大益处不会出现外来杂质，B腔213内流体循环避免了循环系统原部件生锈等带来的不必要的麻烦，解决了原冷却结构的弊端，具有以下有益效果：（1）循环冷却介质与内部冷却空间分离，减少了由于循环介质流动带入杂质的可能，特别是具有可磁化的铁性杂质，能被外磁回转体203吸附，同其共同运转，对密封罩体205(主要承载件)留下潜在危险；（2）内部冷却空间使用的介质使所有运转部件处于液态的润滑工作环境中，避免了为给外磁回转体203运转部件加润滑剂而使整体设备停机；（3）同时避免了由于循环介质在原结构中的运行轨迹不均匀，也就是说冷却外磁回转体203的部位不均匀，本发明内侧为单一介质使外磁回转体203整体沁入，热量均匀的传出外部介质内，有利于外磁回转体203整体的温度一致，冷却方便。（4）在其上可以增设测温、液位、循环介质的流量控制等附件，使磁力传动装置组成一个免修的部件成为现实。