專(zhuān)利名稱(chēng)：一種多用途化學(xué)反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種多用途化學(xué)反應(yīng)器。這種反應(yīng)器適用于化學(xué)、化工、食品、生 物醫(yī)藥、化妝品的實(shí)驗(yàn)室研究和規(guī)?；a(chǎn)，特別適用于液-液化學(xué)沉降法制備納米粒子 材料，和微納無(wú)機(jī)粉體的液-固表面改性，以及固液兩相比重差較大的反應(yīng)體系進(jìn)行均勻 混合反應(yīng)，屬于化工機(jī)械設(shè)備制造業(yè)。
背景技術(shù)：
目前工業(yè)上通過(guò)沉降反應(yīng)獲得的粉體材料一般在反應(yīng)釜中進(jìn)行，晶體的成核與生 長(zhǎng)往往同步進(jìn)行，所得產(chǎn)物粒徑分布較寬，顆粒大小不一，給實(shí)際應(yīng)用帶來(lái)很大弊端。根據(jù) 無(wú)機(jī)納米粒子成核與生長(zhǎng)的特征，成核時(shí)間越短越好，而且要混合均勻，這就要晶體的成核 與生長(zhǎng)分開(kāi)。由于納米粒子粒徑越小越容易團(tuán)聚，對(duì)后期的粉體的表面改性和加工帶來(lái)不 便，加之生產(chǎn)成本要盡量低，生產(chǎn)工藝盡量簡(jiǎn)潔，這就要求粒子的合成與表面改性于一體。在工業(yè)化的化學(xué)反應(yīng)中，有一類(lèi)為固液兩相均勻混合的方法，對(duì)于固液兩相比重 差較大的反應(yīng)體系，固液兩相很難混合的令人滿(mǎn)意，特別是隨著工業(yè)裝置的擴(kuò)大，混合不均 的缺點(diǎn)暴露的更加明顯，這就限制了工業(yè)化的發(fā)展。在科研小組參與發(fā)明的實(shí)用新型專(zhuān)利 一種常溫下制備無(wú)機(jī)納米粒子的反應(yīng)器(200820210914.0)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步深入研究無(wú) 機(jī)納米粒子的成核與生長(zhǎng)機(jī)理，固液反應(yīng)的特征，以及國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有反應(yīng)器的優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)原有 裝置進(jìn)行改造，一種新型反應(yīng)器誕生了。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是能提供一種能使晶體的成核與生長(zhǎng)分開(kāi)進(jìn)行，能對(duì)粒子進(jìn)行原位 表面改性，能使固液兩相比重差較大的反應(yīng)體系進(jìn)行均勻混合反應(yīng)的反應(yīng)器。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，本實(shí)用新型含攪拌輪、反應(yīng)器外殼、反應(yīng)器蓋 子、傳動(dòng)桿、反應(yīng)室和熱交換室，其中，反應(yīng)器外殼的內(nèi)側(cè)設(shè)有“U”型熱交換室，且“U”型熱 交換室的側(cè)部設(shè)有熱交換室入口和熱交換室出口與“U”型熱交換室相通；“U”型熱交換室 的內(nèi)壁與反應(yīng)器蓋子圍成一個(gè)反應(yīng)室，由設(shè)置的在中間的漏斗狀腔體將反應(yīng)室分成漏斗狀 上反應(yīng)室和凹型下反應(yīng)室，漏斗狀腔體的上部設(shè)有分散槽，分散槽上設(shè)有側(cè)壁進(jìn)料管，漏斗 狀腔體的底部設(shè)有漏斗狀上反應(yīng)室下端出口與凹型下反應(yīng)室相通；傳動(dòng)桿位于反應(yīng)室中 央，垂直穿過(guò)漏斗狀上反應(yīng)室和凹型下反應(yīng)室，傳動(dòng)桿的底部設(shè)有攪拌輪，分散槽與反應(yīng)器 蓋子之間的傳動(dòng)桿上設(shè)有分散輪；凹型下反應(yīng)室的底部設(shè)有進(jìn)氣管和凹型下反應(yīng)室下出料 口，側(cè)部設(shè)有凹型下反應(yīng)室上出料口，反應(yīng)器蓋子上還設(shè)有進(jìn)料管。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)一是料液能在瞬間混合，且實(shí)現(xiàn)瞬間的充分混合反應(yīng)，能使 晶體的成核與生長(zhǎng)有效分開(kāi)，而且可以進(jìn)行原位包覆改性，所得的顆粒小、分布窄，批次穩(wěn) 定性好。二是能使固液兩相比重差較大的反應(yīng)體系進(jìn)行均勻混合反應(yīng)。三是能大量制造納 米粒子、微納米粒子，且能夠?qū)o(wú)機(jī)粉體進(jìn)行大批量表面改性。四是裝置具有分散、攪拌、力口 熱、通氣功能，因此應(yīng)用范圍廣，制造成本低。五是操作方便，自動(dòng)連續(xù)，規(guī)模生產(chǎn)。
圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖圖2為分散輪結(jié)構(gòu)示意圖圖3為分散槽結(jié)構(gòu)示意圖圖4為攪拌輪結(jié)構(gòu)示意圖其中進(jìn)氣管1、攪拌輪2、漏斗狀上反應(yīng)室下端出口 3、分散槽4、分散輪5、熱交換室出口 6、反應(yīng)器外殼7、反應(yīng)器蓋子8、傳動(dòng)桿9、進(jìn)料管10、漏斗狀上反應(yīng)室11、側(cè)壁進(jìn)料 管12、凹型下反應(yīng)室上出料口 13、漏斗狀腔體14、凹型下反應(yīng)室15、“U”型熱交換室16，熱 交換室入口 17、凹型下反應(yīng)室下出料口 18、長(zhǎng)方形薄片19、圓盤(pán)20、棱21、直角梯形狀薄片 22、圓盤(pán)23、圓環(huán)24、圓盤(pán)25、長(zhǎng)方形薄片26、斜邊27、底邊28。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖詳細(xì)描述本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。一種多用途化學(xué)反應(yīng)器，含攪拌輪(2)、反應(yīng)器外殼(7)、反應(yīng)器蓋子(8)、傳動(dòng)桿 (9)、反應(yīng)室和熱交換室，其中反應(yīng)器外殼(7)的內(nèi)側(cè)設(shè)有“U”型熱交換室(16)，且“U”型 熱交換室(16)的側(cè)部設(shè)有熱交換室入口(17)和熱交換室出口(6)與“U”型熱交換室(16) 相通?！癠”型熱交換室(16)的內(nèi)壁與反應(yīng)器蓋子⑶圍成一個(gè)反應(yīng)室，由設(shè)置的在中間 的漏斗狀腔體(14)將反應(yīng)室分成漏斗狀上反應(yīng)室(11)和凹型下反應(yīng)室(15)，漏斗狀上反 應(yīng)室(11)可以使剛反應(yīng)的料液和流出凹型下反應(yīng)室(15)的料液分開(kāi)，可以起到晶體成核 和生長(zhǎng)分開(kāi)，以及反應(yīng)的次序性和充分性。漏斗狀腔體(14)的上部設(shè)有分散槽(4)，分散槽 (4)上設(shè)有側(cè)壁進(jìn)料管(12)，漏斗狀腔體(14)的底部設(shè)有漏斗狀上反應(yīng)室下端出口(3)與 凹型下反應(yīng)室(15)相通。傳動(dòng)桿(9)位于反應(yīng)室中央，垂直穿過(guò)漏斗狀上反應(yīng)室(11)和凹型下反應(yīng)室，傳動(dòng)桿(9)的底部設(shè)有攪拌輪有一個(gè)或多個(gè)攪拌輪(2)，分散槽(4)與反應(yīng)器蓋子 (8)之間的傳動(dòng)桿(9)上設(shè)有分散輪(5)；凹型下反應(yīng)室(15)的底部設(shè)有進(jìn)氣管(1)和凹 型下反應(yīng)室下出料口(18)，側(cè)部設(shè)有凹型下反應(yīng)室上出料口(13)，反應(yīng)器蓋子(8)上還設(shè) 有進(jìn)料管(10)。分散輪(5)是由圓盤(pán)(20)和若干豎插在圓盤(pán)(20)上的長(zhǎng)方形薄片(19)組成，長(zhǎng) 方形薄片(19)的擺放呈均勻輻射狀或斜齒狀，長(zhǎng)方形薄片(19)的底邊與圓盤(pán)(20)相平。分散槽⑷是由圓環(huán)(24)和槽內(nèi)圓盤(pán)(23)以及豎插在槽內(nèi)圓盤(pán)(23)上的直角梯 形狀薄片(22)組成，圓環(huán)(24)的內(nèi)壁設(shè)有突起的棱(21)，直角梯形狀薄片(22)的擺放呈 輻射狀或斜齒狀，直角梯形狀薄片(22)的斜邊(27)由外向內(nèi)傾斜，斜邊(27)與底邊(28) 所成的夾角在30-45度范圍內(nèi)。分散槽(4)對(duì)料液的分散，可以起到對(duì)顆粒進(jìn)行表面改性、 清洗分散輪(5)，促進(jìn)漿料快速下滑的作用。攪拌輪(2)是由圓盤(pán)(25)和若干豎插在圓盤(pán)(25)上的長(zhǎng)方形薄片(26)所組成， 長(zhǎng)方形薄片(26)的擺放呈均勻輻射狀或斜齒狀，且垂直穿過(guò)圓盤(pán)(25)。調(diào)速電動(dòng)機(jī)速度可 調(diào)，根據(jù)反應(yīng)條件確定轉(zhuǎn)動(dòng)速度。[0019] 反應(yīng)開(kāi)始前將凹型下反應(yīng)室下出料口(18)關(guān)閉，通入加熱或冷卻介質(zhì)保證反應(yīng)所需溫度，根據(jù)反應(yīng)需要可通氣也可不通氣，然后將反應(yīng)液或固體顆粒制成的漿料從進(jìn)料 管(10)同時(shí)并流加入；表面活性劑或類(lèi)表面活性劑或其它溶劑由側(cè)壁進(jìn)料管(12)加入。反 應(yīng)料液被檔板擊碎成微小液滴并在極短時(shí)間內(nèi)混合反應(yīng)，在離心力的作用下甩到漏斗狀料 桶壁上，同時(shí)被分散槽(4)分散作用下產(chǎn)生的表面活性劑或類(lèi)表面活性劑或其它溶劑的霧 狀液滴迅速包覆，并沿料桶壁流下，沿漏斗狀上反應(yīng)室下端出口(3)流下，落到攪拌輪(2) 上并被豎插于圓盤(pán)內(nèi)的薄片檔板迅速分散開(kāi)，在凹型下反應(yīng)室(15)反應(yīng)一段時(shí)間，高速旋 轉(zhuǎn)的漿料被漏斗狀反應(yīng)室斜壁(14)降速后由凹型下反應(yīng)室上出料口(13)出料。當(dāng)反應(yīng)后 的料液不再由凹型下反應(yīng)室上出料口(13)流出時(shí)，可由凹型下反應(yīng)室下出料口(18)流出。
權(quán)利要求一種多用途化學(xué)反應(yīng)器，含攪拌輪(2)、反應(yīng)器外殼(7)、反應(yīng)器蓋子(8)、傳動(dòng)桿(9)、反應(yīng)室和熱交換室，其特征在于A(yíng))所述的反應(yīng)器外殼(7)的內(nèi)側(cè)設(shè)有“U”型熱交換室(16)，且“U”型熱交換室(16)的側(cè)部設(shè)有熱交換室入口(17)和熱交換室出口(6)與“U”型熱交換室(16)相通；B)所述的“U”型熱交換室(16)的內(nèi)壁與反應(yīng)器蓋子(8)圍成一個(gè)反應(yīng)室，由設(shè)置的在中間的漏斗狀腔體(14)將反應(yīng)室分成漏斗狀上反應(yīng)室(11)和凹型下反應(yīng)室(15)，漏斗狀腔體(14)的上部設(shè)有分散槽(4)，分散槽(4)上設(shè)有側(cè)壁進(jìn)料管(12)，漏斗狀腔體(14)的底部設(shè)有漏斗狀上反應(yīng)室下端出口(3)與凹型下反應(yīng)室(15)相通；C)所述的傳動(dòng)桿(9)位于反應(yīng)室中央，垂直穿過(guò)漏斗狀上反應(yīng)室(11)和凹型下反應(yīng)室(15)，傳動(dòng)桿(9)的底部設(shè)有攪拌輪(2)，分散槽(4)與反應(yīng)器蓋子(8)之間的傳動(dòng)桿(9)上設(shè)有分散輪(5)；D)所述的凹型下反應(yīng)室(15)的底部設(shè)有進(jìn)氣管(1)和凹型下反應(yīng)室下出料口(18)，側(cè)部設(shè)有凹型下反應(yīng)室上出料口(13)，反應(yīng)器蓋子(8)上還設(shè)有進(jìn)料管(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多用途化學(xué)反應(yīng)器，其特征在于所述的分散輪(5)是由 圓盤(pán)(20)和若干豎插在圓盤(pán)(20)上的長(zhǎng)方形薄片(19)組成，長(zhǎng)方形薄片(19)的擺放呈 均勻輻射狀或斜齒狀，長(zhǎng)方形薄片(19)的底邊與圓盤(pán)(20)相平。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多用途化學(xué)反應(yīng)器，其特征在于所述的分散槽(4)是由 圓環(huán)(24)和槽內(nèi)圓盤(pán)(23)以及豎插在槽內(nèi)圓盤(pán)(23)上的直角梯形狀薄片(22)組成，圓 環(huán)(24)的內(nèi)壁設(shè)有突起的棱(21)，直角梯形狀薄片(22)的擺放呈輻射狀或斜齒狀，直角梯 形狀薄片(22)的斜邊(27)由外向內(nèi)傾斜，斜邊(27)與底邊(28)所成的夾角在30-45度 范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多用途化學(xué)反應(yīng)器，其特征在于所述的攪拌輪(2)是由 圓盤(pán)(25)和若干豎插在圓盤(pán)(25)上的長(zhǎng)方形薄片(26)所組成，長(zhǎng)方形薄片(26)的擺放 呈均勻輻射狀或斜齒狀，且垂直穿過(guò)圓盤(pán)(25)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種多用途化學(xué)反應(yīng)器。含攪拌輪、反應(yīng)器外殼、反應(yīng)器蓋子、傳動(dòng)桿、反應(yīng)室和熱交換室，其中，反應(yīng)器外殼的內(nèi)側(cè)設(shè)有“U”型熱交換室；“U”型熱交換室的內(nèi)壁與反應(yīng)器蓋子圍成一個(gè)反應(yīng)室，由設(shè)置的在中間的漏斗狀腔體將反應(yīng)室分成漏斗狀上反應(yīng)室和凹型下反應(yīng)室，漏斗狀腔體的上部設(shè)有分散槽；傳動(dòng)桿位于反應(yīng)室中央，底部設(shè)有攪拌輪，分散槽與反應(yīng)器蓋子之間的傳動(dòng)桿上設(shè)有分散輪。本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)一是料液能在瞬間混合反應(yīng)，二是能使固液兩相比重差較大的反應(yīng)體系進(jìn)行均勻混合反應(yīng)，三是能大量制造納米粒子、微納米粒子，四是裝置具有分散、攪拌、加熱、通氣功能，因此應(yīng)用范圍廣，五是操作方便，自動(dòng)連續(xù)，規(guī)模生產(chǎn)。
文檔編號(hào)B01J19/18GK201572640SQ20092025952
公開(kāi)日2010年9月8日 申請(qǐng)日期2009年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月7日
發(fā)明者劉躍軍, 闕永生, 黃宇剛 申請(qǐng)人:湖南工業(yè)大學(xué)