適用于超高粘度流體的臥式反應(yīng)器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種適用于超高粘度流體的臥式反應(yīng)器。解決了現(xiàn)有設(shè)備不能很好的采用本體聚合方法制備合成橡膠或聚脂等制備的問(wèn)題。它包括殼體、驅(qū)動(dòng)裝置，所述的殼體內(nèi)設(shè)有攪拌軸，所述攪拌軸的一端與驅(qū)動(dòng)裝置相連接，所述殼體的一端設(shè)有用于與進(jìn)料閥連通的進(jìn)料孔，另一端上設(shè)有與攪拌軸垂直設(shè)置的擠出裝置，所述的攪拌軸上設(shè)有螺旋葉片，所述螺旋葉片帶上設(shè)有多個(gè)回流孔，所述回流孔的數(shù)量從靠近驅(qū)動(dòng)裝置端依次向擠出裝置端遞減且回流孔的孔徑依次增大。本實(shí)用新型按本體聚合工藝的特點(diǎn)，在一定壓力和溫度控制下完成較低粘度到超高粘度分子量的轉(zhuǎn)變、調(diào)節(jié)，降解等工藝過(guò)程，具有高效、低耗、環(huán)保、能連續(xù)作業(yè)等優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】適用于超高粘度流體的臥式反應(yīng)器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種混合器，具體涉及一種適用于超高粘度流體的臥式反應(yīng)器?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]目前國(guó)內(nèi)外合成橡膠或聚脂等制備，一般均采用溶液或乳液聚合反應(yīng)工藝，這兩種聚合反應(yīng)在反應(yīng)過(guò)程中需添加各種溶劑和助劑，而這些將產(chǎn)生反應(yīng)副產(chǎn)物，后期必須用各種工藝手段以予處理，其過(guò)程復(fù)雜、難度大、成本高。隨著工業(yè)技術(shù)水平的提高和人們對(duì)低耗環(huán)保的要求，國(guó)內(nèi)外科研人員正在努力用本體聚合反應(yīng)方法去完成象聚合物熔體或高濃度聚合物溶液等超高粘度聚合物的制備，但由于本體聚合終點(diǎn)反應(yīng)的物料粘度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于溶液或乳液聚合反應(yīng)，而且是一種非牛頓流體(非牛頓流體，是指不滿足牛頓黏性實(shí)驗(yàn)定律的流體，即其剪應(yīng)力與剪切應(yīng)變率之間不是線性關(guān)系的流體)，粘度高時(shí)可達(dá)U=IOOO pa.s以上，因此給本體聚合反應(yīng)工業(yè)化帶來(lái)極大的困難。
[0003]現(xiàn)有高粘度聚合反應(yīng)設(shè)備通常用真空脫揮技術(shù)或螺桿擠出技術(shù)，這兩種技術(shù)均難以解決本體聚合的分子量轉(zhuǎn)變、溶解、傳質(zhì)等工藝過(guò)程中的問(wèn)題。真空脫揮技術(shù)一般是通過(guò)螺桿功能、螺桿間留有間隙，物料進(jìn)入螺桿時(shí)，從螺桿的隙縫之間經(jīng)過(guò)形成膜狀，在真空和高于揮發(fā)性成分沸點(diǎn)的狀態(tài)下降解、氣化、脫揮，這種設(shè)備雖多次重復(fù)工作，能使聚合物中副產(chǎn)物脫揮，但聚合過(guò)程中產(chǎn)生的熱量不易控制，在不能及時(shí)有效降低聚合過(guò)程中產(chǎn)生的大量熱量，會(huì)導(dǎo)致聚合物產(chǎn)品品質(zhì)的降低，甚至出現(xiàn)爆聚。螺桿擠出技術(shù)在螺桿嚙合的作用下，由于同向或異向旋轉(zhuǎn)，能完成中、高粘度物料的摻混均化、脫揮等工藝過(guò)程，但螺桿擠出機(jī)用于超高粘度物料時(shí)，由于物料粘度大，易容堆積堵塞，輸送效果差、耗能高、生產(chǎn)力小，特別是超高粘度物料的反應(yīng)需要一個(gè)緩慢的過(guò)程，而螺桿擠出機(jī)物料停留時(shí)間較短，無(wú)法滿足超高粘度物料化學(xué)反應(yīng)，。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決【背景技術(shù)】中現(xiàn)有設(shè)備不能很好的采用本體聚合方法制備合成橡膠或聚脂等制備的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種適用于超高粘度流體的臥式反應(yīng)器。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種適用于超高粘度流體的臥式反應(yīng)器，包括殼體、驅(qū)動(dòng)裝置，所述的殼體內(nèi)設(shè)有攪拌軸，所述攪拌軸的一端與驅(qū)動(dòng)裝置相連接，所述殼體的一端設(shè)有用于與進(jìn)料閥連通的進(jìn)料孔，另一端上設(shè)有與攪拌軸垂直設(shè)置的擠出裝置，所述的攪拌軸上設(shè)有螺旋葉片帶，所述螺旋葉片帶上設(shè)有多個(gè)回流孔，所述回流孔的數(shù)量從靠近驅(qū)動(dòng)裝置端依次向擠出裝置端遞減且回流孔的孔徑依次增大。
[0006]作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，相隔一個(gè)螺距的回流孔在其與攪拌軸軸線平行的直線位置上相對(duì)錯(cuò)位設(shè)置。
[0007]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述殼體上設(shè)有供冷、熱介質(zhì)流通的流體通道。
[0008]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)減速機(jī)、聯(lián)軸器與攪拌軸相連。[0009]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述攪拌軸的兩端均設(shè)有液封動(dòng)環(huán)和液封靜環(huán)座，所述的液封靜環(huán)座上設(shè)有流體進(jìn)出口，所述的液封動(dòng)環(huán)上固定有密封件，所述的液封靜環(huán)座與攪拌軸之間形成環(huán)形供冷、熱介質(zhì)流通的流體空腔，所述的流體空腔通過(guò)密封件密封，所述的攪拌軸為空心體，所述空心體攪拌軸上設(shè)有通孔，所述液封靜環(huán)座上的流體進(jìn)出口通過(guò)流體空腔與空心體攪拌軸上的通孔相連通。
[0010]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的液封動(dòng)環(huán)包括第一滑塊和第二滑塊，所述第二滑塊通緊定螺釘固定在攪拌軸上，所述的第一滑塊和第二滑塊通過(guò)傳動(dòng)螺栓連接，所述的第一滑塊和第二滑塊沿傳動(dòng)螺栓軸向方向滑移配合。
[0011]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的第一滑塊和第二滑塊之間形成滑槽，所述的滑槽內(nèi)設(shè)有復(fù)位彈簧
[0012]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的擠出裝置包括擠出螺桿和控制擠出螺桿速度的變頻電機(jī)。
[0013]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的驅(qū)動(dòng)裝置為驅(qū)動(dòng)減速電機(jī)。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果是，按超高粘度本體聚合工藝的特點(diǎn)，在一定壓力和溫度控制下完成較低粘度到超高粘度分子量的轉(zhuǎn)變、調(diào)節(jié)，降解等工藝過(guò)程。在低粘度時(shí)，螺旋葉片上多個(gè)回流孔能使物料充分的混合、流體，隨著混合中物料的粘度的增加，螺旋葉片上的回流孔數(shù)量減少且回流孔的孔徑依次增大，使物料不斷錯(cuò)位摻和，聚合反應(yīng)將近結(jié)束，聚合物無(wú)法自行流動(dòng)，螺旋片上不再有回流孔，完全靠螺旋葉片的推進(jìn)和擠出螺桿出料，同時(shí)殼體上的流體通道和空心體的攪拌軸中的冷卻水帶走聚合產(chǎn)生的大量熱量。本實(shí)用新型能避免殼體內(nèi)堵塞，輸送效果差、耗能高、生產(chǎn)力小、反應(yīng)時(shí)間短等缺陷。本實(shí)用新型中隨著聚合反應(yīng)的作用，物料粘度逐步升高，螺旋葉片帶上的回流孔減少，孔徑增大，實(shí)現(xiàn)聚合物在每節(jié)螺旋葉片間再混合、摻和，更適應(yīng)按本體聚合工藝的特點(diǎn)，使本體聚合技術(shù)逐步實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，而且本實(shí)用新型還具有高效、低耗、環(huán)保、能連續(xù)作業(yè)等優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]附圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]附圖2為附圖1中I處的結(jié)構(gòu)放大示意圖。
[0017]附圖3為附圖2中II處的結(jié)構(gòu)放大示意圖。
[0018]圖中，1、殼體；11、進(jìn)料孔；12、流體通道；2、驅(qū)動(dòng)裝置；3、攪拌軸；31、螺旋葉片帶；311、回流孔；32、通孔；4、進(jìn)料閥；5、擠出裝置；51、擠出螺桿；52、變頻電機(jī)；6、減速機(jī)；7、聯(lián)軸器；8、液封動(dòng)環(huán)；81、第一滑塊；82、第二滑塊；83、傳動(dòng)螺栓；84、滑槽；85、復(fù)位彈簧；86、O形圈；87、緊定螺釘；9、液封靜環(huán)座；91、流體進(jìn)出口 ；92、流體空腔；10、密封件。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0020]由圖1結(jié)合圖2、圖3所示，一種適用于超高粘度流體的臥式反應(yīng)器，包括殼體1、驅(qū)動(dòng)裝置2，所述的殼體I內(nèi)設(shè)有攪拌軸3，所述攪拌軸3的一端與驅(qū)動(dòng)裝置2相連接，具體的說(shuō)，所述的驅(qū)動(dòng)裝置2通過(guò)減速機(jī)6、聯(lián)軸器7與攪拌軸3相連。所述殼體I的一端設(shè)有用于與進(jìn)料閥4連通的進(jìn)料孔11，另一端上設(shè)有與攪拌軸3垂直設(shè)置的擠出裝置5，所述的攪拌軸3上設(shè)有螺旋葉片帶31，所述螺旋葉片帶31上設(shè)有多個(gè)回流孔311，所述回流孔311的數(shù)量從靠近驅(qū)動(dòng)裝置2端依次向擠出裝置5端遞減且回流孔311的孔徑依次增大。本實(shí)用新型的有益效果是，按超高粘度本體聚合工藝的特點(diǎn)，在一定壓力和溫度控制下完成較低粘度到超高粘度分子量的轉(zhuǎn)變、調(diào)節(jié)，降解等工藝過(guò)程。在低粘度時(shí)，螺旋葉片上多個(gè)回流孔能使物料充分的混合、流體，隨著混合中物料的粘度的增加，螺旋葉片上的回流孔數(shù)量減少且回流孔的孔徑依次增大，使物料不斷錯(cuò)位摻和，聚合反應(yīng)將近結(jié)束，聚合物無(wú)法自行流動(dòng)，螺旋片上不再有回流孔，完全靠螺旋葉片的推進(jìn)和擠出螺桿出料，同時(shí)殼體上的流體通道和空心體的攪拌軸中的冷卻水帶走聚合產(chǎn)生的大量熱量。本實(shí)用新型能避免殼體內(nèi)堵塞，輸送效果差、耗能高、生產(chǎn)力小、反應(yīng)時(shí)間短等缺陷。本實(shí)用新型中隨著聚合反應(yīng)的作用，物料粘度逐步升高，螺旋葉片帶上的回流孔減少，孔徑增大，實(shí)現(xiàn)聚合物在每節(jié)螺旋葉片間再混合、摻和，更適應(yīng)按本體聚合工藝需較長(zhǎng)時(shí)間緩慢反應(yīng)的特點(diǎn)，使本體聚合技術(shù)逐步實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，而且本實(shí)用新型還具有高效、低耗、環(huán)保、能連續(xù)作業(yè)等優(yōu)點(diǎn)。
[0021]相隔一個(gè)螺距的回流孔311在其與攪拌軸3軸線平行的直線位置上相對(duì)錯(cuò)位設(shè)置。根據(jù)粘度的變化和物料自流性能，在不同位置上設(shè)置錯(cuò)位的回流孔，實(shí)現(xiàn)了流體在每節(jié)螺旋葉片帶間再分配，更利于物料的混合。
[0022]所述攪拌軸3的兩端均設(shè)有液封動(dòng)環(huán)8和液封靜環(huán)座9，所述的液封靜環(huán)座9上設(shè)有流體進(jìn)出口 91，所述的液封動(dòng)環(huán)8上固定有密封件10，所述的液封靜環(huán)座9與攪拌軸3之間形成環(huán)形供冷、熱介質(zhì)流通的流體空腔92，所述的流體空腔92通過(guò)密封件10密封和O形圈86密封，所述的攪拌軸3為空心體，所述空心體攪拌軸3上設(shè)有通孔32，所述液封靜環(huán)座9上的流體進(jìn)出口 91通過(guò)流體空腔92與空心體攪拌軸3上的通孔32相連通。具體的說(shuō)，所述的液封動(dòng)環(huán)8包括第一滑塊81和第二滑塊82，所述第二滑塊82通過(guò)緊定螺釘87固定在攪拌軸3上，所述的第一滑塊81和第二滑塊82通過(guò)傳動(dòng)螺栓83連接，所述的第一滑塊81和第二滑塊82沿傳動(dòng)螺栓83軸向方向滑移配合。更具體的說(shuō)，所述的第一滑塊81和第二滑塊82之間形成滑槽84，所述的滑槽84內(nèi)設(shè)有復(fù)位彈簧85。這樣的結(jié)構(gòu)能及時(shí)提供冷、熱介質(zhì)，控制調(diào)節(jié)聚合反應(yīng)溫度，避免聚合物產(chǎn)品品質(zhì)的降低或者爆聚的出現(xiàn)。第二滑塊通過(guò)緊定螺釘固定在攪拌軸3上，而且第一滑塊和第二滑塊通過(guò)傳動(dòng)螺栓連接，使得第一滑塊、第二滑塊都隨攪拌軸轉(zhuǎn)動(dòng)，復(fù)位彈簧的設(shè)置使得第一滑塊能可靠的壓緊液封動(dòng)環(huán)，使得液封動(dòng)環(huán)能可靠的被密封。
[0023]所述的擠出裝置5包括擠出螺桿51和控制擠出螺桿51運(yùn)動(dòng)的變頻電機(jī)52。所述的驅(qū)動(dòng)裝置2為驅(qū)動(dòng)減速電機(jī)。根據(jù)初始物料和終點(diǎn)物料粘度，調(diào)整驅(qū)動(dòng)減速電機(jī)和變頻電機(jī)的轉(zhuǎn)速，可達(dá)到物料流速和聚合反應(yīng)時(shí)間、轉(zhuǎn)換率的控制，使得物料混合更可控。
[0024]各位技術(shù)人員須知:雖然本發(fā)明已按照上述【具體實(shí)施方式】做了描述，但是本發(fā)明的發(fā)明思想并不僅限于此實(shí)施方式，任何運(yùn)用本發(fā)明思想的改裝，都將納入本專(zhuān)利專(zhuān)利權(quán)保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種適用于超高粘度流體的臥式反應(yīng)器，其特征在于:包括殼體(I)、驅(qū)動(dòng)裝置(2)，所述的殼體(I)內(nèi)設(shè)有攪拌軸(3)，所述攪拌軸(3)的一端與驅(qū)動(dòng)裝置(2)相連接，所述殼體(I)的一端設(shè)有用于與進(jìn)料閥(4)連通的進(jìn)料孔(11)，另一端上設(shè)有與攪拌軸(3)垂直設(shè)置的擠出裝置(5)，所述的攪拌軸(3)上設(shè)有螺旋葉片帶(31)，所述螺旋葉片帶(31)上設(shè)有多個(gè)回流孔(311)，所述回流孔(311)的數(shù)量從靠近驅(qū)動(dòng)裝置(2)端依次向擠出裝置(5)端遞減且回流孔(311)的孔徑依次增大。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于超高粘度流體的臥式反應(yīng)器，其特征在于相隔一個(gè)螺距的回流孔(311)在其與攪拌軸(3)軸線平行的直線位置上相對(duì)錯(cuò)位設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于超高粘度流體的臥式反應(yīng)器，其特征在于所述殼體(I)上設(shè)有供冷、熱介質(zhì)流通的流體通道(12)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于超高粘度流體的臥式反應(yīng)器，其特征在于所述的驅(qū)動(dòng)裝置(2 )通過(guò)減速機(jī)(6 )、聯(lián)軸器(7 )與攪拌軸(3 )相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于超高粘度流體的臥式反應(yīng)器，其特征在于所述攪拌軸(3)的兩端均設(shè)有液封動(dòng)環(huán)(8)和液封靜環(huán)座(9)，所述的液封靜環(huán)座(9)上設(shè)有流體進(jìn)出口(91)，所述的液封動(dòng)環(huán)(8)上固定有密封件(10)，所述的液封靜環(huán)座(9)與攪拌軸(3)之間形成環(huán)形供冷、熱介質(zhì)流通的流體空腔(92)，所述的流體空腔(92)通過(guò)密封件(10)和O形圈(86)密封，所述的攪拌軸(3)為空心體，所述空心體攪拌軸(3)上設(shè)有通孔(32)，所述液封靜環(huán)座(9 )上的流體進(jìn)出口( 91)通過(guò)流體空腔(92 )與空心體攪拌軸(3 )上的通孔(32 )相連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的適用于超高粘度流體的臥式反應(yīng)器，其特征在于所述的液封動(dòng)環(huán)(8)包括第一滑塊(81)和第二滑塊(82)，所述第二滑塊(82)通過(guò)緊定螺釘(87)固定在攪拌軸(3)上，所述的第一滑塊(81)和第二滑塊(82)通過(guò)傳動(dòng)螺栓(83)連接，所述的第一滑塊(81)和第二滑塊(82)沿傳動(dòng)螺栓(83)軸向方向滑移配合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的適用于超高粘度流體的臥式反應(yīng)器，其特征在于所述的第一滑塊(81)和第二滑塊(82)之間形成滑槽(84)，所述的滑槽(84)內(nèi)設(shè)有復(fù)位彈簧(85)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于超高粘度流體的臥式反應(yīng)器，其特征在于所述的擠出裝置(5 )包括擠出螺桿(51)和控制擠出螺桿(51)速度的變頻電機(jī)(52 )。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于超高粘度流體的臥式反應(yīng)器，其特征在于所述的驅(qū)動(dòng)裝置(2)為驅(qū)動(dòng)減速電機(jī)。
【文檔編號(hào)】B01J19/18GK203591806SQ201320792192
【公開(kāi)日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2013年12月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月6日
【發(fā)明者】王一帆, 黃寶琛, 胡小春, 王適之 申請(qǐng)人:浙江長(zhǎng)江攪拌設(shè)備有限公司