CN101745331B - 一种均化器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种均化器，所述均化器由至少n个第一圆筒和n-1个第二圆筒间隔相套而成，均化器最内部圆筒和最外部圆筒均为第一圆筒，最外部的第一圆筒顶部封闭并有一开口与外部连通，底部具有一开口与最内部第一圆筒内部连通，其他第一圆筒顶部敞开，所有第一圆筒共用同一均化器底部；所述第二圆筒间隔的套设在其相邻的第一圆筒外侧，第二圆筒顶部封闭，而底部敞开，从而形成均化器内各个第一圆筒和第二圆筒之间相互连通的空间；所述第一圆筒和第二圆筒之间用连接部件相互固定。

Description

一种均化器

技术领域

本发明涉及一种用于液体混合的均化装置，更具体的说，涉及一种均化器。

背景技术

近年来，随着聚酯差别化的品种逐渐增加、制备工艺技术的不断发展，改性聚酯产品的市场需求越来越大，然而由于PET纤维本身的高结晶度、高取向度及较高的玻璃化温度等性能，染料难扩散到PET分子中去，染色困难。为解决PET染色问题，主要可从纺前着色改性、切片共混纺丝改性、共聚改性等几个方面对聚酯进行改性。

目前市场上应用较广泛的是采用第三种方法即加入第三单体进行共聚改性。因此关系到差别化聚酯的性能决定步骤的第三单体在聚酯主链上的合理排布就变得尤为重要，而这一关键因素取决于第三单体与预聚物的混合均因性。

尽管如此，目前在差别化聚酯连续生产装置上还没有技术成熟和效果明显的三单体与预聚物等多相均匀混合的设备和装置。虽然有些厂家开发了一些产品，但其中大多数都是采用安装搅拌系统等装备或运用一些贵重的具有特殊性能的器件来使其混合均匀，但是众所周知，在化工设备中，动力设备增加能耗的同时，也增加了日常的维护费用。而且随着差别化要求和程度的不断提升，可能需要加入第四单体、第五单体等，目前的技术就更难达到使其混合均匀的目的。

譬如专利申请200420089068.3公开了一种均化装置，该装置主要是乳化泵高速旋转运转，使含水原油在高频压力波的作用下产生反复的压缩和扩张效应，同时又受到狭缝剪切力和回旋剪切力的强烈作用，如此综合作用，使原油中的水分产生强烈的分散、乳化、均化作用，形成稳定的小水滴均匀地悬浮于原油之中。通过温度、时间控制器可以根据工作需要自动调节所需要的均化时间和控制温度。

专利申请88213122.2公开了一种涉及适于研磨和均化各种流体和半流体的物料，特别是润滑脂的组合均化器。它由轴(1)、支撑轴承(2，12)、壳体(6)、安装在轴(1)上的磨(5)和均化元件组成。均化元件包括安装在轴(1)上的转环(14)、顶住转环(14)的弹簧(10)、静环(15)、由转环(14)与静环(15)的接触面组成的缝隙(16)和冲击面(17)。加压的物料通过磨(5)研磨后，通过缝隙(16)、并撞击于冲击面(17)上受到研磨和均化。

因此，基于上述各方面的考虑，本发明通过对相关技术研究，开发出一种均化器，能够应用于差别化聚酯等化工行业中含有预聚物、单体、改性单体等多相液体体系并使其混合均匀。

发明内容

本发明首先提供一种均化器，所述均化器结构简单，能够大大增加液体物质均匀化效率。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

一种均化器，所述均化器由至少n个第一圆筒和n-1个第二圆筒间隔相套而成，均化器最内部圆筒和最外部圆筒均为第一圆筒，最外部的第一圆筒顶部封闭并有一进口与外部连通，底部具有一出口与最内部第一圆筒内部连通，其他第一圆筒顶部敞开，所有第一圆筒共用同一均化器底部；所述第二圆筒间隔的套设在其相邻的第一圆筒外侧，第二圆筒顶部封闭，而底部敞开，从而形成均化器内各个第一圆筒和相邻第二圆筒之间相互连通的空间；所述第一圆筒和第二圆筒之间用连接部件相互固定。

譬如，最内部第一圆筒外套设一第二圆筒，所述第二圆筒外再套设一第一圆筒，其外再套设第二圆筒，依次类推，从而形成第一圆筒和相邻第二圆筒相互套设的结构，而最内部和最外部均为第一圆筒。在各个相邻圆筒之间形成相互连通的空间，也就是行腔，供物料运行。

根据前面所述的均化器，所述第一圆筒和其外套设的第二圆筒高度比为1/4～4/5，优选为1/2～2/3。

根据前面所述的均化器，所述第一圆筒和其外套设的第二圆筒半径比为1/3～7/8，优选为7/12～3/4，更优选为2/3。

根据前面任意一项所述的均化器，所述第二圆筒底边缘和均化器底部距离为其内部的相邻的第一圆筒高度的1/5～4/5，优选为1/4～1/3。

根据前面任意一项所述的均化器，所述n为2～4，优选为2或3。

根据前面所述的均化器，当n为2时，最内部第一圆筒高度为第二圆筒的2/3，第二圆筒高度为最外部第一圆筒的1/2。

当n为3时，最内部第一圆筒3高度为套设其外的第二圆筒4的2/3，第二圆筒4高度为第一圆筒12的1/2，第一圆筒12高度为第二圆筒10的3/5，第二圆筒10高度为最外部第一圆筒2的16/25。

当n为3时，第一圆筒(3)的半径为第二圆筒(4)的2/3，第二圆筒(4)半径为第一圆筒(12)的2/3，第一圆筒(12)的半径为第二圆筒(10)的7/12，第二圆筒(10)半径为第一圆筒(2)的3/4。

当n为3时，第二圆筒(4)底部边缘距离均化器底部高度为第一圆筒(3)高度的1/4，第二圆筒(10)底部边缘距离均化器底部为第一圆筒(12)高度的1/3。

当n为3时，均化器最内部的3个圆筒高、半径比对均化性能影响更大一些，当最内部3个圆筒高、半径比和n为2时的均化器为一致时，可以起到更好的均化效果。

根据前面任意一项所述的均化器，所述第一圆筒和第二圆筒为同轴套设。

根据前面任意一项所述的均化器，所述最内部第一圆筒底部为向下突出的圆锥形。

根据前面所述的均化器，所述圆锥形的底角为2～45°，优选为15～30°。

而上述第一圆筒的顶部可以为任意形状，譬如可以为附图中所示的切面为弧形的顶部，甚至可以为一个平面的顶部，这对于本发明目的的实现没有很大的影响，然而本发明优选的是切面为弧形的顶部。

前面所述均化器可以用于聚酯生产，尤其用于差别化聚酯生产。

本发明所采用的均化器具有如下优势：

(1)本发明所提供的均化器结构简单，适合大规模工业生产，加工成本低廉，且使用方便；

(2)本发明所提供的均化器结构合理，可以很大程度增加液体的均匀化程度，并提高均匀化效率。

附图说明

图1为n为2的均化器，其中1为出口、2为最外部的第一圆筒、3为最内部第一圆筒、4为套设在最内部第一圆筒外的第二圆筒、5为第一圆筒和第二圆筒之间的固定条、6为最内部第一圆筒和其外的第二圆筒之间形成的行腔、7、8为最外部第一圆筒和其内的第二圆筒之间形成的行腔、9为进口。

图2为n为3的均化器，其中1为出口、2为最外部的第一圆筒、3为最内部第一圆筒、4为套设在最内部第一圆筒外的第二圆筒、5为第一圆筒和第二圆筒之间的固定条、6为最内部第一圆筒和其外的第二圆筒之间形成的行腔、7、8、11为第一圆筒和套设其外的第二圆筒之间形成的行腔、9为进口、10为套设在第一圆筒12外的第二圆筒、12为套设在第二圆筒4外的第一圆筒。

具体实施方式

以下用实施例对本发明的技术方案作进一步的说明，将有助于对本发明的技术方案的优点，效果有更进一步的了解，实施例不限定本发明的保护范围，本发明的保护范围由权利要求来决定。

实施例1

附图1所示，该装置总共有三个同心圆筒相套而成，最内部的第一圆筒3无盖，高度为有盖的第二圆筒4的2/3，第二圆筒4经过固定条与最外部第一圆筒2相连，第二圆筒4的高度为第一圆筒2高度的一半，第二圆筒底部边缘距离均化器底部距离为第一圆筒3高度的1/4～1/3。第一圆筒3的半径为第二圆筒4的2/3，第二圆筒4的半径为第一圆筒2的2/3。混合物料通过进口9按照箭头方向由第一圆筒2和第二圆筒4组成的行腔7进入第二圆筒4，第二圆筒4通过固定条与外面的第一圆筒2固定在一起，物料在第二圆筒4和第一圆筒3之间形成的行腔6中被后面的物料推动向上运行，当物料在行腔6中的高度超过第一圆筒3的高度时溢出进入有无盖的第一圆筒3，物料沿第一圆筒3内壁流下，最后从出口1出来得到混合均匀的物料，由于物料在均化器中运动行程长，且反复的上下翻滚，可以被很好的混合均匀。另外出口1有一个小的坡度2°～15°防止死角产生。

实施例2

附图2所示，该装置总共有5个圆筒同轴相套而成，其中第一圆筒为3个，第二圆筒为2个，相互同轴套设而成。最内部的第一圆筒3无盖，高度为有盖的第二圆筒4的2/3，第一圆筒3的半径为第二圆筒4的2/3，第二圆筒4底部边缘距离均化器底部高度为第一圆筒3高度的1/4，第二圆筒4经过固定条5与其外部套设的第一圆筒12相连；第二圆筒4的高度为第一圆筒12高度的1/2，第二圆筒4半径为第一圆筒12的2/3，第一圆筒12顶部敞开，而底部与均化器共用一个底部；有盖的第二圆筒10套设在第一圆筒12的外部，第一圆筒12高度为第二圆筒10的3/5，第一圆筒12的半径为第二圆筒10的7/12，第二圆筒10底部边缘距离均化器底部为其内相邻的第一圆筒12高度的1/3，第二圆筒10和第一圆筒12之间通过固定条5固定连接；最外部的第一圆筒2套设在第二圆筒10外面，并作为均化器的外壳，第二圆筒10高度为第一圆筒2高度的16/25，第二圆筒10半径为第一圆筒2的3/4。混合物料通过进口9按照箭头方向由第一圆筒2和第二圆筒10组成的行腔13进入第二圆筒10，物料在第二圆筒10和其内的第一圆筒12之间形成的行腔14中被后面的物料推动向上运行，当物料在行腔14中的高度超过第一圆筒12的高度时溢出进入有无盖的第一圆筒12，物料沿第一圆筒12内壁流下，沿第一圆筒12和其内的第二圆筒4之间形成的行腔8进入第二圆筒4中，物料在第二圆筒4中沿第二圆筒4和其内的第一圆筒3之间形成的行腔6向上运行，当超过第一圆筒3的上边缘后，沿第一圆筒3的内壁流下，最后从出口1出来得到混合均匀的物料，由于物料在均化器中运动行程长，且反复的上下翻滚，可以被很好的混合均匀。另外出口1有一个小的坡度2°～15°防止死角产生。

本发明n为其他数值的具体实施方式，本领域技术人员可以根据本发明说明书的记载，譬如实施例1和实施例2的记载，而很容易的推想出来，而本发明不再一一详细描述。

本发明还提供了如下测试例以说明本发明的均化器使用效果

测试例1

将265℃的特性粘度为100mPa·s的低聚物聚对苯二甲酸乙二醇酯熔体7587.39kg、120℃的特性粘度为1.03mPa·s的乙二醇1438.69kg、60℃的特性粘度为5.78mPa·s的三单体溶液518.66kg、110℃的特性粘度为1.93mPa·s的催化剂溶液108.70kg分别经添加管道加入，经本发明中的均化器装置后，得到了温度为221℃的均相溶液，分别在出口处，全部物料流出过程中开始、中间和结束时三个时间点取样，检测其特性粘度均为100mPa·s，由此可知从温度为265℃的特性粘度为100mPa·s的非均相溶液，到温度为221℃特性粘度为100mPa·s的均相溶液，其粘度没有发生波动，保持均一稳定，说明该均化器的混合均化效果优良。

上表说明，采取本发明所述尺寸比例的均化器，可以对不同物料起到良好的均化作用，从物料的混合流出过程中，在整个流出的开始、中间和结束时分别取样测试粘度，整个流出过程粘度保持均一稳定；而当均化器尺寸比例超出本发明范围后，在整个流出过程中粘度发生波动，说明在物料的流动过程中并没有完全混合均匀，均化效果大大降低。

本发明同时对其他物料的混合也进行了实验，实验结果符合上表的趋势，本发明不再一一列举。

而当n为3时，实验结果也同样符合上表的规定，本发明也不再一一复述。

Claims (33)

1.一种均化器，其特征在于，所述均化器由至少n个第一圆筒和n-1个第二圆筒间隔相套而成，均化器最内部圆筒和最外部圆筒均为第一圆筒，最外部的第一圆筒顶部封闭并有一进口与外部连通，底部具有一出口与最内部第一圆筒内部连通，其他第一圆筒顶部敞开，所有第一圆筒共用同一均化器底部；所述第二圆筒间隔的套设在其相邻的第一圆筒外侧，第二圆筒顶部封闭，而底部敞开，从而形成均化器内各个第一圆筒和相邻第二圆筒之间相互连通的空间；所述第一圆筒和第二圆筒之间用连接部件相互固定；所述n为2～4。

2.根据权利要求1所述的均化器，其特征在于，所述第一圆筒和其外套设的第二圆筒高度比为1/4～4/5。

3.根据权利要求2所述的均化器，其特征在于，所述第一圆筒和其外套设的第二圆筒高度比为1/2～2/3。

4.根据权利要求1～3任意一项所述的均化器，其特征在于，所述第一圆筒和其外套设的第二圆筒半径比为1/3～7/8。

5.根据权利要求4所述的均化器，其特征在于，所述第一圆筒和其外套设的第二圆筒半径比为7/12～3/4。

6.根据权利要求5所述的均化器，其特征在于，所述第一圆筒和其外套设的第二圆筒半径比为2/3。

7.根据权利要求1～3、5、6任意一项所述的均化器，其特征在于，所述第二圆筒底边缘和均化器底部距离为其内部的相邻的第一圆筒高度的1/5～4/5。

8.根据权利要求7所述的均化器，其特征在于，所述第二圆筒底边缘和均化器底部距离为其内部的相邻的第一圆筒高度的1/4～1/3。

9.根据权利要求4所述的均化器，其特征在于，所述第二圆筒底边缘和均化器底部距离为其内部的相邻的第一圆筒高度的1/5～4/5。

10.根据权利要求9所述的均化器，其特征在于，所述第二圆筒底边缘和均化器底部距离为其内部的相邻的第一圆筒高度的1/4～1/3。

11.根据权利要求1～3、5、6、8～10任意一项所述的均化器，其特征在于，所述n为2或3。

12.根据权利要求4所述的均化器，其特征在于，所述n为2或3。

13.根据权利要求7所述的均化器，其特征在于，所述n为2或3。

14.根据权利要求11所述的均化器，其特征在于，当n为2时，最内部第一圆筒高度为第二圆筒的2/3，第二圆筒高度为最外部第一圆筒的1/2。

15.根据权利要求12、13所述的均化器，其特征在于，当n为2时，最内部第一圆筒高度为第二圆筒的2/3，第二圆筒高度为最外部第一圆筒的1/2。

16.根据权利要求11所述的均化器，其特征在于，当n为3时，最内部第一圆筒A(3)高度为套设其外的第二圆筒A(4)的2/3，第二圆筒A(4)高度为第一圆筒B(12)的1/2，第一圆筒B(12)高度为第二圆筒B(10)的3/5，第二圆筒B(10)高度为最外部第一圆筒C(2)的16/25；第一圆筒C(3)的半径为第二圆筒A(4)的2/3，第二圆筒A(4)半径为第一圆筒B(12)的2/3，第一圆筒B(12)的半径为第二圆筒B(10)的7/12，第二圆筒B(10)半径为第一圆筒C(2)的3/4；第二圆筒A(4)底部边缘距离均化器底部高度为第一圆筒A(3)高度的1/4，第二圆筒B(10)底部边缘距离均化器底部为第一圆筒B(12)高度的1/3。

17.根据权利要求12、13所述的均化器，其特征在于，当n为3时，最内部第一圆筒A(3)高度为套设其外的第二圆筒A(4)的2/3，第二圆筒A(4)高度为第一圆筒B(12)的1/2，第一圆筒B(12)高度为第二圆筒B(10)的3/5，第二圆筒B(10)高度为最外部第一圆筒C(2)的16/25；第一圆筒C(3)的半径为第二圆筒A(4)的2/3，第二圆筒A(4)半径为第一圆筒B(12)的2/3，第一圆筒B(12)的半径为第二圆筒B(10)的7/12，第二圆筒B(10)半径为第一圆筒C(2)的3/4；第二圆筒A(4)底部边缘距离均化器底部高度为第一圆筒A(3)高度的1/4，第二圆筒B(10)底部边缘距离均化器底部为第一圆筒B(12)高度的1/3。

18.根据权利要求1～3、5、6、8～10、12～14、16任意一项所述的均化器，其特征在于，所述第一圆筒和第二圆筒为同轴套设。

19.根据权利要求4所述的均化器，其特征在于，所述第一圆筒和第二圆筒为同轴套设。

20.根据权利要求7所述的均化器，其特征在于，所述第一圆筒和第二圆筒为同轴套设。

21.根据权利要求11所述的均化器，其特征在于，所述第一圆筒和第二圆筒为同轴套设。

22.根据权利要求15所述的均化器，其特征在于，所述第一圆筒和第二圆筒为同轴套设。

23.根据权利要求1～3、5、6、8～10、12～14、16、19～22任意一项所述的均化器，其特征在于，所述最内部第一圆筒底部为向下突出的圆锥形。

24.根据权利要求4所述的均化器，其特征在于，所述最内部第一圆筒底部为向下突出的圆锥形。

25.根据权利要求7所述的均化器，其特征在于，所述最内部第一圆筒底部为向下突出的圆锥形。

26.根据权利要求11所述的均化器，其特征在于，所述最内部第一圆筒底部为向下突出的圆锥形。

27.根据权利要求15所述的均化器，其特征在于，所述最内部第一圆筒底部为向下突出的圆锥形。

28.根据权利要求17所述的均化器，其特征在于，所述最内部第一圆筒底部为向下突出的圆锥形。

29.根据权利要求18所述的均化器，其特征在于，所述最内部第一圆筒底部为向下突出的圆锥形。

30.根据权利要求23所述的均化器，其特征在于，所述圆锥形的底角为2～45°。

31.根据权利要求30所述的均化器，其特征在于，所述圆锥形的底角为15～30°。

32.根据权利要求24～29所述的均化器，其特征在于，所述圆锥形的底角为2～45°。

33.根据权利要求32所述的均化器，其特征在于，所述圆锥形的底角为15～30°。

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