CN206168411U - 实验用高粘度聚合反应釜 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种实验用高粘度聚合反应釜，包含驱动系统、搅拌器、釜身、釜盖等组成，驱动系统采用可方便进行转速调整变频电机，搅拌器中部设置螺杆式搅拌叶，外围设置组合式搅拌叶，可抑制高分子的爬杆效应，并使物料上下左右快速混合；反应釜封头采用金属材料，并配有轴密封，釜体和夹套采用玻璃材料，这样的组合搭配，既能保证反应釜的密封效果，又保持了玻璃反应釜的可视性和耐腐蚀性；温度计口的倾斜设计，能使温度探头既能避免与搅拌叶的触碰又能至始至终与物料接触，确保温度显示准确。该聚合反应釜非常适合于高粘度的聚合实验，比如间位芳纶、全对位芳纶、芳纶III、PI及PBO等。

Description

实验用高粘度聚合反应釜

技术领域

属化工机械领域，是涉及一种高分子材料生产过程中的聚合反应设备，确切地说是涉及一种实验用高粘度聚合反应釜。

背景技术

芳纶是一种高科技特种纤维，它具有优良的力学性能，稳定的化学性质和理想的机械性质。它的全称为“芳香族聚酰胺纤维”，1974年，美国贸易联合会(FTC，为U．S．FederalTrade Commission的缩写)将它们命名为“aramid fibers”，其定义是：至少有85％的酰胺链(—CONH—)直接与两个苯环相连接。我国则将它们命名为芳纶，其全称也可简化为“芳酰胺纤维”，芳纶可分为间位芳纶和对位芳纶（包含全对位芳纶和芳纶III）。

全对位芳纶学名为聚对苯二甲酰对苯二胺, 国内也称芳纶1414，杜邦公司的商品名为Kevlar，是一种新型高科技合成纤维，具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻等优良性能,其强度是钢丝的5～6倍，模量为钢丝或玻璃纤维的2～3倍，韧性是钢丝的2倍，而重量仅为钢丝的1/5左右，在560度的温度下，不分解，不融化，它具有良好的绝缘性和抗老化性能，具有很长的生命周期。

芳纶Ⅲ是对位芳纶的一种，因其是由对苯二胺、对苯二甲酰氯及含有杂环结构的二胺三种单体共缩聚得到的，故称芳纶Ⅲ，因其含有杂环结构，也称杂环芳纶。芳纶Ⅲ和全对位芳纶（如Kevlar、Twaron等）在结构、制备工艺及性能方面都存在极大不同，芳纶Ⅲ因其独特的分子结构和工艺技术而具有低密度、超高强度、超高模量、耐高温、抗冲击性好、耐磨性好、透波性好等优良性能，是综合性能最好的有机纤维之一，在飞机部件（螺旋桨、轮胎、机身、主翼、尾翼等部位）、星载/机载/舰载雷达罩、卫星部件、防弹材料（高级防弹衣、防弹头盔、防弹护甲）、仪器防舱、电力电信、输送材料、体育用品等领域有广泛应用。

间位芳纶学名为聚间苯二甲酰间苯二胺，国内也称芳纶1313，杜邦公司的商品名为Nomex，间位芳纶是当今高性能纤维中发展最快的品种之一，是一种综合性能优良的高科技纤维，在防护服装、蜂窝结构材料、电绝缘纸和高温过滤材料等方面有着广泛的用途，是航空航天、电子、通讯、环保、石油化工、海洋开发和特种服装等领域的重要基础材料。

在对位芳纶和间位芳纶的树脂合成实验中，都要用到聚合反应釜，在该类树脂合成反应时，反应体系粘度将从几个厘泊逐步增加至几十万厘泊，全对位芳纶聚合后期体系甚至会凝胶，体系无流动性，如何保证搅拌器和驱动系统至始至终能正常工作；聚合反应过程中的温度指示与控制是调控反应的重要手段之一，如何安装温度计，让其适应聚合体系从低粘度向高粘度转变的工况，全程准确指示温度；实验用聚合反应器为了便于观察和防腐需要，往往选择玻璃材质的聚合釜，但玻璃釜在密封和强度方便有天生的不足，如何能保持玻璃反应釜的优良可视性和耐腐蚀性，又能克服玻璃反应釜的密封和强度缺陷。现有聚合反应釜并不能同时解决上述问题，往往要牺牲一些功能，比如通过持续通入氮气，以避免玻璃反应釜搅拌轴处不能密封的问题；前期反应有温度显示，后期拔出温度计以避免高粘度下温度计变形的问题等。

发明内容

为了克服上述技术问题，本实用新型提供了一种实验用高粘度聚合反应釜。

所发明的实验用高粘度聚合反应釜包括驱动系统、搅拌器、釜身、釜盖；驱动系统包括电机、减速机、联轴器及机座；搅拌器包括轴密封、搅拌轴、螺杆式搅拌叶及组合式搅拌叶；釜身包括釜体、夹套、夹套入口、夹套出口、出料口及出料阀；釜盖包括封头、夹圈及密封圈；它们的连接关系是：电机通过螺栓连接固定在减速机输入端法兰面上，减速机输出端通过联轴器与搅拌轴上端连接，减速机输出端法兰面通过螺栓与机座的上端连接，机座的下端通过螺栓固定在封头中部，快开螺栓一头焊接在夹圈上，封头通过快开螺栓将密封圈与釜体的上端翻边紧密对夹，密封圈位于封头与釜体翻边之间，夹套包裹釜体，夹套入口位于夹套底部，夹套出口位于夹套上侧部，出料口位于釜体最底部中心，出料阀位于出料口内部；轴密封位于搅拌轴与封头上端面相交处，并包围搅拌轴；螺杆式搅拌叶焊接在搅拌轴的下部，螺杆式搅拌叶的上端与组合式搅拌叶上端平齐；组合式搅拌叶焊接在搅拌轴的最底端，组合式搅拌叶上端位于釜体高度的一半处；温度计口位于封头上，并与搅拌轴成夹角，使得温度计探头通过温度计口后，处于螺杆式搅拌叶与组合式搅拌叶之间的空间内，温度计探头的最低点低于组合式搅拌叶的上端面。

上述技术方案中：所述组合式搅拌叶下端为锚式浆，在锚式浆的两端分别有向上垂直延伸的延长臂，延长臂的上端和锚式浆的相对端之间分别焊接一段向上倾斜的圆弧臂。

上述技术方案中：所述电机采用变频电机，转速可以通过变频器来控制。

上述技术方案中：所述搅拌轴的转速为0～150转/分钟。

上述技术方案中：所述轴密封为填料密封、唇形密封或机械密封。

上述技术方案中：所述封头采用金属材料。

上述技术方案中：所述釜体及夹套采用玻璃材料。

上述技术方案中：所述出料阀采用聚四氟乙烯材料。

本实用新型的积极效果是。

（1）聚合反应时，体系粘度逐渐增高，高分子的爬杆特性会逐渐增强，这种爬杆特性不利于后续的反应，但本发明在搅拌轴中部设置螺杆式搅拌叶，旋转时会将物料往下推移，抑制高分子的爬杆特性，有利于后续聚合反应。

（2）反应釜封头采用金属材料，并配有轴密封，釜体和夹套采用玻璃材料，这样的组合搭配，既能保证反应釜的密封效果，又保持了玻璃反应釜的可视性和耐腐蚀性。

（3）温度计口的倾斜和组合型搅拌叶设计，能使温度探头既能避免与搅拌叶的触碰又能至始至终与物料接触，保证了温度显示的准确性。

附图说明

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式作详细说明。

图1是本发明实验用高粘度聚合反应釜的结构示意图。

图2是本发明实验用高粘度聚合反应釜安装固定支架结构图。

图3是本发明实验用高粘度聚合反应釜安装固定后的正视图。

图4是本发明实验用高粘度聚合反应釜安装固定后的侧视图。

具体实施方式

本发明实验用高粘度聚合反应釜的结构示意图如图1所示，包括：驱动系统、搅拌器、釜身、釜盖；驱动系统包括电机1、减速机2、联轴器3及机座4；搅拌器包括轴密封5、搅拌轴15、螺杆式搅拌叶16及组合式搅拌叶17；釜身包括釜体10、夹套11、夹套入口12、夹套出口13、出料口18及出料阀19；釜盖包括封头6、夹圈9及密封圈8；它们的连接关系是：电机1通过螺栓连接固定在减速机2输入端法兰面上，减速机2输出端通过联轴器3与搅拌轴15上端连接，减速机2输出端法兰面通过螺栓与机座4的上端连接，机座4的下端通过螺栓固定在封头6中部，快开螺栓7一头焊接在夹圈9上，封头6通过快开螺栓7将密封圈8与釜体10的上端翻边紧密对夹，密封圈8位于封头6与釜体10翻边之间，夹套11包裹釜体10，夹套入口12位于夹套11底部，夹套出口13位于夹套11上侧部，出料口18位于釜体10最底部中心，出料阀19位于出料口18内部；轴密封5位于搅拌轴15与封头6上端面相交处，并包围搅拌轴15；螺杆式搅拌叶16焊接在搅拌轴15的下部，螺杆式搅拌叶16的上端与组合式搅拌叶17上端平齐；组合式搅拌叶17焊接在搅拌轴15的最底端，组合式搅拌叶17上端位于釜体10高度的一半处；温度计口位于封头6上，并与搅拌轴15成夹角，使得温度计探头14通过温度计口后，处于螺杆式搅拌叶16与组合式搅拌叶17之间的空间内，温度计探头14的最低点低于组合式搅拌叶17的上端面。

上述技术方案中：所述组合式搅拌叶17下端为锚式浆，在锚式浆的两端分别有向上垂直延伸的延长臂，延长臂的上端和锚式浆的相对端之间分别焊接一段向上倾斜的圆弧臂。

上述技术方案中：所述电机1采用变频电机，转速可以通过变频器来控制。

上述技术方案中：所述搅拌轴15的转速为0～150转/分钟。

上述技术方案中：所述轴密封5为填料密封、唇形密封或机械密封。

上述技术方案中：所述封头6采用金属材料，可以选择304不锈钢、316不锈钢、钛合金或其他金属，优选316不锈钢。

上述技术方案中：所述釜体10及夹套11采用玻璃材料。

上述技术方案中：所述出料阀19采用聚四氟乙烯材料。

图2是本发明实验用高粘度聚合反应釜安装固定支架结构图，夹圈9可以通过螺栓联结或焊接固定在支撑圈a上，减速机2通过螺栓联结固定在支撑板b上，支撑板6焊接在横梁上，横梁通过螺栓联结或焊接在移动杆c上，移动杆c可以是手动型，也可以是电动型；驱动系统与封头6通过螺栓联结在一起成为一个整体，当聚合反应釜需要开启时，松开快开螺栓7，移动杆c往上移动，移动杆c也将带动驱动系统及封头一起往上移动，实现封头6与釜体10的分离。

图3是本发明实验用高粘度聚合反应釜安装固定后的正视图。

图4是本发明实验用高粘度聚合反应釜安装固定后的侧视图。

以上所述仅是本发明的优选技术方案，应当指出，对于本领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰应视为本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种实验用高粘度聚合反应釜，其特征是：包含驱动系统、搅拌器、釜身、釜盖；驱动系统包括电机（1）、减速机（2）、联轴器（3）及机座（4）；搅拌器包括轴密封（5）、搅拌轴（15）、螺杆式搅拌叶（16）及组合式搅拌叶（17）；釜身包括釜体（10）、夹套（11）、夹套入口（12）、夹套出口（13）、出料口（18）及出料阀（19）；釜盖包括封头（6）、夹圈（9）及密封圈（8）；它们的连接关系是：电机（1）通过螺栓连接固定在减速机（2）输入端法兰面上，减速机（2）输出端通过联轴器（3）与搅拌轴（15）上端连接，减速机（2）输出端法兰面通过螺栓与机座（4）的上端连接，机座（4）的下端通过螺栓固定在封头（6）中部，快开螺栓（7）一头焊接在夹圈（9）上，封头（6）通过快开螺栓（7）将密封圈（8）与釜体（10）的上端翻边紧密对夹，密封圈（8）位于封头（6）与釜体（10）翻边之间，夹套（11）包裹釜体（10），夹套入口（12）位于夹套（11）底部，夹套出口（13）位于夹套（11）上侧部，出料口（18）位于釜体（10）最底部中心，出料阀（19）位于出料口（18）内部；轴密封（5）位于搅拌轴（15）与封头（6）上端面相交处，并包围搅拌轴（15）；螺杆式搅拌叶（16）焊接在搅拌轴（15）的下部，螺杆式搅拌叶（16）的上端与组合式搅拌叶（17）上端平齐；组合式搅拌叶（17）焊接在搅拌轴（15）的最底端，组合式搅拌叶（17）上端位于釜体（10）高度的一半处；温度计口位于封头（6）上，并与搅拌轴（15）成夹角，使得温度计探头（14）通过温度计口后，处于螺杆式搅拌叶（16）与组合式搅拌叶（17）之间的空间内，温度计探头（14）的最低点低于组合式搅拌叶（17）的上端面。

2.根据权利要求1所述的一种实验用高粘度聚合反应釜，其特征是：所述组合式搅拌叶（17）下端为锚式浆，在锚式浆的两端分别有向上垂直延伸的延长臂，延长臂的上端和锚式浆的相对端之间分别焊接一段向上倾斜的圆弧臂。

3.根据权利要求1所述的一种实验用高粘度聚合反应釜，其特征是：所述电机（1）采用变频电机，转速可以通过变频器来控制。

4.根据权利要求1所述的一种实验用高粘度聚合反应釜，其特征是：所述搅拌轴（15）的转速为0～150转/分钟。

5.根据权利要求1所述的一种实验用高粘度聚合反应釜，其特征是：所述轴密封（5）为填料密封、唇形密封或机械密封。

6.根据权利要求1所述的一种实验用高粘度聚合反应釜，其特征是：所述封头（6）采用金属材料。

7.根据权利要求1所述的一种实验用高粘度聚合反应釜，其特征是：所述釜体（10）及夹套（11）采用玻璃材料。

8.根据权利要求1所述的一种实验用高粘度聚合反应釜，其特征是：所述出料阀（19）采用聚四氟乙烯材料。