[实用新型]一种连续式同步行星机械化学反应器

说明书

本实用新型的一种连续式同步行星机械化学反应器包括中心轴管、中心齿轮、输送管束、行星齿轮、反应腔和锥形旋转平台。本实用新型的机械化学反应器通过特殊的结构实现了输送管束的解绕，通过设置锥形旋转装平台实现了反应产物的连续收集，通过反应腔内特殊筛板的结构并利用研磨介质球的碾压作用实现了物料在反应腔内的输送（尤其是涉及机械化学反应的固相物料的输送），在上述三方面特殊设计下，实现了同步行星球磨过程中物料的连续输送，进而实现了机械化学反应在同步行星球磨机中的连续化。本实用新型的一种连续式同步行星机械化学反应器能实现机械化学过程的连续化，具有较好的商业应用前景。

技术领域

本发明属于反应器领域，尤其涉及一种连续式同步行星机械化学反应器。

背景技术

机械化学（mechanochemical）是机械加工和化学反应在分子水平的结合，包括机械粉碎、机械压力作用下的化学反应、摩擦、机械降解聚合物、空穴效应、超声波物理化学和分子期间作用力等等。机械化学可以看作是一门化学工业和机械工业的交叉学科

远古时代人们钻木取火就是一种机械化学现象。人们用木头相互摩擦，产生热量并逐渐使木块燃烧。还有就是击石取火现象，人们用金属敲击燧石产生火花，引燃其他细小物质从而生火。在化学反应水平中主要是指通过剪切、磨擦、冲击、挤压等手段，对固体、液体等凝聚态物质施加机械能，诱导其结构及物理化学性质发生变化，并诱发化学反应。与普通热化学反应不同，机械化学反应的动力是机械能而非热能，因而反应无须高温、高压等苛刻条件即可完成。

实现机械化学的反应装置称为机械化学反应器，其中最常用的是球磨机，包括同步行星球磨机、震动球磨机和滚筒球磨机等，其中同步行星球磨机中研磨介质球受力复杂且强度高，具有较高的机械能，被实验室研究广泛采用。行星球磨机由于研磨腔绕中心轴高速旋转，且自身也在旋转因而存在如何连续进出料的困难，通常只能采用间歇操；又因为转速较高、同步行星运动的离心力复杂，运动部件多，使得放大后存在机械故障率高的问题。因而如能解决同步行星球磨机连续进出料的问题，就能实现其连续化生产，有利于该型机器用于商业化的机械化学过程。

专利（201310237964.3，一种超重力微管道反应器）借鉴高速逆流色谱（HSCCC）的特殊结构实现同步行星运动时的管道解绕，避免管道扭断，因而实现连续进出物料。本发明将借鉴上述特殊结构用于同步行星机械化学反应器设计。

发明内容

为解决传统方法存在的不足和缺陷，本发明借鉴高速逆流色谱（HSCCC）的管道解绕技术，并通过采用筛板分隔的腔体，利用研磨介质球的碾压作用将反应物料从一个反应单元输送到另一反应单元，利用锥形腔实现反应产物的收集，提出了一种连续式同步行星机械化学反应器。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为，一种连续式同步行星机械化学反应器包括中心轴管（1）、中心齿轮（2）、输送管束（3）、行星齿轮（4）、反应腔（5）和锥形旋转平台（6）；所述中心轴管（1）为一中空管；所述中心轴管（1）的上端固定有中心齿轮（2）；所述输送管束（3）为一软管且内穿有3根细软管，如同“三芯导线”，分别为液体输送管、气体输送管和粉料输送管；所述反应腔（5）为两端设有锥形封头的圆筒（5-1），圆筒（5-1）的一端与上圆管（5-2）连通，另一端与下圆管（5-3）连通，所述圆筒（5-1）内从上往下依次设有物料分布板（5-4）和n块筛板（5-5），上述物料分布板（5-4）和n块筛板（5-5）将反应腔（5）从上往下依次分隔为物料分布腔、n个反应单元和产物收集腔，所述上圆管（5-2）上固定有行星齿轮（4）；所述锥形旋转平台（6）为一中空锥体，锥头部分连通有套管，所述套管的内径为中心轴管（1）外径的1.1~2.0倍；