[發明專利]一種連續式同步行星機械化學反應器

在審

• 申請號: 201810152756.6
• 申請日: 2018-02-19
• 公開（公告）號: CN108126632A
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發明（設計）人: 沈劍
• 申請（專利權）人: 寧波工程學院
• 主分類號: B01J8/10
• 分類號: B01J8/10;B01J8/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明的一種連續式同步行星機械化學反應器包括中心軸管、中心齒輪、輸送管束、行星齒輪、反應腔和錐形旋轉平臺。本發明的機械化學反應器通過特殊的結構實現了輸送管束的解繞，通過設置錐形旋轉裝平臺實現了反應產物的連續收集，通過反應腔內特殊篩板的結構并利用研磨介質球的碾壓作用實現了物料在反應腔內的輸送（尤其是涉及機械化學反應的固相物料的輸送），在上述三方面特殊設計下，實現了同步行星球磨過程中物料的連續輸送，進而實現了機械化學反應在同步行星球磨機中的連續化。本發明的一種連續式同步行星機械化學反應器能實現機械化學過程的連續化，具有較好的商業應用前景。

技術領域

本發明屬于反應器領域，尤其涉及一種連續式同步行星機械化學反應器。

背景技術

機械化學（mechanochemical）是機械加工和化學反應在分子水平的結合，包括機械粉碎、機械壓力作用下的化學反應、摩擦、機械降解聚合物、空穴效應、超聲波物理化學和分子期間作用力等等。機械化學可以看作是一門化學工業和機械工業的交叉學科

遠古時代人們鉆木取火就是一種機械化學現象。人們用木頭相互摩擦，產生熱量并逐漸使木塊燃燒。還有就是擊石取火現象，人們用金屬敲擊燧石產生火花，引燃其他細小物質從而生火。在化學反應水平中主要是指通過剪切、磨擦、沖擊、擠壓等手段，對固體、液體等凝聚態物質施加機械能，誘導其結構及物理化學性質發生變化，并誘發化學反應。與普通熱化學反應不同，機械化學反應的動力是機械能而非熱能，因而反應無須高溫、高壓等苛刻條件即可完成。

實現機械化學的反應裝置稱為機械化學反應器，其中最常用的是球磨機，包括同步行星球磨機、震動球磨機和滾筒球磨機等，其中同步行星球磨機中研磨介質球受力復雜且強度高，具有較高的機械能，被實驗室研究廣泛采用。行星球磨機由于研磨腔繞中心軸高速旋轉，且自身也在旋轉因而存在如何連續進出料的困難，通常只能采用間歇操；又因為轉速較高、同步行星運動的離心力復雜，運動部件多，使得放大后存在機械故障率高的問題。因而如能解決同步行星球磨機連續進出料的問題，就能實現其連續化生產，有利于該型機器用于商業化的機械化學過程。

專利（201310237964.3，一種超重力微管道反應器）借鑒高速逆流色譜（HSCCC）的特殊結構實現同步行星運動時的管道解繞，避免管道扭斷，因而實現連續進出物料。本發明將借鑒上述特殊結構用于同步行星機械化學反應器設計。

發明內容

為解決傳統方法存在的不足和缺陷，本發明借鑒高速逆流色譜（HSCCC）的管道解繞技術，并通過采用篩板分隔的腔體，利用研磨介質球的碾壓作用將反應物料從一個反應單元輸送到另一反應單元，利用錐形腔實現反應產物的收集，提出了一種連續式同步行星機械化學反應器。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為，一種連續式同步行星機械化學反應器包括中心軸管（1）、中心齒輪（2）、輸送管束（3）、行星齒輪（4）、反應腔（5）和錐形旋轉平臺（6）；所述中心軸管（1）為一中空管；所述中心軸管（1）的上端固定有中心齒輪（2）；所述輸送管束（3）為一軟管且內穿有3根細軟管，如同“三芯導線”，分別為液體輸送管、氣體輸送管和粉料輸送管；所述反應腔（5）為兩端設有錐形封頭的圓筒（5-1），圓筒（5-1）的一端與上圓管（5-2）連通，另一端與下圓管（5-3）連通，所述圓筒（5-1）內從上往下依次設有物料分布板（5-4）和n塊篩板（5-5），上述物料分布板（5-4）和n塊篩板（5-5）將反應腔（5）從上往下依次分隔為物料分布腔、n個反應單元和產物收集腔，所述上圓管（5-2）上固定有行星齒輪（4）；所述錐形旋轉平臺（6）為一中空錐體，錐頭部分連通有套管，所述套管的內徑為中心軸管（1）外徑的1.1~2.0倍；