一种撞击流反应器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种撞击流反应器，包括腔体、进料管及出料管，所述腔体的腔体壁沿水平方向设置有进料口；所述进料管与所述进料口相连；所述腔体底部开设有出料口；所述出料口与所述出料管通过连接管连接；所述连接管垂直于轴向的截面积沿出料方向均匀递减。本实用新型专利技术所述的撞击流反应器能够防止反应产物在腔室内团聚。撞击流反应器的尺寸较大，适用于大规模生产。

An impinging flow reactor

The utility model provides an impact flow reactor, which comprises a cavity, a feeding tube and a feeding tube. The cavity wall of the cavity is arranged in a horizontal direction with a feed inlet; the feed pipe is connected with the feed inlet; the bottom of the cavity is provided with a feed outlet; the outlet is connected with the outlet pipe through a connecting pipe; the pipe is connected with the pipe through a connecting pipe. The cross section perpendicular to the axial direction of the nozzle decreases uniformly along the discharge direction. The impinging stream reactor of the utility model can prevent the reaction product from reunited in the chamber. The impinging stream reactor is of large size and suitable for mass production.

【技术实现步骤摘要】
一种撞击流反应器
本专利技术涉及一种撞击流反应器。
技术介绍
撞击流是实现快速混合的一种重要方法，在化工领域中应用广泛，撞击流比传统的方法效率更高、能耗更低。撞击流反应器就是用于实现撞击流过程的装置。撞击射流使两股流体高速相向流动撞击，在撞击瞬间达到极高的相对速度，轴向速度趋于零，并转化为径向流动，在高湍动撞击区内，能够有效降低传递过程中的外部阻力，强化热质传递，促进混合。近年来，撞击流反应器在化学反应、结晶和制备超细粉体等方面均有应用，但是涉及到的反应器主要是用于制备小粒径化学物质，反应器的尺寸较小，难以进行规模化生产。专利申请CN103011119A中提供了一种撞击流反应器用于制备纳米磷酸铁，该反应器包含两根相同管径通道，两股相向流动的溶液在交叉点处以15～180°的角度完成撞击，这种反应器适合制备纳米粒子，但是由于没有反应腔体，所以不适合两种溶液的混合。专利申请CN103611487A中提供了另一种撞击流反应器的设计，该反应器包括混合腔室，并设计一个控制单元和两个比例阀调节进料的流量，通过调节流量按照预设的波形波动，从而使撞击流的撞击面周期振荡。但是不足之处是反应器如果发生堵塞，那么将导致回流，另外该反应器尺寸较小不适合规模化应用。
技术实现思路
本专利技术提供了一种撞击流反应器，包括腔体、进料管及出料管，所述腔体的腔体壁沿水平方向设置有进料口；所述进料管与所述进料口相连；所述腔体底部开设有出料口；所述出料口与所述出料管通过连接管连接；所述连接管垂直于轴向的截面积沿出料方向均匀递减。本专利技术中，所述连接管垂直于轴向的截面积沿出料方向均匀递减，能够使反应产物通过连接件到达出料管，防止反应产物在腔体内团聚。此外，本专利技术的撞击流反应器特别适用于包覆反应，被包覆原料和包覆原料通过进料口进入腔体后撞击形成包覆，此过程会涉及化学反应，少数未反应的原料会从出料口方向流出，当连接管垂直于轴向的截面积沿出料方向均匀递减时，少数未反应的原料会继续在连接管壁撞击后形成多次包覆，由于出料口流出的原料已经不多，当连接管的直径逐渐减少时，可以逐渐减少反应的空间，这样随着原料流出路径延长，可以反应的原料会越来越少，随之，反应空间也可以越来越小，因此，撞击后反弹的原料之间接触的频率也会增加，原料发生化学反应的几率也会增加。这样不仅实现了原料的有效包覆，而且还防止反应产物在腔体内团聚，大大节省了反应原料。作为一种实施方式，所述腔体的材质选自不锈钢、合金、塑料、钛、铝及铜中至少一种。作为一种实施方式，本专利技术腔体具有中心对称的结构。作为一种实施方式，本专利技术腔体为轴对称结构。作为一种实施方式，本专利技术腔体为圆柱形。作为一种实施方式，所述连接管为锥形管。作为一种实施方式，所述连接管与所述腔体一体成型；或所述连接管与所述出料管一体成型。作为一种实施方式，所述撞击流反应器还包括顶盖；所述顶盖与所述腔体的顶部连接。作为一种实施方式，所述顶盖为圆锥形。作为一种实施方式，所述顶盖的顶角角度为90°～150°。作为一种实施方式，所述顶盖的顶角角度为120°～150°。本专利技术中，所述顶盖为圆锥形，当腔体中的原料发生碰撞后形成的溶液向四周溅射，能够保证所述顶盖的顶部无死角，不会积存物料。作为一种实施方式，所述腔体为圆柱形；所述腔体的直径与所述进料管直径之比为3:1～6:1。作为一种实施方式，所述腔体为圆柱形；所述腔体的直径与所述进料管直径之比为4:1～5:1。本专利技术所述的腔体的尺寸较大，适合大规模生产。作为一种实施方式，所述进料口的个数至少为两个。作为一种实施方式，所述进料口的个数为偶数个。本专利技术中，当所述进料口的个数为偶数个时，优选腔体壁水平方向分别设置有两两正对的进料口，以形成撞击。当所述进料口的个数为奇数个时，需保证原料从出料口射出方向在腔体内同一点交汇，当腔体优选为圆柱形时，原料从出料口射出方向在腔体轴线上的同一点交汇，每两个相邻的进料口与该点的连线角度相等且该度数按圆周角度等分，可以进一步保证撞击效果。作为一种实施方式，所述进料管的轴线平行于水平方向；所述进料管的轴线与顶盖顶点在竖直方向的距离为18～155mm。作为一种实施方式，所述进料管的轴线与顶盖顶点在竖直方向的距离为30～120mm。作为一种实施方式，所述进料管为圆柱形。作为一种实施方式，所述出料管的轴线垂直于水平方向；所述进料管的轴线平行于水平方向；所述进料管的轴线与出料管的底端在竖直方向的距离为64～460mm。作为一种实施方式，所述进料管的轴线与出料管的底端在竖直方向的距离为100～200mm。作为一种实施方式，所述出料管为圆柱形；所述进料管为圆柱形；作为一种实施方式，所述进料管的直径为6～30mm。作为一种实施方式，所述进料管的直径为10～25mm。作为一种实施方式，所述进料管为圆柱形。作为一种实施方式，所述进料管的长度为50～300mm。作为一种实施方式，所述进料管的长度为100～200mm。作为一种实施方式，所述进料管为圆柱形。作为一种实施方式，所述出料管的轴线垂直于水平方向；所述进料管的轴线平行于水平方向；所述进料管的轴线与所述出料口在竖直方向的距离与所述进料管的直径之比为3:1～6:1。作为一种实施方式，所述出料管为圆柱形；所述进料管为圆柱形。作为一种实施方式，所述出料管的轴线垂直于水平方向；所述进料管的轴线平行于水平方向；所述进料管的轴线与所述出料口在竖直方向的距离与所述进料管的直径之比为5:1～6:1。作为一种实施方式，所述出料管的直径与所述进料管直径之比为3:2～3:1。作为一种实施方式，所述出料管为圆柱形。作为一种实施方式，所述出料管的直径与所述进料管直径之比为2:1～2.5:1。作为一种实施方式，所述出料管的长度与所述进料管长度之比为1:1～1:4。作为一种实施方式，所述出料管的长度与所述进料管长度之比为1:3～2:5。作为一种实施方式，所述连接管的长度为4～60mm。作为一种实施方式，所述连接管的长度为15～50mm。本专利技术提供的所述进料管的轴线与顶盖顶点在竖直方向的距离，所述进料管的轴线与所述出料口在竖直方向的距离及连接管的距离这三者的距离相互配合能保证原料的反应效率。当所述进料管的轴线与顶盖顶点在竖直方向的距离和所述出料口在竖直方向的距离及连接管的距离过小时，原料在腔室内相互撞击的时间较短，反应物撞击不充分，反应效率低。反应物进入连接管，若连接管的距离过短，直径过大，原料会直接通过连接管流出。若连接管的距离较短且在垂直于轴向的截面积沿出料方向不均匀递减，原料会在连接管处发生团聚，降低原料的反应效率。若连接管的距离在本专利技术所述的范围内，原料通过连接管的过程中能够发生一定的反应，提高反应效率。当所述进料管的轴线与顶盖顶点在竖直方向的距离和所述出料口在竖直方向的距离及连接管的距离过大时，原料在腔室内相互撞击的时间较长，不利于大规模的工业化生产。当反应物进入连接管，若连接管的距离过短，直径过大，反应物会直接通过连接管流出。若连接管的距离过短，原料会在连接管处发生团聚，降低原料的反应效率。因此，本专利技术设计的具有合适尺寸的反应器不仅能够保证反应的大规模生产，也能保证反应的反应效率。作为一种实施方式，所述撞击流反应器还包括单向阀；所述单向阀与所述进料管连接。作为一种实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种撞击流反应器，包括腔体(1)、进料管(2)及出料管(4)，其特征在于：所述腔体(1)的腔体壁沿水平方向设置有进料口(5)；所述进料管(2)与所述进料口(5)相连；所述腔体(1)底部开设有出料口(6)；所述出料口(6)与所述出料管(4)通过连接管(3)连接；所述连接管(3)垂直于轴向的截面积沿出料方向均匀递减。

【技术特征摘要】
2017.09.14 CN 20172117475251.一种撞击流反应器，包括腔体(1)、进料管(2)及出料管(4)，其特征在于：所述腔体(1)的腔体壁沿水平方向设置有进料口(5)；所述进料管(2)与所述进料口(5)相连；所述腔体(1)底部开设有出料口(6)；所述出料口(6)与所述出料管(4)通过连接管(3)连接；所述连接管(3)垂直于轴向的截面积沿出料方向均匀递减。2.如权利要求1所述的撞击流反应器，其特征在于：所述连接管(3)为锥形管。3.如权利要求1所述的撞击流反应器，其特征在于：所述撞击流反应器还包括顶盖(7)；所述顶盖(7)与所述腔体(1)的顶部连接。4.如权利要求1所述的撞击流反应器，其特征在于：所述腔体(1)为圆柱形；所述腔体(1)的直径与所述进料管(2)直径之比为3:1～6:1。5.如权利要求3所述的撞击流反应器，其特征在于：所述顶盖(7)为圆锥形。6.如权利要求3所述的撞击流反应器，其特征在于：所述顶盖(7)的顶角角度为90°～150°。7.如权利要求3所述的撞击流反应器，其特征在于：所述进料管(2)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌红亚，布莱恩·托马斯·米本，徐国荣，张瑞超，文娟·刘·麦蒂斯，
申请(专利权)人：微宏动力系统湖州有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33