CN108479682A - 一种适合超高粘聚合体系的搅拌器 - Google Patents
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Abstract
本方案公开了一种适合超高粘聚合体系的搅拌器，具有由内搅拌轴和外搅拌轴共轴设置的两套搅拌系统，外螺带电机和外螺带减速机控制外搅拌轴带动外螺带旋转，内螺带电机和内螺带减速机控制内搅拌轴带动内螺带旋转，两套搅拌系统独立运转，从而达到釜体内部物料充分搅拌，减少釜体内死区，可防止超高粘度物料聚合反应过程中聚合物抱团导致混合功能失效的问题。
Description
技术领域
本发明涉及高效搅拌设备技术领域，具体的说，是涉及一种适合超高粘聚合体系的搅拌器。
背景技术
新型高效搅拌设备的开发是以相关产业的需求为背景的，近年来高分子材料领域中的进步促进了高粘流体搅拌设备的进一步发展，而聚合反应又是典型的高粘(100～500Pa.S)流体或超高粘(≥500Pa.S)流体的反应，有些还伴随高温、高压或高真空等苛刻条件，几乎是所有工业反应中最难的那种。对于工业聚合生产而言，聚合物的质量与生产成本的高低，不仅取决于聚合反应工艺，还受制于聚合反应器的结构型式。
传统的搅拌器装置，如图1所示，在超高粘聚合体系的研发运用过程中普遍存在以下缺陷：传统的大直径低转速搅拌器(如框式搅拌器、锚式搅拌器、螺带式搅拌器等)只能解决高粘度流体的宏观混合问题，而分散度则严重不足，所以，许多单元操作需要通过长时间的搅拌来达到目的，其混合质量和效率十分低下；常规的适用于高粘物料的设备有双螺带搅拌器、内外单螺带、螺带-螺杆式搅拌器等。以上几种螺带式搅拌器的螺带一般都用拉杆与轴连接，焊接在轴上的拉杆起到支撑螺带和传递扭矩的作用。一般处理超高粘聚合体系的设备内部都力求结构简单，内构件越少越好，拉杆的存在使得物料容易附着在上面，抱团、结块，使得物料混合效果不好。
另外，传统的处理高粘物料的搅拌设备出料无论立式还是卧式设备，一般都是利用釜内的搅拌器将物料推送至放料口，通过物料自身的流动性流出放料口至后面单元。而有些超高粘性的物料流动性并不好，就像面团一样粘在一个地方就停留在那里，没有外界强制的推动是不会自行到达流出放料口的。这样的结构往往导致物料全部堵在放料口出不来，放料困难。
因此，如何提供一种适合超高粘聚合体系的搅拌器，能够解决超高粘度物料聚合反应过程中聚合物抱团导致混合功能失效的问题，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种适合超高粘聚合体系的搅拌器，能够解决超高粘度物料聚合反应过程中聚合物抱团导致混合功能失效的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种适合超高粘聚合体系的搅拌器，包括电机、减速机、搅拌轴、搅拌螺带、釜体以及出料机构，其特征在于，所述搅拌轴包括共轴且独立旋转的外搅拌轴和内搅拌轴，所述电机包括分别用于控制所述外搅拌轴和所述内搅拌轴的外螺带电机和内螺带电机，所述减速机包括分别用于控制所述外搅拌轴和所述内搅拌轴的外螺带减速机和内螺带减速机，所述外搅拌轴和所述内搅拌轴上分别设置有外螺带和内螺带。
优选地，在上述适合超高粘聚合体系的搅拌器中，所述外螺带靠近所述釜体的釜壁，所述外螺带一端通过悬臂设置于所述外搅拌轴上；所述内螺带位于所述釜体的釜中心。
优选地，在上述适合超高粘聚合体系的搅拌器中，所述外搅拌轴和所述内搅拌轴的旋转方向和旋转速度不同，所述外螺带推动所述釜体的釜壁物料往上提，所述内螺带推动所述釜体的釜中心的物料往下压。
优选地，在上述适合超高粘聚合体系的搅拌器中，所述外螺带和所述内螺带的端部均设有拉杆且中间位置均为无拉杆设置。
优选地，在上述适合超高粘聚合体系的搅拌器中，所述外螺带和所述内螺带的形状均为螺旋状，整体宽度上宽下窄。
优选地，在上述适合超高粘聚合体系的搅拌器中，所述釜体的中上部呈直筒形且底部呈锥形。
优选地，在上述适合超高粘聚合体系的搅拌器中，所述出料机构与所述釜体底部连接处的封头角度小于100°。
优选地，在上述适合超高粘聚合体系的搅拌器中，所述出料机构处的所述内搅拌轴上设置有螺旋叶片。
优选地，在上述适合超高粘聚合体系的搅拌器中，所述出料机构包括出料管，以及连接所述出料管和所述釜体底端的出料法兰。
优选地，在上述适合超高粘聚合体系的搅拌器中，所述出料机构还包括设置在所述出料管外部的出料管夹套。
本发明公开了一种适合超高粘聚合体系的搅拌器，包括电机、减速机、搅拌轴、搅拌螺带、釜体以及出料机构，其中，搅拌轴包括共轴且独立旋转的外搅拌轴和内搅拌轴，所述电机包括分别用于控制所述外搅拌轴和所述内搅拌轴的外螺带电机和内螺带电机，所述减速机包括分别用于控制所述外搅拌轴和所述内搅拌轴的外螺带减速机和内螺带减速机，所述外搅拌轴和所述内搅拌轴上分别设置有外螺带和内螺带。
本方案具有由内搅拌轴和外搅拌轴共轴设置的两套搅拌系统，外螺带电机和外螺带减速机控制外搅拌轴带动外螺带旋转，内螺带电机和内螺带减速机控制内搅拌轴带动内螺带旋转，两套搅拌系统独立运转，从而达到釜体内部物料充分搅拌，减少釜体内死区，可防止超高粘度物料聚合反应过程中聚合物抱团导致混合功能失效的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1是传统搅拌器的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的适合超高粘聚合体系的搅拌器的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的出料机构的结构示意图。
图中：外螺带电机201、外螺带减速机202、外搅拌轴密封103、内螺带电机101、内螺带减速机102、内搅拌轴密封203、外搅拌轴301、内搅拌轴302、外螺带303、内螺带304、传动头305、外螺带拉杆306、内螺带拉杆307、釜体4、出料机构5、锥形封头501、夹套502、出料法兰503、出料管504、出料管夹套505、螺旋叶片506。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种适合超高粘聚合体系的搅拌器，能够解决超高粘度物料聚合反应过程中聚合物抱团，导致混合功能失效的问题。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-图3所示，本发明公开了一种适合超高粘聚合体系的搅拌器，包括电机、减速机、搅拌轴、搅拌螺带、釜体4以及出料机构5，其中，搅拌轴包括共轴且独立旋转的外搅拌轴301和内搅拌轴302，电机包括分别用于控制外搅拌轴301和内搅拌轴302的外螺带电机201和内螺带电机101，减速机包括分别用于控制外搅拌轴301和内搅拌轴302的外螺带减速机202和内螺带减速机102，外搅拌轴301和内搅拌轴302上分别设置有外螺带303和内螺带304。外搅拌轴301为空心轴，内搅拌轴穿过外搅拌轴302的空心部分。
本方案具有由内搅拌轴和外搅拌轴共轴设置的两套搅拌系统，外螺带电机201和外螺带减速机202控制外搅拌轴301带动外螺带303旋转，内螺带电机101和内螺带减速机102控制内搅拌轴302带动内螺带304旋转，两套搅拌系统独立运转，从而达到釜体4内部物料充分搅拌，减少釜体内死区，可防止超高粘度物料(≥500Pa.S)聚合反应过程中聚合物抱团导致混合功能失效的问题。
作为优选方案，外螺带303靠近釜体4的釜壁，外螺带303一端通过悬臂设置于外搅拌轴301上；内螺带304位于釜体4的釜中心。由于超高粘聚合体系的传热问题，具体可要求外螺带303与釜壁的间隙尽量小，考虑到整个搅拌系统为悬臂设计，最终将间隙定为单边10毫米。
悬臂与外搅拌轴301连接处设置有传动头305。
特别的，两套搅拌系统以不同转速不同方向独立运转，外搅拌轴301和内搅拌轴302的旋转方向和旋转速度不同，外螺带303推动釜体4的釜壁物料往上提，内螺带304推动釜体4的釜中心的物料往下压，从而形成全釜物料的上下循环。釜内死区少，可防止超高粘聚合物抱团导致混合功能失效。
设置在外部的外螺带303起到了推动靠近釜壁物料的作用，设置在中心部分的内螺带304起到了轴向混合的能力，形成全釜近壁物料的连续轴向混合流，对于超高粘度物料的作用范围提高，实现了整个釜内上下、内外混合均匀的目的。
作为优选方案，外螺带303和内螺带304的端部均设有拉杆且中间位置均为无拉杆设置。将搅拌器的内外螺带中间的拉杆取消，只是在外螺带303和内螺带304的上下端各设置一根拉杆予以固定。这样做的好处是：1.由于外螺带叶片中间无拉杆设计，为内螺带搅拌器独立运转提供空间；2.设备内构件减少，消除积料因素，物料不容易抱团结块。3.没有拉杆的阻碍，内外物料更能顺畅的上下混合。
外螺带303和内螺带304的形状均为螺旋状，整体宽度上宽下窄。外螺带303和内螺带304的数量均为两条。
釜体4的中上部呈直筒形且底部呈锥形。釜体4的筒身上设置有夹套502。
为了解决超高粘物料的出料难问题，出料机构5与釜体4底部连接处的封头角度小于100°。封头角度即为轴线切面上釜体4锥形封头501两侧壁的夹角。
现有搅拌设备的下封头常用椭圆形封头或120°锥封头，具体地，本方案可设置为90°锥形封头。为了防止出料口有死角导致积料，设计时特意将出料口与出料法兰圆滑过渡，让物料很顺畅地通过出料口而无残留。
而有些超高粘性聚合物的流动性并不好，就像面团一样粘在一个地方就停留在那里，没有外界强制的推动是不会自行流出放料口的。为此，本搅拌器在出料机构5处的内搅拌轴302上设置了螺旋叶片506，螺旋叶片506数量若干。
出料机构5包括出料管504、连接出料管504和釜体4底端的出料法兰503，还可包括设置在出料管504外部的出料管夹套505。具体地，螺旋叶片506与出料口、出料管504的间隙为5毫米，相当于一个螺旋输送机，强制推动物料往下出，解决了超高粘物料出料难的问题。
出料机构5底部还可以设置出料球阀或齿轮泵，用于将物料推送至出料口。
本方案提供的一种适合超高粘聚合体系的搅拌器，弥补了传统搅拌装置在处理超高粘度物料时产生混合不均匀、抱团现象、出不来料等不足。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
需要说明的是，本文中按照如下原则定义“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”：按照图2来规定方向，图2的上下左右前后为本文的上下左右前后。上述对方向的定义仅仅是为了描述的方便，并不能限制本发明的保护范围。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种适合超高粘聚合体系的搅拌器，包括电机、减速机、搅拌轴、搅拌螺带、釜体(4)以及出料机构(5)，其特征在于，所述搅拌轴包括共轴且独立旋转的外搅拌轴(301)和内搅拌轴(302)，所述电机包括分别用于控制所述外搅拌轴(301)和所述内搅拌轴(302)的外螺带电机(201)和内螺带电机(101)，所述减速机包括分别用于控制所述外搅拌轴(301)和所述内搅拌轴(302)的外螺带减速机(202)和内螺带减速机(102)，所述外搅拌轴(301)和所述内搅拌轴(302)上分别设置有外螺带(303)和内螺带(304)。
2.根据权利要求1所述的搅拌器，其特征在于，所述外螺带(303)靠近所述釜体(4)的釜壁，所述外螺带(303)一端通过悬臂设置于所述外搅拌轴(301)上；所述内螺带(304)位于所述釜体(4)的釜中心。
3.根据权利要求1或2所述的搅拌器，其特征在于，所述外搅拌轴(301)和所述内搅拌轴(302)的旋转方向和旋转速度不同，所述外螺带(303)推动所述釜体(4)的釜壁物料往上提，所述内螺带(304)推动所述釜体(4)的釜中心的物料往下压。
4.根据权利要求1所述的搅拌器，其特征在于，所述外螺带(303)和所述内螺带(304)的端部均设有拉杆且中间位置均为无拉杆设置。
5.根据权利要求4所述的搅拌器，其特征在于，所述外螺带(303)和所述内螺带(304)的形状均为螺旋状，整体宽度上宽下窄。
6.根据权利要求1所述的搅拌器，其特征在于，所述釜体(4)的中上部呈直筒形且底部呈锥形。
7.根据权利要求6所述的搅拌器，其特征在于，所述出料机构(5)与所述釜体(4)底部连接处的封头角度小于100°。
8.根据权利要求6所述的搅拌器，其特征在于，所述出料机构(5)处的所述内搅拌轴(302)上设置有螺旋叶片(506)。
9.根据权利要求1所述的搅拌器，其特征在于，所述出料机构(5)包括出料管(504)，以及连接所述出料管(504)和所述釜体(4)底端的出料法兰(503)。
10.根据权利要求9所述的搅拌器，其特征在于，所述出料机构(5)还包括设置在所述出料管(504)外部的出料管夹套(505)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 310012 room 1101, Kangxin business building, No. 569, Wensan Road, Xihu District, Hangzhou, Zhejiang Province Applicant after: Hangzhou Yuanzheng Engineering Technology Equipment Co.,Ltd. Address before: 310012 room 1101, Kangxin business building, No. 569, Wensan Road, Xihu District, Hangzhou, Zhejiang Province Applicant before: HANGZHOU YUANZHENG CHEMICAL ENGINEERING TECHNOLOGY AND EQUIPMENT Co.,Ltd. |
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| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Zhao Jianming Inventor after: Liu Yuan Inventor after: Shao Honggen Inventor after: Chen Fei Inventor before: Liu Yuan Inventor before: Shao Honggen Inventor before: Chen Fei Inventor before: Zhao Jianming |
|
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180904 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |