CN113368794A - 一种热稳定剂生产系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热稳定剂生产系统,属于热稳定剂的生产技术领域,包括液体加料机构、固体加料机构、反应机构以及冷却机构,液体加料机构和固体加料机构均与反应机构的进口端相连通,冷却机构与反应机构的出口端相连通,反应机构包括串联设置的第一反应釜、第二反应釜和第三反应釜;液体加料机构用于将液体原料预热升温后添加至反应机构内,液体加料机构包括液体存储箱和预热筒体;固体加料机构用于将固体原料进行有效地破碎并筛分成小粒度后添加至反应机构内,固体加料机构包括加料箱体,加料箱体内部并列设置有三个过滤腔。本发明可以提高物料的反应速率以及反应过程的均匀性,保证成品质量的稳定;实现连续不间断生产,显著提升生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种热稳定剂生产系统,属于热稳定剂的生产技术领域。
背景技术
热稳定剂是塑料加工助剂中重要类别之一,热稳定剂与PVC树脂的诞生和发展同步,主要用于PVC树脂加工中,因此热稳定剂与PVC树脂、PVC中软硬制品的比例有密切关系。
目前国内外公认的PVC无毒热稳定剂是钙锌复合热稳定剂,这类热稳定剂无毒、环保、价格低廉、润滑性好。钙锌类复合热稳定剂也是国内外研究较多的一类热稳定剂,其生产技术比较成熟,生产工艺比较简单,原料易得。
钙锌类复合热稳定剂通常分为:固体钙锌稳定剂与液体钙锌稳定剂。钙锌稳定剂是由钙盐、锌盐、润滑剂、抗氧剂等为主要组分采用特殊复合工艺而合成。
申请号为CN201721341079.X的专利公开了一种液体钙锌稳定剂生产装置,包括反应釜以及与反应釜连接的氧化钙料仓、氧化锌料仓、酸液储槽、溶剂储槽、携水剂储槽以及控制反应釜内温度及各原料投放顺序及投放质量的控制器。与现有技术相比,本实用新型通过控制器控制加料量、加料顺序,自动化程度更高。
上述装置以及现有技术中针对液体钙锌稳定剂的生产装置普遍存在以下不足:
物料的粒度会影响物料的反应速率以及反应过程的均匀性,难以保证成品质量的稳定;
均采用非连续性生产模式,即采取单一的反应釜进行生产,物料的各反应阶段在同一反应釜内逐步进行,实现间歇式生产,导致生产效率低下;
物料各反应阶段所需温度不同,同一反应釜在不同的反应阶段所需维持的温度不同,反应釜需要反复调节温度,温度控制调节不便,实现不了精确控温。
综上可知,现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷,所以有必要加以改进。
发明内容
本发明针对背景技术中的不足,提供一种热稳定剂生产系统,可以提高物料的反应速率以及反应过程的均匀性,保证成品质量的稳定;实现连续不间断生产,显著提升生产效率;无需频繁调节反应釜温度,确保釜内反应温度的恒温,便于精确控温。
为解决以上技术问题,本发明采用以下技术方案:
一种热稳定剂生产系统,包括液体加料机构、固体加料机构、反应机构以及冷却机构;所述液体加料机构和固体加料机构均与反应机构的进口端相连通,冷却机构与反应机构的出口端相连通;
所述反应机构包括串联设置的第一反应釜、第二反应釜和第三反应釜;
所述液体加料机构用于将液体原料预热升温后添加至反应机构内,液体加料机构包括液体存储箱和预热筒体;
所述固体加料机构用于将固体原料进行有效地破碎并筛分成小粒度后添加至反应机构内,固体加料机构包括加料箱体,加料箱体内部并列设置有三个过滤腔,三个过滤腔依次包括第一过滤腔、第二过滤腔以及第三过滤腔;
所述的三个过滤腔内分别安装有搅碎杆,三个搅碎杆由一个电机同步驱动;所述搅碎杆上分别安装有呈竖直排列的三组搅碎叶片,相邻两组搅碎叶片之间呈间距设置;
所述搅碎叶片的下方分别安装有一层滤网,滤网共设有上中下三层,每层滤网与每组搅碎叶片对应设置,上中下三层滤网的目数依次增大。
进一步地,所述液体存储箱与预热筒体通过管路连接,管路上安装有第一液体计量泵。
进一步地,所述预热筒体的轴线呈竖直设置,预热筒体的内部设有预热介质腔,预热介质腔内安装有预热螺旋管,预热螺旋管的轴线呈竖直设置。
进一步地,所述第一过滤腔的顶部通过管路与第一固体存储箱相连通;所述第二过滤腔的顶部通过管路与第二固体存储箱相连通;所述第三过滤腔的顶部通过管路与第三固体存储箱相连通。
进一步地,所述第一过滤腔的底部通过管路与第一反应釜相连通,管路上安装有第一粉末计量泵;所述第二过滤腔的底部通过管路与第二反应釜相连通,管路上安装有第二粉末计量泵;所述第三过滤腔的底部通过管路与第三反应釜相连通,管路上安装有第三粉末计量泵。
进一步地,所述的第一反应釜、第二反应釜以及第三反应釜三者结构相同。
进一步地,所述第一反应釜与第二反应釜通过管路连通,管路上安装有第二液体计量泵,第二反应釜与第三反应釜通过管路连通,管路上安装有第三液体计量泵。
进一步地,所述第一反应釜的主体外部设有双层真空夹套,双层真空夹套中间设有密闭的真空腔室,真空腔室与抽气管道相连通;
所述双层真空夹套的内壁与第一反应釜的外壁之间设有恒温介质腔,恒温介质腔分别与导热介质进管和导热介质出管相连通。
进一步地,所述第三反应釜的底部通过管路与冷却机构相连通;所述冷却机构包括轴线呈水平设置的冷却筒体,冷却筒体内部设有冷却介质腔,冷却介质腔内有同轴设置的冷却外螺旋管、冷却中螺旋管以及冷却内螺旋管。
进一步地,所述冷却外螺旋管的一端通过管路与第三反应釜相连通,冷却外螺旋管的另一端与冷却中螺旋管的一端相连接,冷却中螺旋管的另一端与冷却内螺旋管的一端相连接,冷却内螺旋管的另一端通过管路与成品存储筒相连通。
本发明采用以上技术方案后,与现有技术相比,具有以下优点:
本发明中的液体加料机构将液体原料预热升温后精确添加至反应机构内,有助于提升反应速率,本发明中的固体加料机构将固体原料进行有效地破碎并筛分成小粒度后添加至反应机构内,固体加料机构使得物料在纵向流动过程中逐渐粉碎,使粒度越来越细,有助于提升反应速率以及提高反应过程的均匀性;
物料的各反应阶段在不同反应釜内进行,物料在各反应釜分步反应的过程中,不影响后续物料的继续进入反应机构进行反应,本发明实现了对液态钙锌热稳定剂的连续不间断生产,使得生产效率显著提升;
本发明中反应釜通过双层真空夹套的设计,双层真空夹套对反应釜可以起到良好的隔热保温性能,双层真空夹套与第一反应釜之间恒温介质腔内的导热介质,可以确保反应釜内反应温度的恒温,无需频繁调节反应釜温度,便于精确控制反应温度。
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
附图说明
图1是本发明的结构示意图;
图2是本发明中液体加料机构的结构示意图;
图3是本发明中固体加料机构的结构示意图;
图4是本发明中反应机构的结构示意图;
图5是本发明中第一反应釜的结构示意图;
图6是本发明中冷却机构的结构示意图。
图中,1-液体加料机构,11-液体存储箱,12-预热筒体,13-预热介质腔,14-预热螺旋管,15-第一液体计量泵;
2-固体加料机构,21-第一固体存储箱,22-第二固体存储箱,23-第三固体存储箱,24-加料箱体,25-第一过滤腔,26-第二过滤腔,27-第三过滤腔,28-搅碎杆,29-搅碎叶片,210-滤网,211-第一粉末计量泵,212-第二粉末计量泵,213-第三粉末计量泵;
3-反应机构,31-第一反应釜,32-第二反应釜,33-第三反应釜,34-第二液体计量泵,35-第三液体计量泵,36-搅拌桨,37-温度传感器,38-接口,39-双层真空夹套,310-恒温介质腔,311-真空腔室,312-抽气管道;
4-冷却机构,41-冷却筒体,42-冷却介质腔,43-冷却外螺旋管,44-冷却中螺旋管,45-冷却内螺旋管;
5-成品存储筒。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图说明本发明的具体实施方式。
如图1-图6共同所示,本发明提供一种热稳定剂生产系统,包括液体加料机构1、固体加料机构2、反应机构3以及冷却机构4;所述液体加料机构1和固体加料机构2均与反应机构3的进口端相连通,冷却机构4与反应机构3的出口端相连通。
所述反应机构3包括三个串联设置的反应釜,三个反应釜依次是第一反应釜31、第二反应釜32以及第三反应釜33。
第一反应釜31与第二反应釜32通过管路连通,管路上安装有第二液体计量泵34,第二反应釜32与第三反应釜33通过管路连通,管路上安装有第三液体计量泵35。
所述液体加料机构1用于将液体原料预热升温后精确添加至反应机构3内,液体加料机构1包括液体存储箱11和预热筒体12,液体存储箱11与预热筒体12通过管路连接,管路上安装有第一液体计量泵15。
所述预热筒体12的轴线呈竖直设置,预热筒体12的内部设有预热介质腔13,预热介质腔13内安装有预热螺旋管14,预热螺旋管14的轴线呈竖直设置,预热螺旋管14的顶端通过管路与液体存储箱11内腔相连通,预热螺旋管14的底端通过管路与反应机构3内腔相连通。
所述固体加料机构2用于将固体原料进行有效地破碎并筛分成小粒度后添加至反应机构3内;固体加料机构2包括加料箱体24,加料箱体24内部并列设置有三个过滤腔,三个过滤腔依次包括第一过滤腔25、第二过滤腔26以及第三过滤腔27。
所述第一过滤腔25的顶部通过管路与第一固体存储箱21相连通,第一固体存储箱21用于存储改性水滑石;所述第二过滤腔26的顶部通过管路与第二固体存储箱22相连通,第二固体存储箱22用于存储钙锌稳定剂;所述第三过滤腔27的顶部通过管路与第三固体存储箱23相连通,第三固体存储箱23用于存储添加剂。
所述的三个过滤腔内分别安装有竖直设置的搅碎杆28,三个搅碎杆28由一个电机同步驱动;所述搅碎杆28上分别安装有呈竖直排列的三组搅碎叶片29,相邻两组搅碎叶片29之间呈间距设置。
所述搅碎叶片29的下方分别安装有一层滤网210,滤网210共设有上中下三层,每层滤网210与每组搅碎叶片29对应设置;上中下三层滤网210的目数依次增大,滤网210所允许通过的物料粒度越来越细。
所述搅碎叶片29用于实现物料的粉碎,避免因结块影响后续的反应速率,物料在纵向流动过程中逐渐粉碎,使粒度越来越细,有助于提升反应速率以及提高反应过程的均匀性。
所述第一过滤腔25的底部通过管路与第一反应釜31相连通,管路上安装有第一粉末计量泵211;所述第二过滤腔26的底部通过管路与第二反应釜32相连通,管路上安装有第二粉末计量泵212;所述第三过滤腔27的底部通过管路与第三反应釜33相连通,管路上安装有第三粉末计量泵213。
所述的第一反应釜31、第二反应釜32以及第三反应釜33三者结构相同;第一反应釜31用于实现改性水滑石与水的精确均匀混合,第二反应釜32用于将第一反应釜31内的混合液与钙锌稳定剂均匀混合,第三反应釜33用于将第二反应釜32内的混合液与添加剂均匀混合。
所述第一反应釜31内部安装有搅拌桨36,搅拌桨36由电机进行驱动,第一反应釜31内部还安装有温度传感器37,温度传感器37用于实时检测并传导釜内物料反应温度。
所述第一反应釜31的顶部设有两个接口38,接口38用于物料的输入;所述第一反应釜31的主体外部设有双层真空夹套39,双层真空夹套39中间设有密闭的真空腔室311,真空腔室311与抽气管道312相连通;所述双层真空夹套39起到良好的隔热保温性能。
所述双层真空夹套39的内壁与第一反应釜31的外壁之间设有恒温介质腔310,恒温介质腔310分别与导热介质进管和导热介质出管相连通,导热介质用于维持第一反应釜31内的反应温度。
所述第三反应釜33的底部通过管路与冷却机构4相连通,冷却机构4用于对成品进行冷却。
所述冷却机构4包括轴线呈水平设置的冷却筒体41,冷却筒体41内部设有冷却介质腔42,冷却介质腔42内有同轴设置的冷却外螺旋管43、冷却中螺旋管44以及冷却内螺旋管45。
所述冷却外螺旋管43的一端通过管路与第三反应釜33相连通,冷却外螺旋管43的另一端与冷却中螺旋管44的一端相连接,冷却中螺旋管44的另一端与冷却内螺旋管45的一端相连接,冷却内螺旋管45的另一端通过管路与成品存储筒5相连通。
冷却外螺旋管43、冷却中螺旋管44和冷却内螺旋管45这样布置的好处在于延长成品物料的冷却时间,实现对成品物料的有效冷却。
本发明中的第一液体计量泵15、第一粉末计量泵211、第二粉末计量泵212、第三粉末计量泵213、驱动搅碎杆28的电机、第二液体计量泵34、第三液体计量泵35、温度传感器37以及驱动搅拌桨36的电机均与PLC主控单元电连接,PLC主控单元可以根据传感器的温度信号,实时调节各计量泵的流量以及各电机的转速。
本发明的具体工作原理:
第一反应釜31首先将改性水滑石与水的精确均匀混合,然后导入第二反应釜32内,第二反应釜32将第一反应釜31内的混合液与钙锌稳定剂均匀混合,然后导入第三反应釜33内,第三反应釜33将第二反应釜32内的混合液与添加剂均匀混合,得到成品,最后通过冷却机构4实现对成品物料的有效冷却,冷却后导入成品存储筒5内。
物料的各反应阶段在不同反应釜内进行,物料在各反应釜分步反应的过程中,不影响后续物料的继续进入反应机构3进行反应,本发明实现了对液态钙锌热稳定剂的连续不间断生产。
本发明中的液体加料机构1将液体原料预热升温后精确添加至反应机构3内,有助于提升反应速率;本发明中的固体加料机构2将固体原料进行有效地破碎并筛分成小粒度后添加至反应机构3内,固体加料机构2使得物料在纵向流动过程中逐渐粉碎,使粒度越来越细,有助于提升反应速率以及提高反应过程的均匀性。
本发明中反应釜通过双层真空夹套39的设计,双层真空夹套39对反应釜可以起到良好的隔热保温性能,双层真空夹套39与第一反应釜31之间恒温介质腔310内的导热介质,可以确保反应釜内反应温度的恒温。
以上所述为本发明最佳实施方式的举例,其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本发明的保护范围以权利要求的内容为准,任何基于本发明的技术启示而进行的等效变换,也在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种热稳定剂生产系统,包括液体加料机构(1)、固体加料机构(2)、反应机构(3)以及冷却机构(4);所述液体加料机构(1)和固体加料机构(2)均与反应机构(3)的进口端相连通,冷却机构(4)与反应机构(3)的出口端相连通;其特征在于:
所述反应机构(3)包括串联设置的第一反应釜(31)、第二反应釜(32)和第三反应釜(33);
所述液体加料机构(1)用于将液体原料预热升温后添加至反应机构(3)内,液体加料机构(1)包括液体存储箱(11)和预热筒体(12);
所述固体加料机构(2)用于将固体原料进行有效地破碎并筛分成小粒度后添加至反应机构(3)内,固体加料机构(2)包括加料箱体(24),加料箱体(24)内部并列设置有三个过滤腔,三个过滤腔依次包括第一过滤腔(25)、第二过滤腔(26)以及第三过滤腔(27);
所述的三个过滤腔内分别安装有搅碎杆(28),三个搅碎杆(28)由一个电机同步驱动;所述搅碎杆(28)上分别安装有呈竖直排列的三组搅碎叶片(29),相邻两组搅碎叶片(29)之间呈间距设置;
所述搅碎叶片(29)的下方分别安装有一层滤网(210),滤网(210)共设有上中下三层,每层滤网(210)与每组搅碎叶片(29)对应设置,上中下三层滤网(210)的目数依次增大。
2.如权利要求1所述的一种热稳定剂生产系统,其特征在于:所述液体存储箱(11)与预热筒体(12)通过管路连接,管路上安装有第一液体计量泵(15)。
3.如权利要求1所述的一种热稳定剂生产系统,其特征在于:所述预热筒体(12)的轴线呈竖直设置,预热筒体(12)的内部设有预热介质腔(13),预热介质腔(13)内安装有预热螺旋管(14),预热螺旋管(14)的轴线呈竖直设置。
4.如权利要求1所述的一种热稳定剂生产系统,其特征在于:所述第一过滤腔(25)的顶部通过管路与第一固体存储箱(21)相连通;所述第二过滤腔(26)的顶部通过管路与第二固体存储箱(22)相连通;所述第三过滤腔(27)的顶部通过管路与第三固体存储箱(23)相连通。
5.如权利要求1所述的一种热稳定剂生产系统,其特征在于:所述第一过滤腔(25)的底部通过管路与第一反应釜(31)相连通,管路上安装有第一粉末计量泵(211);所述第二过滤腔(26)的底部通过管路与第二反应釜(32)相连通,管路上安装有第二粉末计量泵(212);所述第三过滤腔(27)的底部通过管路与第三反应釜(33)相连通,管路上安装有第三粉末计量泵(213)。
6.如权利要求1所述的一种热稳定剂生产系统,其特征在于:所述的第一反应釜(31)、第二反应釜(32)以及第三反应釜(33)三者结构相同。
7.如权利要求3所述的一种热稳定剂生产系统,其特征在于:所述第一反应釜(31)与第二反应釜(32)通过管路连通,管路上安装有第二液体计量泵(34),第二反应釜(32)与第三反应釜(33)通过管路连通,管路上安装有第三液体计量泵(35)。
8.如权利要求1所述的一种热稳定剂生产系统,其特征在于:所述第一反应釜(31)的主体外部设有双层真空夹套(39),双层真空夹套(39)中间设有密闭的真空腔室(311),真空腔室(311)与抽气管道(312)相连通;
所述双层真空夹套(39)的内壁与第一反应釜(31)的外壁之间设有恒温介质腔(310),恒温介质腔(310)分别与导热介质进管和导热介质出管相连通。
9.如权利要求1所述的一种热稳定剂生产系统,其特征在于:所述第三反应釜(33)的底部通过管路与冷却机构(4)相连通;所述冷却机构(4)包括轴线呈水平设置的冷却筒体(41),冷却筒体(41)内部设有冷却介质腔(42),冷却介质腔(42)内有同轴设置的冷却外螺旋管(43)、冷却中螺旋管(44)以及冷却内螺旋管(45)。
10.如权利要求9所述的一种热稳定剂生产系统,其特征在于:所述冷却外螺旋管(43)的一端通过管路与第三反应釜(33)相连通,冷却外螺旋管(43)的另一端与冷却中螺旋管(44)的一端相连接,冷却中螺旋管(44)的另一端与冷却内螺旋管(45)的一端相连接,冷却内螺旋管(45)的另一端通过管路与成品存储筒(5)相连通。
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