[发明专利]物质处理装置

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种物质处理装置，可直接处理固态原料与液态原料。

【背景技术】

现有的定子—转子型反应器包括设有圆柱状的定子和转子，转子可相对旋转地安装在定子中。转子和定子的相对的两个圆柱面构成了一个狭窄的环形物质处理通道，转子高速旋转所产生的巨大剪切力可使流体在该物质处理通道中形成库特流，从而实现流体的充分混合。然而现有定子—转子型反应器还存在以下缺陷。

就固态原料的进料而言，由于固态原料的流动性不好，若无轴向推力，固态原料很难向产物收集口处移动；若借助具有一定压力的液态原料将固态原料带至产物收集口，该液态原料可能进入固态原料进料口，并与固态原料混合形成黏稠状物堵塞固态原料进料口。

就混合的均匀程度而言，若进入环形腔的固态原料不能均匀地分布，那么其与液态原料混合所得的产物的均匀性可能不一致。

基于以上原因，现有的圆柱状定子—转子高剪切力混合系统无法直接进行固体混合或(和)反应，而是先把固态原料与液态原料进行初步混合形成浆液或者溶液或者悬浮液等后再进一步注入定子—转子高剪切力混合系统进行充分混合或(和)反应。对于某些比较敏感的反应，还需要慎重选择溶解固态原料的溶剂，以防止溶剂影响反应结果。以上不利因素限制了定子—转子高剪切力混合系统在生命科学、材料科学、能源、化工、环保等诸多需要进行大量实验的领域的应用，因此，有必要设计一种物质处理装置以解决现有技术所存在的缺陷。

【发明内容】

本发明一方面提供了一种物质处理装置，可直接处理固态原料与液态原料。

本发明另一方面提供了一种物质处理装置，具有对原料进行预处理的功能，其中，预处理可以是物料的均匀分配、初步混合、初步反应等的一种或多种。

本发明另一方面提供了一种物质处理装置，运行时预处理段能产生一轴向分力把原料送入处理段进行处理。

本发明进一步提供了一种物质处理装置，其包括第一元件以及可相对旋转地至少部分收容于第一元件的第二元件。第一元件和第二元件之间形成大致呈环状的物质处理通道，该物质处理通道包括预处理段和处理段。第一元件或/和第二元件面对预处理段的表面(预处理段周面)包括凸和/或凹的部分，而第一元件和第二元件面对处理段的表面(处理段周面)是相对光滑的，也就是说该处理段周面不包括凸或凹的部分或其所包括的凸或凹的部分所占其总面积的比例远小于预处理段周面上的凸和/或凹的部分所占其总面积的比例。当第一元件与第二原件相对旋转达到一定转速时，处理段内的被处理物质被带动旋转形成库特流。

预处理段可用于初步混合物料，或使物料初步反应，或均匀分布物料，或提供沿轴向的分力以把物料送入处理段，或以上功能的任意组合。

在一个实施方案中，处理段周面是相对光滑的圆柱面。

在一个实施方案中，第一元件为定子，第二元件为转子。第二元件面对物质处理通道预处理段的表面包括凸出或/和凹入部分。第一元件面对物质处理通道预处理段的表面为相对光滑的表面。

处理段对经过预处理段的物料进行处理，处理可以是利用第一元件和第二元件相对旋转产生的高剪切力把物料均匀混合，也可以是通过物料的均匀混合从而使物料之间的反应更快或更彻底。

所述物质处理装置可以处理流态原料，流态原料包括液态原料、气态原料、胶状原料以及粉末状固态原料。所述物质处理装置可以处理但不限于以下原料组合：液态原料与液态原料，液态原料和粉末状固态原料，液态原料和气态原料，液态原料和气态原料以及粉末状固态原料，液态原料和胶状原料等。

【附图说明】

图1A-1E是本发明物质处理装置第二元件的结构示意图。

图2A-2K是本发明物质处理装置第一元件与第二元件组装后的局部剖视图。

图3A-3B是本发明物质处理装置与固态原料输送装置的组装示意图。

图4是本发明物质处理装置的注射装置的结构示意图。

图5是本发明物质处理装置的注射装置的连接示意图。

图6是本发明物质处理装置的温度控制装置的结构示意图。

图7是本发明物质处理装置的第一温度控制装置的结构示意图。

图8是本发明物质处理装置的第一温度控制装置的温度控制体的主视图。

图9是本发明物质处理装置的第一温度控制装置的温度控制体的俯视图。

图10A-10C是本发明物质处理装置的剖视图。

【具体实施方式】