[发明专利]一种涡轮式反应釜及其操作方法

说明书

本发明涉及化工设备技术领域，且公开了一种涡轮式反应釜，包括釜体和转轴，所述釜体的底部设有均布器，所述转轴为中空设置，所述转轴的上部与釜体的内腔连通。该涡轮式反应釜，利用磁力驱动活动扇叶移动，驱动活动扇叶的伸出和缩回，间歇改变的扇叶面积改变了对液体的径向推力和与水的接触位置，液体从中心流向边缘的路径发生变化，产生更多的局部湍流，提高剪切效果，提高混合效果，同时流向的变化会削弱切向流和贴壁的能量，弱化切向流和打漩现象，其次，活动扇叶的移动进而控制活动板上下移动，将釜体顶部未来得及反应的气体抽取并通过活动扇叶表面气孔均匀的分布到液体中，保证气相反应物和液相反应物的充分接触。

技术领域

本发明涉及化工设备技术领域，具体为一种涡轮式反应釜及其操作方法。

背景技术

反应釜的广义理解即有物理或化学反应的容器，通过对容器的结构设计与参数配置，实现工艺要求的加热、蒸发、冷却及低高速的混配功能。

物理或化学反应过程中，通过搅拌时物料混合均匀并强化传热和传质，搅拌过程中会产生轴向流、径向流、切向流等三种流型和打漩现象，其中轴向流和径向流能促进混合，而切向流和打漩现象会抑制混合，一般来说，涡轮式搅拌多用于低粘度液体的混合，而涡流式搅拌叶由于具有较高的转速，会产生较强的切向流，同时由于其具有较强的径向推力，会加剧打漩现象，现实中一般采用偏心设置或导线套抑制切向流和打漩现象，但是其抑制效果有限，仍有进一步优化的空间。

在有气象存在的多相反应体系中，由于气体的密度远小于液体的密度，气象和液相会有明显的分层，作为反应原料的气相需要通过循环装置反复经过反应釜底部的均布其进入反应液中，保证气相液相的混合均匀，增加了设备上部的体积并增加了耗能。

发明内容

针对上述背景技术的不足，本发明提供了一种涡轮式反应釜及其操作方法的技术方案，具有混合效果好和结构紧凑等优点，解决了背景技术提出的问题。

本发明提供如下技术方案：一种涡轮式反应釜，包括釜体和转轴，所述釜体的底部设有均布器，所述转轴为中空设置，所述转轴的上部与釜体的内腔连通，所述转轴的底部固定连接有涡流扇，所述涡流扇的叶片设有可伸缩的活动扇叶，所述活动扇叶由强磁性材料制成，所述釜体的内壁对应活动扇叶的高度设有磁力驱动件，所述转轴内设有固定板，所述固定板的上下端分别由固定板和活动板组成，所述固定板和活动板上均安装有单向阀，方向由上流向下，所述活动板通过连杆与活动扇叶活动连接，所述磁力驱动件的内腔与转轴内腔连通，且活动扇叶的表面设有排气孔。

优选的，所述压缩腔为波纹型气囊，所述压缩腔上下两端分别与固定板和活动板固定连接，所述固定板和转轴固定连接。

优选的，所述磁力驱动件为电磁铁，所述磁力驱动件与釜体的内壁铰接，所述磁力驱动件的磁极朝向与旋转方向相反。

优选的，所述磁力驱动件的数量设为三组，所述涡流扇的叶片数量为三的整数倍。

优选的，所述转轴上安装有电滑环，所述电滑环控制磁力驱动件电流的通断，所述电滑环内设有与涡流扇叶片数量相同的电极片，且电极片的弧度小于两个叶片夹角的一半。

一种涡轮式反应釜的操作方法，用于操作上述任一个涡轮式反应釜，所述方法包括步骤：

S1：按照配比在釜体内加入液相配料，启动转轴旋转进行搅拌；

S2:通过均布器通入气相配料，进入的气体一边上升一边与液体生成反应物，未来得及反应的气体在釜体顶部堆积；

S3:当相邻两个活动扇叶夹角的一半旋转到靠近釜体时开启磁力驱动件，当活动扇叶与磁力驱动件对齐时关闭磁力驱动件；

优选的，在步骤S1之前，先根据搅拌所需要的转速，调整活动扇叶上弹簧的预紧力，抵消额定转速时离心力的影响。

本发明具备以下有益效果：