CN112124873B - 一种可快速输送高粘熔融物料的卧式聚合器 - Google Patents

Abstract

一种可快速输送高粘熔融物料的卧式聚合器，包括聚合器筒体、设置在聚合器筒体内的螺旋推进器以及用于驱动螺旋推进器的驱动机构，在聚合器筒体上设有进料管和排料管，排料管设置在聚合器筒体一侧底部，还设有促进高粘熔融物料快速下料的物料输送装置。本方案，可以实现原卧式聚合器设备结构完整不变的情况下，在其排料管处直接组装促进高粘熔融物料快速下料的物料输送装置，完成快速、稳定的物料输送过程，提高了卧式聚合器中高粘熔融物料输送过程中的稳定性和可控性。

Description

一种可快速输送高粘熔融物料的卧式聚合器

技术领域

本发明属于高分子聚合生产领域，具体涉及一种可快速输送高粘熔融物料的卧式聚合器。

背景技术

在高分子尼龙连续聚合装置中，其中一种连续聚合装置使用卧式聚合器进行聚合，如图1所示，该卧式聚合器包括一聚合器筒体2、设置筒体内的螺旋推进器3以及用于驱动螺旋推进器的驱动机构4组成，在聚合器筒体2上设有进料管5和排料管6，排料管6设置在聚合器筒体2一侧底部，在生产过程中，由螺旋推进器3将物料向前推进，高粘熔融物料保持在30-50%的高度，在设备末端的物料出口处排放和输送物料时，一般依赖重力缓慢流出，由此可以推断得出：现有的聚合器生产的物料一般在高温、高粘度的状态下，流动十分不稳定，从而造成了物料输送过程中的稳定性和可控性较差，制约了产量的提升。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题的不足，提出一种可快速输送高粘熔融物料的卧式聚合器，可以实现原卧式聚合器设备结构完整不变的情况下，在其排料管处直接组装促进高粘熔融物料快速下料的物料输送装置，完成快速、稳定的物料输送过程，提高了卧式聚合器中高粘熔融物料输送过程中的稳定性和可控性。

本发明采用的技术方案是：

一种可快速输送高粘熔融物料的卧式聚合器，包括聚合器筒体、设置在聚合器筒体内的螺旋推进器以及用于驱动螺旋推进器的驱动机构，在聚合器筒体上设有进料管和排料管，排料管设置在聚合器筒体一侧底部，还设有促进高粘熔融物料快速下料的物料输送装置，所述的物料输送装置包括与排料管密封连接的机筒、设置在机筒内的旋转轴组件、用于支撑机筒的支撑组件和驱动旋转轴组件转动的动力机构，旋转轴组件通过轴承组件转动设置在机筒内，在机筒上设有出料管，所述的旋转轴组件竖直设置，从上至下依次由物料吸入部、物料输送部、密封部和动力连接部组成，所述的物料吸入部由锥形头和设置在锥形头外部的双螺旋叶片组成，所述的物料输送部和密封部均为一螺杆，且物料输送部与物料吸入部中的双螺旋叶片旋向相同，密封部与物料输送部的旋向相反，动力连接部通过连接组件与动力机构相连接。

进一步优化，所述的机筒为多段组合式结构。

进一步优化，位于物料输送部外的机筒设置为夹套结构，在机筒上设有与夹套内空腔相连通的热媒进口和热媒出口。

进一步优化，位于密封部下侧的机筒设置为夹套结构，在机筒上设有与夹套内空腔相连通的热媒进口和热媒出口。

进一步优化，所述的旋转轴组件，其物料吸入部、物料输送部、密封部和动力连接部为一体结构设置。

进一步优化，所述的动力连接部为一阶梯轴，该阶梯轴通过轴承组件转动设置在机筒内，阶梯轴的下端通过联轴器、减速机与电机的输出轴连接。

进一步优化，出料管设置在物料输送部的最低端并与机筒的内腔相连通。

进一步优化，所述的物料吸入部设置在聚合器筒体的排料管内，机筒通过上端设置的法兰与卧式聚合器的出料管密封连接。

进一步优化，所述的物料吸入部，其锥形头的小径端朝向聚合器筒体的排料管内设置。

进一步优化，密封部中螺杆的螺距小于物料输送部中螺杆的螺距。

本发明的有益效果是：

其一、本方案，可以实现原卧式聚合器设备结构完整不变的情况下，在其排料管处直接组装促进高粘熔融物料快速下料的物料输送装置，完成快速、稳定的物料输送过程，提高了卧式聚合器中高粘熔融物料输送过程中的稳定性和可控性。

其二、通过合理优化旋转轴组件的结构，将其由上至下依次设置为物料吸入部、物料输送部、密封部和动力连接部，物料吸入部设置为带有双螺旋叶片的锥形头，旋转时由双螺旋叶片底部形成局部负压，将物料吸入并向下喂入下方螺杆，螺杆与机筒配合，具有输送、增压物料的功能，并配合物料出口下方的具有反向螺旋结构的密封部实现动密封，完成快速稳定的下料，可控性较好。

其三、本方案中所采用的机筒为多段组合式结构，方便从卧式聚合器底部进行安装，同时可以根据现场生产需要对各部位部件进行调整，适用各种设备的出口。

其四、本发明可以用于尼龙66聚合反应装置，通过调节电机转速，可以实现与生产线匹配，并能在一定范围内弹性调节，提高生产效率；同时本方案中所设计的物料输送装置尺寸小，可以安装在空间有限的现场，使用较为方便。

附图说明

图1是现有卧式聚合器的结构示意图；

图2是本发明的结构示意图；

图3是本发明中物料输送装置的结构示意图；

图4是本发明中旋转轴组件的结构示意图。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益的结合到其他实施方式中。

本方案，可以实现原卧式聚合器设备结构完整不变的情况下，在其排料管6处直接组装促进高粘熔融物料快速下料的物料输送装置1，完成快速、稳定的物料输送过程，提高了卧式聚合器中高粘熔融物料输送过程中的稳定性和可控性；如图2所示，物料输送装置1通过法兰结构与排料管6密封连接，为了实现较好的密封，可以在连接处设置密封圈或者其他密封材料。

此处需要说明的是：本方案对现有的卧式聚合器并无任何改进，仅仅对加装的物料输送装置1进行了从新设计和优化，本领域的技术人员完全理解：对于卧式聚合器原有的部件：例如聚合器筒体、螺旋推进器以及驱动机构并未任何改进，因此对于上述部件的结构以及连接关系不在做具体描述；

对于该物料输送装置1，具体描述其结构组成：如图3所示，所述的物料输送装置包括与卧式聚合器的排料管6密封连接的机筒10、设置在机筒10内的旋转轴组件11、用于支撑整个机筒和旋转轴组件的支撑组件12和驱动旋转轴组件转动的动力机构，旋转轴组件11可以通过轴承组件13转动设置在机筒10内，在机筒上设有出料管14，为了方便安装，可以将机筒10设置为多段组合式结构，方便从卧式聚合器底部进行安装，同时可以根据现场生产需要对各部位部件进行调整，适用各种设备的出口；

此处需要说明的是：附图3中绘制的机筒10为多段分体式结构，其中各个部分相互配合安装在一起共同实现将旋转轴组件11套装在内，考虑到旋转轴组件11各部分的轴径不相同，其外部的分体式机筒的形状也同样需要做适应性变化，由于本方案中机筒部分不作为重点，因此各个分体式结构不在做具体的详述，本领域的技术人员可以根据选择的旋转轴组件的形状的不同做适应性变化。此外，机筒各个分体式结构再配合使用时，为了实现更好的密封性能，可以在机筒各个分体式结构的连接处设置石墨密封填料或者密封圈等等，以保证组装后的整个机筒具有良好的密封性能。

如图4所示，详细描述旋转轴组件11的结构，所述的旋转轴组件11竖直设置，从上至下依次由物料吸入部110、物料输送部111、密封部112和动力连接部113组成，所述的物料吸入部110由锥形头1101和设置在锥形头外部的双螺旋叶片1102组成，所述的物料输送部111和密封部112均可以采用螺杆，且物料输送部111的螺杆旋向与物料吸入部110中的双螺旋叶片1102旋向相同，密封部中的螺杆旋向与物料输送部中的螺杆旋向相反，动力连接部通过连接组件与动力机构相连接，由上述结构可以分析得知：旋转时由双螺旋叶片底部形成局部负压，将物料吸入并向下喂入下方螺杆，螺杆与机筒配合，具有输送、增压物料的功能，并配合物料出口下方的具有反向螺旋结构的密封部实现动密封，完成快速稳定的下料，结构可控性较好。

本方案重点结构在于物料吸入部110结构的优化设计，采用在锥形头上加装双螺旋叶片，其锥形头的小径端朝向卧式聚合器的出料管内设置：旋转时由双螺旋叶片底部形成局部负压实现快速下料，需要说明的是：锥形头上加装的双螺旋叶片可以分为上中下三部分进行说明：上部的主要功能是吸入物料，中部是向下输送物料，而下部是将物料增压压入螺杆轴的螺旋中，因此三个部位的螺旋采用了不同的螺旋导角和径向倾角，以实现其不同的功能；其中中部螺旋叶片形状为不规则状，以抑制旋转时产生的“打漩”的副作用影响。由上述可知，物料输送部和密封部均采用螺杆，在使用中，为保证耐磨性，螺杆的表面可以镀硬铬。

进一步优化，位于物料输送部外的机筒10设置为带有环形空腔的夹套结构，在机筒上设有与夹套内空腔相连通的热媒进口101和热媒出口102，通过将热媒充满机筒10的夹套空腔，以实现对机筒内的物料进行保温，此处需要说明的是：该夹套结构可以通过两个分体式壳体套装实现，套装后通过螺钉锁紧，在其连接处设置密封圈以保证密封性能。

同样，还可以将密封部下侧的机筒设置为夹套结构，同样设有与夹套内空腔相连通的热媒进口和热媒出口。

进一步优化，所述的旋转轴组件11，其物料吸入部、物料输送部、密封部和动力连接部为一体结构设置，保证了整个旋转轴组件转动的稳定性，在实际使用中，可以通过将一根光轴加工而成，具体的零件可以通过连接件固定其上，例如上部的双螺旋叶片等等，其中，所述的动力连接部113为一阶梯轴，如图2所示，该阶梯轴通过轴承组件13转动设置在机筒10内，阶梯轴的下端通过联轴器15、减速机16与电机17的输出轴连接，当然了，上述内容为本方案给出的一个实施例，本领域的技术人员也可以根据实际的工况来合理的选择，例如选择不带减速器的电机等等。

需要说明的是：为了保证物料排出更顺畅，可以将出料管14设置在物料输送部111的最低端并与机筒10的内腔相连通，考虑到出料管下方需要密封，因此，密封部112上端需要紧挨着物料输送部111，也就是说两个旋向相反的螺杆需要紧挨设置。

为了提高下料的速度，还可以将物料吸入部直接安装在卧式聚合器的排料管6内，机筒10通过上端设置的法兰与排料管密封连接，如此以来，物料在螺旋推进器的推动下，当到达排料管处时，受物料吸入部的双螺旋叶片的吸力作用，可以快速将高粘物料拉紧机筒内并向下输送，下方的螺杆与机筒壁配合再次对物料增压向下输送，此时，可以通过调节下方电机的转动速度来对下料进行控制，具有较好的可控性。

本发明，以尼龙66聚合反应装置为例，通过调节电机转速，在生产过程中，改造前现有卧式聚合器产量13吨/天，改造后稳定在23吨/天，目前生产效率提高80%；需要说明的是：上述产量受上游设备的限制，因此生产线在对应调整的情况下产量仍有提升的空间。

应当指出，虽然通过上述实施方式对本发明进行了描述，然而本发明还可以有其他的多种实施方式。在不脱离本发明精神和范围的前提下，熟悉本领域的技术人员显然可以对本发明做出各种相应的改变和变形，但这些改变和变形都应当属于本发明所附权利要求及其等效物所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种可快速输送高粘熔融物料的卧式聚合器，包括聚合器筒体、设置在聚合器筒体内的螺旋推进器以及用于驱动螺旋推进器的驱动机构，在聚合器筒体上设有进料管和排料管，排料管设置在聚合器筒体一侧底部，其特征在于：还设有促进高粘熔融物料快速下料的物料输送装置，所述的物料输送装置包括与排料管密封连接的机筒、设置在机筒内的旋转轴组件、用于支撑机筒的支撑组件和驱动旋转轴组件转动的动力机构，旋转轴组件通过轴承组件转动设置在机筒内，在机筒上设有出料管，所述的旋转轴组件竖直设置，从上至下依次由物料吸入部、物料输送部、密封部和动力连接部组成，所述的物料吸入部由锥形头和设置在锥形头外部的双螺旋叶片组成，其锥形头的小径端朝向卧式聚合器的出料管内设置，旋转时由双螺旋叶片底部形成局部负压实现快速下料，所述的物料输送部和密封部均为一螺杆，且物料输送部与物料吸入部中的双螺旋叶片旋向相同，密封部与物料输送部的旋向相反，动力连接部通过连接组件与动力机构相连接。

2.根据权利要求1所述的一种可快速输送高粘熔融物料的卧式聚合器，其特征在于：所述的机筒为多段组合式结构。

3.根据权利要求1或2所述的一种可快速输送高粘熔融物料的卧式聚合器，其特征在于：位于物料输送部外的机筒设置为夹套结构，在机筒上设有与夹套内空腔相连通的热媒进口和热媒出口。

4.根据权利要求3所述的一种可快速输送高粘熔融物料的卧式聚合器，其特征在于：位于密封部下侧的机筒设置为夹套结构，在机筒上设有与夹套内空腔相连通的热媒进口和热媒出口。

5.根据权利要求3所述的一种可快速输送高粘熔融物料的卧式聚合器，其特征在于：所述的旋转轴组件，其物料吸入部、物料输送部、密封部和动力连接部为一体结构设置。

6.根据权利要求5所述的一种可快速输送高粘熔融物料的卧式聚合器，其特征在于：所述的动力连接部为一阶梯轴，该阶梯轴通过轴承组件转动设置在机筒内，阶梯轴的下端通过联轴器、减速机与电机的输出轴连接。

7.根据权利要求5所述的一种可快速输送高粘熔融物料的卧式聚合器，其特征在于：出料管设置在物料输送部的最低端并与机筒的内腔相连通。

8.根据权利要求5所述的一种可快速输送高粘熔融物料的卧式聚合器，其特征在于：所述的物料吸入部设置在聚合器筒体的排料管内，机筒通过上端设置的法兰与卧式聚合器的出料管密封连接。

9.根据权利要求8所述的一种可快速输送高粘熔融物料的卧式聚合器，其特征在于：所述的物料吸入部，其锥形头的小径端朝向聚合器筒体的排料管内设置。

10.根据权利要求8所述的一种可快速输送高粘熔融物料的卧式聚合器，其特征在于：密封部中螺杆的螺距小于物料输送部中螺杆的螺距。

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