專利名稱：溶解、溶料動態(tài)反應(yīng)混合系統(tǒng)與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混合裝置和方法，進一步涉及一種溶解、溶料動態(tài)反應(yīng)混合系統(tǒng)與方法。
背景技術(shù)：
目前，化學(xué)行業(yè)內(nèi)應(yīng)用的混料裝置大多為攪拌釜，但其缺點顯而易見，諸如混合容積小、清洗不方便、滅菌和消毒不容易、混料不均勻、溶解速度慢、能耗大、所需設(shè)備多、噪音大、經(jīng)常需要維修等，對于要求連續(xù)生產(chǎn)，且批次量較大的生產(chǎn)型企業(yè)來說造成了很大困擾。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供了一種新型的溶解、溶料動態(tài)反應(yīng)混合系統(tǒng)與方法。溶解、溶料動態(tài)反應(yīng)混合系統(tǒng)，包括柱狀罐體；第一垂直噴射口，設(shè)置在柱狀罐體底部中心位置，噴射方向與柱狀罐體中心軸線重合，自下向上；第一水平噴射口，設(shè)置在柱狀罐體罐壁上，噴射方向與第一垂直噴射口的噴射方向垂直，且與柱狀罐體的中心軸線不相交；混合物料出口，設(shè)置在柱狀罐體罐壁上；動力泵，置于柱狀罐體外部，其輸入端與混合物料出口連接，輸出端分別與第一垂直噴射口、第一水平噴射口連接。在上述溶解、溶料動態(tài)反應(yīng)混合系統(tǒng)上實現(xiàn)混合的方法，混合過程是物料首先經(jīng)過混合物料出口進入動力泵；動力泵將物料以一定的壓力分別輸出到第一垂直噴射口、第一水平噴射口 ；當(dāng)物料以一定的速度從第一垂直噴射口噴出后，帶動罐內(nèi)物料沿罐體中心線自下而上運動，到達頂點后向罐壁擴散，形成縱向循環(huán)；當(dāng)物料以一定的壓力從第一水平噴射口噴出后，帶動物料沿罐體中心線旋轉(zhuǎn)，形成水平循環(huán)；縱向循環(huán)與水平循環(huán)的相互作用，使物料達到了充分混合。作為優(yōu)選方案，可以進一步設(shè)置第二水平噴射口 ；第二水平噴射口，設(shè)置在柱狀罐體罐壁上，噴射方向與第一水平噴射口呈180度夾角，第一水平噴射口與第二水平噴射口的連線與柱狀罐體的中心軸線位于同一平面。所述動力泵，其輸入端與混合物料出口連接， 輸出端分別于第一垂直噴射口、第一水平噴射口、第二水平噴射口連接。第一水平噴射口在垂直方向上距離柱狀罐體罐壁底部的距離與柱狀罐體的容積有關(guān)，可以按照附圖1所示關(guān)系選取，在水平方向上距離柱狀罐體罐壁的最佳距離為柱狀罐體內(nèi)直徑的0. 15倍；第二水平噴射口在垂直方向上距離柱狀罐體底部的最佳距離為柱狀罐體罐壁高度的0. 5倍；在水平方向上距離柱狀罐體罐壁的最佳距離為柱狀罐體內(nèi)直徑的0. 15倍。在上述溶解、溶料動態(tài)反應(yīng)混合系統(tǒng)上實現(xiàn)的混合方法，混合過程是物料首先經(jīng)過混合物料出口進入動力泵；動力泵將物料以一定的壓力分別輸出到第一垂直噴射口、第一水平噴射口、第二水平噴射口 ；當(dāng)物料以一定的速度從第一垂直噴射口噴出后，帶動物料沿罐體中心線自下而上運動，到達頂點后向罐壁擴散，形成縱向循環(huán)；當(dāng)物料以一定的壓力從第一水平噴射口和第二水平噴射口噴出后，共同帶動物料沿罐體中心線旋轉(zhuǎn)，形成水平循環(huán)；縱向循環(huán)與水平循環(huán)的相互作用，使物料達到了充分混合。作為進一步優(yōu)選方案，還可以包括第二垂直噴射口，設(shè)置在柱狀罐體頂部，噴射方向與第一垂直噴射口的噴射方向不再同一直線上，且呈180度夾角；所述動力泵，其輸入端與混合物料出口連接，輸出端分別于第一垂直噴射口、第一水平噴射口、第二垂直噴射口連接。第二垂直噴射口在水平方向距離柱狀罐體內(nèi)壁的最佳距離為柱狀罐體內(nèi)直徑的0. 15 倍，在垂直方向距離柱狀罐體壁頂端的最佳距離為柱狀罐體壁垂直高度的0. 1倍。在上述溶解、溶料動態(tài)反應(yīng)混合系統(tǒng)上實現(xiàn)的混合方法，混合過程是物料首先經(jīng)過混合物料出口進入動力泵；動力泵將物料以一定的壓力分別輸出到第一垂直噴射口、第二垂直噴射口、第一水平噴射口 ；當(dāng)物料以一定的速度從第一垂直噴射口噴出后，帶動物料沿罐體中心線自下而上運動，到達頂點后向罐壁擴散，在第二垂直噴射口噴出的物料的共同作用下，沿罐壁自上向下運動，形成縱向循環(huán)；當(dāng)物料以一定的壓力從第一水平噴射口噴出后，帶動物料沿罐體中心線旋轉(zhuǎn)，形成水平循環(huán)；縱向循環(huán)與水平循環(huán)的相互作用，使物料達到了充分混合。所述柱狀罐體的底部優(yōu)選呈現(xiàn)向外突出的圓錐狀，第一垂直噴射口位于錐頂處。系統(tǒng)還可以包括包覆在柱狀罐體外的夾層，夾層與罐體之間形成一個空腔，內(nèi)部可以填充加熱介質(zhì)或冷卻介質(zhì)。本發(fā)明相對于現(xiàn)有的攪拌釜所具有的優(yōu)點是節(jié)省機械傳動及配件、減少噪音和液體流動造成的罐移位，沒有衛(wèi)生死角，便于滅菌和消毒，制造成本和維修成本低，可廣泛應(yīng)用于于無菌環(huán)境、化工、實驗、醫(yī)藥等領(lǐng)域。


圖1是第一水平噴射口在垂直方向上距離柱狀罐體罐壁底部距離與罐體容積的關(guān)系圖，圖中，橫軸代表罐體容積，單位為升，縱軸代表距離，單位為毫米。圖2是實施例1的混合系統(tǒng)示意圖，1代表柱狀罐體，2代表空腔，3代表介質(zhì)入口， 4代表介質(zhì)出口，5代表第一垂直噴射口，6代表第一水平噴射口，7代表第二水平噴射口，8 代表第二垂直噴射口，9代表混合物料出口，10代表成品液體輸出口，12代表罐體及整個系統(tǒng)最低點放料口截止閥，13代表調(diào)整循環(huán)狀態(tài)流量控制閥，14代表第一垂直噴射口流量控制閥，15代表通向第一垂直噴射口和放料口流量控制閥，16成品液體輸出流量控制閥，17 代表第二水平噴射口流量控制閥，18代表第一水平噴射口流量控制閥，19代表動力泵管路流量閥，20代表第二垂直噴射口流量控制閥，21代表快裝接頭，22代表快裝接頭卡箍，23代表動力泵。圖3是噴淋頭示意圖。圖4是實施例中混合過程中流體循環(huán)示意圖。
具體實施例方式對照圖2，溶解、溶料動態(tài)反應(yīng)混合系統(tǒng)，包括柱狀罐體1 ；第一垂直噴射口 5，設(shè)置在柱狀罐體1底部中心位置，噴射方向與柱狀罐體中心軸線重合，由下向上；第一水平噴射口 6，設(shè)置在柱狀罐體罐壁上，噴射方向與第一垂直噴射口的噴射方向垂直，且與柱狀罐體的中心軸線的不相交；第一水平噴射口 6在垂直方向上距離柱狀罐體底部的距離為柱狀罐體罐壁高度的0. 1倍；在水平方向上距離柱狀罐體罐壁的距離為柱狀罐體內(nèi)直徑的0. 15倍。第二水平噴射口 7，設(shè)置在柱狀罐體罐壁上，噴射方向與第一水平噴射口呈180度夾角，第一水平噴射口與第二水平噴射口的連線與柱狀罐體的中心軸線位于同一平面。第二水平噴射口 7在垂直方向上距離柱狀罐體罐壁底部的距離為柱狀罐體罐壁高度的0. 5 倍；在水平方向上距離柱狀罐體罐壁的距離為柱狀罐體內(nèi)直徑的0. 15倍。第二垂直噴射口 8，設(shè)置在柱狀罐體頂部，噴射方向與第一垂直噴射口的噴射方向不在同一直線上，且呈180度夾角。第二垂直噴射口 8在水平方向距離柱狀罐體內(nèi)壁的距離為柱狀罐體內(nèi)直徑的0. 15倍，在垂直方向距離柱狀罐體罐壁頂端的距離為柱狀罐體壁垂直高度的0. 1倍?；旌衔锪铣隹?9，設(shè)置在柱狀罐體罐壁上。動力泵23，置于柱狀罐體外部，其輸入端與混合物料出口 9連接，輸出端分別于第一垂直噴射口 5、第一水平噴射口 6連接。柱狀罐體的底部呈現(xiàn)向外突出的圓錐狀，第一垂直噴射口 5位于錐頂處。系統(tǒng)還包括包覆在柱狀罐體外的夾層，夾層與罐體之間形成一個空腔2，內(nèi)部可以填充加熱介質(zhì)或冷卻介質(zhì)。第二垂直噴射口 8的連接方式為插接，可以替換為噴淋頭，實現(xiàn)對罐體的清洗和消毒?；旌线^程是物料首先經(jīng)過混合物料出口 9進入動力泵23 ；動力泵23將物料以一定的壓力分別輸出到第一垂直噴射口 5、第二垂直噴射口 8、第一水平噴射口 6、第二水平噴射口 7 ；通過調(diào)節(jié)第一垂直噴射口流量控制閥14、第二垂直噴射口流量控制閥20、第一水平噴射口流量控制閥18、第二水平噴射口流量控制閥17的流量，實現(xiàn)較好的循環(huán)。當(dāng)物料以一定的速度從第一垂直噴射口 5噴出后，帶動物料沿罐體中心線自下而上運動，到達頂點后向罐壁擴散，在第二垂直噴射口 8噴出的物料的共同作用下，沿罐壁自上向下運動，形成縱向循環(huán)；當(dāng)物料以一定的壓力從第一水平噴射口 6和第二噴射口 7噴出后，共同帶動物料沿罐體中心線在罐體內(nèi)旋轉(zhuǎn)，形成水平循環(huán)；縱向循環(huán)與水平循環(huán)的相互作用，使物料達到了充分混合。完成混合后關(guān)閉流量控制閥15、17、18、19、20，打開流量控制閥13、16，成品液體
經(jīng)過成品液體輸出口 10送到需要的成品儲罐。當(dāng)混合過程伴隨著化學(xué)反應(yīng)，從外界吸收熱量或向外界釋放熱量時，通過介質(zhì)入口 3向空腔2內(nèi)注入相應(yīng)的介質(zhì)，然后由介質(zhì)出口 4導(dǎo)出，達到加熱或冷卻的效果。如需清洗整個系統(tǒng)時，把第二垂直噴射口 8換成圖3所示噴淋頭，用快裝接頭卡箍 22連接快裝接頭21后，就可以實現(xiàn)系統(tǒng)清洗了。如需滅菌、消毒，請把消毒劑按品種要求和比例注入罐體內(nèi)即可，也可打開截止閥12從而吸入清洗或消毒用液體。清洗整個系統(tǒng)完畢后，打開截止閥12放出消毒劑殘液或清洗液，完成整個工作過程，從而達到動態(tài)混合設(shè)計目的。
權(quán)利要求
1.溶解、溶料動態(tài)反應(yīng)混合系統(tǒng)，其特征在于，包括 柱狀罐體；第一垂直噴射口，設(shè)置在柱狀罐體底部中心位置，噴射方向與柱狀罐體中心軸線重合， 自下向上；第一水平噴射口，設(shè)置在柱狀罐體罐壁上，噴射方向與第一垂直噴射口的噴射方向垂直，且與柱狀罐體的中心軸線不相交；混合物料出口，設(shè)置在柱狀罐體罐壁上；動力泵，置于柱狀罐體外部，其輸入端與混合物料出口連接，輸出端分別與第一垂直噴射口、第一水平噴射口連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述溶解、溶料動態(tài)反應(yīng)混合系統(tǒng)，其特征在于，還包括 第二水平噴射口，設(shè)置在柱狀罐體罐壁上，噴射方向與第一水平噴射口呈180度夾角，第一水平噴射口與第二水平噴射口的連線與柱狀罐體的中心軸線位于同一平面；所述動力泵，其輸入端與混合物料出口連接，輸出端分別于第一垂直噴射口、第一水平噴射口、第二水平噴射口連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述溶解、溶料動態(tài)反應(yīng)混合系統(tǒng)，其特征在于，第一水平噴射口在垂直方向上距離柱狀罐體罐壁底部的距離與柱狀罐體的容積有關(guān)， 其關(guān)系如下，設(shè)第一水平噴射口在垂直方向上距離柱狀罐體罐壁底部的距離為y，單位為毫米；柱狀罐體的容積為χ，單位為升；x、y之間的關(guān)系如下 當(dāng) 0 < χ < = 100 時，y = 0. 4x ； 當(dāng) 100 < χ < = 200 時，y = 40+0. 1 (χ-100)； 當(dāng) 200 < χ < = 300 時，y = 50 ； 當(dāng) 300 < χ < = 600 時，y = 50+0. 2 (χ-300)； 當(dāng) 600 < χ < = 700 時，y = 110+0. 3 (χ-600)； 當(dāng) 700 < χ < = 800 時，y = 140+0. 2 (χ-700)； 當(dāng) 800 < χ < = 900 時，y = 160+0. 3 (χ-800)； 當(dāng) 900 < χ < = 1000 時，y = 190+0. 2 (χ-900)； 在水平方向上距離柱狀罐體罐壁的距離為柱狀罐體內(nèi)直徑的0. 15倍； 第二水平噴射口在垂直方向上距離柱狀罐體罐壁底部的距離為柱狀罐體罐壁高度的 0. 5 倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述溶解、溶料動態(tài)反應(yīng)混合系統(tǒng)，其特征在于，還包括第二垂直噴射口，設(shè)置在柱狀罐體頂部，噴射方向與第一垂直噴射口的噴射方向不再同一直線上，且呈180度夾角；所述動力泵，其輸入端與混合物料出口連接，輸出端分別于第一垂直噴射口、第一水平噴射口、第二垂直噴射口連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述溶解、溶料動態(tài)反應(yīng)混合系統(tǒng)，其特征在于，所述第二垂直噴射口在水平方向距離柱狀罐體內(nèi)壁的距離為柱狀罐體內(nèi)直徑的0. 15倍，在垂直方向距離柱狀罐體壁頂端的距離為柱狀罐體壁垂直高度的0. 1倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任何一項所述溶解、溶料動態(tài)反應(yīng)混合系統(tǒng)，其特征在于，所述柱狀罐體的底部呈現(xiàn)向外突出的圓錐狀，第一垂直噴射口位于錐頂處。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5任何一項所述溶解、溶料動態(tài)反應(yīng)混合系統(tǒng)，其特征在于，還包括包覆在柱狀罐體外的夾層，夾層與罐體之間形成一個空腔，內(nèi)部可以填充加熱介質(zhì)或冷卻介質(zhì)。
8.在權(quán)利要求1所述溶解、溶料動態(tài)反應(yīng)混合系統(tǒng)上實現(xiàn)的混合方法，其特征在于，混合過程是物料首先經(jīng)過混合物料出口進入動力泵；動力泵將物料以一定的壓力分別輸出到第一垂直噴射口、第一水平噴射口 ；當(dāng)物料以一定的速度從第一垂直噴射口噴出后，帶動罐內(nèi)物料沿罐體中心線自下而上運動，到達頂點后向罐壁擴散，形成縱向循環(huán)；當(dāng)物料以一定的壓力從第一水平噴射口噴出后，帶動物料沿罐體中心線旋轉(zhuǎn)，形成水平循環(huán)；縱向循環(huán)與水平循環(huán)的相互作用，使物料達到了充分混合。
9.在權(quán)利要求2所述溶解、溶料動態(tài)反應(yīng)混合系統(tǒng)上實現(xiàn)的混合方法，其特征在于，混合過程是物料首先經(jīng)過混合物料出口進入動力泵；動力泵將物料以一定的壓力分別輸出到第一垂直噴射口、第一水平噴射口、第二水平噴射口 ；當(dāng)物料以一定的速度從第一垂直噴射口噴出后，帶動物料沿罐體中心線自下而上運動，到達頂點后向罐壁擴散，形成縱向循環(huán)；當(dāng)物料以一定的壓力從第一水平噴射口和第二水平噴射口噴出后，共同帶動物料沿罐體中心線旋轉(zhuǎn)，形成水平循環(huán)；縱向循環(huán)與水平循環(huán)的相互作用，使物料達到了充分混合。
10.在權(quán)利要求4所述溶解、溶料動態(tài)反應(yīng)混合系統(tǒng)上實現(xiàn)的混合方法，其特征在于， 混合過程是物料首先經(jīng)過混合物料出口進入動力泵；動力泵將物料以一定的壓力分別輸出到第一垂直噴射口、第二垂直噴射口、第一水平噴射口 ；當(dāng)物料以一定的速度從第一垂直噴射口噴出后，帶動物料沿罐體中心線自下而上運動，到達頂點后向罐壁擴散，在第二垂直噴射口噴出的物料的共同作用下，沿罐壁自上向下運動，形成縱向循環(huán)；當(dāng)物料以一定的壓力從第一水平噴射口噴出后，帶動物料沿罐體中心線旋轉(zhuǎn)，形成水平循環(huán)；縱向循環(huán)與水平循環(huán)的相互作用，使物料達到了充分混合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種溶解、溶料動態(tài)反應(yīng)混合系統(tǒng)，包括柱狀罐體；第一垂直噴射口，設(shè)置在柱狀罐體底部中心位置的物料，噴射方向與柱狀罐體中心軸線重合，自下向上；第一水平噴射口，設(shè)置在柱狀罐體外壁上，噴射方向與第一垂直噴射口的噴射方向垂直，且與柱狀罐體的中心軸線的不相交；混合物料出口；動力泵，其輸入端與混合物料出口連接，輸出端分別于第一垂直噴射口、第一水平噴射口連接。本發(fā)明節(jié)省機械傳動及配件、減少噪音和液體流動造成的罐移位，沒有衛(wèi)生死角，便于滅菌和消毒，制造成本和維修成本低。本發(fā)明還涉及該溶解、溶料動態(tài)反應(yīng)混合系統(tǒng)上實現(xiàn)的混合方法。
文檔編號B01F3/04GK102228814SQ201110097239
公開日2011年11月2日 申請日期2011年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月19日
發(fā)明者姜埃利, 王以富, 王昊, 馬樹君 申請人:天津市標(biāo)準(zhǔn)生物制劑有限公司