CN204251541U - 一种机械法增大小粒径聚烯烃胶乳粒子尺寸的压力阀门 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种机械法增大小粒径聚烯烃胶乳粒子尺寸的压力阀门，包括阀块、阀座、固定件和柱塞，阀座、固定件和柱塞依次连接在阀块上，阀块内具有主干流体流道，阀座具有预压流体流道，阀座和柱塞之间形成高压流体流道，阀座和固定件之间形成压力释放流体流道，乳胶粒子依次经过主干流体流道、预压流体流道、高压流体流道和压力释放流体流道，预压流体流道包括入口，其中，在乳胶粒子进入预压流体流道的方向上，入口的直径逐渐减小。本实用新型的压力阀门的预压流体流道的入口处采用渐缩式圆形导流口，乳胶粒子由主干流体流道进入预压流体流道时更流畅。

Description

一种机械法增大小粒径聚烯烃胶乳粒子尺寸的压力阀门

技术领域

本实用新型涉及一种阀门，具体地说，是涉及一种用于放大胶乳粒子尺寸组合式高压力阀门。

背景技术

本发明所涉及的组合式高压力机械阀门用于机械法放大胶乳粒子尺寸，机械法放大胶乳粒子尺寸有机械搅拌和压力两种形式，机械搅拌形式放大胶乳粒子尺寸由于能耗大、胶乳粒子放大后稳定性差、生产效率低等原因目前已经被淘汰，利用高压放大胶乳粒子尺寸的方法是将小粒径胶乳连续加入一种高压设备，在一定压力作用下，使小粒径胶乳瞬间通过孔隙或组合式压力阀门，胶乳粒子发生剪切、爆破、融合，从而实现胶乳粒子尺寸放大，压力阀门是实现胶乳粒子尺寸放大的关键机械部件，其孔隙结构、胶乳流道材质和表面粗糙度会对胶乳粒子放大效率、放大后粒子形态以及压力阀门流道结胶情况产生直接影响，进而会影响放大粒子尺寸后胶乳的收率和后期接枝聚合稳定性。

目前，与本发明相类似的压力设备均用于食品、药品和化妆品领域，主要目的是使处理后物料粒子更加细小均匀，易于分散和吸收，本发明的压力设备，特别是所涉及的组合式高压力阀门，针对于80-124nm小粒径聚烯烃胶乳粒子的尺寸放大过程，放大后胶乳粒径可以达到120nm-380nm，具有较高的稳定性。

公开号为CN203033922U的中国实用新型专利公开了一种用于增大小粒径聚烯烃胶乳粒子尺寸的压力阀门，参阅附图图1和图2，是由阀块1、阀座2、固定环3和阀柱4构成；固定环3和阀座2依次位于阀块1一端中心，阀座2中心的预压流体流道P1与阀块1中心的主干流体流道相通，固定环3与阀座2之间的压力释放流体流道P3与阀座2中心的预压流体流道P1成丁字形相通，并与阀块1出阀流体流道连通，阀柱4穿过阀块1端部和固定环3中心顶端位于固定环3与阀座2之间的压力释放流体流道P3中，阀柱4端部与阀座2之间形成一个窄小高压流体流道P2，高压流体流道P2长度d与压力释放流体流道P3的宽度A的比例为1：(5～10)，与压力释放流道P3的长度D的比例为1:(10～20)。其中，该压力阀门形成三段压力控制区域，但是主干流体流道至预压流体流道P1的入口处局部具有阻力，乳胶粒子进入的途径不顺畅，一定程度上影响了高压条件下可增大小粒径聚烯烃胶乳粒子尺寸，增加了该过程中产生的析出物及结胶量。

实用新型内容

本实用新型的目的是进一步提高现有的增大小粒径聚烯烃胶乳粒子尺寸的压力设备的性能，提供一种机械法增大小粒径聚烯烃胶乳粒子尺寸的压力阀门，在一定压力作用下，小粒径聚烯烃胶乳连续通过本阀门后胶乳粒子尺寸得以增大，最大限度减少阀体内部结胶，避免粒子尺寸放大后胶乳中产生宏观粒子(1μm-8μm)及析出物。

为了实现上述目的，本实用新型的机械法增大小粒径聚烯烃胶乳粒子尺寸的压力阀门，包括阀块、阀座、固定件和柱塞，所述阀座、所述固定件和所述柱塞依次连接在所述阀块上，所述阀块内具有主干流体流道，所述阀座具有预压流体流道，所述阀座和所述柱塞之间形成高压流体流道，所述阀座和所述固定件之间形成压力释放流体流道，一乳胶粒子依次经过所述主干流体流道、所述预压流体流道、所述高压流体流道和所述压力释放流体流道，所述预压流体流道包括入口，其中，在所述乳胶粒子进入所述预压流体流道的方向上，所述入口的直径逐渐减小。

上述的机械法增大小粒径聚烯烃胶乳粒子尺寸的压力阀门，其中，所述预压流体流道还包括预压主流道和出口，所述入口和所述出口分别设置于所述预压主流道的两端，所述入口的最大直径与所述主干流体流道的直径相同，所述入口的最小直径和所述预压主流道的直径相同。

上述的机械法增大小粒径聚烯烃胶乳粒子尺寸的压力阀门，其中，所述入口包括入口导流面，所述入口导流面的截面呈弧形。

上述的机械法增大小粒径聚烯烃胶乳粒子尺寸的压力阀门，其中，所述阀座包括出口导流面和高压形成面，所述高压形成面垂直设置，所述出口导流面与所述出口导流面具有一导角，所述导角为40度至70度。

上述的机械法增大小粒径聚烯烃胶乳粒子尺寸的压力阀门，其中，所述导角的角度为50度至60度。

上述的机械法增大小粒径聚烯烃胶乳粒子尺寸的压力阀门，其中，所述主干流体流道、所述预压流体流道、所述高压流体流道、所述压力释放流体流道的各内壁面的表面粗糙度为0.012至0.1微米。

上述的机械法增大小粒径聚烯烃胶乳粒子尺寸的压力阀门，其中，所述压力阀门的材料为钨钢。

上述的机械法增大小粒径聚烯烃胶乳粒子尺寸的压力阀门，其中，所述压力阀门的材料为锰钢。

上述的机械法增大小粒径聚烯烃胶乳粒子尺寸的压力阀门，其中，所述压力阀门的材料为陶瓷材料。

上述的机械法增大小粒径聚烯烃胶乳粒子尺寸的压力阀门，其中，所述阀座和所述柱塞采用弹性模量为228GPa至289GPa的硬质合金材料。

本实用新型的有益功效在于，采用本实用新型的压力阀门，在大于100Bar压力条件下，加入上述小粒径聚烯烃胶乳，连续通过本实用新型的压力阀门可以将胶乳粒子尺寸放大到120nm-380nm，放大后的胶乳粒子具有较小的分散度，粒子放大过程中设备内部结胶量低于0.5‰，延长了阀门清理周期，处理后胶乳中析出物低于0.3‰，粒子尺寸放大效率≥98.5％，放大尺寸后胶乳储存稳定。

以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。

附图说明

图1为现有技术的压力阀门整体结构剖视图：

图2为现有技术的压力阀门工作原理及空间结构示意图；

图3为本实用新型的压力阀门的整体结构的剖视图；

图4为本实用新型的压力阀门的去除阀块和阀套的剖视图；

图5为本实用新型的压力阀门的阀座的剖视图；

图6为图5的左视图；

图7为图5的右视图。

其中，附图标记

100  压力阀门

10   阀块

20   阀座

21   入口导流面

22   出口导流面

23   高压形成面

30   固定件

40   柱塞

41   柱塞接触面

50   阀套

FP1  主干流体流道

FP2  预压流体流道

FP3  高压流体流道

FP4  压力释放流体流道

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本实用新型的目的、方案及功效，但并非作为本实用新型所附权利要求保护范围的限制。

参阅图3，图3为本实用新型的压力阀门的整体结构的剖视图。本实用新型的机械法增大小粒径聚烯烃胶乳粒子尺寸的压力阀门100包括阀块10、阀座20、固定件30、柱塞40和阀套50，阀座20、固定件30和柱塞40依次连接在阀块10上，阀块10内具有主干流体流道FP1，阀座20具有预压流体流道FP2，阀座20和柱塞40之间形成高压流体流道FP3，阀座20和固定件30之间形成压力释放流体流道FP4，主干流体流道FP1、预压流体流道FP2、高压流体流道FP3、压力释放流体流道FP4依次导通，即乳胶粒子首先由主干流体流道FP1进入预压流体流道FP2，再由预压流体流道FP2进入高压流体流道FP3，最后通过高压流体流道FP3后进入压力释放流体流道FP4，乳胶粒子尺寸得以增大。

参阅图3和图4，图4为本实用新型的压力阀门的去除阀块和阀套的剖视图。本实用新型的压力阀门100的预压流体流道FP2的入口处为渐缩式圆形导流口a，在乳胶粒子进入预压流体流道FP2的方向上，入口处的直径逐渐减小。乳胶粒子由主干流体流道FP1进入预压流体流道FP2时更流畅，无集中阻力。

预压流体流道FP2还包括预压主流道c和出口b，入口a和出口b分别设置于预压主流道c的两端，预压流体流道FP2的入口a的最大直径与主干流体流道FP1的直径相同，之后具有渐缩式圆形导流口的入口a的直径逐渐缩小，入口a的最小直径和预压流体流道FP2的预压主流道c的直径相同。通过预压流体流道FP2的液压主流道c后进入预压流体流道FP2的出口b，从出口b进入高压流体流道FP3。

结合图4至图7，图5为本实用新型的压力阀门的阀座的剖视图，图6为图5的左视图，图7为图5的右视图。即图6显示阀座入口端面的视图，图7显示阀座出口端面的视图。

阀座20的具有渐缩式圆形导流口的入口a包括入口导流面21，入口导流面21沿阀座20的预压流体流道FP2的轴向的截面呈圆弧形。

阀座20的出口b包括出口导流面22和高压形成面23，柱塞40包括垂直设置的柱塞接触面41，高压形成面23垂直设置，即阀座20的高压形成面23与柱塞40的柱塞接触面41平行且二者之间具有狭窄流道，供形成狭窄的高压流体流道FP3。阀座20的出口导流面22与垂直设置的高压形成面23具有导角β，导角β的角度为40度至70度，其中，导角β为50度至60度较佳。

本实用新型的压力阀门100的主干流体流道SF1、预压流体流道SF2、高压流体流道SF3、压力释放流体流道SF4的与乳胶粒子接触的各阀体流道内壁表面的表面粗糙度为0.012至0.1微米。

压力阀门100的材料为钨钢或锰钢，最佳的为陶瓷材料。

阀座20和柱塞40采用高强度硬质合金材料，弹性模量为228GPa至289GPa。

本实用新型所使用的小粒径聚烯烃胶乳粒径为100nm±50nm，可以是聚丁二烯胶乳或二烯烃系列胶乳的混合胶乳。胶乳粒子尺寸放大过程中压力控制范围为(100-1500)bar，小粒径聚烯烃胶乳进料温度控制在(20-70)℃，聚合物含量在(20.0-42.5)％之间，PH值应控制在7.5-12之间。

以下列举多个实施例以及对比例进行比较说明：

实施例一

粒子尺寸放大后胶乳参数如表1

表1：

实施例二

粒子尺寸放大后胶乳参数如表2

表2：

实施例三

粒子尺寸放大后胶乳参数如表3

表3：

实施例四

粒子尺寸放大后胶乳参数如表4

表4

对比例一：

经设备处理后胶乳参数如表5

表5：

对比例二：

经设备处理后胶乳参数如表6

表6：

对比例三：

经设备处理后胶乳完全破乳，橡胶相析出，造成设备腔体堵塞，实验无法进行。

当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种机械法增大小粒径聚烯烃胶乳粒子尺寸的压力阀门，包括阀块、阀座、固定件和柱塞，所述阀座、所述固定件和所述柱塞依次连接在所述阀块上，所述阀块内具有主干流体流道，所述阀座具有预压流体流道，所述阀座和所述柱塞之间形成高压流体流道，所述阀座和所述固定件之间形成压力释放流体流道，一乳胶粒子依次经过所述主干流体流道、所述预压流体流道、所述高压流体流道和所述压力释放流体流道，所述预压流体流道包括入口，其特征在于，在所述乳胶粒子进入所述预压流体流道的方向上，所述入口的直径逐渐减小。

2.根据权利要求1所述的机械法增大小粒径聚烯烃胶乳粒子尺寸的压力阀门，其特征在于，所述预压流体流道还包括预压主流道和出口，所述入口和所述出口分别设置于所述预压主流道的两端，所述入口的最大直径与所述主干流体流道的直径相同，所述入口的最小直径和所述预压主流道的直径相同。

3.根据权利要求1所述的机械法增大小粒径聚烯烃胶乳粒子尺寸的压力阀门，其特征在于，所述入口包括入口导流面，所述入口导流面的截面呈弧形。

4.根据权利要求1所述的机械法增大小粒径聚烯烃胶乳粒子尺寸的压力阀门，其特征在于，所述阀座包括出口导流面和高压形成面，所述高压形成面垂直设置，所述出口导流面与所述出口导流面具有一导角，所述导角为40度至70度。

5.根据权利要求4所述的机械法增大小粒径聚烯烃胶乳粒子尺寸的压力阀门，其特征在于，所述导角的角度为50度至60度。

6.根据权利要求1所述的机械法增大小粒径聚烯烃胶乳粒子尺寸的压力阀门，其特征在于，所述主干流体流道、所述预压流体流道、所述高压流体流道、所述压力释放流体流道的各内壁面的表面粗糙度为0.012至0.1微米。

7.根据权利要求1所述的机械法增大小粒径聚烯烃胶乳粒子尺寸的压力阀门，其特征在于，所述压力阀门的材料为钨钢。

8.根据权利要求1所述的机械法增大小粒径聚烯烃胶乳粒子尺寸的压力阀门，其特征在于，所述压力阀门的材料为锰钢。

9.根据权利要求1所述的机械法增大小粒径聚烯烃胶乳粒子尺寸的压力阀门，其特征在于，所述压力阀门的材料为陶瓷材料。

10.根据权利要求1所述的机械法增大小粒径聚烯烃胶乳粒子尺寸的压力阀门，其特征在于，所述阀座和所述柱塞采用弹性模量为228GPa至289GPa的硬质合金材料。