CN109126681B - 一种管道振动式物料反应装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种管道振动式物料反应装置，包括反应器和与反应器相连并驱使反应器振动的振动组件，反应器具有用于供物料通过的反应通道，反应通道设有进料口和出料口。该管道振动式物料反应装置具有生产效率高、环保性好、生产成本低、可使物料反应更加充分和均匀等优点。
Description
技术领域
本发明涉及湿法冶金和化学工程生产装备技术领域，具体涉及一种管道振动式物料反应装置。
背景技术
在实际工业生产中，常见的反应多为固相参与的反应，比如固-液反应、固-固反应和气-固反应等。固-液反应指的是固体和液体之间发生的反应。有的产物溶于液相，如金属氧化物溶于酸；有的产物在固相反应物上形成覆盖层，如锌置换铜的反应。如产物溶入液相，则液相有机会接触到反应固体。固-固反应为两种或多种反应物以固态形式进行的反应，反应一般是由固相之间的接触面开始发生，反应速率由界面反应来进行控制。不管是哪种反应类型，固相界面之间的反应非常重要，它将会影响整个反应的速率和进度。
现有技术中，固相参与反应的反应设备一般为静止固定的反应设备，其通过在反应过程中对物料搅拌或球磨的方法来增大固相与其他反应相之间的接触面积，进而提高两相之间的反应速率。但是，无论是搅拌或者球磨方法，都会存在搅拌不均匀或不充分的现象，甚至出现搅拌死角的现象。从而导致反应设备内各部位的固相与其他反应相之间接触面积不平衡现象，致使局部反应不完全，产品质量难以保证。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种生产效率高、环保性好、生产成本低、可使物料反应更加充分和均匀的管道振动式物料反应装置。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种管道振动式物料反应装置，包括反应器和与反应器相连并驱使反应器振动的振动组件，所述反应器具有用于供物料通过的反应通道，所述反应通道设有进料口和出料口。
作为上述技术方案的进一步改进：
上述的管道振动式物料反应装置，优选的，自进料口到出料口所述反应通道逐渐向下倾斜延伸。
上述的管道振动式物料反应装置，优选的，所述反应通道为旋绕成多圈的管道。
上述的管道振动式物料反应装置，优选的，所述进料口和/或出料口设有可开闭并能调节流量的阀门。
上述的管道振动式物料反应装置，优选的，所述振动组件包括基座和安装在基座上的一个以上振动驱动机构，所述反应器通过弹性浮动支撑机构安装在基座上，所述振动驱动机构与所述反应器相连。
上述的管道振动式物料反应装置，优选的，所述振动组件共具有两个以上振动驱动机构，所有振动驱动机构的振动频率和振幅相等。
上述的管道振动式物料反应装置，优选的，所述振动驱动机构包括旋转驱动件、传动轴和振动轴，所述旋转驱动件的驱动端与所述传动轴相连，所述传动轴通过万向节与振动轴相连，所述振动轴上设有若干偏心块，所述振动轴与反应器相连。
上述的管道振动式物料反应装置，优选的，所述传动轴包括第一传动段和第二传动段，所述旋转驱动件的驱动端与第一传动段相连，所述第一传动段和第二传动段以能在轴向上相对于运动并进行传动的方式连接，所述第二传动段通过万向节与振动轴相连。
上述的管道振动式物料反应装置，优选的，所述第一传动段通过花键轴与第二传动段连接；所述旋转驱动件为电机，所述电机的输出轴通过连接法兰与第一传动段相连，或者所述电机的输出轴通过链传动机构与第一传动段相连。
上述的管道振动式物料反应装置，优选的，所述弹性浮动支撑机构包括若干连接于基座和反应器之间的支承弹簧，若干支承弹簧均匀布置在一个以上振动驱动机构的四周。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的管道振动式物料反应装置，将反应腔室设置为动态固定状态，克服了现有技术中固相参与反应的反应设备通常为静止固定的技术偏见，为反应腔室提供了振动支撑方式，实现了反应设备腔室的整体运动。采用振动组件驱使反应器振动，可使反应通道中的物料不断被翻炒、混合，物料的接触更加充分，从而使物料的反应更加充分均匀。同时，采用管道式的反应通道能够实现连续生产，从而大大提高生产效率，并且物料在相对封闭的反应通道中进行反应，环保性也好。采用该管道振动式物料反应装置可以很好的解决传统设备在固相参与反应中存在的问题。
附图说明
图1为管道振动式物料反应装置的结构示意简图。
图2为盘管式管道的立体结构示意图。
图3为盘管式管道的侧视结构示意图。
图例说明：
1、反应器；11、反应通道；111、进料口；112、出料口；113、阀门；12、外壳；2、基座；3、旋转驱动件；4、传动轴；41、第一传动段；42、第二传动段；43、连接法兰；44、花键轴；5、振动轴；6、万向节；7、偏心块；9、支承弹簧；10、固定变形轴承。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1至图3所示，本实施例的管道振动式物料反应装置，包括反应器1和振动组件，振动组件与反应器1相连并驱使反应器1振动，反应器1具有用于供物料通过的反应通道11，反应通道11设有进料口111和出料口112，自进料口111到出料口112反应通道11逐渐向下倾斜延伸。工作时，物料从进料口111加入反应通道11，并从出料口112输出，物料在通过反应通道11的过程中进行反应。该管道振动式物料反应装置将反应腔室设置为动态固定状态，克服了现有技术中固相参与反应的反应设备通常为静止固定的技术偏见，为反应腔室提供了振动支撑方式，实现了反应设备腔室的整体运动。采用振动组件驱使反应器1振动，可使反应通道11中的物料不断被翻炒、混合，物料的接触更加充分，从而使物料的反应更加充分均匀。同时，采用管道式的反应通道11能够实现连续生产，从而大大提高生产效率，并且物料在相对封闭的反应通道11中进行反应，环保性也好。本发明的高温高压浸出装置可以很好的解决传统设备在固相参与反应中存在的问题。
本实施例中，反应通道11为旋绕成多圈的管道，该种形式的反应通道11占用空间小，能够大大提高结构紧凑性。优选的，管道的两端分别为进料口111到出料口112。管道为圆形管道，利于物料充分均匀的翻炒、混合。
本实施例中，管道为绕一竖向中心线旋绕的盘管式管道，进料口111位于出料口112的上方，且自进料口111到出料口112盘管式管道与竖向中心线的径向间距逐渐增大，该种管道利于物料翻炒、混合更加充分均匀，且利于物料顺畅通过反应通道11。上述旋绕成多圈的反应通道11可以是各种形状，例如还可以是圆形或者椭圆形，但不仅限于圆形或者椭圆形。
本实施例中，出料口112设有可开闭并能调节流量的阀门113，通过该阀门113可以打开或关闭出料口112，同时还可调节物料反应产物从出料口112流出的流量，从而实现对反应速率的控制，大大提高了管道振动式物料反应装置的可控性和使用灵活性。在其他实施例中，也可仅在进料口111设置阀门113，通过进料口111的阀门113控制物料进入反应通道11的流量，也能对反应速率进行控制。还可在进料口111和出料口112均设置阀门113。
本实施例中，振动组件包括基座2和安装在基座2上的一个以上振动驱动机构，反应器1通过弹性浮动支撑机构安装在基座2上，振动驱动机构与反应器1相连。由于反应器1通过弹性浮动支撑机构安装在基座2上，反应器1能够在基座2上弹性浮动，使振动驱动机构能够驱动反应器1振动，且反应器1振动的稳定性好。该种振动组件的结构简单、成本低、工作稳定可靠。
本实施例中，振动组件共具有两个振动驱动机构，所有振动驱动机构的振动频率和振幅相等，这样能够产生良好的共振效果，使搅拌更加剧烈，物料接触更加充分，反应更加均匀。优选的，两个振动驱动机构相对于盘管式管道的竖向中心线对称分布，其共振效果更好，反应器1的受力也更均匀。在其他实施例中，振动组件所具有振动驱动机构的数量还可以是一个或者三个以上，当振动组件具有三个以上振动驱动机构时，所有振动驱动机构绕盘管式管道的竖向中心线均匀分布，可使共振效果更好，反应器1的受力更均匀。
本实施例中，振动驱动机构包括旋转驱动件3、传动轴4和振动轴5，旋转驱动件3的驱动端与传动轴4相连，传动轴4通过万向节6与振动轴5相连，振动轴5上设有若干偏心块7，振动轴5与反应器1相连。旋转驱动件3驱使传动轴4转动时，传动轴4通过万向节6驱使振动轴5转动，由于振动轴5上设有偏心块7，偏心块7随振动轴5转动时会使振动轴5产生振动，从而带着反应器1振动。该振动驱动机构的结构简单、成本低、工作稳定可靠、易于安装维护。
优选的，旋转驱动件3驱使传动轴4的转速为500~6000r/min。振动轴5上设有两个偏心块7，两个偏心块7分设于振动轴5的相对两侧，且两个偏心块7在振动轴5轴线方向上间隔设置。
本实施例中，反应器1包括外壳12和的反应通道11，反应通道11安装在外壳12上，各振动驱动机构的振动轴5与外壳12相连。振动轴5与反应器1连接具体是：在振动轴5上套设至少一个固定变形轴承10，固定变形轴承10包括转动连接的内环体和外环体，其中，内环体套装在振动轴5上，外环体安装在固设于外壳12上的安装套筒内。
本实施例中，传动轴4包括第一传动段41和第二传动段42，旋转驱动件3的驱动端与第一传动段41相连，第一传动段41和第二传动段42以能在轴向上相对于运动并进行传动的方式连接，第二传动段42通过万向节6与振动轴5相连。由于反应器1振动时以及环境温度变化时会产生轴向应力，第一传动段41和第二传动段42能在轴向上相对运动，可以起到消除该轴向应力的作用，提高管道振动式物料反应装置的使用寿命。
本实施例中，第一传动段41通过花键轴44与第二传动段42连接；旋转驱动件3为电机，电机的输出轴通过连接法兰43与第一传动段41相连，或者电机的输出轴通过链传动机构与第一传动段41相连。
本实施例中，弹性浮动支撑机构包括若干连接于基座2和反应器1之间的支承弹簧9，若干支承弹簧9均匀布置在所有振动驱动机构的四周，可提高反应器1振动的稳定可靠性，且该弹性浮动支撑机构的结构简单、成本低、易于制作。
本发明的管道振动式物料反应装置还可根据物料的流量和反应时间，对反应通道11的直径等结构参数进行调整，以满足实际反应要求。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种管道振动式物料反应装置，其特征在于：包括反应器(1)和与反应器(1)相连并驱使反应器(1)振动的振动组件，所述反应器(1)具有用于供物料通过的反应通道(11)，所述反应通道(11)设有进料口(111)和出料口(112)；
自进料口(111)到出料口(112)所述反应通道(11)逐渐向下倾斜延伸；
所述反应通道(11)为旋绕成多圈的圆形管道；
所述进料口(111)和/或出料口(112)设有可开闭并能调节流量的阀门(113)；
所述振动组件包括基座(2)和安装在基座(2)上的一个以上振动驱动机构，所述反应器(1)通过弹性浮动支撑机构安装在基座(2)上，所述振动驱动机构与所述反应器(1)相连；所述振动组件共具有两个以上振动驱动机构，所有振动驱动机构的振动频率和振幅相等；所述振动驱动机构包括旋转驱动件(3)、传动轴(4)和振动轴(5)，所述旋转驱动件(3)的驱动端与所述传动轴(4)相连，所述传动轴(4)通过万向节(6)与振动轴(5)相连，所述振动轴(5)上设有若干偏心块(7)，所述振动轴(5)与反应器(1)相连；所述传动轴(4)包括第一传动段(41)和第二传动段(42)，所述旋转驱动件(3)的驱动端与第一传动段(41)相连，所述第一传动段(41)和第二传动段(42)以能在轴向上相对于运动并进行传动的方式连接，所述第二传动段(42)通过万向节(6)与振动轴(5)相连；所述第一传动段(41)通过花键轴(44)与第二传动段(42)连接；所述旋转驱动件(3)为电机，所述电机的输出轴通过连接法兰(43)与第一传动段(41)相连，或者所述电机的输出轴通过链传动机构与第一传动段(41)相连；所述弹性浮动支撑机构包括若干连接于基座(2)和反应器(1)之间的支承弹簧(9)，若干支承弹簧(9)均匀布置在一个以上振动驱动机构的四周。
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