[实用新型]一种用于强化工艺过程的扰动设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于强化工艺过程的设备上的扰动设备。

背景技术

按照国际公约的约定，社会经济过程中的全部产品分为三类，即硬件产品(Hardware)、软件产品(Software)和流程性材料产品(Processed Material)。所谓“流程性材料”是指以流体(气体、液体、粉粒体等)形态为主的材料。过程工业是加工制造流程性材料产品的现代国民经济的支柱产业之一。过程工业需要实现的最佳技术经济指标是：高效、节能、洁净和安全。工艺过程与过程设备互为依托，相辅相成，密不可分。过程及过程设备的原理与技术的创新是提高过程效率以提高流程性材料产品质量和数量的关键途径，也是节约能源、资金、材料和空间等的有效手段。

传热、传质、动量传递以及化学反应等工艺过程是人类赖以生存和发展的重要生产活动。过程的效率极为重要，为取得高效益，人类始终在进行孜孜不倦的努力。例如传热和反应过程的强化方法有：利用螺纹管等人工粗糙壁面方法、利用插入物(如扭带、螺旋线等)强化传热、机械搅拌法。

提高过程(如传热、传质、动量传递以及化学反应等)的效率可以通过提高流体流动的雷诺数(Reynolds Number)，即提高湍流程度来达到；而提高湍流程度传统上往往是通过提高流体的流速来达到的。提高流速势必增加耗能、设备体积与投资、厂房空间等。象目前很多长滞留时间的反应过程，大都是间歇操作过程(如搅拌反应器)，对于这类长滞留时间的过程，若使用管式反应器而不采用强化技术，会使设备的长-径比非常大，这很不切实际。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种高效、适用范围广泛的用于强化工艺过程的扰动设备。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：它包括过程设备1，其特征是：在过程设备1上设置振荡装置，振荡装置与过程设备1成密封配合固联。

所述过程设备1内可安装挡板2。也可在过程设备1上安装两个振荡装置，两个振荡装置成对称安装或非对称安装。所述振荡装置由弹性密封装置和对弹性密封装置产生冲击的动力装置构成。或由活塞5和活塞驱动机构构成，活塞5与过程设备1成密封滑动配合套装，活塞5的外端与活塞驱动机构成活动联接或固定联接。所述活塞驱动机构包括由动力装置驱动的转子8、连杆机构、移动凸轮机构35、圆柱凸轮机构37、齿轮机构、蜗轮蜗杆机构、或螺旋机构。所述转子8包括盘状转子和柱状转子，转子8在其旋转轴线方向相对固定或成活动配合。所述盘状转子包括圆截面偏心轮、或盘状凸轮状转子。所述柱状转子包括圆柱、圆台、或非圆截面柱体，所述柱状转子的几何轴线与其旋转轴线相交叉、或平行、或重合。

本实用新型的有益效果和优点是：利用本实用新型不必提高过程流体的流速，即不增加流体输送装置的能耗和设备体积的情况下提高流体的湍流程度或混合程度，则既可提高过程效率，又能节约能源、资金、材料和厂房空间等，可达到“高效、节能、洁净、安全”的目标。其调节弹性大，适应范围宽，调节活塞驱动机构的运动速度、几何形状与尺寸、空间位置或更换挡板形式就能满足各种工艺过程条件。本装置可用于多种过程以提高效率，节约能源、资金和减小设备体积，如用于传热、传质、化学反应过程(换热器、精馏塔、反应器)等；可以将机械搅拌一类的间歇过程转化为连续过程。它不仅能用于工业生产，还能用于科学研究、教学实验、模拟试验等领域，如用于流体力学与流体机械的研究，而流体力学与机械的应用十分广泛，如航空、航天、建筑、水利、交通、机械、采矿、冶金、化工、纺织、石油、能源等许多重要的工程技术中，处处都需要流体力学与机械。

附图说明

图1是U形管式过程设备的强化装置工作原理图。

图2是传热过程强化装置工作原理图。

图3是蜗轮蜗杆机构驱动活塞的工作示意图。

图4是非圆截面转子驱动活塞的工作示意图。

图5是连杆机构驱动活塞的工作示意图。

图6是两分离对称“凹”形平面移动凸轮机构驱动活塞的工作示意图。

图7是两分离对称“凸”形平面移动凸轮机构驱动活塞的工作示意图。

图8是“凹”形平面移动凸轮机构驱动活塞的工作示意图。

图9是“凸”形平面移动凸轮机构驱动活塞的工作示意图。

图10是“凹”形齿条-蜗杆机构驱动活塞的工作示意图。

图11是“凸”形齿条-蜗杆机构驱动活塞的工作示意图。

图12是曲面移动凸轮机构驱动活塞的工作示意图。

图13是圆柱凸轮机构驱动活塞的工作示意图。