具有擾流器的間歇反應(yīng)器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種具有改進(jìn)的擾流器安裝結(jié)構(gòu)的間歇反應(yīng)器。所述間歇反應(yīng)器包括：用于容納反應(yīng)物的反應(yīng)器主體；攪拌槳葉，其安裝在所述反應(yīng)器主體的內(nèi)部，用于攪拌所述反應(yīng)物；馬達(dá)，其與所述攪拌槳葉的旋轉(zhuǎn)軸連接，用于使所述攪拌槳葉旋轉(zhuǎn)；以及位于所述反應(yīng)器主體的內(nèi)壁和所述攪拌槳葉之間并且沿所述反應(yīng)器主體的圓周方向彼此隔開(kāi)安裝的多個(gè)擾流器。所述多個(gè)擾流器的每個(gè)包括沿所述反應(yīng)器主體的徑向和圓周方向彼此毗鄰布置的多個(gè)管。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
具有擾流器的間歇反應(yīng)器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種間歇反應(yīng)器。更具體地，本發(fā)明涉及擾流器的安裝結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]典型的間歇反應(yīng)器包括用于容納反應(yīng)物的反應(yīng)器主體、設(shè)置在反應(yīng)器主體內(nèi)以攪拌反應(yīng)物的攪拌槳葉以及使攪拌槳葉旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。此外，間歇反應(yīng)器可以包括反應(yīng)器套、擾流器以及回流冷凝器作為用于控制反應(yīng)物溫度的組成元件。
[0003]擾流器被設(shè)置為流體流經(jīng)以進(jìn)行熱交換的管，并且被布置為遠(yuǎn)離攪拌槳葉的外側(cè)并靠近反應(yīng)器主體的內(nèi)壁。擾流器在垂直方向上改變由于攪拌槳葉的旋轉(zhuǎn)的反應(yīng)物圓周方向的流動(dòng)而使反應(yīng)物充分混合，并且通過(guò)與反應(yīng)物熱交換提供溫控(即，熱控制)性能以保持反應(yīng)物的溫度恒定。
[0004]然而，取決于擾流器的安裝形式，攪拌槳葉的尺寸以及擾流器的表面積(熱傳遞面積)的擴(kuò)大存在限制。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)擾流器沿反應(yīng)器主體的徑向占據(jù)長(zhǎng)的面積時(shí)，攪拌槳葉的尺寸不能夠增加，并且相應(yīng)地反應(yīng)物的攪拌性能以及反應(yīng)性能不能夠無(wú)限地提高。此外，隨著反應(yīng)器尺寸增加，相對(duì)于具有相同的擾流器結(jié)構(gòu)的反應(yīng)器的體積，擾流器的熱傳遞面積減少，并且相應(yīng)地，擾流器的溫控性能劣化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]技術(shù)問(wèn)題
[0006]本發(fā)明致力于提供一種間歇反應(yīng)器，其能夠通過(guò)擴(kuò)大攪拌槳葉的尺寸或擾流器的熱傳遞面積之一來(lái)提高反應(yīng)物的混合性能或改善反應(yīng)物的熱控制性能。
[0007]技術(shù)方案
[0008]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的間歇反應(yīng)器包括:用于容納反應(yīng)物的反應(yīng)器主體;設(shè)置在所述反應(yīng)器主體中以攪拌所述反應(yīng)物的攪拌槳葉；與所述攪拌槳葉的旋轉(zhuǎn)軸連接以使所述攪拌槳葉旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)；以及多個(gè)擾流器，所述多個(gè)擾流器設(shè)置在所述反應(yīng)器主體的內(nèi)壁與所述攪拌槳葉之間，并且沿所述反應(yīng)器主體的圓周方向彼此隔開(kāi)布置。所述多個(gè)擾流器的每個(gè)包括多個(gè)管，所述多個(gè)管沿所述反應(yīng)器主體的徑向和圓周方向彼此毗鄰地布置。
[0009]所述多個(gè)管與所述旋轉(zhuǎn)軸平行并且通過(guò)U形連接部件以曲折樣式彼此整體連接。所述多個(gè)管的一個(gè)可以穿透所述反應(yīng)器主體的底部部分并且另一個(gè)管可以穿透所述反應(yīng)器主體的側(cè)壁。
[0010]所述多個(gè)管可以包括以三角的樣式排布的至少三個(gè)管。此外，所述三個(gè)管中至少兩個(gè)管可以沿所述反應(yīng)器主體的徑向排布。
[0011]或者，所述多個(gè)管可以以鋸齒形樣式排布。所述多個(gè)管可以包括以鋸齒形樣式排布同時(shí)形成兩列的至少五個(gè)管。所述兩列中的至少一列可與所述反應(yīng)器主體的徑向平行。
[0012]有益效果
[0013]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，可以通過(guò)擴(kuò)大攪拌槳葉的尺寸來(lái)提高反應(yīng)物的渦流以及混合性能。此外，可以通過(guò)擴(kuò)大擾流器的熱傳遞面積來(lái)改善反應(yīng)物的熱控制性能同時(shí)使攪拌性能保持在與常規(guī)的情形相同的水平。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實(shí)施方式的間歇反應(yīng)器的示意圖。
[0015]圖2為圖1沿線1-1的橫截面示意圖。
[0016]圖3為根據(jù)對(duì)比實(shí)施例的間歇反應(yīng)器的橫截面示意圖。
[0017]圖4為根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實(shí)施方式的間歇反應(yīng)器的橫截面示意圖。
[0018]-附圖標(biāo)記說(shuō)明-
[0019]100,200:間歇反應(yīng)器20:反應(yīng)器主體
[0020]31:攪拌槳葉32:旋轉(zhuǎn)軸
[0021]33:馬達(dá)40,401，50:擾流器
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面將參考附圖更完整地描述本發(fā)明，其中示出本發(fā)明的示例性實(shí)施方式。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所了解，所描述的實(shí)施方式可以以各種不同的方式改變，這都不脫離本發(fā)明的精神或范圍。
[0023]圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實(shí)施方式的間歇反應(yīng)器的示意圖，而圖2是圖1沿線1-1的橫截面示意圖。
[0024]參考圖1和圖2，根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實(shí)施方式的間歇反應(yīng)器100包括用于容納反應(yīng)物10的反應(yīng)器主體20，設(shè)置在反應(yīng)器主體20中以使反應(yīng)物10旋轉(zhuǎn)的攪拌槳葉31，與攪拌槳葉31的旋轉(zhuǎn)軸32連接以使攪拌槳葉31旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)33，以及設(shè)置在反應(yīng)器主體20的內(nèi)壁和攪拌槳葉31之間的多個(gè)擾流器40。
[0025]間歇反應(yīng)器100例如可以是用于聚合反應(yīng)的聚合反應(yīng)器。反應(yīng)器主體20可以由圓柱形側(cè)壁21、底部部分22和蓋部分23形成。雖然沒(méi)有圖示出，但是反應(yīng)器主體20可以具有雙壁結(jié)構(gòu)使得流體可以通過(guò)該壁循環(huán)以進(jìn)行熱交換。即，可以在反應(yīng)器主體20中設(shè)置熱交換套。
[0026]攪拌槳葉31、旋轉(zhuǎn)軸32以及馬達(dá)33形成攪拌裝置30。在反應(yīng)器主體20的中間，旋轉(zhuǎn)軸32與馬達(dá)33連接。在反應(yīng)器主體20中，攪拌槳葉31與旋轉(zhuǎn)軸32連接，并且攪拌槳葉31的長(zhǎng)度方向與反應(yīng)器主體20的徑向平行。
[0027]可以將一組攪拌槳葉31設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸32的較低端，或者可以將多組攪拌槳葉31在沿旋轉(zhuǎn)軸32的長(zhǎng)度方向彼此隔開(kāi)設(shè)置。單組的攪拌槳葉31由至少兩個(gè)攪拌槳葉31形成。在圖1和圖2中，兩個(gè)攪拌槳葉31示例性地設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸32的較低端，但是攪拌槳葉31的位置和數(shù)量不限于此。
[0028]攪拌槳葉31的攪拌性能影響間歇反應(yīng)器100的反應(yīng)性能。攪拌槳葉31包括槳式、螺旋槳式以及渦輪式，而在圖1和圖2中，示例性地圖示槳式攪拌槳葉31，但這不是限制性的。[0029 ]擾流器40將隨攪拌槳葉31的旋轉(zhuǎn)的反應(yīng)物1的圓周方向流動(dòng)改變?yōu)榇怪狈较蛄鲃?dòng)從而適當(dāng)?shù)鼗旌戏磻?yīng)物10。此外，由于擾流器40由流體流經(jīng)以進(jìn)行熱交換的管形成，所以擾流器40還通過(guò)與反應(yīng)物10熱交換來(lái)提供溫控功能以保持反應(yīng)物10的溫度。
[0030]用于熱交換的流體可具有大約4°C至大約35°C之間的溫度，并且在高溫的情形下，流體可具有大約50 °C至大約200 °C之間的溫度。
[0031]將擾流器40沿反應(yīng)器主體20的圓周方向彼此隔開(kāi)設(shè)置。即，將多個(gè)擾流器40沿反應(yīng)器主體20的圓周方向設(shè)置同時(shí)與攪拌槳葉31具有恒定的距離，并且優(yōu)選地，這些擾流器沿圓周方向彼此等距隔開(kāi)。
[0032]將與旋轉(zhuǎn)軸32平行的多個(gè)管41、42以及43以曲折樣式整體連接從而形成每個(gè)擾流器40。具體而言，擾流器40可以包括第一管41、通過(guò)U形第一連接部分44連接到第一管41的第二管42，以及通過(guò)U形第二連接部分45連接到第二管42的第三管43。第一管41可以穿透反應(yīng)器主體20的底部部分22，并且第三管43可以穿透反應(yīng)器主體20的側(cè)壁21。第一連接部分44的形狀和第二連接部分45的形狀不限于U形。
[0033]在本發(fā)明的第一示例性實(shí)施方式中，每個(gè)擾流器40包括第一管到第三管41、42和43，并且第一管到第三管41、42和43沿反應(yīng)器主體20的徑向和圓周方向彼此毗鄰地布置。SP，一個(gè)管的至少一部分沿反應(yīng)器主體20的徑向面向另一個(gè)管，并且另一個(gè)管的至少一部分沿反應(yīng)器主體20的圓周方向面向其他管。
[0034]例如，可以將第一管到第三管41、42和43以三角的樣式彼此隔開(kāi)排布。管的這種排列，可以減少擾流器40沿反應(yīng)器主體20的徑向占據(jù)的面積以擴(kuò)大攪拌槳葉31。攪拌槳葉31的擴(kuò)大可以使得反應(yīng)物1的攪拌和反應(yīng)得到改善。
[0035]在這種情形中，可以將第一管到第三管41、42和43中的兩個(gè)管沿反應(yīng)器主體20的徑向排布。由此，通過(guò)攪拌槳葉31旋轉(zhuǎn)的反應(yīng)物10與擾流器40可以很好接觸，從而提高擾流器40的熱控制性能。
[0036]圖3圖示了根據(jù)對(duì)比實(shí)施例的間歇反應(yīng)器的橫截面示意圖。
[0037]參考圖3，在根據(jù)對(duì)比實(shí)施例的間歇反應(yīng)器101中的多個(gè)擾流器401的每個(gè)由沿反應(yīng)器主體201的徑向排成一行的第一管到第三管411、421以及431形成。
[0038]參考圖2和圖3，根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實(shí)施方式的第一管到第三管41、42和43與對(duì)比實(shí)施例的擾流器401具有相同的熱傳遞面積，并且相應(yīng)地，它們提供大體相同的熱控制性能。
[0039]然而，在對(duì)比實(shí)施例中，擾流器401沿反應(yīng)器主體201的徑向占據(jù)相對(duì)大的面積，并且相應(yīng)地，需要減小攪拌槳葉311的尺寸以避免與擾流器401碰撞。也就是說(shuō)，擾流器401限制攪拌槳葉311尺寸的擴(kuò)大。
[0040]S卩，在本發(fā)明的第一示例性實(shí)施方式中，第一管到第三管41、42和43以三角的樣式密集排布，由此擾流器40不會(huì)沿反應(yīng)器主體20的徑向占據(jù)很大面積。相應(yīng)地，由于在根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實(shí)施方式的間歇反應(yīng)器100中可以擴(kuò)大攪拌槳葉31的尺寸，所以反應(yīng)物1的禍流增加并且可以提尚混合性能，從而提尚反應(yīng)物1的制造質(zhì)量。
[0041]圖4是根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實(shí)施方式的間歇反應(yīng)器的橫截面示意圖。
[0042]參考圖4，除了擾流器50由五個(gè)管51、52、53、54和55形成以外，根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實(shí)施方式的間歇反應(yīng)器200由與第一示例性實(shí)施方式的間歇反應(yīng)器100相似的結(jié)構(gòu)形成。與在第一示例性實(shí)施方式中相同的元件使用相同的參考數(shù)字，并且下文中，將主要描述與第一示例性實(shí)施方式不同的構(gòu)造。
[0043]多個(gè)擾流器50被布置為沿反應(yīng)器主體20的圓周方向彼此等距同時(shí)遠(yuǎn)離攪拌槳葉31，并且每個(gè)擾流器50由與旋轉(zhuǎn)軸32平行并且以曲折樣式整體連接的第一管到第五管51、
52、53、54和 55 形成。
[0044]第一管到第五管51、52、53、54和55通過(guò)U形連接部分(未示出)彼此整體連接從而形成單個(gè)擾流器50。第一管到第五管51、52、53、54和55中的一個(gè)可以穿透反應(yīng)器主體20的底部部分22，并且另一個(gè)管可以穿透反應(yīng)器主體20的側(cè)壁21。
[0045]在本發(fā)明的第二示例性實(shí)施方式中，每個(gè)擾流器50包括第一管到第五管51、52、
53、54和55，并且第一管到第五管51、52、53、54和55沿反應(yīng)器主體20的徑向和圓周方向彼此毗鄰地布置。即，一個(gè)管的至少一部分沿反應(yīng)器主體20的徑向面向另一個(gè)管，并且另一個(gè)管的至少一部分沿反應(yīng)器主體20的圓周方向面向另一個(gè)管。
[0046]例如，可以將第一管到第五管51、52、53、54和55排布成鋸齒形樣式同時(shí)形成兩列。在圖4中，連接在最右側(cè)的擾流器50中的第一管到第五管51、52、53、54和55的中心的虛鋸齒形連接線表示為點(diǎn)線。
[0047]在這種情形中，兩列中的至少一列可以沿反應(yīng)器主體20的徑向排成一行。在這種情形中，通過(guò)攪拌槳葉31沿反應(yīng)器主體20的圓周方向流動(dòng)的反應(yīng)物10與擾流器50之間的接觸面積增加，從而改善擾流器50的熱控制性能。
[0048]在圖4中，第一管到第三管51、52和53示例性地沿反應(yīng)器主體20的徑向形成一列，并且第四管54和第五管55示例性地形成與其相鄰的另一列。
[0049]在本發(fā)明的第二示例性實(shí)施方式中，與圖3的對(duì)比實(shí)施例相比，形成擾流器50的管的數(shù)量增加同時(shí)攪拌槳葉31的寬度保持恒定，使得擾流器50的熱傳遞面積可以增加50%或更多。相應(yīng)地，根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實(shí)施方式的間歇反應(yīng)器200可以有效地提高反應(yīng)物10的熱控制性能同時(shí)保證與對(duì)比實(shí)施例的攪拌性能相同水平的攪拌性能。
[0050]雖然結(jié)合目前認(rèn)為是實(shí)用的示例性實(shí)施方式來(lái)描述本發(fā)明，但應(yīng)理解本發(fā)明不限于所公開(kāi)的實(shí)施方式，而是，相反地，本發(fā)明意圖涵蓋包含在所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的各種變型和等同替換。
[0051 ] 工業(yè)實(shí)用性
[0052]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，通過(guò)擴(kuò)大攪拌槳葉的尺寸可以增加反應(yīng)物的渦流并且可以提高混合性能，并且可以擴(kuò)大擾流器的熱傳遞面積同時(shí)使攪拌性能保持在與常規(guī)的情形的水平相同的水平，從而提高反應(yīng)物的熱控制性能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種間歇反應(yīng)器，其包括: 反應(yīng)器主體，所述反應(yīng)器主體用于容納反應(yīng)物； 攪拌槳葉，所述攪拌槳葉設(shè)置在所述反應(yīng)器主體中以攪拌所述反應(yīng)物； 馬達(dá)，所述馬達(dá)與所述攪拌槳葉的旋轉(zhuǎn)軸連接以使所述攪拌槳葉旋轉(zhuǎn)；以及 多個(gè)擾流器，所述多個(gè)擾流器設(shè)置在所述反應(yīng)器主體的內(nèi)壁與所述攪拌槳葉之間，并且沿所述反應(yīng)器主體的圓周方向彼此隔開(kāi)布置， 其中，所述多個(gè)擾流器的每個(gè)包括多個(gè)管，所述多個(gè)管沿所述反應(yīng)器主體的徑向和圓周方向彼此毗鄰地布置。2.如權(quán)利要求1所述的間歇反應(yīng)器，其中，所述多個(gè)管與所述旋轉(zhuǎn)軸平行并且通過(guò)U形連接部以曲折樣式彼此整體連接。3.如權(quán)利要求2所述的間歇反應(yīng)器，其中，所述多個(gè)管的一個(gè)穿透所述反應(yīng)器主體的底部部分并且另一個(gè)管穿透所述反應(yīng)器主體的側(cè)壁。4.如權(quán)利要求1至權(quán)利要求3中任一項(xiàng)所述的間歇反應(yīng)器，其中，所述多個(gè)管包括以三角的樣式排布的至少三個(gè)管。5.如權(quán)利要求4所述的間歇反應(yīng)器，其中，所述三個(gè)管中的至少兩個(gè)管沿所述反應(yīng)器主體的徑向排布。6.如權(quán)利要求1至權(quán)利要求3中任一項(xiàng)所述的間歇反應(yīng)器，其中，所述多個(gè)管以鋸齒形樣式排布。7.如權(quán)利要求6所述的間歇反應(yīng)器，其中，所述多個(gè)管包括以鋸齒形樣式排布同時(shí)形成兩列的至少五個(gè)管。8.如權(quán)利要求7所述的間歇反應(yīng)器，其中，所述兩列中至少一列與所述反應(yīng)器主體的徑向平行。
【文檔編號(hào)】B01J19/18GK105873675SQ201480072202
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2014年12月18日
【發(fā)明人】丁基澤, 韓基道, 金泳助, 金孝錫, 尹景俊, 李惠媛
【申請(qǐng)人】韓化石油化學(xué)株式會(huì)社