[发明专利]用于生产固体悬浮液的搅拌容器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于生产有均匀浓度的液体中的固体悬浮液的混合设备。

背景技术

许多化学工艺包含使固体悬浮在液体中的混合操作工序，比如混合、结晶化、反应和浆液悬浮。处理漂浮的固体通常是混合操作的一个重要方面。固体可能由于多种原因而漂浮，包括低固体密度、低体积密度和/或特定固体的非润湿特性。这样的固体漂浮在暴露于空气的液体表面上，经历比如空气污染的作用。制成这种材料的浆液的能力通常需要浸没、除气和分散。分散漂浮固体的现有解决方案认为需要使用多级叶轮。大多数现有技术的装置将一叶轮定位在接合漂浮固体的液体/空气表面，且将至少一个其他叶轮定位在液体的表面之下，以便当浸没固体后继续混合固体。然而，对于许多操作来说，这种搅拌导致高剪切的情况，致使产品损坏，特别是固体是易碎的固体颗粒时。如果该混合设备用于输送操作中，其中分批操作可能经过数小时的停工时间，同时承受延长期限的搅拌，那么这种情况尤为准确。具有用于混合固体和液体的多个叶轮的现有设计方案在美国专利US5399014(Takata等人)、US4614439(Brunt等人)、US4934828(Janssen)和US4552463(Hodson)中进行了描述。有高能量输入到浆液中的混合过程可以提高均匀性，但如果发生产品损坏将是不希望的。

而且，如果在化学工艺中该混合罐用作另一操作比如干燥操作的供料罐，那么需要防止固体沉淀在罐的底部。在一批操作结束时固体易于保留在罐中，且从一批到另一批不断积累。这是一种不稳定的情况，这种情况可能造成批与批之间的不均匀性，且当浆液中的固体浓度随着时间的过去而变得太高时，最后必须通过停止该工艺并清洗罐而加以解决。可以保持均匀的悬浮或者使沉淀的固体重新悬浮的搅拌容器是所希望的。

现在需要这样一种搅拌容器，该容器能在罐内的液体中以及在离开罐的流出液流中产生均匀的固体浓度。该系统应当提供均匀的浓度，而不管固体是否易于漂浮或下沉。从在混合罐中的最高液面到在该罐中尽可能低的液面，应当保持这一均匀的浓度。该设计方案应当在罐中形成最大的工作容积，且当罐排空时在罐的底部留有最少的浆液积聚。最后，该系统应当产生一种低剪切的环境，以避免产品损坏。

发明内容

本发明提供了一种用于生产具有均匀浓度的在液体中的固体悬浮液的搅拌容器。该容器包含垂直的圆柱形罐，该罐具有形成用于保持液体中的固体悬浮液的内部的侧壁和具有倾斜表面的底部；用于给罐供应固体和液体的装置；多个位于所述罐的内部且垂直地延伸所述罐的长度的固定挡板；垂直地安装在所述垂直的圆柱形罐的内部的中心处的转动轴；具有从所述转动轴放射状伸出的垂直叶片的一个涡轮型叶轮，所述叶片下边缘的轮廓匹配底部的所述倾斜表面的斜度，且定位成使叶轮的下边缘接近底部；以及出口。

可取的是，叶轮和挡板一起在罐内产生沿侧壁大致从底部到顶部的悬浮液的流动。

在一优选实施例中，出口位于侧壁上大约在叶轮的高度处，用于排出具有均匀浓度的悬浮液。

附图说明

图1是根据本发明搅拌容器的优选实施例的剖面图。图中示出了容器内悬浮液循环的模式；

图2是示出了有4片垂直的扁平叶轮叶片的第一种布置方案的局部平面图；

图3是示出了有6片垂直的弯曲叶轮叶片的第二种布置方案的局部平面图；

图4是示出了其中挡板相对于侧壁的垂直方向成一角度定位的优选实施例的搅拌容器的剖面图；以及

图5是示出了使用本发明的搅拌容器的总体工艺示意图。

具体实施方式

参照图1，示出了本发明的搅拌容器10的优选实施例，该容器用于生产或可选择地供应具有均匀浓度的在液体中的固体悬浮液。

在本发明中，术语固体悬浮液表示固体颗粒材料在整个液体介质中的分布。本发明最好产生作为最终产品的均匀浓度的悬浮液，然后从搅拌容器10中送出该悬浮液而使用。然而，在实现了分布之后，混合操作可以继续实现颗粒尺寸的减小，导致产生弥散或甚至如果固体和液体的性质允许则溶解。或者，该搅拌容器10可以用在致使颗粒尺寸长大的环境中，比如该容器作为结晶器使用，在这种情况下成长的颗粒在整个培养液中保持散布而不损坏颗粒。