CN101791493A - 一种高粘度流体的连续快速脱泡装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高粘度流体的连续快速脱泡装置，该装置上部为真空脱泡釜，釜上有真空吸口，釜内有伞形件，伞形件上部窄下部宽，伞形件上端连接进料口，在连接处设有狭缝和狭缝调整装置，通过调节狭缝宽度，可使进入的不同粘度和流量的流体都能在伞形件上形成均匀厚度的连续薄膜，实现高质量的快速脱泡。装置下部为螺杆挤出机，配有马达和传动装置，利用马达的转动带动螺杆的旋转，将釜内物料连续不断的输出，实现连续快速脱泡。同时还可以根据需要在釜中设置搅拌装置，此搅拌装置可用底部螺杆带动或在釜顶安装其它动力带动。通过本发明的装置可以实现连续快速脱泡，尤其适用于流体特性会随时间、温度等因素发生变化的高粘度流体。
Description
技术领域
本发明涉及一种高聚物领域的高粘度流体的连续快速脱泡装置。特别适用于高粘度流体生产中的连续快速脱泡。
背景技术
在高粘度聚合物溶液的纺丝过程中，为了提高纤维质量和减少纺丝断头，提高生产率，均需将聚合物溶液进行脱泡处理，除去溶液中的小气泡，通常所用的方法是静止真空脱泡法和狭缝溢流脱泡法。
对于静止脱泡，由于气泡在高粘度流体中的扩散速度很慢，气泡在真空负压下从溶液中下部向表面的迁移需要较长的时间，所以脱泡时间长，对某些高粘度聚合物，如用于芳纶、碳纤维等生产的聚合物原液，当时间超过一定时间后，溶液的流体特性就会发生改变，对纺丝造成不利影响。
狭缝溢流真空脱泡时，聚合物溶液顺桶壁等墙体流下时，由于聚合物溶液表面张力很大，在狭缝处不会自动均匀流下，而是积聚一段时间后会以团状物形状整体留下，形成的薄层液膜不均匀连续，造成无法脱泡或者脱泡效果不好。
有些基于上述问题进行改进的真空脱泡设备，如专利200810082442.X提到的利用在釜上方装置挤膜板的方法，使进入釜中的高粘度流体通过挤膜板上的长圆形窄孔喷出，形成连续的薄膜，掉落到挤膜板下方的真空脱泡塔内，同时对真空脱泡塔内进行抽真空，由于膜很薄，从而缩短脱泡时间。此种方法虽然缩短了脱泡时间，但是不能进行连续生产，必须进行间歇式脱泡，这就降低生产效率，否则要增加设备数量以满足后续应用，这样又会影响批次间的脱泡质量，从而导致最终产品的质量波动。
通常所采用的真空脱泡是将罐或釜的底部密封，流体由上部进入釜腔内并沿伞形件向下流动的过程中在伞形件上形成均匀的薄膜，从而有利于气泡在真空下从流体内部迁移至表面并挥发破裂，这种真空脱泡的时间短且效果很好，但前提是使用于这种设备的流体的粘度和流量必须控制在很窄的一个范围内，即针对不同粘度和流量的流体，设备的灵活性较差，另外由于釜下部密封而不能在脱泡的同时将料从底部排出，也就是不能连续脱泡和排料，影响生产效率。
发明内容
本发明旨在克服高粘度聚合物溶液静止真空脱泡时间长且不能连续脱泡，不能针对不同粘度和流量的流体，设备的灵活性较差等缺陷，提供一种高粘度流体的连续快速脱泡装置。通过本发明的方法可以实现连续快速脱泡，尤其适用于流体特性会随时间发生变化的高粘度流体。
为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：
一种高粘度流体的连续快速脱泡装置，包括封头、真空釜、螺杆挤出设备，装置上部为真空釜，釜上部为圆罐体，釜下部为锥形体，装置下部是螺杆挤出设备；所述封头位于真空釜上部，通过封头法兰与真空釜相连，封头上设有进料口、抽真空吸口和视镜，伞形件位于真空釜和封头内，伞形件呈伞形，尖头朝上并与进料口相连，其特征在于：进料口与伞形件的连接处设有狭缝调整装置，狭缝调整装置内设有狭缝；真空釜下部与螺杆挤出设备中的螺杆相连，螺杆根部侧面设有出料口，螺杆内部和外部设有冷却通道，并设有外冷却介质进口、外冷却介质出口、内冷却介质进口和内冷却介质出口，螺杆末端设有密封装置，密封装置下面设有螺杆稳定装置，螺杆稳定装置下方设有传动装置，传动装置由马达和传动带驱动。
所述的伞形件为一个或者一个以上，自上而下反向串联。
所述的狭缝宽度为0.3-5毫米。
所述的真空釜内可安装搅拌装置。
所述的螺杆为单螺杆或双螺杆。
本发明的工作过程为：
本发明的连续快速脱泡装置上部为真空脱泡釜，釜上有真空吸口，釜内有伞形件，伞形件上部窄下部宽，其上端连接进料口，且在连接处设有狭缝和狭缝调节装置，可以根据流体粘度和流量的大小，调节狭缝大小，使进入的不同粘度和流量的流体都能在伞形件上和沿伞形件边缘流下的过程中形成均匀厚度的流体薄膜，由于膜很薄，膜内的气泡离膜表面很近，因此在真空负压作用下，气泡迅速膨胀、破裂，达到快速脱泡的目的。
装置下部为螺杆挤出机(卸料螺杆)，出料口位于螺杆末端的侧面，螺杆配有马达和传动装置，利用马达的转动带动螺杆的旋转，将釜内物料连续不断的输出，实现连续快速脱泡，通过卸料螺杆能使排出的聚合物溶液保持较高的恒定压力，保证排出的物料具有足够的前进动力和稳定的流量。卸料螺杆末端设有密封装置，这一方面保证了物料在螺杆中保持一定的充满度，另一方面可防止物料泄露造成损失和污染。此外可以根据需要在真空釜内设置搅拌装置或否，搅拌能加快传热速度，搅拌动力可从螺杆处获得，也可在釜顶安装马达带动搅拌。
本发明带来的有益技术效果：该装置有两个优点，一是该装置上部安装有狭缝调整装置，通过调节狭缝宽度，可使进入的不同粘度和流量的流体都能在伞形件上形成均匀厚度的连续薄膜，能够实现高质量的快速脱泡；二是该装置下部安装有卸料螺杆，可以在脱泡的同时进行排料，实现连续脱泡和出料。该装置尤其适用于流体特性会随时间、温度等因素发生变化的流体且该装置灵活性高，生产损失和污染小。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的狭缝和狭缝调节装置的放大图；
图中1为封头，2为进料口，3为抽真空吸口，4为封头视镜，5为伞形件，6为封头法兰，7为真空釜，8为釜体视镜，9为釜体夹套介质进口，10为釜体夹套介质出口，11为出口法兰，12为螺杆，13为螺杆外冷却介质进口，14为螺杆外冷却介质出口，15为出料口，16为密封装置，17为螺杆稳定装置，18为传动装置，19为螺杆内冷却介质出口，20为螺杆内冷却介质进口，21为马达，22为传动带，23为狭缝，24为狭缝调整装置。
具体实施方式：
下面结合本发明的附图对实施例进一步说明：
如图1、2所示，本发明实施例由封头1、进料口2、抽真空吸口3、封头视镜4、伞形件5、封头法兰6、真空釜7、釜体视镜8、釜体夹套介质进口9、釜体夹套介质出口10、出口法兰11、螺杆12、螺杆外冷却介质进口13、螺杆外冷却介质出口14、出料口15、密封装置16、螺杆稳定装置17、传动装置18、螺杆内冷却介质出口19、螺杆内冷却介质进口20、马达21、传动带22、狭缝23，狭缝调整装置24所组成。
封头1位于真空釜7上部，通过封头法兰6与真空釜7相连，真空釜7直径为400-1200毫米，长度700-1500毫米，内部真空度为0.08-0.1MPa，封头1上设有进料口2、抽真空吸口3和封头视镜4，伞形件5位于真空釜7和封头1内，伞形件5呈伞形，尖头朝上并与进料口2相连，连接处设有狭缝23和狭缝调整装置24，通过狭缝调整装置24可以调整h的高度从而调整狭缝L的大小，L为0.3-5毫米，伞形件5下部边缘和真空釜7的内壁之间的距离为8-30毫米，真空釜7上布有一个或多个釜体视镜8，封头视镜4和釜体视镜8用于观察伞形件5上及沿伞形件5边缘流下的过程中流体的成膜情况，真空釜7上设有夹套介质进口9和夹套介质出口10，可通过介质循环起到升降温或稳定釜内流体温度的作用，真空釜7下部设有出口法兰11和螺杆12，螺杆12上部伸入真空釜7内，螺杆12外部设有外冷却介质进口13和外冷却介质出口14，内部设有内冷却介质进口20和内冷却介质出口19，都用于降低螺杆12由于摩擦产生的高温，螺杆12的长径比为1∶2-1∶6，螺杆12根部侧面设有出料口15，物料出口压力为0.1-0.6Mpa，螺杆12根部末端设有密封装置16，密封装置16下面设有螺杆稳定装置17，螺杆稳定装置17下面设有传动装置18，传动装置18由马达21和传动带22驱动。
Claims (5)
1.一种高粘度流体的连续快速脱泡装置，包括封头(1)、真空釜(7)、螺杆挤出设备，装置上部为真空釜(7)，釜上部为圆罐体，釜下部为锥形体，装置下部是螺杆挤出设备；所述封头(1)位于真空釜(7)上部，通过封头法兰(6)与真空釜(7)相连，封头(1)上设有进料口(2)、抽真空吸口(3)和视镜(4)，伞形件(5)位于真空釜(7)和封头(1)内，伞形件(5)呈伞形，尖头朝上并与进料口(2)相连，其特征在于：进料口(2)与伞形件(5)的连接处设有狭缝调整装置(24)，狭缝调整装置内设有狭缝(23)；真空釜(7)下部与螺杆挤出设备中的螺杆(12)相连，螺杆(12)根部侧面设有出料口(15)，螺杆内部和外部设有冷却通道，并设有外冷却介质进口(13)、外冷却介质出口(14)、内冷却介质进口(20)和内冷却介质出口(19)，螺杆(12)末端设有密封装置(16)，密封装置(16)下面设有螺杆稳定装置(17)，螺杆稳定装置(17)下方设有传动装置(18)，传动装置(18)由马达(21)和传动带(22)驱动。
2.根据权利要求1所述的一种高粘度流体的连续快速脱泡装置，其特征在于：所述的伞形件(5)为一个或者一个以上，自上而下反向串联。
3.根据权利要求1或2所述的一种高粘度流体的连续快速脱泡装置，其特征在于：所述的狭缝(23)宽度为0.3-5毫米。
4.根据权利要求1所述的一种高粘度流体的连续快速脱泡装置，其特征在于：所述的真空釜(7)内可安装搅拌装置。
5.根据权利要求1所述的一种高粘度流体的连续快速脱泡装置，其特征在于：所述的螺杆(12)为单螺杆或双螺杆。
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