CN113230931A - 固态树脂溶解设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种固态树脂溶解设备，包括：安装在平台上的用于盛装固态树脂及溶解固态树脂的溶剂的溶解釜，其上部具有加料口、下部位于平台下方；安装在溶解釜上的可在溶解釜的加料口处形成相对负压，以便于加入固态树脂，并可对溶解釜内的固态树脂及溶剂进行防爆搅拌的防爆搅拌组件；安装在溶解釜下方且用于对防爆搅拌后形成的树脂溶液进行固液分离的固液分离装置。本发明的设备，在溶解固态树脂的过程中安全、可靠，溶解时间短，溶解过程中不会出现树脂结团现象，且溶解过程中树脂浓度基本不会发生变化，保证后续产品质量不受树脂影响。

Description

固态树脂溶解设备

技术领域

本发明涉及电碳制品技术领域，特别涉及一种电碳制品行业中作为粘接剂材料的固态树脂溶解设备。

背景技术

固态树脂是利用有机单体工业合成的有机物，通过添加填充物浓缩的方式获得固态有机材料；因其性能稳定，便于长途运输，长时间储存等优点被广泛应用到各个领域；电工用电碳制品行业便是其中之一。

在电碳制品行业里，固态树脂作为材料制作中粘接剂使用的一种功能材料，其本体固态条件下容易结团成块，在直接加入到生产中，则出现分散不均，造成批量产品报废事故；为了让这些固态树脂均匀地分散到材料中，最好的方法就是将树脂由固态转变为液体形式。固态树脂作为高浓缩聚合物需要具有强大溶解能力的有机溶剂才能将其溶解开，但这些具有强大溶解能力的有机溶剂都具有高挥发性、有毒、易燃、易爆等特点，如何安全使用这些有机溶剂是困扰电碳行业的一个难题。

目前，国内电碳行业通用溶解固态树脂的方法是：在人工辅助搅动的情况下进行静态溶解的处理工艺，该工艺明显的缺陷是：安全性低，对长时间接触的人员身体伤害大；溶解时间长，至少需要24小时以上，甚至达到72小时(如温度低的冬天)才能基本溶解完全。因溶解时间长，导致树脂浓度变化大，对后续产品质量影响也很大；此外，这种工艺经常出现树脂结团后难于处理的难题。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供一种固态树脂溶解设备，在溶解固态树脂的过程中安全、可靠，溶解时间短，溶解过程中不会出现树脂结团现象，且溶解过程中树脂浓度基本不会发生变化，保证后续产品质量不受树脂影响。

为实现本发明的上述目的，本发明提供一种固态树脂溶解设备，其包括：安装在平台上的用于盛装固态树脂及溶解固态树脂的溶剂的溶解釜，其上部具有加料口、下部位于平台下方；安装在溶解釜上的可在溶解釜的加料口处形成相对负压以便于加入固态树脂并可对溶解釜内的固态树脂及溶剂进行防爆搅拌的防爆搅拌组件；安装在溶解釜下方且用于对防爆搅拌后形成的树脂溶液进行固液分离的固液分离装置。

其中，所述防爆搅拌组件包括用于对溶解釜内的物质进行搅动的搅刀。

其中，所述搅刀偏心安置在溶解釜内，以便溶剂在溶解釜内旋转时可在溶解釜的加料口下方形成相对负压。

进一步的，还包括设置在溶解釜内壁的挡块，以通过挡块配合防爆搅拌组件旋转的搅刀使加料口下方形成相对负压。

其中，所述溶解釜包括上部开口的桶体，且上部开口的一部分为加料口、另一部分安装有可遮挡开口的固定盖，所述防爆搅拌组件与固定盖嵌接。

其中，所述防爆搅拌组件包括：防爆电机；安装在防爆电机上部的用于防止溶解釜挥发出的溶剂腐蚀电机的溶剂驱散组件；与防爆电机的输出轴连接的搅刀杆，搅刀安装在搅刀杆上；套装在搅刀杆与电机输出轴连接处的联接器，与固定盖连接。

其中，所述加料口处设置有与固定盖活动链接的加料口盖。

其中，所述固液分离装置包括：安置在溶解釜底部的排料管排料口处的过滤网，用于过滤经排料管流出的树脂溶液中的固态物质。

进一步的，所述固液分离装置还包括：与设置在溶解釜底部的排料管可拆卸连接的承接圈。

其中，所述溶解釜内壁设置多个挡块。

优选的，所述多个挡块设置在所述溶解釜内的远离搅刀的一侧。

进一步的，还包括用于根据加料口盖的开闭状态而控制防爆搅拌组件的防爆电机旋转速度的控制装置。

其中，所述控制装置包括安装在溶解釜加料口附近的用于检测加料口盖开闭状态的检测元件。

进一步的，所述控制装置还包括：与检测元件电连接的用于根据检测元件检测到的信号生成控制指令的控制单元；与控制单元电连接的用于根据生成的控制指令控制防爆搅拌组件的防爆电机旋转速度的电机控制电路。

与现有技术相比，本发明固态树脂溶解设备具有如下优点：

本发明固态树脂溶解设备，结构简单，加料安全、方便，有效防止加料时因溶剂及固体树脂在加料口处外喷而危及操作员工安全；固态树脂溶解完全、速度快，有效防止形成的树脂溶液因固态树脂溶解不完全而影响后续产品质量，且可以避免固态树脂在溶解过程中因出现溶剂挥发而导致爆炸、起火等重大安全事故的发生。

下面结合附图对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明固态树脂溶解设备的总体装配图；

图2是本发明固态树脂溶解设备除去支撑架后的主视图；

图3是本发明防爆搅拌组件的结构示意图；

图4是本发明搅刀、挡块在溶解釜内相对位置的结构示意图；

图5是本发明搅刀的主视图；

图6是本发明搅刀的俯视图；

图7是本发明固液分离装置的第一种结构示意图；

图8是本发明固液分离装置的第二种结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，为本发明固态树脂溶解设备的总体装配图；如图2所示，为本发明固态树脂溶解设备除去支撑架后的主视图；由图1、图2可知，本发明的固态树脂溶解设备，其包括：安装在平台上的用于盛装固态树脂及溶解固态树脂的溶剂的溶解釜2，其上部具有加料口、下部位于平台下方；安装在溶解釜2上的可在溶解釜2的加料口处形成相对负压以便于加入固态树脂并可对溶解釜2内的固态树脂及溶剂进行防爆搅拌的防爆搅拌组件3；安装在溶解釜2下方且用于对防爆搅拌后形成的树脂溶液进行固液分离的固液分离装置8。

具体的，如图1所示，本发明平台沿水平方向延伸，安置在支撑架10的最上方，该支撑架10具有“四脚三维”的特点，“四脚”就是支撑整个设备的支撑架10具有直立的四根立柱。本发明的设备设计成桌面安装形式，四个立柱就是支撑桌面(即平台)的四只脚。“三维”指立柱距地面一定高度处(如80mm高处)焊接有用于将相邻立柱连接在一起的横梁(如图1所示)，且横梁只焊接了三根(即，有两根立柱之间没有焊接横梁，故命名三维)，三根横梁的作用是固定四根立柱的相对位置，同时方便叉车转移设备。而没有焊接横梁的一侧处于溶解釜2排料口下方，以方便溶解釜2内溶解的树脂溶液的排出。

其中，如图1、图2所示，本发明溶解釜2包括桶体，桶体为圆筒形，上部开口、底部封闭且向外凸出形成球面，在球面的中心开设出料孔，出料孔处焊接有排料管，或者，在出料孔处通过聚四氟乙烯塑料带螺纹密封的方式连接排料管，并在排料管上安装有用于控制溶解釜2内溶液排出的阀门1，该阀门可为手动阀门或自动阀门，优选的，该阀门采用DN50手动球阀。制造时，可根据实际情况确定溶解釜2的尺寸与容积(如容积可设为100L，则可溶解形成的最大树脂溶液为80L)。而装配时，溶解釜2上部分固定于支撑架10的平台上，下部位于平台下方，排料管伸向支撑架10的没有焊接横梁的一侧。

为便于向溶解釜2内加入溶剂、固态树脂等物质，溶解釜2上部开口的一部分设置为加料口，并在加料口处设置可打开或关闭的加料口盖，在溶解釜2上部开口的另一部分固定安装有可遮挡该部分开口处的固定盖，且固定盖与开料口盖活动连接。

考虑到对防爆搅拌组件的支撑以及向溶解釜2内加料的方便，溶解釜2上部开口的60％的面积上安装固定盖，固定盖下方焊接支撑梁构建，以此支撑嵌接在固定盖上的防爆搅拌组件；而剩余的40％面积的加料口上方安装加料口盖。设计时，加料口可为扇形开口，相应的，加料口盖也为扇形盖。制造时，加料口盖可用5mm厚不锈钢板材制作而成平整扇形板，扇形板的面积略大于溶解釜的加料口，且扇形板外圆与溶解釜外沿圆弧相贴合，该加料口盖可依靠自身重量及厚度封住加料口，防止溶解搅拌过程中溶解釜2内物质外溅。

固定盖与加料口盖活动链接时，可通过合页将加料口盖直线边缘与固定盖边缘连接，或者，可通过合页将加料口盖与溶解釜2侧壁链接在一起，或者，还可将加料口盖与溶解釜2内的用于支撑防爆搅拌组件的构建横梁通过合页4铰接固定(参见图2，合页可焊接在横梁侧面和加料口盖的直线边缘)。加料时，可掀开加料口盖将其翻折到固定盖一侧，从而可以避免向溶解釜2内加入物料时，物料溅到固定盖一侧区域而造成该侧区域安装的防爆搅拌组件被腐蚀的风险；而加料完毕后，拉下加料口盖盖在加料口上，可以对溶解釜2内物质进行搅拌溶解。

而如图1、图2所示，本发明的防爆搅拌组件3安装在溶解釜2上，在加入有机溶剂的溶解釜2的加料口处形成相对负压以便向釜内加入固态树脂，并可对溶解釜2内的固态树脂及溶剂进行防爆搅拌，如图2、图3所示。该防爆搅拌组件3包括：防爆电机31；安装在防爆电机31上部的用于防止溶解釜2内挥发出的溶剂腐蚀电机的溶剂驱散组件风扇30；与防爆电机31的输出轴连接的搅刀杆33，搅刀35安装在搅刀杆33上；套装在搅刀杆33与防爆电机31输出轴连接处的联接器32。

具体的，作为搅刀35动力来源的防爆电机31安装在溶解釜2上方，由于溶解釜2内盛装有溶剂，且溶解釜2内挥发出来的溶剂很容易飘到电机周围甚至进入电机内，腐蚀电机内部绝缘部件。因此，本发明在防爆电机31的尾部安装有风扇30，并将电机接线盒设于距离溶解釜2加料口最远处的位置。通过电机尾部风扇驱离溶解釜2内挥发出来的溶剂靠近电机，避免溶剂腐蚀引起爆炸、燃烧安全事故，达到电机防爆的目的。本发明制作的溶解设备，选用2.2KW、6极变频防爆电机作为设备的驱动电机。

需要说明的是，本发明将安装有各电子元器件如电机接线盒等的控制箱11安装在支撑架的远离溶解釜2加料口的一侧(如图1所示)，且位于平台下方，可以防止平台上的溶剂流到控制箱里出现电器事故，且设备电器间的连接电缆布局在平台下方，也避免了电缆与溶剂的接触，使得控制箱也达到防爆的目的，即，避免控制箱内元件被溶剂腐蚀而发生爆炸、燃烧情况的发生。

防爆电机31的输出轴与搅刀杆33键连接，且在两者连接处外部套装有联接器32，装配时，防爆电机31的输出轴与搅刀杆33均沿竖直方向朝下延伸。通过联接器将搅刀杆与电机输出轴传动连接在一起，且该联接器32顶部承接防爆电机31，底部固定在溶解釜2上部的固定盖上。

搅刀杆33的一部分向下伸出于联接器32外并伸入到溶解釜2内部，设计时，在溶解釜2固定盖下方焊接有承载防爆驱动组件的结构横梁(如图2所示)，采用现有技术机械密封方式实现搅刀杆与固定盖的动态密封，从而保证溶解釜内的溶剂飞溅液滴或挥发气体不会经由搅刀杆33与固定盖之间的间隙进入到联接器里，避免溶剂对联接器的腐蚀。

本发明在搅刀杆33底端联结可拆卸搅刀35，如可通过螺栓34将搅刀35固定于搅刀杆33上。如图3-图6所示，搅刀35包括用于套装在搅刀杆33外的刀座和环设在刀座外的多个刀片，刀片可通过焊接的方式固定在刀座外，也可以采用可拆卸的方式固定在刀座外。刀片的数量可根据实际需要确定，如间隔180度设置在刀座外的两个刀片，或间隔120度设置在刀座外的三个刀片，还可以为四个或四个以上均布在刀座外的刀片。装配时，刀片伸出端相对刀座向下倾斜而固定安装在刀座上(如图5所示)，这样，在搅刀旋转时，刀片可对溶解釜内的物质产生向下的作用力，迫使釜内溶液沿釜壁翻卷旋转流动，导致搅刀偏离一侧的液面下降，在釜内加料口下方形成相对负压。制造时，在刀座上开设沿径向的一个或多个通孔或螺纹孔，并在搅刀杆33上也加工出相适配的通孔或沉孔或螺纹孔，通过螺栓34或沉头螺钉或铆钉将刀座固定于搅刀杆33上，便于拆卸与维修。

设计时，可以根据溶解釜2圆桶深度确定搅刀杆33的长度以及搅刀在搅刀杆33上的安装位置，如，可将刀座固定于搅刀杆33靠近底端处。

而为便于搅刀旋转时可使溶解釜2内的溶剂等物质在溶解釜的加料口下方形成负压区，本发明将搅刀35偏心安置在溶解釜2内，即整个防爆搅拌组件3偏心安置在溶解釜2上，使得搅刀杆33及其上的搅刀35相对溶解釜2中轴线偏置。如图2、图4所示，安置防爆搅拌组件3时，使搅刀35的中心位于溶解釜2中心轴一侧，使得搅刀35中心轴与溶解釜2中心轴之间的距离略大于溶解釜2直径的四分之一，而搅刀35外边缘至刀座中心的距离略大于溶解釜2半径，这样，搅刀35旋转时，与溶解釜2一侧内壁保留较小间隙，而距溶解釜2另一侧内壁较远，从而可使得溶剂在搅刀与溶解釜2另一侧内壁之间由于搅刀的旋转而自然形成相对负压区。

进一步的，为了防爆搅拌组件中旋转的搅刀使加料口下方形成相对负压区，本发明还在溶解釜2的内壁设置有挡块5，该挡块5为多于一个的挡块，如图4所示的两个挡块，且两个挡块设置在溶解釜2内的远离搅刀35的一侧。挡块成细长条形，竖直焊接在溶解釜2内壁，挡块的高度小于搅刀杆33的插入在溶解釜2内的高度，以便挡块顶端与溶解釜的加料口之间尚有一定距离，形成挡块缺口，在溶解釜内液体被搅刀搅动时，通过该挡块缺口释放釜内因液面上升所压缩的气体，利于使釜内加料口出形成相对负压。另外，两块挡块位置与搅刀中心组成等边三角形，即，挡块在溶解釜2内由溶解釜内壁朝溶解釜内部延伸时，延伸方向的延长线通过搅刀中心，且两块挡块之间的距离与挡块与搅刀中心的距离相等。而该三角形区域形成溶解釜2的加料口区域，即，溶解釜2的加料口9位于该三角形区域的正上方，相应的，加料口盖安置在该三角形区域的正上方。设计时，挡块延伸的长度小于或等于搅刀刀片长度的二分之一。

本发明将搅刀偏心安置在溶解釜2内，可以使搅刀避开加料口，从而在经加料口向溶解釜2内倒入溶剂时，可以不让溶剂倒在搅刀上，避免因此所引起的液滴飞溅伤人情况。另外，由于搅刀的旋转搅动，通过搅刀与挡块相互配合，溶解釜2内溶剂在搅刀与挡块所形成的三角形区域里形成涡流回旋状态，即，沿釜壁旋转上升的溶剂，挤压、推动其上部空间的空气一起旋转流动，遇到挡块，空气直接上升溢出溶解釜外，为了平衡溶解釜内外压力，溶解釜外的空气通过三角形区域进入溶解釜内，利用这个空气流动原理，在三角形加料口区域，形成了相对负压区(相对三角区外的区域)，，这时再经加料口加入固态树脂，有利于固态树脂的加入，减少固态树脂的粉末在加料过程中朝溶解釜外部飘散，提高加料速度，减少粉末飘散时的质量损失，保护操作员不被飘散的树脂粉末伤害。而溶解釜2内的溶剂越少，溶解釜的剩余空间越大，当搅刀旋转时在加料口处形成的相对负压压力也就越大，因此，在向溶解釜2内加入溶剂时，可根据情况初期时尽量少加。

在使用时，先将一部分溶剂加入到溶解釜2内，通过搅刀的搅拌使得溶解釜2的加料口下方产生一定的相对负压区域，然后，再将固态树脂经加料口加入到溶剂内，然后将剩余部分溶剂加入到溶解釜2内。通过这样的物料加入方式，保证固态树脂不沉底结团，还可以清除部分粘附在搅刀杆或溶解釜内壁上的树脂粉末，并且，除了可以用上述另一部分溶剂(也可称为剩余溶剂)冲洗这些树脂，先加一部分溶剂、再加剩余溶剂，还可以给固体树脂的加入留出空间，便于树脂的顺利加入。这样，既可以用剩余溶剂冲洗溶解釜2内壁粘附的树脂粉末，又确保剩余树脂的加入使得树脂溶液浓度不受影响。而溶解釜内壁及搅刀杆上粘附的树脂，在关闭溶解釜加料口后，搅刀将转为高速搅动模式，翻滚的溶液会把这些粘附的树脂冲洗下去溶解掉。

本发明通过旋转的搅刀以及溶剂将溶解釜2内的固态树脂搅拌溶解后，将排料管的阀门打开，以将形成的树脂溶液排出。而在排出过程中，通过安置在排料管的排料口上的固液分离装置8(如图2所示)对排出的溶液进行固液分离处理，以分离出没有溶解的渣滓或团块，并且在关闭阀门时，可以快速止流，保持排料管排料口下方干净、无液体流出。

具体的，本发明的固液分离装置8包括安置在溶解釜底部的排料管21排料口处的过滤网82，用于过滤经排料管流出的树脂溶液中的固态物质。该过滤网可通过过盈配合等方式固定安装在排料管的排料口处，如过滤网制成片状圆形(如图7所示)，直径略大于排料口处的内径，过滤网塞在排料口处。或者，该过滤网可以采用可拆卸连接的方式安装在排料管的排料口处，如将过滤网制作为U形(如图8所示)，通过插接的方式安置在排料管内壁，或者通过套装的方式套装在排料管排料口外部，或者通过螺纹连接的方式与排料管连接。通过定期更换或清洗过滤网，可以保证固液分离装置长期有效。

此外，固液分离装置8还包括与排料管21底部可拆卸连接的承接圈82，该承接圈82可制成U形，底部封口，套装在排料管21下部的外壁，或者，通过螺纹与排料管21外壁连接，或者，通过锁扣连接的方式将承接圈82与排料管连接。承接圈、过滤网与排料管连接的方式也可采用现有技术的方式，只需满足在排料口处无需液体流出时、通过将承接圈安装在排料管底部可使排料口封闭，而在排料口处需排液时，承接圈打开即可使排料口排液的需要即可。

实际使用时，在排料管的下方还需安置用于承接排出溶液的接料容器(图中未示出)。当有溶液排出时，开启阀门1，液体通过过滤网下落到接料容器内，未溶解的渣滓或树脂块、树脂团被滤网拦截在过滤网上方，从而达到固液分离的效果。而完全溶解的树脂，是没有树脂团或树脂块的现象出现。另外，设备因长久不用时，溶解釜内部粘附的残余树脂溶液会固化结块，在生产中这些块状物会脱落进入到树脂溶液中，这时固液分离装置的作用就更为重要。正常生产中，固液分离装置中的承接圈可以起到排料管快速止流的作用。

需要说明的是，本发明固态树脂溶解设备的溶解釜容积、防爆搅拌组件的动力及各零件尺寸等可根据溶解固态树脂的实际情况确定，如，可加工出适用于溶解不同重量固态树脂的溶解釜及相适配的防爆搅拌组件等。

为了实现固态树脂被溶剂快速、安全地溶解的目的，本发明还根据加料口盖的开闭状态而控制搅刀的旋转速度，相应的，本发明还包括用于根据加料口盖的开闭状态而控制防爆搅拌组件的防爆电机转动速度的控制装置。

具体的，控制装置包括：安装在溶解釜加料口附近的用于检测加料口盖开闭状态的检测元件7(如图2所示)；与检测元件电连接的用于根据检测元件检测到的信号生成控制指令的控制单元；与控制单元电连接的用于根据生成的控制指令控制防爆搅拌组件的防爆电机旋转速度的电机控制电路(该电机控制电路为本领域人员根据常识可获得的电路)；以及用于显示搅刀(或电机)转速的显示器。

其中，检测元件可以采用红外线感应组件，也可以采用现有技术中的可以检测翻盖打开或关闭的组件。通过检测元件对溶解釜加料口处加料口盖进行检测，获得信号并反馈到控制单元中，控制单元接收到信号后，通过电机控制电路将信号传递到变频器上，通过变频器控制防爆电机的转速，达到切换搅刀搅动模式(即速度)的目的。在溶解过程中，如果加料口盖的检测信号消失，控制电路会将电机转速自动切换到低速模式。溶解过程完成后，无论是否检测到加料口盖的信号，电机都将处于低速搅动模式状态。若要让电机处于高速搅动模式，需要控制装置关机后，重新启动设备，设备直接进入闭盖高速搅动模式。设备是否处于高速搅动模式，可以通过控制箱的转速显示器上的数值来判断。

本发明设备采用分段式控制搅拌烈度模式实现固态树脂的溶解，即，分低速搅拌烈度和高速搅拌烈度两段：低速搅拌烈度模式用在固态树脂加入过程时段、闭盖(闭盖即为加料口盖扣合在溶解釜加料口上的状态)溶解过程中中途开盖(开盖即为打开加料口盖状态)观察时段、树脂溶解完成后的闭盖、开盖时段四种情况，无时间限定；而高速搅拌烈度方式只用在闭盖溶解过程阶段，有时间限定。

根据固态树脂溶解工艺要求，低速搅拌烈度确定为搅刀搅动溶液旋转翻滚，不能溅起液滴为标准；目的是让员工能够安全加入固态树脂和剩余溶剂，安全观察搅动情况，节约电能；高速搅拌烈度确定为搅刀搅动液体旋转翻滚，液体幢击挡板溅起液滴，液滴不溅出出料口的搅拌强度。高低搅拌烈度的转换通过感应加料口盖有无闭合信号，设备自动切换搅动模式，不需要人工调节。

下面，对采用本发明设备对固态树脂进行溶解的过程进行描述。

本发明固态树脂溶解的过程包括：

将用于溶解固态树脂的溶剂的一部分先加入溶解釜内；

对溶解釜内的溶剂进行搅动，使得溶剂在溶解釜内旋转并在溶解釜的加料口下方形成相对负压；

在溶解釜的加料口下方形成相对负压后，将固态树脂经加料口加入溶解釜内，并对溶解釜内的溶剂和固态树脂进行稳速搅动；

对溶解釜内的溶剂和固态树脂进行稳速搅动的同时，将溶剂的另一部分经加料口加入溶解釜内，关闭加料口盖，然后对溶解釜内的溶剂和固态树脂进行高速搅动；

对溶解釜内的溶剂和固态树脂进行高速搅动以使固态树脂快速完全溶解，然后停止搅动并将溶解釜内的树脂溶液排出。

具体的，溶解方法包括如下步骤：

S01、将用于溶解固态树脂的溶剂的一部分先加入溶解釜内；

首先，根据每次产品投料需要的固态树脂重量，以及固态树脂溶解后形成的树脂溶液在加入到材料中所表现出的材料润湿度的情况，确定每次溶解固态树脂用的有机溶剂的重量，以此确定形成的该种树脂溶液中，固态树脂和有机溶剂的重量比关系。

在确定固态树脂和有机溶剂的重量比关系后，根据正常生产时每次使用树脂溶液的总重量，计算出采用的有机溶剂的总体积(有机溶剂比重可按0.8g/cm³计算，该有机溶剂可采用现有技术用于溶解固态树脂的溶剂)，并由此选择出具有合适容积的溶解釜及相适配防爆搅拌组件的固态树脂溶解设备，其结构如上所述，然后，进行固态树脂的溶解。

溶解时，先根据计算确定的所需溶剂的总体积，打开加料口盖，经加料口将溶剂总量的60％加入到溶解釜内，使溶剂能足够淹没搅刀，然后启动防爆电机，使搅刀低速旋转。

需要说明的是，如果生产需要的树脂溶液比较少，加入的溶剂总量的60％甚至所有溶剂都不能淹没搅刀，则不能用该规格设备进行生产，需重新选用合适规格设备，选用标准为，溶剂总量的60％加入到溶解釜内后，溶剂可完全淹没搅刀。

而在合适设备制作完成后，溶解固态树脂之前，还可采用自来水测试设备搅刀的搅动状态：将水倒入溶解釜内，在水面完全淹没搅刀的情况下启动设备，调节搅刀转速，溶解釜内水达到旋转、翻滚(不溅起液滴)状态时，确定为低速转动最大值；然后，加入自来水至设计容积高度，调高搅刀转速，使水流翻腾、外溅且水滴飞不出加料口的状态时，此时搅刀转速确定为设备最大转速(电机转速远远大于设备要求转速，使用变频器控制搅动速度，实现无级调速功能)。而由于固态树脂溶解用的有机溶剂的比重比水小，故在设定溶解固态树脂时搅刀的相应搅动速度时，需要的搅动转速要小于采用水测试时的搅动速度。

S02、对溶解釜内的溶剂进行搅动，使得溶剂在溶解釜内旋转并在溶解釜的加料口下方形成相对负压；

在将溶剂总量的60％加入到溶解釜内后，保持加料口盖处于开启状态，通过控制电路控制防爆电机启动并使得搅刀进入低速搅动模式，以便搅刀对溶解釜内的溶剂进行搅动。

由于搅刀在溶解釜内偏心安置，且在溶解釜内壁的远离搅刀的一侧安装有一对挡块，因此，当搅刀低速旋转时，会推动溶剂从溶解釜底部沿着溶解釜内壁向上翻滚，并在一对挡块的阻挡作用下在加料口下方的三角区域及附近产生涡流回旋，造成加料口下方出现相对负压状态，防止溶剂通过加料口朝外喷出，危及操作员工安全。

S03、在溶解釜的加料口下方形成相对负压后，将固态树脂经加料口加入溶解釜内，并对溶解釜内的溶剂和固态树脂进行稳速搅动；

通过低速旋转的搅刀及挡块的作用，使得在溶解釜内旋转翻滚的溶剂在溶解釜的加料口下方形成相对负压，之后，将固态树脂经由加料口加入到溶解釜内。

由于初期加入的溶剂仅为总溶剂重量的60％，因此溶解釜内有足够剩余空间，且剩余空间越大，在加料口下方形成的负压压力就越大，此时将固态树脂加入到溶剂中，有效减少固态树脂的粉末及溶剂溢出加料口，保护操作员不被树脂粉末所伤害，操作更安全。

其中，在加入固态树脂的过程中，使搅刀保持稳速旋转，防止固态树脂下沉到溶解釜底部并结团粘附在底部，并且缓慢地向溶剂内加入固态树脂，以确保固态树脂在溶剂内下沉的过程中随着搅刀的旋转而被溶剂带离溶解釜底部。

需要说明的是，固态树脂在溶解过程中很容易结团，不容易打散(尤其是树脂粉末)，这也是固态树脂不容易溶解的主要原因。固态树脂比重比有机溶剂比重大(约是有机溶剂的1.5～2倍)，若固态树脂加入太快，树脂容易沉底，粘附在溶解釜底部，影响溶解速度，严重时，有可能会出现堵转搅刀，烧毁电机的情况。因此，加入固态树脂的速度是以搅刀能稳定转动为前提，若首次加入的溶剂量大，加料的速度就会快一些，但不应超出总量的60％。而树脂与溶剂的比例关系视目标树脂溶液的浓度要求、溶剂对固态树脂溶解能力等因素确定。本发明的固态树脂与溶剂的比例为1:2.5(重量比)，在应用中，也可以根据实际需要，调整比例关系。在加入树脂过程中，为了防止树脂下沉结块，搅刀必须一直搅动，搅刀的速度设置为低速模式；在整个树脂加入过程中，搅刀处于稳定转速状态，其中，稳定转速，是指搅动速度为设定值，为低速搅动模式中的一个恒定转速值，可与上述未加入固态树脂时搅刀转速相同，也可不同，但不可超出低速搅动的最高值。

S04、对溶解釜内的溶剂和固态树脂进行稳速搅动的同时，将溶剂的另一部分经加料口加入溶解釜内，关闭加料口盖，然后对溶解釜内的溶剂和固态树脂进行高速搅动；

在将固态树脂完全加入到溶解釜内并对其内的溶剂和固态树脂进行稳速搅动的同时，将剩余溶剂(即占溶剂总重量约40％的溶剂)经加料口加入到溶解釜内，然后，将加料口盖盖在溶解釜的加料口处，使加料口封闭。

而当检测元件检测到加料口处盖有加料口盖后，将通过控制电路控制搅刀由稳速搅动进入高速搅动模式，翻滚的溶液会把粘附在溶解釜内壁及搅刀杆上的树脂冲洗下去溶解掉。

需要说明的是，在上述各步骤中检测元件也可检测加料口处是否盖有加料口盖，并将检测到的相应信号发送给与检测元件电连接的控制单元，控制单元根据检测元件传递的信号生成控制指令，并通过电机控制电路控制防爆搅拌组件的防爆电机旋转速度，如，若检测元件检测到加料口盖盖在溶解釜加料口处，则搅刀将进入高速搅动模式，以便溶解釜内物质被搅刀高速搅动；而若检测元件检测到加料口盖未盖在溶解釜加料口处，则搅刀将进入低速搅动模式，溶解釜内物质被搅刀低速搅动。与此同时，防爆电机或搅刀的转速将显示在显示器上，以便操作员随时观察与控制进程。

本发明剩余溶剂在加完固态树脂后再加入到溶解釜内，除了给固态树脂的加入留出溶解釜内空间以方便固态树脂的加入外，还可以冲洗溶解釜内壁和/或搅刀杆上粘附的树脂粉末，确保按设定比例完成树脂浓度的配置，使形成的树脂液浓度不受影响。若采用一次性加完溶剂的方式，使得溶解釜内溶剂液面离加料口太近，在搅刀搅动中，挥发的有机溶剂会快速溢出加料口，影响固态树脂的加入及形成溶液的浓度，相比之下，本发明方法以保证员工安全操作为前提，达到保证产品(即制备的树脂溶液)质量为目标。

S05、对溶解釜内的溶剂和固态树脂进行高速搅动以使固态树脂快速完全溶解，然后停止搅动并将溶解釜内的树脂溶液排出。

在加料口盖扣合在溶解釜的加料口上后，溶解釜成为一个被封闭的溶解釜，搅刀由稳速搅动进入高速搅动模式，高速搅动模式的时间由固态树脂和有机溶剂的性能确定：对于丙酮溶解粉状酚醛树脂，两者重量比为2:1，20分钟即可；丙酮溶解块状酚醛树脂，两者重量比为2:1，30分钟即可。其他溶剂与树脂的溶解时间需要在特定的设备上实际研究确定。加料口加盖完毕后，设备自动转为高速搅动模式，并在设定的闭盖(闭盖指加料口盖处于扣合在加料口上时的状态)溶解时间结束后，设备又自动转为低速搅动模式，以便节约能源。若闭盖溶解过程中中途开盖(开盖指加料口盖处于打开状态)，则电机控制电路控制电机及搅刀即刻转为低速搅动模式，以确保安全。

本发明搅刀在高速搅动模式下对溶剂和固态树脂进行搅拌，使得粉末树脂得到快速分散，块状树脂或树脂团可随液流一起被搅刀搅动并与挡块相撞而被切割破碎，加速树脂被溶剂溶解。

其中，本发明根据程序设定的高速搅动时间来确认溶解完成时间，而溶解完成时间是在树脂溶解工艺开发阶段即确定的：设备投产初期，通过测试设备生产情况，找出生产控制参数，搅刀低速搅动控制值，溶解釜加料口闭盖时搅刀高速搅动速度控制值，闭盖溶解时间等参数，并输入到设备控制装置的控制单元里，完成生产参数控制设置。通过检测元件检测溶解釜加料口处加料口盖的存在与否的信号，设备控制单元自动确定是否变换搅刀的搅动模式，而不需要手动调整电机转动速度：检测元件对溶解釜加料口处加料口盖是否扣合在加料口处进行检测，获得相应信号反馈到设备控制单元中，控制单元接收到信号后，将信号传递到变频器上，通过变频器控制防爆电机转速，达到切换搅刀搅动模式的目的。在溶解过程中，如果加料口处加料口盖检测信号消失，即，没有感应加料口处加料口盖的存在，设备将自动切换到低速搅动模式，低速搅动模式的速度可为加入固态树脂时的搅刀搅动速度，具体数据需要根据设备试生产时期测试得来的数据评估结果确定。本发明的设备，搅刀最低转速时功率为P＝20，最高转速时功率为P＝40，上述功率值分别为变频器设定值。

在固态树脂被溶剂完全溶解后，搅刀由上述高速搅动模式自动转为低速搅动模式，关闭设备，电机停止工作，搅刀停止搅动，然后，开启排料管上的阀门，使溶解釜内的树脂溶液被排出。在排出树脂溶液的过程中，通过固液分离装置对排出的溶液进行固液分离。相应的，在排料管的下方安置用于承接排出溶液的接料容器，当有溶液排出时，开启阀门，液体通过固液分离装置的过滤网下落到接料容器内，未溶解的渣滓或树脂块、树脂团被滤网拦截在过滤网上方，从而达到固液分离的效果，而在溶液排出完成后，将排料管上的阀门关闭，并将固液分离装置的承接圈安置在溶解釜上，从而可对排料管进行快速止流。

在采用本发明设备进行固态树脂的溶解过程中，需要注意以下事项：

1、如果首先启动搅刀，溶剂将会被搅刀面打出溶解釜，伤及操作员工，因此，加入部分溶剂后再启动搅刀，并在加入阶段开低速，防止液体外溅伤人，溶解釜内加料口处形成相对负压后，再加固态树脂，以防止树脂外溢。

2、如果先加固态树脂，后加溶剂，则树脂下沉至溶解釜底部遇到溶剂后，直接结团，会引起搅刀堵转，造成设备损毁，而一旦树脂结团，处理很困难，变成了静态溶解的普通工艺，将造成溶解效率低下，因此要先加部分溶剂，再加固态树脂，最后再加剩余溶剂。

3、闭盖高速搅动模式使树脂溶解，目的是通过高速搅动，提高溶解速度。但高速搅动会造成树脂溶液飞溅出加料口，伤及人员，故本发明方法将搅刀的搅动强度分解成两部分，开盖自动变为低速，闭盖即刻转为高速模式，采用本发明方法进行树脂溶解，溶解时间在30分钟左右，溶解速度快，效果好。

4、溶解结束后，无论是开盖，还是闭盖，搅刀自动转为低速搅动模式，在排料(排料指排出树脂溶液)前，必须手动关闭电源，再进行排料作业。另外，排料口的固液分离装置在排料前必须清理，以保证过滤网清洁，能够快速过滤溶液。

综上所述，本发明固态树脂溶解设备具有如下优点：

本发明固态树脂溶解设备，结构简单，加料安全、方便，有效防止加料时因溶剂及固体树脂在加料口处外喷而危及操作员工安全；固态树脂溶解完全、速度快，在溶解过程中固态树脂不会出现结团现象，减少对工具的损坏，并且在溶解过程中树脂溶液的浓度基本不会发生变化，有效防止形成的树脂溶液因固态树脂溶解不完全而影响后续由树脂溶液作为的粘接剂所制成的电工电碳制品的质量，且可以避免固态树脂在溶解过程中因出现溶剂挥发而导致爆炸、起火等重大安全事故的发生。

尽管上文对本发明作了详细说明，但本发明不限于此，本技术领域的技术人员可以根据本发明的原理进行修改，因此，凡按照本发明的原理进行的各种修改都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种固态树脂溶解设备，其特征在于，包括：

安装在平台上的用于盛装固态树脂及溶解固态树脂的溶剂的溶解釜，其上部具有加料口、下部位于平台下方；

安装在溶解釜上的可在溶解釜的加料口处形成相对负压以便于加入固态树脂并可对溶解釜内的固态树脂及溶剂进行防爆搅拌的防爆搅拌组件；

安装在溶解釜下方且用于对防爆搅拌后形成的树脂溶液进行固液分离的固液分离装置。

2.根据权利要求1所述的固态树脂溶解设备，其特征在于，所述防爆搅拌组件包括用于对溶解釜内的物质进行搅动的搅刀。

3.根据权利要求2所述的固态树脂溶解设备，其特征在于，所述搅刀偏心安置在溶解釜内，以便溶液在溶解釜内旋转翻滚时可在溶解釜的加料口下方形成相对负压。

4.根据权利要求1-3任一项所述的固态树脂溶解设备，其特征在于，还包括设置在溶解釜内壁的挡块，以通过挡块配合防爆搅拌组件旋转的搅刀使加料口下方形成相对负压。

5.根据权利要求1所述的固态树脂溶解设备，其特征在于，所述溶解釜包括上部开口的桶体，且上部开口的一部分为加料口、另一部分安装有可遮挡开口的固定盖，所述防爆搅拌组件与固定盖连接。

6.根据权利要求5所述的固态树脂溶解设备，其特征在于，所述防爆搅拌组件包括：

防爆电机；

安装在防爆电机上部的用于防止溶解釜挥发出的溶剂腐蚀电机的溶剂驱散组件；

与防爆电机的输出轴连接的搅刀杆，搅刀安装在搅刀杆上；

套装在搅刀杆与电机输出轴连接处的联接器，与固定盖连接。

7.根据权利要求5所述的固态树脂溶解设备，其特征在于，所述加料口处设置有与固定盖活动链接的加料口盖。

8.根据权利要求1所述的固态树脂溶解设备，其特征在于，所述固液分离装置包括：

安置在溶解釜底部的排料管排料口处的过滤网，用于过滤经排料管流出的树脂溶液中的固态物质。

9.根据权利要求7所述的固态树脂溶解设备，其特征在于，还包括用于根据加料口盖的开闭状态而控制防爆搅拌组件的防爆电机旋转速度的控制装置。

10.根据权利要求9所述的固态树脂溶解设备，其特征在于，所述控制装置包括安装在溶解釜加料口附近的用于检测加料口盖开闭状态的检测元件。

Images