防蚊驅(qū)螨助劑生產(chǎn)用反應(yīng)釜及其配件的設(shè)計(jì)

胡勇杰，韓健健，劉 谷

（1.廣東產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院，廣東廣州 510670；2.廣州恩灃新材料科技有限公司，廣東廣州 511400）

蚊子、螨蟲等不僅對(duì)人們的生活造成困擾，更為嚴(yán)重的是它們能引起多種傳染病的發(fā)生和傳播［1-2］。為了減少蚊子、螨蟲等對(duì)人體的傷害，具備防蚊、驅(qū)螨功能的新型紡織品得到廣泛研究和應(yīng)用［3-5］。該類紡織品的生產(chǎn)主要通過后整理工序?qū)⒎牢抿?qū)螨助劑整理到紡織品上，從而使其具備防蚊、驅(qū)螨功能。

紡織品后整理用的防蚊驅(qū)螨助劑是一種親水整理劑，在制備過程中須用符合要求的反應(yīng)釜。目前市場(chǎng)上大多數(shù)親水型整理劑生產(chǎn)用反應(yīng)釜功能比較單一；在使用時(shí)由于反應(yīng)釜外部沒有保溫措施，筒體內(nèi)部的熱量容易流失，會(huì)影響物料的反應(yīng)速度，降低反應(yīng)釜的生產(chǎn)效率。而且傳統(tǒng)的反應(yīng)釜清洗往往需要拆開釜蓋，操作人員需要進(jìn)入釜內(nèi)，操作繁瑣、不安全。當(dāng)反應(yīng)釜內(nèi)加工的液體攪拌完畢后，還需要工作人員將液體取出移至過濾裝置，進(jìn)行過濾處理，此種方式費(fèi)時(shí)費(fèi)力，不僅增加了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，還降低了工廠的生產(chǎn)效率。傳統(tǒng)的反應(yīng)釜在使用過程中還會(huì)發(fā)出刺耳的噪音，讓工作人員頭暈、頭痛、失眠、多夢(mèng)、記憶力減退、注意力不集中，甚至引起神經(jīng)衰弱。

為了更加高效地生產(chǎn)防蚊驅(qū)螨助劑，改善工人工作環(huán)境，有必要對(duì)傳統(tǒng)的反應(yīng)釜進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)出更合理、高效的防蚊驅(qū)螨助劑生產(chǎn)用反應(yīng)釜。

1 設(shè)計(jì)原理

根據(jù)水泵循環(huán)抽送冷熱水的原理，將水箱中加熱的水通入中空保溫層，使反應(yīng)罐內(nèi)部溫度穩(wěn)定維持在助劑加工所需溫度范圍內(nèi)，從而提高物料的加工速率和生產(chǎn)質(zhì)量；冷卻水通過水泵回到水箱再次被加熱使用，節(jié)約水資源。利用滑塊滑動(dòng)和彈簧減震原理降低裝置在使用過程中的震動(dòng)幅度，防止裝置因震動(dòng)而損壞，從而提高裝置的使用壽命。通過電磁控制，將攪拌和過濾結(jié)合進(jìn)行。通過真空降噪和使用隔音材料，對(duì)反應(yīng)釜工作時(shí)產(chǎn)生的噪音進(jìn)行降噪隔音處理。以上設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了防蚊驅(qū)螨助劑生產(chǎn)用反應(yīng)釜的功能性和先進(jìn)性。

2 反應(yīng)釜及其配件的設(shè)計(jì)

2.1 反應(yīng)釜主體設(shè)計(jì)

為了克服傳統(tǒng)反應(yīng)釜功能單一、筒體內(nèi)部熱量容易流失、生產(chǎn)效率低、操作繁瑣、清洗不安全等問題，研究開發(fā)出一種用于生產(chǎn)親水整理劑的反應(yīng)釜（如圖1、2所示）。反應(yīng)釜的底板1兩側(cè)面安裝有若干減震機(jī)構(gòu)8，其上表面中心位置固定連接中空保溫層5，內(nèi)部設(shè)置反應(yīng)罐6。反應(yīng)罐6頂部的一側(cè)固定連通進(jìn)料管7，進(jìn)料管7的另一端貫穿中空保溫層5；反應(yīng)罐6的另一側(cè)固定連通出料管10，出料管10的另一端貫穿中空保溫層5并安裝控制閥一11。中空保溫層5的一側(cè)設(shè)置水泵3，水泵3安裝于底板1的上表面，出口固定連通輸水管4，輸水管4的另一端與中空保溫層5的頂部固定連通。水泵3的進(jìn)口固定連通抽水管2，底板1的下表面中心位置安裝電動(dòng)機(jī)9，輸出端一側(cè)依次貫穿底板1、中空保溫層5的底部和反應(yīng)罐6的底部并固定連接轉(zhuǎn)桿12。轉(zhuǎn)桿12的兩側(cè)固定連接若干對(duì)稱設(shè)置的攪拌棒13。電動(dòng)機(jī)9的一側(cè)設(shè)置水箱16，水箱16固定連接于底板1的下表面。水箱16一側(cè)面的頂部固定連接進(jìn)水管，抽水管2的另一端與水箱16一側(cè)面的底部固定連通；水箱16的內(nèi)底部安裝若干加熱管17；水箱16另一側(cè)面的頂部固定連通集水管18。集水管18的另一端貫穿底板1并與中空保溫層5的底部固定連通。

圖1 用于生產(chǎn)親水整理劑的反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 圖1A 處放大的結(jié)構(gòu)示意圖

使用時(shí)，啟動(dòng)加熱管17升溫水箱16中的水，將反應(yīng)原料經(jīng)過進(jìn)料管7放入反應(yīng)罐6，啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)9帶動(dòng)轉(zhuǎn)桿12轉(zhuǎn)動(dòng)，使攪拌棒13攪拌反應(yīng)原料進(jìn)行反應(yīng)；同時(shí)啟動(dòng)水泵3，將水箱16中升溫后的水由抽水管2和輸水管4通入中空保溫層5對(duì)反應(yīng)罐6進(jìn)行保溫。當(dāng)保溫完畢后，水可以憑借重力從集水管18通入水箱16循環(huán)加熱使用。綜上所述，本裝置通過設(shè)置的水泵3，將水箱16中加熱后的水通入中空保溫層5，能對(duì)反應(yīng)罐6起到很好的保溫效果，提高了物料的加工速率，從而提高了反應(yīng)釜的生產(chǎn)效率；同時(shí)使用后的水能收集到水箱16中再次加熱使用，節(jié)約了水資源。

減震機(jī)構(gòu)8由支撐板81、彈簧82、滑桿83、滑塊84和限位塊85組成?；瑮U83的下端貫穿滑塊84并與支撐板81的上表面固定連接，其外表面套有彈簧82，位于支撐板81和滑塊84之間?；瑝K84的一側(cè)面與底板1的側(cè)面固定連接?；瑮U83的上端貫穿限位塊85并與限位塊85固定連接。彈簧82的彈性降低了裝置在使用過程中震動(dòng)的幅度，防止裝置因震動(dòng)而損壞，提高了裝置的使用壽命。

反應(yīng)罐6內(nèi)設(shè)置兩個(gè)對(duì)稱的刮桿14，刮桿14的一側(cè)面與攪拌棒13的另一端固定連接，另一側(cè)面與反應(yīng)罐6的內(nèi)側(cè)壁滑動(dòng)連接。在需要清理時(shí)，將水由進(jìn)料管7通入反應(yīng)罐6，啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)9，電動(dòng)機(jī)9轉(zhuǎn)動(dòng)使轉(zhuǎn)桿12帶動(dòng)攪拌棒13，從而帶動(dòng)刮桿14刮下反應(yīng)罐6內(nèi)側(cè)壁粘附的反應(yīng)廢料，再和水由出料管10排出，無需拆卸裝置進(jìn)行清洗，簡(jiǎn)化了清洗操作，從而降低了操作人員的工作強(qiáng)度。集水管18的外側(cè)面安裝控制閥二19，便于控制降溫后的水流入水箱16，中空保溫層5的上表面安裝溫度傳感器15，其探測(cè)端一側(cè)貫穿中空保溫層5的上表面和反應(yīng)罐6的上表面，便于觀察反應(yīng)罐6中的溫度。

2.2 過濾分散功能攪拌器設(shè)計(jì)

如圖3、圖4、圖5所示，具有過濾分散功能的攪拌器結(jié)構(gòu)包括：反應(yīng)釜1、支架2、隔板3、電機(jī)4、旋轉(zhuǎn)軸5、風(fēng)扇葉片6、攪拌棒7、第一排液管8、過濾網(wǎng)9、電磁閥10、第二排液管11。支架2位于反應(yīng)釜1底部，隔板3位于反應(yīng)釜1內(nèi)部中端，電機(jī)4位于反應(yīng)釜1頂部中心，與反應(yīng)釜1螺紋相連。旋轉(zhuǎn)軸5位于電機(jī)4底部，與電機(jī)4緊密相連，并貫穿反應(yīng)釜1以及隔板3，分別與反應(yīng)釜1以及隔板3轉(zhuǎn)動(dòng)相連，風(fēng)扇葉片6有若干件，均勻分布于旋轉(zhuǎn)軸5外壁上端，與旋轉(zhuǎn)軸5螺紋相連。攪拌棒7有若干件，均勻分布于旋轉(zhuǎn)軸5外壁，與旋轉(zhuǎn)軸5螺紋相連。第一排液管8貫穿隔板3底部左右兩側(cè)，與隔板3螺紋相連。過濾網(wǎng)9位于第一排液管8內(nèi)部，與第一排液管8螺紋相連。電磁閥10位于第一排液管8外壁，與第一排液管8螺紋相連。第二排液管11依次貫穿支架2以及反應(yīng)釜1底部中端，與支架2螺紋相連。反應(yīng)釜1內(nèi)部前端上側(cè)設(shè)有密封板101，一端與反應(yīng)釜1轉(zhuǎn)動(dòng)相連，另一端與反應(yīng)釜1卡扣相連。反應(yīng)釜101內(nèi)部前端下側(cè)設(shè)有有機(jī)玻璃102，與反應(yīng)釜1膠水相連。第二排液管11外壁設(shè)有調(diào)節(jié)閥103，與第二排液管11螺紋相連。支架2底部設(shè)有收納箱201，與支架2活動(dòng)相連；支架2左側(cè)設(shè)有變壓器202，與支架2螺紋相連，其左側(cè)設(shè)有插頭203，與變壓器202導(dǎo)線相連；支架2左側(cè)上端設(shè)有定時(shí)器204，與支架2螺紋相連。

在使用此具有過濾分散功能的攪拌器時(shí)，工作人員首先打開密封板101，再將需要加工的液體倒入反應(yīng)釜1，在隔板3的作用下使液體處于反應(yīng)釜1內(nèi)部上端，當(dāng)液體倒入完畢后，關(guān)閉密封板101，再開啟電機(jī)4以及定時(shí)器204，此時(shí)電機(jī)4驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸5帶動(dòng)攪拌棒7以及風(fēng)扇葉片6做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過攪拌棒7的旋轉(zhuǎn)對(duì)反應(yīng)釜1內(nèi)部上端的液體進(jìn)行充分的攪拌。當(dāng)?shù)竭_(dá)定時(shí)器204所設(shè)定的時(shí)間時(shí)，電磁閥10被打開，此時(shí)通過風(fēng)扇葉片6的旋轉(zhuǎn)使攪拌中的液體快速流向第一排料管8，在過濾網(wǎng)9的作用下，對(duì)第一排料管8內(nèi)的液體進(jìn)行過濾，過濾后的液體再由第一排料管8排入反應(yīng)釜1內(nèi)部下端。通過以上方式，反應(yīng)釜1內(nèi)部上端被均勻攪拌后的液體快速通過過濾網(wǎng)9排入反應(yīng)釜1內(nèi)部下端，以此使液體經(jīng)過充分的過濾。在使用該裝置的過程中，工作人員可以通過有機(jī)玻璃102觀察反應(yīng)釜1內(nèi)部下端被過濾液體的儲(chǔ)存量，當(dāng)儲(chǔ)存量達(dá)到需求后，工作人員打開調(diào)節(jié)閥103，此時(shí)反應(yīng)釜1內(nèi)部下端的液體由第二排料管11排入收納箱201，工作人員再將收納箱201內(nèi)的液體移至下一道工序進(jìn)行相應(yīng)的處理即可；同時(shí)，插頭203連接外界電源，以此讓外界電源給該裝置供電，變壓器202是為了確保該裝置電壓的穩(wěn)定，定時(shí)器204與電磁閥10信號(hào)線相連。

圖3 具有過濾分散功能的攪拌器局部主視剖視圖

圖4 具有過濾分散功能的攪拌器局部主視圖

圖5 第一排料管的內(nèi)部局部剖視圖

此款具有過濾分散功能的攪拌器結(jié)構(gòu)巧妙、功能強(qiáng)大、操作簡(jiǎn)單。該裝置可使反應(yīng)釜內(nèi)攪拌的液體處于快速的過濾狀態(tài)，不僅減少了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，還有效地提高了工廠的生產(chǎn)效率。

2.3 反應(yīng)釜專用降噪隔音罩設(shè)計(jì)

在反應(yīng)釜前期調(diào)試過程中，我們發(fā)現(xiàn)新研發(fā)的反應(yīng)釜雖然克服了傳統(tǒng)反應(yīng)釜的諸多缺陷，但是傳統(tǒng)反應(yīng)釜在使用過程中發(fā)出的刺耳噪音問題并未得到徹底解決，而這一問題也會(huì)造成不良后果，如當(dāng)工作人員長(zhǎng)時(shí)間停留在使用狀態(tài)下的反應(yīng)釜旁時(shí)易產(chǎn)生頭暈、頭痛、失眠、多夢(mèng)、記憶力減退、注意力不集中、神經(jīng)衰弱等癥狀。鑒于以上缺陷，有必要設(shè)計(jì)反應(yīng)釜專用降噪隔音罩。反應(yīng)釜專用降噪隔音罩的局部主視、俯視剖視圖見圖6、7。

圖6 反應(yīng)釜專用降噪隔音罩的局部主視圖

圖7 反應(yīng)釜專用降噪隔音罩的局部俯視剖視圖

如圖6、圖7所示，反應(yīng)釜專用降噪隔音罩結(jié)構(gòu)包括：反應(yīng)釜1、第一連接套2、腔體3、負(fù)壓傳感器4、第二連接套5、吸氣泵6、管道7、噪聲傳感器8。第一連接套2貫穿于反應(yīng)釜1，與反應(yīng)釜1螺紋相連；腔體3環(huán)繞于第一連接套2內(nèi)部，與第一連接套2一體相連。負(fù)壓傳感器4位于腔體3內(nèi)部后端中側(cè)，與腔體3螺紋相連。第二連接套5貫穿于第一連接套2，與第一連接套2螺紋相連。吸氣泵6位于第二連接套5外壁前端上側(cè)，與第二連接套5螺紋相連。管道7位于吸氣泵6后端，依次貫穿第二連接套5以及第一連接套2，管道7一端與吸氣泵6螺紋相連，另一端與第一連接套2螺紋相連。噪聲傳感器8位于第二連接套5外壁前端中側(cè)，與第二連接套5螺紋相連。第二連接套5外壁前端下側(cè)設(shè)有顯示器501，與第二連接套5螺紋相連；第二連接套5外壁前端設(shè)有保護(hù)罩502，與第二連接套5螺紋相連，內(nèi)部均設(shè)有若干圓形通孔讓位孔503，反應(yīng)釜1左側(cè)下端設(shè)變壓器101，與反應(yīng)釜1螺紋相連，左側(cè)設(shè)插頭102，與變壓器101導(dǎo)線相連。

工作人員需要提前輸入噪聲傳感器8和負(fù)壓傳感器4的標(biāo)準(zhǔn)值，在使用該反應(yīng)釜專用降噪隔音罩時(shí)，首先開啟反應(yīng)釜1，讓反應(yīng)釜1處于工作狀態(tài)，反應(yīng)釜1工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生噪音，當(dāng)噪音分貝高于噪聲傳感器8設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，噪聲傳感器8被激活，在其作用下吸氣泵6被開啟。此時(shí)，吸氣泵6的吸力作用使腔體3內(nèi)的氣體由管道7排入吸氣泵6，再由吸氣泵6排到外界，以此讓腔體3內(nèi)形成負(fù)壓，目的是讓腔體3內(nèi)處于接近真空的狀態(tài)；當(dāng)腔體3內(nèi)的負(fù)壓值達(dá)到負(fù)壓傳感器4所設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，負(fù)壓傳感器4被激活，在其作用下吸氣泵6停止工作。通過以上方式，第一連接套2內(nèi)部處于接近真空的狀態(tài)，有效地對(duì)反應(yīng)釜1在工作時(shí)產(chǎn)生的噪音進(jìn)行降噪隔音處理；同時(shí)，第二連接套5為隔音材料，對(duì)反應(yīng)釜1工作時(shí)產(chǎn)生的噪音也有降噪隔音作用。該裝置通過雙重方式對(duì)反應(yīng)釜1工作時(shí)產(chǎn)生的噪音進(jìn)行降噪隔音處理。同時(shí)在使用該裝置的過程中，負(fù)壓傳感器4對(duì)腔體3內(nèi)的負(fù)壓值進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并將監(jiān)測(cè)數(shù)值傳遞給顯示器501，工作人員可通過顯示器501顯示的數(shù)值知曉當(dāng)前腔體3內(nèi)負(fù)壓的具體情況；插頭102連接外界電源，以此讓外界電源給該裝置供電；變壓器101是為了確保該裝置電壓的穩(wěn)定；透明材質(zhì)保護(hù)罩502是為了保護(hù)吸氣泵6、噪聲傳感器8以及顯示器501的外觀，讓位孔503不僅讓出了吸氣泵6將腔體3內(nèi)的氣體排到外界空間，還讓出了噪聲傳感器8 監(jiān)測(cè)反應(yīng)釜1 工作時(shí)發(fā)出的噪音，確保該裝置的正常使用；噪聲傳感器8 與吸氣泵6 信號(hào)線相連，負(fù)壓傳感器4 與吸氣泵6 以及顯示器501 信號(hào)線相連。該反應(yīng)釜專用降噪隔音罩可對(duì)工作人員起到保護(hù)作用。和噪音問題，極大地改善了工作環(huán)境，提高了整理劑的生產(chǎn)效率。

3 結(jié)論

反應(yīng)釜、具備過濾分散功能的攪拌器和降噪隔音罩的配合使用，不僅解決了現(xiàn)有反應(yīng)釜功能單一、使用不便、壽命短，反應(yīng)罐外部沒有保溫措施，筒體內(nèi)部熱量容易流失，清洗需要拆開釜蓋，操作較為繁瑣不安全等缺陷，而且進(jìn)一步解決了反應(yīng)釜的過濾