CN211586620U - 一种适用于生物树脂合成的反应釜系统 - Google Patents

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贾杨杰
梁超
王燚
方品文
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Abstract

本实用新型提供一种适用于生物树脂合成的反应釜系统,包括反应釜体、搅拌装置、传动装置和控温装置,所述搅拌装置包括内部中空的搅拌轴体及从上到下固定于其上带有刮板的螺带式搅拌桨和折叶式搅拌桨或锚式搅拌桨,所述传动装置包括固定于搅拌轴体上部的皮带轮、电机和传动皮带,所述控温装置包括高温/低温油浴锅、温度传感器、三通电磁阀和PLC控制器,温度传感器设置在反应釜内搅拌轴中空部分和出油口处,感温探头设置在搅拌轴体底部和中部开孔处,温度传感器和三通电磁阀通过电路与PLC连接,PLC通过三通电磁阀的开闭控制高温/低温油浴锅的连通。本实用新型提供的反应釜系统有利于提高生物树脂合成生产效率,增加便捷性和可控性。

Description

一种适用于生物树脂合成的反应釜系统
技术领域
本实用新型属于化工设备技术领域,具体涉及一种适用于生物树脂合成的反应釜系统。
背景技术
生物树脂合成过程中反应产物比较黏稠,所需反应温度较高,并且存在一个需要将反应温度快速降至相对较低温度的过程。现有的用于树脂生产的反应釜多采用锚式、桨式、框式搅拌器,采用高温循环油浴锅实现快速升温至所需反应温度。但是,现有技术的降温过程大多采用自然降温,耗时过长,不能实现快速降温,影响反应效率。而且所采用的搅拌器结构比较简单,在生物树脂合成应过程中存在搅拌不充分,反应物料易黏附于反应釜内壁和堆积于釜底等问题,从而在很大程度上影响了生物树脂合成的生产效率以及质量。
专利CN201720726142.5公开了一种高粘度物料的立式反应釜,提供包括水平向安装的三层搅拌叶片和竖直连接在三层搅拌叶片两端的刮边片,能有效避免釜体底部出现积料死角。该实用新型解决了反应物料黏附于釜壁和堆积于釜底的问题,但未提及快速降低反应釜内温度的解决方案。
专利CN201621440443.3公开了一种适用于高粘度反应体系的自动控制反应釜系统。该实用新型提供了包括外双螺带搅拌桨、内螺带搅拌桨和锚式搅拌桨的搅拌器,锚式搅拌桨位于釜体内下封头处,其下端对称开有两缺口,温度传感器及黏度传感器分别插入缺口处。该实用新型采用换热盘管控制反应釜内温度,但采用的加热介质水蒸气无法达到生物树脂合成所需要的较高温度。
实用新型内容
为了解决上述问题,本实用新型提供了一种适用于生物树脂合成的反应釜系统,所述反应釜系统包括反应釜体、搅拌装置、传动装置和控温装置;所述反应釜体内壁与外壁之间设有中间夹层;所述搅拌装置包括内部中空的搅拌轴体、带有刮板的螺带式搅拌桨和釜底搅拌桨,所述釜底搅拌桨选自折叶式搅拌桨或锚式搅拌桨,所述螺带式搅拌桨和釜底搅拌桨分别设在搅拌轴体的中部和底部,所述搅拌轴体的两端和中部均开孔。
所述传动装置包括固定于所述搅拌轴体上部的皮带轮、传动皮带和电机,电机通过传动皮带和皮带轮带动搅拌轴体转动;所述控温装置包括高温油浴锅、低温油浴锅、温度传感器、感温探头、三通电磁阀和PLC控制器,所述温度传感器设在搅拌轴体穿过皮带轮的顶部和所述中间夹层出油口处;所述感温探头设在搅拌轴体的底部和中部开孔处,并通过线路连接温度传感器;所述三通电磁阀连通高温油浴锅、低温油浴锅与所述中间夹层的进油口和出油口;所述温度传感器、三通电磁阀与PLC控制器连接。
所述反应釜体是用于生物树脂合成的主要反应设备,主体为圆柱形筒状,底部为球冠形,底部中央设有出料口,所述出料口设置球阀式放料阀;所述反应釜体顶部设有可与所述反应釜体密封连接的釜盖,所述釜盖为球冠形,所述釜盖顶端中央开孔使所述搅拌轴体穿过,所述釜盖上设有加料口和观察口,用于反应过程中添加反应物料和观察釜内反应情况;所述釜盖与所述反应釜体之间通过法兰连接,中间采用密封垫圈密封;所述釜盖上所有开口都采取密封措施。
所述反应釜体内壁与外壁之间的中间夹层底部设置进油口,上部设置出油口,内部填充循环加热或冷却介质,用于调控所述反应釜体内的反应温度。
所述搅拌轴体为两端及中部开孔的内部中空部件,通过所述釜盖中部的开孔进入所述反应釜体,直至釜体的底部部分,所述搅拌轴体在釜外部分的上部连接一个直径为所述反应釜体釜口直径一半大的皮带轮,用于挂载所述电机的传动皮带,以便利用大功率电机进行传动。
所述螺带式搅拌桨安装在所述搅拌轴体的中下部,所述折叶式搅拌桨或锚式搅拌桨位于所述螺带式搅拌桨的下方且安装于所述搅拌轴体的底部。
所述螺带式搅拌桨包括两根螺旋形桨叶,所述螺旋形桨叶的上部和下部分别设置一个刮板,用于将黏附在所述反应釜体内壁的少量反应物料刮落入反应体系中;所述折叶式搅拌桨包括至少两对桨叶,所述桨叶的长度由上到下逐渐减小,以适应所述反应釜体底部。
本实用新型的螺带式搅拌桨可使新加入的物料下压,底部的折叶式搅拌桨可极大程度地搅拌反应釜底部的物料,所述刮板避免了反应物料黏附在反应釜侧壁,三者联合使用使得反应物料搅拌更充分,反应更完全,可提高生产效率和质量。
优选的,所述刮板为长方形聚四氟乙烯板,上下两个刮板的展向相反,所述刮板非固定长边一侧与所述反应釜体内壁接触,刮板与螺旋形桨叶活动连接,使得刮板与反应釜体内壁所呈的角度能够变化。优选的,所述角度为30~60度。所述刮板在刮除所述反应釜内壁上黏附的反应物料的同时不增加较大阻力。
所述传动装置的电机采用大功率电机,固定在反应支架上,所述电机通过所述传动皮带和皮带轮带动所述搅拌轴体转动,从而带动固定在所述搅拌轴体上的螺带式搅拌桨、刮板和折叶式搅拌桨或锚式搅拌桨对所述反应釜体内的生物树脂合成体系进行搅拌,使反应物料充分混合。
本实用新型的皮带式传动装置通过传动皮带连接搅拌轴体跟电机进行传动,不需随着反应釜盖移动,避免了由直连型电机功率不够而导致的搅拌停止情况发生,极大地提高了生物树脂合成的便捷性和流畅性。
设置在所述搅拌轴体内部的所述感温探头的线路从搅拌轴体内部穿过,并从搅拌轴体的顶部开孔处引出,并与所述PLC控制器连接。所述搅拌轴体的底部、中部及顶部开孔处均采取密封措施,防止反应物料进入所述搅拌轴体中空部分。
所述三通电磁阀包括第一电磁阀和第二电磁阀,所述第一电磁阀为二进一出型,设在所述进油口处,并通过管路接通高温油浴锅和低温油浴锅;所述第二电磁阀为一进二出型,设在所述出油口处,并通过管路接通高温油浴锅和低温油浴锅。
所述PLC控制器通过所述温度传感器采集的所述反应釜体内温度和所述中间夹层出油口处的介质温度,通过控制所述进油口和出油口处三通电磁阀的开闭,引入高温介质或低温介质循环油浴,从而达到快速控制所述反应釜体内反应温度的目的。
本实用新型提供的一种适用于生物树脂合成的反应釜系统具有以下有益效果:
(1)采用具有刮板的双螺带式搅拌桨与折叶式搅拌桨或锚式搅拌桨组合的搅拌装置,使生物树脂合成反应的反应物料搅拌更充分,反应更充分,缩短了反应时间,提高了生产效率,并且黏附在反应釜内壁以及底部的反应物减少,亦缩短了反应釜的清理时间,降低了劳动强度。
(2)在反应釜体中间夹层的进油口和出油口采用三通电磁阀分别连通高温油浴锅和低温油浴锅,用PLC控制器根据反应进程的需要控制高温油或低温油进入反应釜体中间夹层,进而控制反应釜体的温度,较单独使用高温油浴锅具有降温速度快,整个反应过程各个温度下时间控制精确的优点,增加了生物树脂合成过程的严密性和可控性。
(3)采用大功率电机皮带式传动装置带动搅拌装置,相比于直连式搅拌电机,解决了搅拌电机功率大、重量大、不易移动的问题,以及由于搅拌电机功率不足所导致的搅拌停止的问题,极大地提高了生物树脂合成生产的便捷性和流畅性。
附图说明
图1本实用新型的反应釜系统结构示意图。
图2本实用新型的另一种可选的反应釜系统结构示意图。
图中,1-电机,2-皮带,3-釜盖,4-搅拌轴体,401-螺带式搅拌桨叶,402-折叶式搅拌桨,403-刮板,404-锚式搅拌桨,5-加料口,6-观察口,7-反应釜体,8-出料口,9-进油口,10-出油口,11-温度传感装置,12-感温探头,13-第一电磁阀,1301-第二电磁阀,14-高温油浴锅,15-低温油浴锅,16-PLC控制器。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供一种适用于生物树脂合成的反应釜系统,如图1所示,包括反应釜体7、搅拌装置、传动装置和控温装置。
反应釜体7是用于生物树脂合成的主要反应装置。反应釜体7的内壁与外壁之间有中间夹层,中间夹层底部设置进油口9,上部设置出油口10,内部填充循环加热/冷却介质,用于调控反应釜体7内的反应温度。
反应釜体7主体为圆柱形筒状,底部为球冠形,底部中间设置出料口8,设置球阀式放料阀;反应釜体7顶部设置釜盖3,釜盖3为球冠形,其中部顶端开口可使搅拌轴体4通过,其侧面开加料口5和观察口6,用于反应过程中加料和观察釜内反应情况。釜盖3与反应釜体7之间通过法兰连接,中间采用密封垫圈密封;釜盖3上所有开口都采取密封措施。
搅拌装置包括内部中空的搅拌轴体4、螺带式搅拌桨401、折叶式搅拌桨402和设置在螺带式搅拌桨上的刮板403,搅拌轴体4为两端及中部开孔的内部中空部件,通过釜盖3中部的通孔进入反应釜体7,直至反应釜体7底部;搅拌轴体4的顶部固定一个直径为反应釜口直径一半大的皮带轮。螺带式搅拌桨401和折叶式搅拌桨402分别固定于搅拌轴体4的中下部和底部。螺带式搅拌桨401包括两根螺旋形桨叶,螺旋形桨叶上下两部分打孔,各固定一个刮板403,刮板403为长方形聚四氟乙烯板,刮板403与釜壁夹角可在30~60度范围内变化,用于将黏附在反应釜体7内壁的少量反应物料刮落入反应体系中,同时不增加较大阻力。折叶式搅拌桨402包括三对桨叶,由上至下排列的三对桨叶的长度逐渐减小,以适应反应釜体7的底部。本实用新型的螺带式搅拌桨401可以充分搅拌釜体中部的物料,折叶式搅拌桨402可以极大程度地搅拌反应釜底部的物料,上下两块刮板403避免了反应物黏附在反应釜内壁,三者共同作用使得反应物料搅拌更充分,反应更完全,提高生产效率和质量。
传动装置包括固定于搅拌轴体4上部的皮带轮、皮带2和电机1,电机1通过皮带2和皮带轮带动搅拌轴体4转动,从而带动固定在搅拌轴体4上螺带式搅拌桨401、折叶式搅拌桨402对反应釜体7内的生物树脂合成体系进行搅拌,使反应物料充分混合。皮带式传动装置通过皮带连接搅拌轴跟电机进行传动,大功率电机1固定在反应架上,不再需要随着釜盖3一起移动,同时也避免了由于电机功率不够而导致搅拌停止的情况发生,极大地提高了生物树脂合成的便捷性和流畅性。
控温装置包括高温油浴锅14、低温油浴锅15、温度传感器11、第一电磁阀13、第二电磁阀1301和PLC控制器16,温度传感器11分别设在搅拌轴体4穿过皮带轮的顶部和出油口10处,反应釜体7内的感温探头12分别设置在中空搅拌轴体4的底部和中部开孔处,温度传感器11的线路从搅拌轴体4顶部开孔处引出,搅拌轴体4的底部、中部及顶部开孔处采取密封措施,温度传感器11与PLC控制器16连接。
第一电磁阀13为二进一出型,设在进油口9处,两个进口分别连接高温油浴锅14和低温油浴锅15,已出口连接进油口9;第二电磁阀1301为一进二出型,设在出油口10处,两个出口分别连接高温油浴锅14和低温油浴锅15,一个进口连接出油口10。
PLC控制器16通过温度传感器11采集反应釜体7内温度和中间夹层出油口10处的介质温度,并通过电路连接第一电磁阀13和第二电磁阀1301,通过控制第一电磁阀13和第二电磁阀1301的开闭,引入高温油或低温油,从而达到快速控制反应温度的目的。
实施时,关闭反应釜体7底部出料口8的球阀,将反应物料通过加料口5加入反应釜体7中,用皮带2将大功率电机1与搅拌轴体4上部的皮带轮连接,然后先通过PLC控制器开通第一电磁阀13和第二电磁阀1301连接高温油浴锅14的管路,使高温油进入反应釜体7中间夹层,高温油循环对反应釜内进行加热,再开启电机1启动搅拌装置,使反应釜体7内的物料在高温条件(130℃左右)下开始混合反应;当反应达到预设条件需要降低反应温度时,通过PLC控制器16关闭第一电磁阀13和第二电磁阀1301连接高温油浴锅14的管路,开通第一电磁阀13和第二电磁阀1301连接低温油浴锅15的管路,使低温油进入反应釜体7中间夹层并进行循环对反应釜内温度进行快速降温,当温度降至所设定温度(90℃左右)时,调整低温油浴锅15内油的温度,使油浴介质温度与所设置温度一致。
实施例2
本实施例提供的适用于生物树脂合成的反应釜系统如图2所示,搅拌装置包括锚式搅拌桨404,锚式搅拌桨404设置在螺带式搅拌桨401下方,并固定于搅拌轴体底部。锚式搅拌桨404的形状适合釜底形状,能够充分搅拌沉淀到釜底的反应物料。
本实施例的适用于生物树脂合成的反应釜系统的其他结构与实施例1相同。

Claims (10)

1.一种适用于生物树脂合成的反应釜系统,包括反应釜体和搅拌装置,其特征在于,所述反应釜系统还包括传动装置和控温装置;所述反应釜体内壁与外壁之间设有中间夹层;所述搅拌装置包括内部中空的搅拌轴体、带有刮板的螺带式搅拌桨和釜底搅拌桨,所述釜底搅拌桨选自折叶式搅拌桨或锚式搅拌桨,所述螺带式搅拌桨和釜底搅拌桨分别设在搅拌轴体的中部和底部,所述搅拌轴体的两端和中部均开孔;
所述传动装置包括固定于所述搅拌轴体上部的皮带轮、传动皮带和电机,电机通过传动皮带和皮带轮带动搅拌轴体转动;所述控温装置包括高温油浴锅、低温油浴锅、温度传感器、感温探头、三通电磁阀和PLC控制器,所述温度传感器设在搅拌轴体穿过皮带轮的顶部和所述中间夹层出油口处;所述感温探头设在搅拌轴体的底部和中部开孔处,并通过线路连接温度传感器;所述三通电磁阀连通高温油浴锅、低温油浴锅与所述中间夹层的进油口和出油口;所述温度传感器、三通电磁阀与PLC控制器连接。
2.根据权利要求1所述的反应釜系统,其特征在于,所述反应釜体的球冠形底部中央设有出料口,所述出料口设置球阀式放料阀;所述反应釜体顶部设有与之密封连接的球冠形釜盖,所述釜盖顶部中央开孔,使所述搅拌轴体穿过,所述釜盖上设有加料口和观察口。
3.根据权利要求1所述的反应釜系统,其特征在于,所述反应釜体中间夹层底部设置进油口,上部设置出油口,内部填充循环加热或冷却介质。
4.根据权利要求1所述的反应釜系统,其特征在于,所述搅拌轴体处于反应釜体外的部分的上部连接所述皮带轮,所述搅拌轴体的开孔处均采取密封措施。
5.根据权利要求1所述的反应釜系统,其特征在于,所述螺带式搅拌桨包括两根螺旋形桨叶,所述螺旋形桨叶的上部和下部分别设置一个刮板。
6.根据权利要求1所述的反应釜系统,其特征在于,所述折叶式搅拌桨包括至少两对桨叶,所述桨叶的长度由上到下逐渐减小,以适应所述反应釜体底部。
7.根据权利要求5所述的反应釜系统,其特征在于,所述刮板为长方形聚四氟乙烯板,所述刮板非固定长边一侧与所述反应釜体内壁接触,刮板与螺旋形桨叶活动连接,使得刮板与反应釜体内壁所呈的角度能够变化。
8.根据权利要求1所述的反应釜系统,其特征在于,所述电机与所述皮带轮之间由所述传动皮带连接。
9.根据权利要求1所述的反应釜系统,其特征在于,设置在所述搅拌轴体内部的所述感温探头的线路从搅拌轴体内部穿过,并从搅拌轴体的顶部开孔处引出,并与所述PLC控制器连接。
10.根据权利要求3所述的反应釜系统,其特征在于,所述三通电磁阀包括第一电磁阀和第二电磁阀,所述第一电磁阀为二进一出型,设在所述进油口处,并通过管路接通高温油浴锅和低温油浴锅;所述第二电磁阀为一进二出型,设在所述出油口处,并通过管路接通高温油浴锅和低温油浴锅。
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