专利名称：高剪切匀浆泵用喷嘴的制作方法
技术领域：
本发明适用于石化腈纶行业聚合水解法工艺使用的高剪切勻浆泵上配套的喷射 装置，通过该喷嘴向高剪切勻浆泵腔体内注入水解溶液。
背景技术：
搅拌设备是化学工程和生物工程中最常见也是最重要的单元设备之一。搅拌设备 往往与混合、反应、蒸发、结晶等过程相联系，按传统理论，需要复杂的中间调制罐及反应釜 等过程设备。高剪切勻浆泵则不同于一般的搅拌设备，它可针对特定的生产工艺，把几个功能 集中在一起，在同一设备内完成多项操作，实现多功能一体化，具有结构紧凑、损耗少、效率 高、卫生环保等优点。这种集多功能于一体的搅拌设备-高剪切勻浆泵，已在石油化纤行业 中广泛应用。产品可根据所处理物料性质的不同，采用不同的剪切模型及工作转速，以获得 最佳的剪切混合效果。与传统的混合工艺比较，不需要庞大的混合釜及辅助管线，具有机组 占地空间小、混合效果好、生产效率高等诸多优点。高剪切勻浆泵主要由剪切腔体、剪切轮、螺旋输送轮(或破碎轮)、剪切腔体外套、 外壳体、密封腔体、机械密封、轴承座、轴承、轴、轴套等零、部件组成。石化腈纶聚合及原液分线改造项目，第一个工位是消光剂二氧化钛与纺丝原液的 混合，另一个工位是聚合体淤浆与浓NaSCN的混合。石化腈纶聚合及原液分线改造项目使用的高剪切勻浆泵，其中的消光剂二氧化钛 与纺丝原液混合用泵，首次采用水解二氧化钛工艺，传统工艺采用的是硫氢酸钠法工艺，二 氧化钛溶解性差，产品色泽度偏差大，而水解法工艺的二氧化钛溶解能力强，纺丝原液与其 混合易于实现高度均一化，此工艺生产出的产品手感好、色泽均勻。但水解法工艺的一大难题是原液遇水结胶问题，二氧化钛的水解溶液必须严格控 制其流速及流态，使其在泵腔内与原液相遇的瞬间，在转子外缘的很大线速度下瞬间分散 开来而不产生结胶现象。原消光原液勻浆泵在使用初期由于纺丝打低速运行时增压泵跟踪 不及时，造成原液瞬时压力骤增的现象，导致原液回流至Ti02水配管线，出现Ti02水配管 线结胶堵塞现象。因此，采用合适的喷嘴来控制水解溶液加入的流速及流态至关重要。
发明内容
本发明的目的就是提供一种能够控制水解溶液加入的流速及流态，避免原液倒流 至二氧化钛水配管线中而出现结胶堵塞现象。为实现上述目的，本发明采用的技术方案是一种高剪切勻浆泵用喷嘴，其特征在 于喷嘴为细长杆，其内设有由尾端向前端延伸的孔，所述的喷嘴的前端位于与喷嘴的杆身 结合部位的端头后侧为锥面，两个或两个以上的喷嘴孔沿锥面布置且对称布置并与喷嘴内 的孔连通，所述的喷嘴的杆身置于喷嘴座内且两者之间设有弹簧，喷嘴座的前端与喷嘴的 端头后侧上的锥面部构成密封配合。
对于一个给定直径的喷嘴，其流量与压力成正比，也就是更高的压力对应更高的 流量。而二氧化钛水解溶液采用动力泵加压加入，即其流量随压力的变化基本趋于常量， 二氧化钛水解溶液经由喷嘴内的由尾端向前端延伸的孔到达喷嘴孔，并射入勻浆泵的剪切 腔；当高剪切勻浆泵系统内压力增高时，为防止原液倒流结胶，喷嘴座的前端与喷嘴的端头 后侧上的锥面部结合并构成密封配合，止逆式结构开始起作用，因此能够有效防止结胶现 象的发生。
图1是本发明的结构示意图；图2是喷嘴的结构示意图；图3是喷嘴前端的局部放大示意图。
具体实施例方式如图1所示，高剪切勻浆泵为顶进顶出式结构，进出口方向与轴线垂直，转向从驱 动端方向看为顺时针方向旋转。高剪切勻浆泵根据工艺要求配有辅助物料添加管40，消 光原液勻浆泵中的消光剂便从此口加入，为控制辅料的加入流速及流态并防止介质逆向流 动，本发明采用了特制的喷嘴，其安装方式见图1。其固定于泵体50内壁且沿径方向安装。 Ti02水配管线通过辅助物料添加管40，加注至泵腔内原液中，为防止原液回流导致结胶， 本发明设计了采用带止逆密封结构的喷嘴。如图2所示，辅助物料添加口运用了新型防逆流弹簧止回装置；安装了新型防逆 流装置并经反复实验论证，应用效果颇佳，运行情况稳定。经生产实际考核，通过该泵的纺 丝原液与消光剂混合均勻，产出的纤维产品手感好、色泽均勻，消除了黄白丝及断丝现象， 大幅度提高了产品的质量。喷嘴10为细长杆，其内设有由尾端向前端延伸的孔14，所述的喷嘴10的前端位于 与喷嘴10的杆身11结合部位的端头后侧12为锥面，两个或两个以上的喷嘴孔13沿锥面 布置且对称布置并与喷嘴10内的孔14连通，所述的喷嘴10的杆身11置于喷嘴座20内且 两者之间设有弹簧30，喷嘴座20的前端与喷嘴10的端头后侧12上的锥面部构成密封配 合。止逆弹簧30始终保持提供压缩弹簧力，辅助密封面关闭防止喷嘴进胶。喷嘴10和喷 嘴座20装配后，喷嘴10的端头部位于喷嘴座20的外部。所述的喷嘴10的后端与辅助物料添加管40的出料口对接，辅助物料添加管40由 法兰41固定在泵体50的外壁上。如图3所示，所述的喷嘴10的前端位于剪切腔体60内，所述的喷嘴座20的后端 有盘缘21与泵体50的外壁构成密封连接。所述的喷嘴10的前端面为弧或球状面，所述的喷嘴孔13之间的夹角为60° < α <180°，这样可以将辅助物料添快速、及时地射入剪切腔体60内。所述的喷嘴10的后端连有环盘70，即喷嘴10的杆身11的后端设置外螺纹与环盘 70构成螺纹连接，弹簧30套设在喷嘴10的杆身11的后段上并置于喷嘴座20的后段管内 壁与环盘70之间的空腔中。在无其它外力作用时，弹簧30的弹力作用驱使喷嘴10向喷嘴 座20内回缩，喷嘴座20与喷嘴10结合构成密封配合。只有当输送辅助物料的液泵压力克服弹簧30的弹力打开喷嘴座20与喷嘴10结合构成的密封处分离时，辅助物料进入剪切腔 体60内。所述的喷嘴座20的前端有锥形空口与喷嘴10上端头后侧12的锥面构成密封配 合，具体讲可以形成锥形研磨式密封面，喷嘴座20的前端有锥形空口的外部为弧面或球面 向后过渡。喷嘴座20的后段为直管状，这样即可以方便喷嘴10的固定安装，又少占空间且 便于加工。所述的喷嘴孔13的端部有喇叭状的喷射口 131，喇叭口的单向夹角β = 12 15°，就是说喷嘴孔13的轴线与喷射口 131的边面之间的夹角为β，这样可以获得初步的 均勻雾化喷射的效果。 两喷嘴孔13对称设置且其所在平面与孔14位于同一个平面内，两喷嘴孔13呈八 字形布置，两喷嘴孔13位于一个平面内，该平面与喷嘴10的轴芯线位于同一个平面内。高剪切勻浆泵主要由剪切腔体60、剪切轮、螺旋输送轮(或破碎轮)、剪切腔体外 套、泵体50、密封腔体、机械密封、轴承座、轴承、轴、轴套等零、部件组成。经生产实际考核， 通过该泵的纺丝原液与消光剂混合均勻，产出的纤维产品手感好、色泽均勻，消除了黄白丝 及断丝现象，大幅度提高了产品的质量。
权利要求
一种高剪切匀浆泵用喷嘴，其特征在于喷嘴(10)为细长杆，其内设有由尾端向前端延伸的孔(14)，所述的喷嘴(10)的前端位于与喷嘴(10)的杆身(11)结合部位的端头后侧(12)为锥面，两个或两个以上的喷嘴孔(13)沿锥面布置且对称布置并与喷嘴(10)内的孔(14)连通，所述的喷嘴(10)的杆身(11)置于喷嘴座(20)内且两者之间设有弹簧(30)，喷嘴座(20)的前端与喷嘴(10)的端头后侧(12)上的锥面部构成密封配合。
2.根据权利要求1所述的高剪切勻浆泵用喷嘴，其特征在于所述的喷嘴(10)的后端 与辅助物料添加管(40)的出料口对接，辅助物料添加管(40)由法兰(41)固定在泵体(50) 的外壁上。
3.根据权利要求1所述的高剪切勻浆泵用喷嘴，其特征在于所述的喷嘴(10)的前端 位于剪切腔体(60)内，所述的喷嘴座(20)的后端有盘缘(21)与泵体(50)的外壁构成密 封连接。
4.根据权利要求1或3所述的高剪切勻浆泵用喷嘴，其特征在于所述的喷嘴(10)的 前端面为弧或球面，所述的喷嘴孔(13)之间的夹角为60° < α < 180°。
5.根据权利要求1或3所述的高剪切勻浆泵用喷嘴，其特征在于所述的喷嘴(10)的 后端连有环盘(70)，弹簧(30)套设在喷嘴(10)的杆身(11)的后段上并置于喷嘴座(20) 的后段管内壁与环盘(70)之间的空腔中。
6.根据权利要求1或3所述的高剪切勻浆泵用喷嘴，其特征在于所述的喷嘴座(20) 的前端有锥形孔口与喷嘴(10)上的端头后侧(12)的锥面构成密封配合，喷嘴座(20)前端 的锥形孔口的外部为弧面或球面状向后过渡。
7.根据权利要求4所述的高剪切勻浆泵用喷嘴，其特征在于所述的喷嘴孔(13)的端 部有喇叭状的喷射口(131)，喷射口(131)的喇叭口的单向夹角β = 12 15°，两喷嘴孔 (13)对称设置且其所在平面与孔(14)位于同一个平面内。
8.根据权利要求6所述的高剪切勻浆泵用喷嘴，其特征在于所述的喷嘴座(20)的前 端有锥形孔口与喷嘴(10)上端头后侧(12)的锥面之间构成锥形研磨式密封面。
全文摘要
本发明适用于石化腈纶行业聚合水解法工艺使用的高剪切匀浆泵上配套的喷射装置，通过该喷嘴向高剪切匀浆泵腔体内注入水解溶液。本发明中的喷嘴为细长杆，其内设有由尾端向前端延伸的孔，所述的喷嘴的前端位于与喷嘴的杆身结合部位的端头后侧为锥面，两个或两个以上的喷嘴孔沿锥面布置且对称布置并与喷嘴内的孔连通，所述的喷嘴的杆身置于喷嘴座内且两者之间设有弹簧，喷嘴座的前端与喷嘴的端头后侧上的锥面部构成密封配合。本发明能够有效防止结胶现象的发生。
文档编号B01F15/02GK101844045SQ201010181130
公开日2010年9月29日 申请日期2010年5月20日 优先权日2010年5月20日
发明者何玉杰, 宫恩祥, 巫建波, 李强, 柴立平, 石海峡, 程道武 申请人:合肥工业大学;合肥华升泵阀有限责任公司