CN114452920A - 一种四聚乙醛生产用聚合设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及四聚乙醛聚合反应设备领域，具体是一种四聚乙醛生产用聚合设备，安装架、反应罐、搅拌辊；所述反应罐壳体内开设的环形腔，所述环形腔通过管道与外部冷却液循环机连通，第一原料罐、第二原料罐和催化剂罐，第一原料罐、第二原料罐和催化剂罐分别通过间歇下料机构与反应罐连通。本发明通过设有包括下料筒、下料辊、转动轴、间歇驱动机构的间歇下料机构，将原料罐以及催化剂罐内的原料和催化剂进行间歇的加注，并在搅拌辊的搅拌下进行混合，实现少量多次的聚合反应，使得各个原料混合更加充分，同时减少反应物内热量的堆积，提高反应效率，减少聚合反应时间。
Description
技术领域
本发明涉及四聚乙醛聚合反应设备领域，具体是一种四聚乙醛生产用聚合设备。
背景技术
传统的四聚乙醛的生产过程中，将配置好的乙醛、乙醚原料一次性加入到反应罐中并加入催化剂在低温和搅拌的作用下反应，搅拌时间一般需要3小时。
由于传统的聚合反应罐投料方式采用一次性投料，需要使用搅拌组件进行长时间的搅拌才能使得各个原料和催化剂相互充分混合进行聚合反应，搅拌时间长，热量容易堆积在反应物的内部抑制聚合反应进行的效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种四聚乙醛生产用聚合设备，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种四聚乙醛生产用聚合设备，包括：
安装架、安装在安装架内侧且呈水平设置的反应罐以及沿着反应罐长度方向安装在反应罐内中心轴线位置的搅拌辊；所述反应罐壳体内开设的环形腔，所述环形腔通过管道与外部冷却液循环机连通；
安装在反应罐上方并与所述安装架上部固定连接的第一原料罐、第二原料罐和催化剂罐，第一原料罐、第二原料罐和催化剂罐分别通过间歇下料机构与反应罐连通；
所述间歇下料机构包括与分别与第一原料罐、第二原料罐和催化剂罐连通的第一下料管、通过安装板安装在安装架内侧并与第一下料管连通的下料筒、安装在所述下料筒内并连接有间歇驱动机构的下料辊、与反应罐平行设置且与第一下料管连通的第二下料管、与第二下料管连通且安装在环形腔内的第三下料管；所述第三下料管与反应罐的内腔连通，所述下料辊为嵌套在下料筒内并设有扇形缺口的圆辊。
优选的，所述间歇驱动机构包括与下料辊固定连接且与安装架内壁转动连接的转动轴、与传动轴通过第一传动齿轮组连接并与安装架内壁转动连接的第一支撑轴、与第一支撑轴通过槽轮机构连接并与安装架内壁转动连接的第二支撑轴、连接第二支撑轴和搅拌辊的第二传动齿轮组；所述搅拌辊通过传动带连接有安装在安装架上的驱动电机。
优选的，所述搅拌辊上安装有中间部分呈U形的搅拌管，搅拌管两端分别延伸至搅拌辊的端部并通过管道连通有外部冷却液循环机。
优选的，所述搅拌辊中部固定连接有安装在反应罐内腔的一组输料方向相反的螺旋叶片。
优选的，所述第一原料罐内灌注有乙醛原料，第二原料罐内灌注有乙醚原料，催化剂罐内灌注有酸性催化剂。
优选的，所述环形腔左侧上部通过第一冷却液进管与外部冷却液循环机连通，环形腔的右侧下部通过第一冷却液出管与外部冷却液循机连通。
优选的，所述搅拌管左侧端部通过旋转接头连通有第二冷却液进管，第二冷却液进管与外部冷却液循环机连通；所述搅拌管右侧端部通过旋转接头连通有第二冷却液出管，第二冷却液出管与外部冷却液循环机连通。
优选的，所述第三下料管与第二下料管平行且沿着环形腔的长度方向设置。
优选的，所述第一下料管与和下料筒的连通口与第二下料管和下料筒的连通口呈对角线对称。
优选的，所述搅拌管包括多组交错分布的并延伸至反应罐内腔的U形部分和嵌套在搅拌辊内的水平部分。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过设有包括下料筒、下料辊、转动轴、间歇驱动机构的间歇下料机构，将原料罐以及催化剂罐内的原料和催化剂进行间歇的加注，并在搅拌辊的搅拌下进行混合，实现少量多次的聚合反应，使得各个原料混合更加充分，同时减少反应物内热量的堆积，提高反应效率，减少聚合反应时间；另外，通过设置与外部冷却液循环机连通的环形腔以及在环形腔内的第三下料管，对进入到反应罐内腔的原料和催化剂进行预冷却处理，减少原料带入到反应物中的热量，进而进一步提高反应速度。
本发明通过设有包括中部设有呈U形且连通有外部冷却液循环机的搅拌管、一组镜像设置在搅拌辊上的螺旋叶片，螺旋叶片向两侧推动物料流动实现对物料的均匀搅拌，同时冷却液通过搅拌管与反应物内部充分的换热，保证反应温度符合聚合反应要求，提高反应效率。
附图说明
图1为四聚乙醛生产用聚合设备的前侧立体结构示意图。
图2为四聚乙醛生产用聚合设备的右视剖视图。
图3为四聚乙醛生产用聚合设备中后侧立体结构示意图。
图4为四聚乙醛生产用聚合设备中前视剖视图。
图5为四聚乙醛生产用聚合设备中搅拌辊的装配结构示意图。
图6为四聚乙醛生产用聚合设备中间隙下料机构的立体结构示意图。
图中：1、安装架；2、反应罐；201、环形腔；3、第一原料罐；4、第二原料罐；5、催化剂罐；6、第一下料管；7、下料筒；8、第二下料管；9、第三下料管；10、下料辊；11、转动轴；12、安装板；13、第一传动齿轮组；14、第一支撑轴；15、槽轮机构；16、第二支撑轴；17、第二传动齿轮组；18、搅拌辊；19、传动带；20、驱动电机；21、第一冷却液进管；22、第一冷却液出管；23、搅拌管；24、螺旋叶片；25、第二冷却液进管；26、第二冷却液出管；27、排料管。
具体实施方式
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。
另外，本发明中的元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
请参阅图1-6，本发明的一个实施例中，一种四聚乙醛生产用聚合设备，包括：
安装架1、安装在安装架1内侧且呈水平设置的反应罐2以及沿着反应罐2长度方向安装在反应罐2内中心轴线位置的搅拌辊18；所述反应罐2壳体内开设的环形腔201，所述环形腔201通过管道与外部冷却液循环机连通；
安装在反应罐2上方并与所述安装架1上部固定连接的第一原料罐3、第二原料罐4和催化剂罐5，第一原料罐3、第二原料罐4和催化剂罐5分别通过间歇下料机构与反应罐2连通；
所述间歇下料机构包括与分别与第一原料罐3、第二原料罐4和催化剂罐5连通的第一下料管6、通过安装板12安装在安装架1内侧并与第一下料管6连通的下料筒7、安装在所述下料筒7内并连接有间歇驱动机构的下料辊10、与反应罐2平行设置且与第一下料管6连通的第二下料管8、与第二下料管8连通且安装在环形腔201内的第三下料管9；所述第三下料管9与反应罐2的内腔连通，所述下料辊10为嵌套在下料筒7内并设有扇形缺口的圆辊。
具体的，在进行聚合反应时，间歇驱动机构带动搅拌辊18和下料辊10转动，第一原料罐3、第二原料罐4的原料以及催化剂罐5内的催化剂被间歇下料机构间歇的注入到反应罐2的内腔内，搅拌辊18对反应物进行搅拌，反应原料和催化剂逐步的加入到反应罐2的内腔，使得反应罐2内的反应物较少，避免热量堆积，同时混合更加快速充分，提高反应速度，同时，外部冷却液循环机将冷却液注入到环形腔201内对经过第三下料管9的原料和催化剂进行预冷却处理，减少原料带入到反应罐2内的热量，进一步提高反应速度。
在本实施例中，所述间歇驱动机构包括与下料辊10固定连接且与安装架1内壁转动连接的转动轴11、与传动轴11通过第一传动齿轮组12连接并与安装架1内壁转动连接的第一支撑轴14、与第一支撑轴14通过槽轮机构15连接并与安装架1内壁转动连接的第二支撑轴16、连接第二支撑轴16和搅拌辊18的第二传动齿轮组17；所述搅拌辊18通过传动带19连接有安装在安装架1上的驱动电机20。
具体的，驱动电机20通过传动带19带动搅拌辊18转动，搅拌辊18通过第二传动齿轮组17电动第二支撑轴16转动，第二支撑轴16通过槽轮机构15带动第一支撑轴14转动，第一支撑轴14通过第一传动齿轮组13调动转动轴11转动，转动轴11带动下料筒7内设有扇形缺口的下料辊10转动，下料辊10将第一下料管6内原料输入到第二下料管8内，实现原料和催化剂的间歇下料；
需要说明的是，槽轮机构15为常见的间歇传动机构，本申请不再赘述。
在本实施例中，所述第一原料罐3内灌注有乙醛原料，第二原料罐4内灌注有乙醚原料，催化剂罐5内灌注有酸性催化剂。
具体的，将乙醛和乙醚原料预先加注到第一原料罐3和第二原料罐4内，将催化剂注入到催化剂罐5内，便于后续原料的加注。
在本实施例中，所述第三下料管9与第二下料管8平行且沿着环形腔201的长度方向设置。
具体的，第三下料管9沿长度方向分布在环形腔201内，使得原料和催化剂与环形腔201内的冷却液充分的换热，进行预冷却。
在本实施例中，所述第一下料管6与和下料筒7的连通口与第二下料管8和下料筒7的连通口呈对角线对称。
具体的，设有扇形缺口的下料辊10在转动时，将原料或催化剂离心推动，保证下料效果。
在本实施例中，所述反应罐2左侧下部设有排料管27。
在本发明的另一个实施例中，所述搅拌辊18上安装有中间部分呈U形的搅拌管23，搅拌管23两端分别延伸至搅拌辊18的端部并通过管道连通有外部冷却液循环机。
具体的，通过将冷却液注入到搅拌管23内，对反应罐2内的反应物进行充分的换热冷却，进一步保证反应温度。
在本实施例中，所述搅拌管23包括多组交错分布的并延伸至反应罐2内腔的U形部分和嵌套在搅拌辊18内的水平部分。
具体的，提高搅拌管23与反应物接触的效果以及使得冷却液与反应物充分的接触。
在本实施例中，所述搅拌辊18中部固定连接有安装在反应罐2内腔的一组输料方向相反的螺旋叶片23。
具体的，输料方向相反的一组螺旋叶片23推动反应罐2内的反应物向两侧移动，使得反应罐2内的反应物充分的混合接触，进一步提高反应物混合效果和换热效果。
在本实施例中，所述环形腔201左侧上部通过第一冷却液进管21与外部冷却液循环机连通，环形腔201的右侧下部通过第一冷却液出管22与外部冷却液循机连通。
具体的，外部冷却液循环机将冷却液从上到下注入到环形腔201内，使得冷却液首先与位于环形腔201内的原料和催化剂进行换热，进行预冷却。
在本实施例中，所述搅拌管18左侧端部通过旋转接头连通有第二冷却液进管25，第二冷却液进管25与外部冷却液循环机连通；所述搅拌管18右侧端部通过旋转接头连通有第二冷却液出管26，第二冷却液出管26与外部冷却液循环机连通。
具体的，通过外部冷却液循环机将冷却液注入到搅拌管23内。
工作原理：
驱动电机20通过传动带19带动搅拌辊18转动，搅拌辊18通过第二传动齿轮组17电动第二支撑轴16转动，第二支撑轴16通过槽轮机构15带动第一支撑轴14转动，第一支撑轴14通过第一传动齿轮组13调动转动轴11转动，转动轴11带动下料筒7内设有扇形缺口的下料辊10转动，下料辊10将第一下料管6内原料输入到第二下料管8内，实现原料和催化剂的间歇下料；
外部冷却液循环机将冷却液从上到下注入到环形腔201内，使得冷却液首先与位于环形腔201内的原料和催化剂进行换热，进行预冷却；通过外部冷却液循环机将冷却液注入到搅拌管23内，对反应罐2内的反应物进行充分的换热冷却，进一步保证反应温度。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种四聚乙醛生产用聚合设备，其特征在于，包括：
安装架(1)、安装在安装架(1)内侧且呈水平设置的反应罐(2)以及沿着反应罐(2)长度方向安装在反应罐(2)内中心轴线位置的搅拌辊(18)；所述反应罐(2)壳体内开设的环形腔(201)，所述环形腔(201)通过管道与外部冷却液循环机连通；
安装在反应罐(2)上方并与所述安装架(1)上部固定连接的第一原料罐(3)、第二原料罐(4)和催化剂罐(5)，第一原料罐(3)、第二原料罐(4)和催化剂罐(5)分别通过间歇下料机构与反应罐(2)连通；
所述间歇下料机构包括与分别与第一原料罐(3)、第二原料罐(4)和催化剂罐(5)连通的第一下料管(6)、通过安装板(12)安装在安装架(1)内侧并与第一下料管(6)连通的下料筒(7)、安装在所述下料筒(7)内并连接有间歇驱动机构的下料辊(10)、与反应罐(2)平行设置且与第一下料管(6)连通的第二下料管(8)、与第二下料管(8)连通且安装在环形腔(201)内的第三下料管(9)；所述第三下料管(9)与反应罐(2)的内腔连通，所述下料辊(10)为嵌套在下料筒(7)内并设有扇形缺口的圆辊。
2.根据权利要求1所述的一种四聚乙醛生产用聚合设备，其特征在于，。所述间歇驱动机构包括与下料辊(10)固定连接且与安装架(1)内壁转动连接的转动轴(11)、与传动轴(11)通过第一传动齿轮组(12)连接并与安装架(1)内壁转动连接的第一支撑轴(14)、与第一支撑轴(14)通过槽轮机构(15)连接并与安装架(1)内壁转动连接的第二支撑轴(16)、连接第二支撑轴(16)和搅拌辊(18)的第二传动齿轮组(17)；所述搅拌辊(18)通过传动带(19)连接有安装在安装架(1)上的驱动电机(20)。
3.根据权利要求1所述的一种四聚乙醛生产用聚合设备，其特征在于，所述搅拌辊(18)上安装有中间部分呈U形的搅拌管(23)，搅拌管(23)两端分别延伸至搅拌辊(18)的端部并通过管道连通有外部冷却液循环机。
4.根据权利要求1所述的一种四聚乙醛生产用聚合设备，其特征在于，所述搅拌辊(18)中部固定连接有安装在反应罐(2)内腔的一组输料方向相反的螺旋叶片(23)。
5.根据权利要求1所述的一种四聚乙醛生产用聚合设备，其特征在于，所述第一原料罐(3)内灌注有乙醛原料，第二原料罐(4)内灌注有乙醚原料，催化剂罐(5)内灌注有酸性催化剂。
6.根据权利要求1所述的一种四聚乙醛生产用聚合设备，其特征在于，所述环形腔(201)左侧上部通过第一冷却液进管(21)与外部冷却液循环机连通，环形腔(201)的右侧下部通过第一冷却液出管(22)与外部冷却液循机连通。
7.根据权利要求1所述的一种四聚乙醛生产用聚合设备，其特征在于，所述搅拌管(18)左侧端部通过旋转接头连通有第二冷却液进管(25)，第二冷却液进管(25)与外部冷却液循环机连通；所述搅拌管(18)右侧端部通过旋转接头连通有第二冷却液出管(26)，第二冷却液出管(26)与外部冷却液循环机连通。
8.根据权利要求1所述的一种四聚乙醛生产用聚合设备，其特征在于，所述第三下料管(9)与第二下料管(8)平行且沿着环形腔(201)的长度方向设置。
9.根据权利要求1所述的一种四聚乙醛生产用聚合设备，其特征在于，所述第一下料管(6)与和下料筒(7)的连通口与第二下料管(8)和下料筒(7)的连通口呈对角线对称。
10.根据权利要求1所述的一种四聚乙醛生产用聚合设备，其特征在于，所述搅拌管(23)包括多组交错分布的并延伸至反应罐(2)内腔的U形部分和嵌套在搅拌辊(18)内的水平部分。
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