防蚊驱螨助剂生产用反应釜及其配件的设计

胡勇杰，韩健健，刘 谷

（1.广东产品质量监督检验研究院，广东广州 510670；2.广州恩沣新材料科技有限公司，广东广州 511400）

蚊子、螨虫等不仅对人们的生活造成困扰，更为严重的是它们能引起多种传染病的发生和传播［1-2］。为了减少蚊子、螨虫等对人体的伤害，具备防蚊、驱螨功能的新型纺织品得到广泛研究和应用［3-5］。该类纺织品的生产主要通过后整理工序将防蚊驱螨助剂整理到纺织品上，从而使其具备防蚊、驱螨功能。

纺织品后整理用的防蚊驱螨助剂是一种亲水整理剂，在制备过程中须用符合要求的反应釜。目前市场上大多数亲水型整理剂生产用反应釜功能比较单一；在使用时由于反应釜外部没有保温措施，筒体内部的热量容易流失，会影响物料的反应速度，降低反应釜的生产效率。而且传统的反应釜清洗往往需要拆开釜盖，操作人员需要进入釜内，操作繁琐、不安全。当反应釜内加工的液体搅拌完毕后，还需要工作人员将液体取出移至过滤装置，进行过滤处理，此种方式费时费力，不仅增加了工作人员的劳动强度，还降低了工厂的生产效率。传统的反应釜在使用过程中还会发出刺耳的噪音，让工作人员头晕、头痛、失眠、多梦、记忆力减退、注意力不集中，甚至引起神经衰弱。

为了更加高效地生产防蚊驱螨助剂，改善工人工作环境，有必要对传统的反应釜进行改进，设计出更合理、高效的防蚊驱螨助剂生产用反应釜。

1 设计原理

根据水泵循环抽送冷热水的原理，将水箱中加热的水通入中空保温层，使反应罐内部温度稳定维持在助剂加工所需温度范围内，从而提高物料的加工速率和生产质量；冷却水通过水泵回到水箱再次被加热使用，节约水资源。利用滑块滑动和弹簧减震原理降低装置在使用过程中的震动幅度，防止装置因震动而损坏，从而提高装置的使用寿命。通过电磁控制，将搅拌和过滤结合进行。通过真空降噪和使用隔音材料，对反应釜工作时产生的噪音进行降噪隔音处理。以上设计实现了防蚊驱螨助剂生产用反应釜的功能性和先进性。

2 反应釜及其配件的设计

2.1 反应釜主体设计

为了克服传统反应釜功能单一、筒体内部热量容易流失、生产效率低、操作繁琐、清洗不安全等问题，研究开发出一种用于生产亲水整理剂的反应釜（如图1、2所示）。反应釜的底板1两侧面安装有若干减震机构8，其上表面中心位置固定连接中空保温层5，内部设置反应罐6。反应罐6顶部的一侧固定连通进料管7，进料管7的另一端贯穿中空保温层5；反应罐6的另一侧固定连通出料管10，出料管10的另一端贯穿中空保温层5并安装控制阀一11。中空保温层5的一侧设置水泵3，水泵3安装于底板1的上表面，出口固定连通输水管4，输水管4的另一端与中空保温层5的顶部固定连通。水泵3的进口固定连通抽水管2，底板1的下表面中心位置安装电动机9，输出端一侧依次贯穿底板1、中空保温层5的底部和反应罐6的底部并固定连接转杆12。转杆12的两侧固定连接若干对称设置的搅拌棒13。电动机9的一侧设置水箱16，水箱16固定连接于底板1的下表面。水箱16一侧面的顶部固定连接进水管，抽水管2的另一端与水箱16一侧面的底部固定连通；水箱16的内底部安装若干加热管17；水箱16另一侧面的顶部固定连通集水管18。集水管18的另一端贯穿底板1并与中空保温层5的底部固定连通。

图1 用于生产亲水整理剂的反应釜结构示意图

图2 图1A 处放大的结构示意图

使用时，启动加热管17升温水箱16中的水，将反应原料经过进料管7放入反应罐6，启动电动机9带动转杆12转动，使搅拌棒13搅拌反应原料进行反应；同时启动水泵3，将水箱16中升温后的水由抽水管2和输水管4通入中空保温层5对反应罐6进行保温。当保温完毕后，水可以凭借重力从集水管18通入水箱16循环加热使用。综上所述，本装置通过设置的水泵3，将水箱16中加热后的水通入中空保温层5，能对反应罐6起到很好的保温效果，提高了物料的加工速率，从而提高了反应釜的生产效率；同时使用后的水能收集到水箱16中再次加热使用，节约了水资源。

减震机构8由支撑板81、弹簧82、滑杆83、滑块84和限位块85组成。滑杆83的下端贯穿滑块84并与支撑板81的上表面固定连接，其外表面套有弹簧82，位于支撑板81和滑块84之间。滑块84的一侧面与底板1的侧面固定连接。滑杆83的上端贯穿限位块85并与限位块85固定连接。弹簧82的弹性降低了装置在使用过程中震动的幅度，防止装置因震动而损坏，提高了装置的使用寿命。

反应罐6内设置两个对称的刮杆14，刮杆14的一侧面与搅拌棒13的另一端固定连接，另一侧面与反应罐6的内侧壁滑动连接。在需要清理时，将水由进料管7通入反应罐6，启动电动机9，电动机9转动使转杆12带动搅拌棒13，从而带动刮杆14刮下反应罐6内侧壁粘附的反应废料，再和水由出料管10排出，无需拆卸装置进行清洗，简化了清洗操作，从而降低了操作人员的工作强度。集水管18的外侧面安装控制阀二19，便于控制降温后的水流入水箱16，中空保温层5的上表面安装温度传感器15，其探测端一侧贯穿中空保温层5的上表面和反应罐6的上表面，便于观察反应罐6中的温度。

2.2 过滤分散功能搅拌器设计

如图3、图4、图5所示，具有过滤分散功能的搅拌器结构包括：反应釜1、支架2、隔板3、电机4、旋转轴5、风扇叶片6、搅拌棒7、第一排液管8、过滤网9、电磁阀10、第二排液管11。支架2位于反应釜1底部，隔板3位于反应釜1内部中端，电机4位于反应釜1顶部中心，与反应釜1螺纹相连。旋转轴5位于电机4底部，与电机4紧密相连，并贯穿反应釜1以及隔板3，分别与反应釜1以及隔板3转动相连，风扇叶片6有若干件，均匀分布于旋转轴5外壁上端，与旋转轴5螺纹相连。搅拌棒7有若干件，均匀分布于旋转轴5外壁，与旋转轴5螺纹相连。第一排液管8贯穿隔板3底部左右两侧，与隔板3螺纹相连。过滤网9位于第一排液管8内部，与第一排液管8螺纹相连。电磁阀10位于第一排液管8外壁，与第一排液管8螺纹相连。第二排液管11依次贯穿支架2以及反应釜1底部中端，与支架2螺纹相连。反应釜1内部前端上侧设有密封板101，一端与反应釜1转动相连，另一端与反应釜1卡扣相连。反应釜101内部前端下侧设有有机玻璃102，与反应釜1胶水相连。第二排液管11外壁设有调节阀103，与第二排液管11螺纹相连。支架2底部设有收纳箱201，与支架2活动相连；支架2左侧设有变压器202，与支架2螺纹相连，其左侧设有插头203，与变压器202导线相连；支架2左侧上端设有定时器204，与支架2螺纹相连。

在使用此具有过滤分散功能的搅拌器时，工作人员首先打开密封板101，再将需要加工的液体倒入反应釜1，在隔板3的作用下使液体处于反应釜1内部上端，当液体倒入完毕后，关闭密封板101，再开启电机4以及定时器204，此时电机4驱动旋转轴5带动搅拌棒7以及风扇叶片6做旋转运动，通过搅拌棒7的旋转对反应釜1内部上端的液体进行充分的搅拌。当到达定时器204所设定的时间时，电磁阀10被打开，此时通过风扇叶片6的旋转使搅拌中的液体快速流向第一排料管8，在过滤网9的作用下，对第一排料管8内的液体进行过滤，过滤后的液体再由第一排料管8排入反应釜1内部下端。通过以上方式，反应釜1内部上端被均匀搅拌后的液体快速通过过滤网9排入反应釜1内部下端，以此使液体经过充分的过滤。在使用该装置的过程中，工作人员可以通过有机玻璃102观察反应釜1内部下端被过滤液体的储存量，当储存量达到需求后，工作人员打开调节阀103，此时反应釜1内部下端的液体由第二排料管11排入收纳箱201，工作人员再将收纳箱201内的液体移至下一道工序进行相应的处理即可；同时，插头203连接外界电源，以此让外界电源给该装置供电，变压器202是为了确保该装置电压的稳定，定时器204与电磁阀10信号线相连。

图3 具有过滤分散功能的搅拌器局部主视剖视图

图4 具有过滤分散功能的搅拌器局部主视图

图5 第一排料管的内部局部剖视图

此款具有过滤分散功能的搅拌器结构巧妙、功能强大、操作简单。该装置可使反应釜内搅拌的液体处于快速的过滤状态，不仅减少了工作人员的劳动强度，还有效地提高了工厂的生产效率。

2.3 反应釜专用降噪隔音罩设计

在反应釜前期调试过程中，我们发现新研发的反应釜虽然克服了传统反应釜的诸多缺陷，但是传统反应釜在使用过程中发出的刺耳噪音问题并未得到彻底解决，而这一问题也会造成不良后果，如当工作人员长时间停留在使用状态下的反应釜旁时易产生头晕、头痛、失眠、多梦、记忆力减退、注意力不集中、神经衰弱等症状。鉴于以上缺陷，有必要设计反应釜专用降噪隔音罩。反应釜专用降噪隔音罩的局部主视、俯视剖视图见图6、7。

图6 反应釜专用降噪隔音罩的局部主视图

图7 反应釜专用降噪隔音罩的局部俯视剖视图

如图6、图7所示，反应釜专用降噪隔音罩结构包括：反应釜1、第一连接套2、腔体3、负压传感器4、第二连接套5、吸气泵6、管道7、噪声传感器8。第一连接套2贯穿于反应釜1，与反应釜1螺纹相连；腔体3环绕于第一连接套2内部，与第一连接套2一体相连。负压传感器4位于腔体3内部后端中侧，与腔体3螺纹相连。第二连接套5贯穿于第一连接套2，与第一连接套2螺纹相连。吸气泵6位于第二连接套5外壁前端上侧，与第二连接套5螺纹相连。管道7位于吸气泵6后端，依次贯穿第二连接套5以及第一连接套2，管道7一端与吸气泵6螺纹相连，另一端与第一连接套2螺纹相连。噪声传感器8位于第二连接套5外壁前端中侧，与第二连接套5螺纹相连。第二连接套5外壁前端下侧设有显示器501，与第二连接套5螺纹相连；第二连接套5外壁前端设有保护罩502，与第二连接套5螺纹相连，内部均设有若干圆形通孔让位孔503，反应釜1左侧下端设变压器101，与反应釜1螺纹相连，左侧设插头102，与变压器101导线相连。

工作人员需要提前输入噪声传感器8和负压传感器4的标准值，在使用该反应釜专用降噪隔音罩时，首先开启反应釜1，让反应釜1处于工作状态，反应釜1工作时会产生噪音，当噪音分贝高于噪声传感器8设定的标准值时，噪声传感器8被激活，在其作用下吸气泵6被开启。此时，吸气泵6的吸力作用使腔体3内的气体由管道7排入吸气泵6，再由吸气泵6排到外界，以此让腔体3内形成负压，目的是让腔体3内处于接近真空的状态；当腔体3内的负压值达到负压传感器4所设定的标准值时，负压传感器4被激活，在其作用下吸气泵6停止工作。通过以上方式，第一连接套2内部处于接近真空的状态，有效地对反应釜1在工作时产生的噪音进行降噪隔音处理；同时，第二连接套5为隔音材料，对反应釜1工作时产生的噪音也有降噪隔音作用。该装置通过双重方式对反应釜1工作时产生的噪音进行降噪隔音处理。同时在使用该装置的过程中，负压传感器4对腔体3内的负压值进行监测，并将监测数值传递给显示器501，工作人员可通过显示器501显示的数值知晓当前腔体3内负压的具体情况；插头102连接外界电源，以此让外界电源给该装置供电；变压器101是为了确保该装置电压的稳定；透明材质保护罩502是为了保护吸气泵6、噪声传感器8以及显示器501的外观，让位孔503不仅让出了吸气泵6将腔体3内的气体排到外界空间，还让出了噪声传感器8 监测反应釜1 工作时发出的噪音，确保该装置的正常使用；噪声传感器8 与吸气泵6 信号线相连，负压传感器4 与吸气泵6 以及显示器501 信号线相连。该反应釜专用降噪隔音罩可对工作人员起到保护作用。和噪音问题，极大地改善了工作环境，提高了整理剂的生产效率。

3 结论

反应釜、具备过滤分散功能的搅拌器和降噪隔音罩的配合使用，不仅解决了现有反应釜功能单一、使用不便、寿命短，反应罐外部没有保温措施，筒体内部热量容易流失，清洗需要拆开釜盖，操作较为繁琐不安全等缺陷，而且进一步解决了反应釜的过滤