一种石墨反应釜的制作方法

1.本发明涉及搅拌设备技术领域，具体涉及一种石墨反应釜。


背景技术：

2.石墨反应釜主要用酸类及盐类有机化合物反应，在对反应物进行搅拌混合时，利用搅拌桨的转动带动反应物进行混合反应，因其自身的稳定性，可以防止生成其他的反应物。在一些特殊的反应物的反应过程中，不仅要控制加入的反应物的比例，而且要控制好各个反应物的加入速度，保证反应效果。传统的搅拌杆与釜体上下两端存在一定的距离，由于反应物的密度不同，密度小的反应物位于上层不容易下沉，密度大的反应物位于下层容易沉底，因此很难保证反应正常进行。
3.授权公告号为cn113289565b的专利申请文件公开了一种反应釜，其釜体内设置有由电机驱动的搅拌桨，搅拌桨上设置有若干转动半径可调的曲轴结构，通过搅拌桨转动可带动活塞来回移动，防止反应釜底部的反应物沉底和分层。但该方案在使用时仅能防止反应釜底部的反应物沉底和分层，即只能针对密度大的反应物进行进一步的搅拌，无法根据反应物的混合程度自动调节，保证反应过程中所有反应物的搅拌效果。


技术实现要素：

4.本发明提供一种石墨反应釜，以解决现有的反应釜无法保证反应过程中所有反应物的搅拌效果的问题。
5.本发明的一种石墨反应釜采用如下技术方案：一种石墨反应釜，包括釜体和反应装置；反应装置安装于釜体内，反应装置包括支架、搅拌机构、上吸入机构、下吸入机构和混合机构；搅拌机构包括多个搅拌桨，搅拌桨可转动地设置；上吸入机构配置成能够吸入搅拌桨无法搅拌到的上层反应物，下吸入机构配置成能够吸入搅拌桨无法搅拌到的下层反应物；混合机构包括浮块、调节组件和调节管；调节管安装于支架且调节管内压力相同，调节管包括输送外管、输送内管、输送套管和静态混合管；输送外管包括相连接的出液段、调整段和过度段；输送内管的输入端安装于输送套管内，输送内管的输出端位于调整段内；输送内管用于接收下吸入机构所吸入的反应物；过度段滑动安装于输送套管，输送套管用于接收上吸入机构所吸入的反应物；调整段用于改变输送套管内输出反应物的总量，进而改变输送套管内输出的反应物与输送内管内输出的反应物的总量比例，以在输送外管向左移动时，输送套管内输出反应物的总量逐渐减小，在输送外管向右移动时，输送套管内输出反应物的总量逐渐变大；出液段用于将输送套管与输送内管混合后的反应物输出至静态混合管；浮块沿竖直方向滑动安装于支架，浮块的密度设置为反应物密度和的一半，搅拌开始前浮块处于两种反应物的分层处，浮块能够上下移动，浮块上下移动以驱动调节组件，调节组件配置合成能够驱动输送外管移动。
6.进一步地，上吸入机构包括上活塞和第一传动组件；搅拌桨转动以驱动第一传动组件，第一传动组件配置成可驱动上活塞伸缩，上活塞安装于支架，上活塞上设置有第一出
液口和第一进液口，第一进液口与第一出液口连通，第一进液口配置成在上活塞伸长时，吸入搅拌桨无法搅拌到的上层反应物，在上活塞缩回时，第一出液口将吸入的反应物排出至输送套管；下吸入机构包括下活塞和第二传动组件，搅拌桨转动以驱动第二传动组件，第二传动组件配置成可驱动下活塞伸缩，下活塞安装于支架，下活塞上设置有第二出液口和第二进液口，第二进液口与第二出液口连通，第二进液口配置成在下活塞伸长时，吸入搅拌桨无法搅拌到的下层反应物，在下活塞缩回时，第二出液口将吸入的反应物排出至输送内管；第一出液口和第二出液口上均设置有第一单向阀，第一单向阀配置成仅允许反应物流出；第一进液口和第二进液口上均设置有第二单向阀，第二单向阀配置成仅允许反应物进入。
7.进一步地，上吸入机构和下吸入机构均设置为两个，两个上活塞关于支架呈中心对称设置，两个下活塞关于支架呈中心对称设置，下活塞位于上活塞的下方。
8.进一步地，上吸入机构还包括第一连通管，第一连通管一端放置在搅拌桨的上端，用于吸收搅拌桨无法搅拌到的上层反应物，第一连通管另一端与第一进液口相连，输送套管上开设有第三进液口，第一出液口与第三进液口通过第二连通管相连，以使第一出液口内的反应物进入第三进液口内；下吸入机构还包括第三连通管，第三连通管一端放置在搅拌桨的下端，用于吸收搅拌桨无法搅拌到的下层反应物，第三连通管另一端与第二进液口相连，第二进液口与第二出液口连通，第四进液口与输送内管连通，第二出液口与第四进液口通过第四连通管相连，以使第二出液口内的反应物进入第四进液口内。
9.进一步地，第一传动组件包括曲轴和连杆；曲轴固定安装于搅拌杆，随搅拌杆转动，每个连杆一端可转动地安装于曲轴，每个连杆另一端与一个上活塞固接；第二传动组件与第一传动组件结构相同。
10.进一步地，调节组件包括螺杆和传动轮；支架上端开设有放置槽，螺杆安装于放置槽，传动轮安装于支架，传动带绕设于传动轮、浮块以及螺杆，以在浮块上下移动时，使螺杆转动，输送外管与螺杆螺旋传动在螺杆转动时，使输送外管移动；输送外管与静态混合管之间通过伸缩管相连。
11.进一步地，所述石墨反应釜还包括冷却壳，冷却壳安装于釜体外端，冷却壳上开设有冷却液入口和冷却液出口；冷却壳与釜体之间限定出冷却腔，冷却腔内填充有冷却液，冷却液用于对釜体进行降温。
12.进一步地，搅拌桨包括搅拌杆和多个搅拌叶轮，搅拌杆沿竖直方向设置，搅拌杆能够转动地设置，多个搅拌叶轮沿竖直方向在搅拌杆上均布。
13.进一步地，所述反应装置还包括驱动机构，驱动机构用于驱动搅拌杆转动，驱动机构包括电机、第一齿轮和第二齿轮；电机用于驱动第二齿轮转动，第一齿轮与第二齿轮啮合，第一齿轮与搅拌杆同轴设置，在第一齿轮转动时，带动搅拌杆转动。
14.本发明的有益效果是：本发明的一种石墨反应釜通过设置浮块和混合机构相配合，在装置工作时浮块能够在搅拌的过程中自动调节，通过上吸入机构吸入搅拌桨无法搅拌到的上层反应物、下吸入机构吸入搅拌桨无法搅拌到的下层反应物，并将反应物输送至调节管内，通过浮块的上下移动带动输送外管的调整段移动，进而改变输送套管内输出的反应物与输送内管内输出的反应物的总量比例，调节上下两种反应物的比例，与反应釜内两种反应物比例相适应，以保证反应始终稳定的进行，使石墨反应釜不需要复杂的操作，就能面对复杂的工作状况，方便使用。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1为本发明的一种石墨反应釜的实施例的整体结构示意图。
17.图2为本发明的一种石墨反应釜的实施例的釜体的结构示意图。
18.图3为本发明的一种石墨反应釜的实施例的支架的结构示意图。
19.图4为本发明的一种石墨反应釜的实施例的搅拌桨的结构示意图。
20.图5为本发明的一种石墨反应釜的实施例的混合机构的结构示意图。
21.图6为本发明的一种石墨反应釜的实施例的混合机构的结构侧视图。
22.图7为本发明的一种石墨反应釜的实施例的混合机构的结构剖视图。
23.图8为本发明的一种石墨反应釜的实施例的反应装置结构示意图。
24.图9为图8中a处的放大图。
25.图10为本发明的一种石墨反应釜的实施例的反应装置的部分结构的俯视图。
26.图中：101、釜体；102、冷却壳；103、冷却液入口；104、冷却液出口；105、底部支撑；106、顶部轴套；107、出料口；108、进料口；109、观察窗口；111、固定槽；200、搅拌机构；201、支架；202、上活塞；203、搅拌叶轮；204、曲轴；205、第一齿轮；206、第二齿轮；207、滑槽；208、浮块；209、第一出液口；210、第一进液口；211、第二出液口；212、第二进液口；213、搅拌杆；214、放置槽；215、连杆；216、管槽；217、传动轮；218、传动带；300、混合机构；301、输送外管；3011、过度段；3012、调整段；3013、出液段；302、输送套管；303、输送内管；304、螺旋；305、第三进液口；306、第四进液口；307、第一泄压阀；308、活塞板；309、弹簧；310、静态混合管；311、螺杆；312、第二泄压阀。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.本发明的一种石墨反应釜的实施例，如图1至图10所示。
29.一种石墨反应釜，包括釜体101和反应装置；反应装置安装于釜体101内，釜体101上开设有进料口108和出料口107，进料口108开设于釜体101上端，用于向釜体101内投放待反应的反应物。出料口107开设于釜体101下端，用于排出釜体101内反应完的反应物。釜体101上还开设有观察窗口109，可以观察反应情况。石墨反应釜还包括冷却壳102和冷却液，冷却壳102安装于釜体101外端，冷却壳102上开设有冷却液入口103和冷却液出口104。冷却壳102与釜体101之间限定出冷却腔，冷却液填充于冷却腔内，冷却液用于对釜体101进行降温，保证反应的温度。
30.反应装置包括支架201、搅拌机构200、上吸入机构、下吸入机构和混合机构300。釜体101内设置有固定槽111，支架201安装于固定槽111。搅拌机构200包括多个搅拌桨，搅拌
桨可转动地设置，对其周向转动能够搅拌到的反应物进行搅拌。上吸入机构配置成能够吸入搅拌桨无法搅拌到的上层反应物，下吸入机构配置成能够吸入搅拌桨无法搅拌到的下层反应物。具体地，搅拌桨为两个，搅拌桨包括搅拌杆213和多个搅拌叶轮203，釜体101内部设置有顶部轴套106和位于顶部轴套106正下方的底部支撑105，搅拌杆213上端安装于顶部轴套106，下端安装于底部支撑105。搅拌杆213沿竖直方向设置，搅拌杆213能够转动地设置，多个搅拌叶轮203沿竖直方向在搅拌杆213上均布。反应装置还包括驱动机构，驱动机构用于驱动搅拌杆213转动，驱动机构包括电机、第一齿轮205和第二齿轮206。电机安装于釜体上端，（电机图中未示出）。电机用于驱动第二齿轮206转动，第二齿轮206安装于釜体101上端，第一齿轮205安装于釜体101上端，第一齿轮205与第二齿轮206啮合，第一齿轮205与搅拌杆213同轴设置，在第一齿轮205转动时，带动搅拌杆213转动，利用搅拌叶轮203对反应物进行搅拌，使搅拌的反应物充分反应。
31.混合机构300包括浮块208、调节组件和调节管；调节管安装于支架201且调节管内压力相同，调节管包括输送外管301、输送内管303、输送套管302和静态混合管310；输送外管301包括相连接的出液段3013、调整段3012和过度段3011；输送内管303的输入端安装于输送套管302内，输送内管303的输出端位于调整段3012内；输送内管303用于接收下吸入机构所吸入的反应物；过度段3011滑动安装于输送套管302，输送套管302用于接收上吸入机构所吸入的反应物；调整段3012用于改变输送套管302内输出反应物的总量，进而改变输送套管302内输出的反应物与输送内管303内输出的反应物的总量比例，出液段3013和过度段3011沿水平方向设置，调整段3012倾斜设置，且出液段3013的截面积小于过度段3011的截面积，调整段3012的截面积从左到右逐渐变大。出液段3013用于将输送套管302与输送内管303混合后的反应物输出至静态混合管310。支架201上开设有管槽216，静态混合管310穿过管槽216并连通至釜体101内，且位于釜体101中间位置，即静态混合管310与釜体101内部连通，以将进一步混合后的反应物排出。
32.浮块208沿竖直方向滑动安装于支架201，浮块208的密度设置为反应物密度和的一半，搅拌开始前浮块208处于两种反应物的分层处，浮块208能够上下移动，浮块208上下移动以驱动调节组件，调节组件配置合成能够驱动输送外管301移动，以在输送外管301向左移动时，输送套管302内输出反应物的总量逐渐减小，在输送外管301向右移动时，输送套管302内输出反应物的总量逐渐变大，调节上下两种反应物的比例，与反应釜内两种反应物比例相适应。正常状态下，随着反应的不断进行，若两种反应物的比例相同，此时浮块208不带动输送外管301移动，即保证输送套管302和输送内管303输出的反应物比例为1：1，保证反应的正常进行，若上方反应物的量多，则浮块208向上移动，使输送外管301向左移动，减小输送外管301内输出的反应物的总量，反之若下方的反应物的量多，则浮块208向下移动，使输送外管301向右移动，增加输送外管301内输出的反应物的总量，调节上下两种反应物的比例，与反应釜内两种反应物比例相适应，以保证反应始终稳定的进行。
33.在本实施例中，上吸入机构包括上活塞202和第一传动组件；搅拌桨转动以驱动第一传动组件，第一传动组件配置成可驱动上活塞202伸缩，上活塞202安装于支架201，上活塞202上设置有第一出液口209和第一进液口210，第一进液口210与第一出液口209连通，第一进液口210配置成在上活塞202伸长时，吸入搅拌桨无法搅拌到的上层反应物，在上活塞202缩回时，第一出液口209将吸入的反应物排出至输送套管302；下吸入机构包括下活塞和
第二传动组件，搅拌桨转动以驱动第二传动组件，第二传动组件配置成可驱动下活塞伸缩，下活塞安装于支架201，下活塞上设置有第二出液口211和第二进液口212，第二进液口212与第二出液口211连通，第二进液口212配置成在下活塞伸长时，吸入搅拌桨无法搅拌到的下层反应物，在下活塞缩回时，第二出液口211将吸入的反应物排出至输送内管303。第一出液口209和第二出液口211上均设置有第一单向阀，第一单向阀配置成仅允许反应物流出；第一进液口210和第二进液口212上均设置有第二单向阀，第二单向阀配置成仅允许反应物进入。进一步地，上吸入机构和下吸入机构均设置为两个，两个上活塞202关于支架201呈中心对称设置，两个下活塞关于支架201呈中心对称设置，下活塞位于上活塞202的下方。
34.输送内管303上设置有第一泄压阀307，输送套管302上设置有第二泄压阀312，第一泄压阀307上开设有第一泄压口，第一泄压阀307内部通过弹簧309连接有活塞板308，以在输送内管303内部的反应物的压力大于外界压力时，使活塞板308带动弹簧309移动，使第一泄压口与釜体101内部连通，保证输送内管303内部压力稳定。第二泄压阀312与第一泄压阀307结构相同，用于保证输送套管302内部压力稳定。并且将上活塞202和下活塞配置成使其输出量大于输送外管301的输出量，使得整个工作过程中调节管内部压力相同。
35.在本实施例中，上吸入机构还包括第一连通管，第一连通管一端放置在搅拌桨的上方，用于吸收搅拌桨无法搅拌到的上层反应物，第一连通管另一端与第一进液口210相连，输送套管302上开设有第三进液口305，第一出液口209与第三进液口305通过第二连通管相连，以使第一出液口209内的反应物进入第三进液口305内；下吸入机构还包括第三连通管，第三连通管一端放置在搅拌桨的下方，用于吸收搅拌桨无法搅拌到的下层反应物，第三连通管另一端与第二进液口212相连，第二进液口212与第二出液口211连通，第四进液口306与输送内管303连通，第二出液口211与第四进液口306通过第四连通管相连，，以使第二出液口211内的反应物进入第四进液口306内。
36.在本实施例中，第一传动组件包括曲轴204和连杆215；曲轴204固定安装于搅拌杆213，随搅拌杆213转动，每个连杆215一端可转动地安装于曲轴204，每个连杆215另一端与一个上活塞202固接；第二传动组件与第一传动组件结构相同。曲轴204包括轴体部和转动部，轴体部和转动部一体成型，轴体部安装于搅拌杆213，转动部与连杆215可转动地连接，转动部上限定出可拉动连杆215周向转动的转动空间，在转动部转动时可拉动连杆伸出和缩回，进而拉动上活塞202或下活塞伸张或缩回。
37.在本实施例中，调节组件包括螺杆311和传动轮217；支架201上端开设有放置槽214，螺杆311安装于放置槽214，传动轮217安装于支架201，传动带218绕设于传动轮217、浮块208以及螺杆311，即传动带218一端安装浮块208上端，并向上延伸至绕设于螺杆311，且穿过浮块208向下绕设于传动轮217，进而向上安装于浮块208下端，以在浮块208上下移动时，使螺杆311转动，输送外管301与螺杆311螺旋304传动，输送外管301上设置有用于与螺杆311啮合的螺旋304，在螺杆311转动时，使输送外管301移动，输送外管301与静态混合管310之间通过伸缩管相连。
38.结合上述实施例，本技术的具体工作原理和工作过程为：在向釜体101内加入反应物之前，先从冷却液入口103注入冷却液，当冷却液充满时，从进料口108加入待反应物，启动电机开始工作，电机转动带动第二齿轮206转动，第二齿轮206带动两个与其啮合的第一齿轮205转动，第一齿轮205转动带动搅拌桨转动，搅拌叶轮203对反应物进行搅拌。
39.搅拌杆213转动带动曲轴204摆动，曲轴204通过连杆215带动上活塞202和下活塞伸缩，在上活塞202和下活塞伸张时内部压力减小，通过第一连通管吸入搅拌桨无法搅拌到的上层反应物至第一进液口210，此时第一出液口209由于第一单向阀的作用关闭，同理第二出液口211关闭，通过第三连通管吸入搅拌桨无法搅拌到的下层反应物至第二进液口212。
40.在上活塞202和下活塞收缩时内部压力增大，第一出液口209打开，第一进液口210关闭，通过第二连通管将反应物输入至第三进液口305，最终进入输送套管302。同时第二出液口211打开，第二进液口212关闭，通过第四连通管将反应物输入至第四进液口306，最终进入输送内管303。输送内管303上设置有第一泄压阀307，输送套管302上设置有第二泄压阀312，以在输送内管303或输送套管302内部的反应物的压力大于外界压力时，使活塞板308带动弹簧309移动，使第一泄压口与釜体101内部连通，保证输送内管303和输送套管302内部压力稳定，并且将上活塞202和下活塞配置成使其输出量大于输送外管301的输出量，使得整个工作过程中输送内管303腔内的压力和输送套管302腔内的压力相同。
41.同时浮块208将根据反应物的搅拌程度在滑槽207内上下移动，浮块208移动通过传动带218带动螺杆311转动，螺杆311转动与输送外管301上的螺旋304配合，带动输送外管301左右移动，调节上层反应物和下层反应物的比例。正常状态下，随着反应的不断进行，若两种反应物的比例相同，浮块208不带动输送外管301移动，即保证输送套管302和输送内管303输出的反应物比例为1：1，保证反应的正常进行，若上方反应物的量多，则浮块208向上移动，使输送外管301向左移动，减小输送外管301内输出的反应物的总量，反之若下方的反应物的量多，则浮块208向下移动，使输送外管301向右移动，增加输送外管301内输出的反应物的总量，调节上下两层反应物的比例，与反应釜内两种反应物比例相适应，以保证反应始终稳定的进行。在反应物反应完成后，关闭电机停止搅拌，继而打开出料口107，将反应后的反应物排出，停止注入冷却液，此次反应结束。
42.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。