CN105664832B - 一种氨纶纤维专用喷射雾化扩链反应装置 - Google Patents

一种氨纶纤维专用喷射雾化扩链反应装置 Download PDF

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Abstract

本发明是一种氨纶纤维专用喷射雾化扩链反应装置，该装置在反应釜306内的上部，相对于反应釜306的轴线对称的设有第一物料喷嘴308、第二物料喷嘴309；在该反应釜306内的中部，设有辅助框式搅拌器303和液位变送器304，辅助框式搅拌器303固定在搅拌轴302的上半部，搅拌轴302的下部穿过反应釜306的底部与搅拌器驱动单元301相连接；在反应釜306的底部还设有反应釜出口311，在反应釜306中部的外侧设有反应釜夹套305及冷却流量调节装置310。该装置将两种或两种以上物料计量连续经各自输送系统，进入各自喷嘴在同一釜内高压喷射雾化、对冲、瞬间混合均一、从而使扩链反应均一。

Description

一种氨纶纤维专用喷射雾化扩链反应装置
技术领域
本发明涉及采用高压喷射雾化混合方式的扩链反应装置，属于氨纶弹性纤维扩链反应装置的技术领域。
背景技术
氨纶弹性纤维扩链反应瞬间完成，扩链反应的物料混合不均，局部配置则不均，造成反应粘度也相应不均，特要求用于扩链反应的物料需瞬间混合均一，方可保证反应均一，而现有氨纶弹性纤维扩链反应都采用机械搅拌方式混合，难以实现瞬间混合均一。
图1为现有技术中螺带式搅拌扩链反应釜的示意图，该螺带式搅拌反应釜主要由反应釜本体101、电机102、旋转主轴103、机架104、螺带浆叶105、反应釜夹套106、反应釜出料口107组成。反应釜101内预先分批投放有不同物料，然后，电机102驱动旋转主轴103，旋转主轴103带动螺带浆叶105旋转，螺带浆叶105带动物料混合和扩链反应，反应釜夹套106控制物料反应温度，最终实现不同物料在反应釜101中混合、扩链反应并从反应釜出料口107输出。上述螺带式搅拌反应釜的缺点包括：
⑴处理物料为批次生产，不能实现在线连续自动化生产，属间歇式反应；
⑵每批物料在反应釜中扩链反应的速度、温度、粘度都存在控制差异，易造成产品品质批次差异；
⑶螺带搅拌，不同直径下线速度不同、对应物料混合程度不一、反应不一；
图2为现有技术中国专利号ZL201120058010.2公开的中聚氨酯弹性纤维叶轮机械式搅拌扩链反应器的示意图，该叶轮机械式搅拌扩链反应器主要由本体进料口201、旋转主轴202、第一叶轮203、第二叶轮204、第三叶轮205、双端面机械密封206、本体出料口207、本体夹套208组成。用于扩链反应的多种物料通过各自计量泵同时连续注入聚氨酯弹性纤维扩链反应器入口201，由旋转主轴202带动第一叶轮203、第二叶轮204、第三叶轮205旋转，物料经过第一叶轮203第二叶轮204旋转、切割混合、液层摩擦后反应基本结束，进入第三叶轮205工作腔，通过第三叶轮205辅助搅拌再次混合均匀，经本体出料口207输出；通过调整工作腔内部容积，控制反应时间；通过本体内夹套208，控制反应温度；通过在线粘度检测，控制反应器转速确保实际粘度趋于工艺目标值，最终从本体出料口207输出物料。上述叶轮机械式搅拌混合扩链反应器的缺点包括：
⑴混合由机械搅拌方式实现，瞬间混合不均一、造成反应不均一；
⑵物料经叶轮旋转、切割、液层摩擦、造成物料整体温度偏高、易形成副反应；
⑶通过调整工作腔内部容积，控制反应时间，但生产过程中无法在线调整工作腔容积、无法适应产量在线调整；
⑷反应粘度通过在线粘度检测、调整反应器旋转速度、属事后控制、粘度均一性从整体上看，存在波动；
⑸反应器轴封采用双端面机封、故障率高、维护成本高；
⑹反应器底部进料、顶部出料、存在死角。
发明内容
技术问题：本发明所要解决的技术问题是提供一种氨纶纤维专用喷射雾化方式的扩链反应装置，是一种将两种或两种以上物料计量连续经各自输送系统，进入各自喷嘴在同一釜内高压喷射雾化、对冲、瞬间混合均一、从而使扩链反应均一的一种装置。
技术方案：为解决上述技术问题，打破原有机械方式搅拌混合原理，采用高压喷射雾化，确保混合瞬间均一、反应均一。通过将多种用于扩链的物料通过各自计量泵同时连续高压注入各自喷嘴、在同一釜内雾化、对冲、瞬间均匀混合、实现反应均一、进入反应釜内辅助搅拌区、通过变频器控制辅助搅拌装置转速和冷却流量调节装置控制的反应釜夹套流量进一步精确控制物料温度均一性。同时，通过液位变送器控制反应釜内液位高度。通过喷嘴移动装置可确保在线生产产量调整时的混合均一、反应均一性。克服了原图1螺带搅拌扩链反应釜批次速度、温度、粘度存在控制差异，反应效率低、劳动强度大、无法在线连续自动化生产等缺陷；也克服了图2叶轮搅拌混合扩链反应器瞬间混合不均一、反应不均一，以及液层摩擦温度高形成副反应，同时也无法适应产量在线调整等缺陷。
本发明提供了一种氨纶纤维专用喷射雾化扩链反应装置，该装置包括搅拌器驱动单元、搅拌轴、辅助框式搅拌器、液位变送器、反应釜夹套、反应釜、喷嘴移动装置、第一物料喷嘴、第二物料喷嘴、冷却流量调节装置、反应釜出口、变频器组成，在反应釜内的上部，相对于反应釜的轴线对称的设有第一物料喷嘴、第二物料喷嘴；在该反应釜内的中部，设有辅助框式搅拌器和液位变送器，辅助框式搅拌器固定在搅拌轴的上半部，搅拌轴的下部穿过反应釜的底部与搅拌器驱动单元相连接；在反应釜的底部还设有反应釜出口，在反应釜中部的外侧设有反应釜夹套及冷却流量调节装置。
所述的第一物料喷嘴固定在喷嘴移动装置上，用于调节第一物料喷嘴与第二物料喷嘴之间的距离。
本发明，通过将多种用于扩链的物料通过各自计量泵同时连续高压注入第一物料喷嘴和第二物料喷嘴、在反应釜内高压喷射、雾化、对冲瞬间充分均匀混合，确保了反应均一，并进入反应釜通过变频器控制搅拌器驱动单元带动搅拌轴旋转辅助框式搅拌器辅助搅拌混合。通过液位变送器控制反应釜出口流量控制反应釜内部液位高度稳定；通过冷却流量调节装置控制反应釜夹套冷却介质流量并结合辅助框式搅拌器转速精确控制物料温度。根据生产过程中产量在线调整需要、可通过喷嘴移动装置水平精确移动第一物料喷嘴、调整第一物料喷嘴与第二物料喷嘴间距，确保物料喷射雾化瞬间混合均一效果最佳，从而保证反应均一性，满足产量在线调整需要。
有益效果：本发明优点在于结构新颖，采用高压喷射雾化方式混合，打破原有机械方式搅拌混合原理，确保瞬间混合均一、反应均一；结合辅助搅拌装置及冷却流量调整装置、精确控制物料温度波动；克服了原螺带搅拌混合扩链反应釜批次速度、温度、粘度存在控制差异，反应效率低、劳动强度大；也克服了叶轮搅拌混合扩链反应器瞬间混合不均一、反应不均一，液层摩擦温度高形成副反应，同时也无法适应产量在线调整等缺陷。
附图说明
图1为现有技术中螺带机械式混合搅拌扩链反应釜的示意图；
图1中有：反应釜本体101；电机102；旋转主轴103；机架104；螺带浆叶105；反应釜夹套106；反应釜出料口107；
图2为现有技术中聚氨酯弹性纤维叶轮机械式混合搅拌扩链反应器的示意图；
图2中有：本体进料口201；旋转主轴202；第一叶轮203；第二叶轮204；第三叶轮205；双端面机械密封206；本体出料口207；本体夹套208；
图3为本发明一种氨纶纤维专用喷射雾化扩链反应装置的结构示意图；
图3中包括：搅拌器驱动单元301、搅拌轴302、辅助框式搅拌器303、液位变送器304、反应釜夹套305、反应釜306、喷嘴移动装置307、物料喷嘴308、物料喷嘴309、冷却流量调节装置310、反应釜出口311、变频器312。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述。
本发明如图3为本发明的一种氨纶纤维专用喷射雾化扩链反应装置，该装置包括搅拌器驱动单元301、搅拌轴302、辅助框式搅拌器303、液位变送器304、反应釜夹套305、反应釜306、喷嘴移动装置307、第一物料喷嘴308、第二物料喷嘴309、冷却流量调节装置310、反应釜出口311、变频器312组成，在反应釜306内的上部，相对于反应釜306的轴线对称的设有第一物料喷嘴308、第二物料喷嘴309；在该反应釜306内的中部，设有辅助框式搅拌器303和液位变送器304，辅助框式搅拌器303固定在搅拌轴302的上半部，搅拌轴302的下部穿过反应釜306的底部与搅拌器驱动单元301相连接；在反应釜306的底部还设有反应釜出口311，在反应釜306中部的外侧设有反应釜夹套305及冷却流量调节装置310。
所述的第一物料喷嘴308固定在喷嘴移动装置307上，用于调节第一物料喷嘴308与第二物料喷嘴309之间的距离。
通过将多种用于扩链的物料通过各自计量泵同时连续高压注入第一物料喷嘴308和第二物料喷嘴309、在反应釜306内高压喷射、雾化、对冲瞬间充分均匀混合，确保了反应均一，并进入反应釜306通过变频器312控制搅拌器驱动单元301带动搅拌轴302旋转辅助框式搅拌器303辅助搅拌混合。通过液位变送器304控制反应釜出口311流量控制反应釜306内部液位高度稳定；通过冷却流量调节装置310控制反应釜夹套305冷却介质流量并结合辅助框式搅拌器303转速精确控制物料温度。根据生产过程中产量在线调整需要、可通过喷嘴移动装置307水平精确移动物料喷嘴308、调整物料喷嘴308与物料喷嘴309间距，确保物料喷射雾化瞬间混合均一效果最佳，从而保证反应均一性，满足产量在线调整需要。

Claims (1)

1.一种氨纶纤维专用喷射雾化扩链反应装置，其特征在于，该装置包括搅拌器驱动单元（301）、搅拌轴（302）、辅助框式搅拌器（303）、液位变送器（304）、反应釜夹套（305）、反应釜（306）、喷嘴移动装置（307）、第一物料喷嘴（308）、第二物料喷嘴（309）、冷却流量调节装置（310）、反应釜出口（311）、变频器（312）组成，在反应釜（306）内的上部，相对于反应釜（306）的轴线对称的设有第一物料喷嘴（308）、第二物料喷嘴（309）；在该反应釜（306）内的中部，设有辅助框式搅拌器（303）和液位变送器（304），辅助框式搅拌器（303）固定在搅拌轴（302）的上半部，搅拌轴（302）的下部穿过反应釜（306）的底部与搅拌器驱动单元（301）相连接；在反应釜（306）的底部还设有反应釜出口（311），在反应釜（306）中部的外侧设有反应釜夹套（305）及冷却流量调节装置（310）；
所述的第一物料喷嘴（308）固定在喷嘴移动装置（307）上，用于调节第一物料喷嘴（308）与第二物料喷嘴（309）之间的距离。
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