CN215842964U - 一种高分子聚合物单釜聚合实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高分子聚合物单釜聚合实验装置，属于高分子聚合实验装置，主要包括用于配置均匀聚合单体溶液的上半釜和用于进行聚合反应的下半釜，上半釜位于下半釜的正上方；上半釜包括上半釜釜体、搅拌装置，上半釜釜体上设有单体进料口、预制溶液出料口，预制溶液出料口经过渡阀与下半釜的预制溶液进料口相连通；下半釜包括下半釜釜体，在下半釜釜体上设有大单体水溶液进料口、引发剂进料口、聚合物出料口。本实用新型占地面积小、设备造价成本低、设备能耗低、节能环保、故障率低、耐用、使用寿命长，具有很强的实用性能，可广泛应用于需要聚合装置的场合，尤其适用于企业、高校等实验室内。

Description

一种高分子聚合物单釜聚合实验装置

技术领域

本实用新型属于高分子聚合实验装置，具体地说，尤其涉及一种占地面积小、设备造价成本低、设备能耗低、节能环保、耐用、使用寿命长的高分子聚合物单釜聚合实验装置。

背景技术

聚合反应是把低分子量的单体转化成高分子量的聚合物的过程，聚合物具有低分子量单体所不具备的可塑、成纤、成膜、高弹等重要性能，可广泛地用作塑料、纤维、橡胶、涂料、黏合剂以及其他高分子材料。聚合反应装置按照应用的场所可分为工业用聚合装置和实验用聚合装置。因为实验用聚合装置对反应量和生产连续性不作要求，所以实验用聚合装置相对工业用聚合装置制造成本要低的多。

授权公告号为CN203540529U、授权公告日为2014年04月16日、发明创造名称为高分子聚合物室内聚合实验装置的中国专利，该专利文献公开了一种实验用聚合装置，主要包括“通过输送管道相连接的预制釜和聚合釜，所述输送管道上设置有打料泵，所述预制釜上开口处设置预制釜盖，预制釜盖上开设单体进料口，所述聚合釜上开口处设置聚合釜盖，聚合釜盖上开设大单体水溶液进料口、引发剂进料口，所述聚合釜的底部开设拆装式的出料口”。传统预制釜、聚合釜置于地面后通过打料泵和输送管道进行连通，占地面积大，打料泵将位于预制釜底部的混合液输送至聚合釜的顶部，能耗大、噪声大，且打料泵故障率较高，打料泵一旦发生故障就会导致整个聚合装置无法使用。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的不足，提供了一种占地面积小、设备造价成本低、设备能耗低、节能环保、耐用、使用寿命长的高分子聚合物单釜聚合实验装置。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种高分子聚合物单釜聚合实验装置，包括用于配置均匀聚合单体溶液的上半釜和用于进行聚合反应的下半釜；所述上半釜由外支架结构进行支撑、并且上半釜位于下半釜的正上方；

所述上半釜包括设有传热结构的上半釜釜体和起混合作用的搅拌装置，在上半釜釜体上设有单体进料口，上半釜釜体的底部设有预制溶液出料口，所述预制溶液出料口经过渡阀与下半釜的预制溶液进料口相连通；

所述下半釜包括设有传热结构的下半釜釜体，在下半釜釜体上设有大单体水溶液进料口和引发剂进料口，下半釜釜体的底部设有聚合物出料口。

优选地，所述上半釜釜体、所述下半釜釜体上均设有耳座。耳座设计便于釜体与外支架结构固接。

优选地，所述外支架结构包括支架腿、与支架腿固接的支架台，上半釜釜体经耳座固定在上支架台上，下半釜釜体经耳座固定在下支架台上；所述外支架结构还包括分别通向上支架台和下支架台的爬梯。此外支架结构仅为起到支承作用的外支架结构的一种，可根据实际需要进行设计，比如可以设计为一层也可以设计为两层，爬梯可以设计一个也可以设计两个等等。本实施例支架台一方面起支撑釜的作用，另一方面便于工作人员作业。

优选地，所述过渡阀为截止阀。常规阀体，操作容易、采购成本低。

优选地，所述上半釜釜体的底部还设有预制溶液取样口；所述下半釜釜体的上部还设有放空阀和氮气加压口，下半釜釜体的底部还设有高纯氮入口。预制溶液取样口是用来取样的，比如取样测量混合液的PH值等；放空阀是空气排出口，氮气加压口用来增加釜内压力，高纯氮入口用于通入纯氮气。

优选地，所述上半釜还设有连通至上半釜釜体内部的液位计；所述下半釜还设有连通至下半釜釜体内部的压力表、温度计以及液位计。

优选地，所述上半釜釜体、下半釜釜体上均设有吊耳和用于维护维修的人孔。

优选地，所述传热结构为外半管式传热结构。外半管式传热结构设有水循环进口和水循环出口，利用循环水来改变釜内温度。

优选地，所述大单体水溶液进料口和引发剂进料口均连接设有定时定量加液器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

聚合反应实验所需要的反应量相对于工业要少很多，所以实验用聚合装置所采用的反应釜的体积一般是工业反应釜体积的一半，配置均匀聚合单体溶液的上半釜和用于进行聚合反应的下半釜叠加后的高度才相当于一个工业单釜高度。所以利用这一特点，将上半釜和下半釜一上一下进行设计，该设计一方面有效解决了传统实验聚合装置占地面积大的问题，另一方面利用重力巧妙解决了下半釜进料问题；

本实用新型空间利用合理，减少室内占地面积，合理利用闲置的高度空间；本实用新型无需传统打料泵进行打料，无需购买打料泵，降低装置制造成本，从根本上消除了噪音，也大幅度降低能耗，具有明显节能环保优势；同时，也从根本上杜绝了因打料泵出现故障而导致的整个装置停运现象，整个实验装置耐用，使用寿命长；

总之，本实用新型占地面积小、设备造价成本低、设备能耗低、节能环保、故障率低、耐用、使用寿命长，具有很强的实用性能，可广泛应用于需要聚合装置的场合，尤其适用于企业、高校等实验室内。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图一；

图2是本实用新型结构示意图二；

图3是本实用新型图2中A处放大图；

图4是本实用新型图2中B处放大图。

图中：1.上半釜；11.上半釜釜体；12.单体进料口；13.预制溶液出料口；14.预制溶液取样口；2.下半釜；21.下半釜釜体；22.大单体水溶液进料口；23.引发剂进料口；24.聚合物出料口；25.放空阀；26.氮气加压口；27.高纯氮入口；28.预制溶液进料口；31.支架腿；32.上支架台；33.爬梯；34.下支架台；4.传热结构；5.搅拌装置；6.过渡阀；7.耳座；8.吊耳；9.人孔。

具体实施方式

为了使阅读者能够更好的理解本实用新型之设计宗旨，下面结合实施例对本实用新型所述的技术方案作进一步地描述说明。需要说明的是，在下述段落可能涉及的方位名词，包括但不限于“上、下、左、右、前、后”等，其所依据的方位均为对应说明书附图中所展示的视觉方位，其不应当也不该被视为是对本实用新型保护范围或技术方案的限定，其目的仅为方便本领域的技术人员更好地理解本实用新型创造所述的技术方案。

在本说明书的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1：

一种高分子聚合物单釜聚合实验装置，包括用于配置均匀聚合单体溶液的上半釜1和用于进行聚合反应的下半釜2。上半釜1由外支架结构进行支撑、并且上半釜1位于下半釜2的正上方；上半釜1包括设有传热结构4的上半釜釜体11和起混合作用的搅拌装置5，在上半釜釜体11上设有单体进料口12，上半釜釜体11的底部设有预制溶液出料口13，预制溶液出料口13经过渡阀6与下半釜2的预制溶液进料口28相连通；下半釜2包括设有传热结构4的下半釜釜体21，在下半釜釜体21上设有大单体水溶液进料口22和引发剂进料口23，下半釜釜体21的底部设有聚合物出料口24。

本实施例上半釜、下半釜约为工业反应釜体积的一半，上半釜、下半釜上下叠加后利用过渡阀进行连通。首先确保过渡阀处于关闭状态，启动传热结构使上半釜釜内的温度恒定，打开单体进口料口，从单体进料口将计量好的各类单体注入到上半釜内，启动搅拌装置，待充分混合后打开过渡阀，上半釜的混合液经过渡阀流入下半釜。流净后关闭过渡阀，打开下半釜的传热结构以恒定下半釜的釜内温度，从大单体水溶液进料口加入大单体水溶液，从引发剂进料口加入引发剂，待聚合反应结束后，从聚合物出料口取出聚合物。

聚合反应实验所需要的反应量相对于工业要少很多，所以实验用聚合装置所采用的反应釜的体积一般是工业反应釜体积的一半，配置均匀聚合单体溶液的上半釜和用于进行聚合反应的下半釜叠加后的高度才相当于一个工业单釜高度。所以利用这一特点，将上半釜和下半釜一上一下进行设计，该设计一方面有效解决了传统实验聚合装置占地面积大的问题，另一方面利用重力巧妙解决了下半釜进料问题；

本实施例空间利用合理，减少室内占地面积，合理利用闲置的高度空间；本实施例无需传统打料泵进行打料，无需购买打料泵，降低装置制造成本，从根本上消除了噪音，也大幅度降低能耗，具有明显节能环保优势；同时，也从根本上杜绝了因打料泵出现故障而导致的整个装置停运现象，整个实验装置耐用，使用寿命长；

总之，本实施例占地面积小、设备造价成本低、设备能耗低、节能环保、故障率低、耐用、使用寿命长，具有很强的实用性能，可广泛应用于需要聚合装置的场合，尤其适用于企业、高校等实验室内。

实施例2：

如图1至图4所示，一种高分子聚合物单釜聚合实验装置，包括用于配置均匀聚合单体溶液的上半釜1和用于进行聚合反应的下半釜2。其中，上半釜釜体11、下半釜釜体21上均设有便于釜体与外支架结构固接的耳座7。上半釜1通过所述外支架结构进行支撑、并且上半釜1位于下半釜2的正上方；具体地，外支架结构包括支架腿31、与支架腿31固接的支架台，上半釜釜体11经耳座7固定在上支架台32上，下半釜釜体21经耳座7固定在下支架台34上；外支架结构还包括分别通向上支架台32和下支架台34的爬梯33。本实施例公开的外支架结构仅为起到支承作用的外支架结构的一种，可根据实际需要进行设计，比如可以设计为一层也可以设计为两层，爬梯可以设计一个也可以设计两个等等。本实施例支架台一方面起支撑釜的作用，另一方面便于工作人员作业。

本实施例上半釜1包括设有传热结构4的上半釜釜体11和起混合作用的搅拌装置5，在上半釜釜体11上设有单体进料口12，上半釜釜体11的底部设有预制溶液出料口13，预制溶液出料口13经过渡阀6与下半釜2的预制溶液进料口28相连通。过渡阀6为截止阀。这是常规阀体，操作容易、采购成本低。上半釜釜体11的底部还设有预制溶液取样口14。预制溶液取样口是用来取样的，比如取样测量混合液的PH值等。上半釜1还设有连通至上半釜釜体11内部的液位计，液位计显然用于观察上半釜釜内溶液液位高度。

下半釜2包括设有传热结构4的下半釜釜体21，在下半釜釜体21上设有大单体水溶液进料口22和引发剂进料口23，下半釜釜体21的底部设有聚合物出料口24。下半釜釜体21的上部还设有放空阀25和氮气加压口26，下半釜釜体21的底部还设有高纯氮入口27。放空阀是空气排出口，氮气加压口用来增加釜内压力，高纯氮入口用于通入纯氮气。下半釜2还设有连通至下半釜釜体21内部的压力表、温度计以及液位计。大单体水溶液进料口22和引发剂进料口23均连接设有定时定量加液器，定时定量加液器可确保料的精准度。

上半釜釜体11、下半釜釜体21上均设有吊耳8和用于维护维修的人孔9。传热结构4为外半管式传热结构。外半管式传热结构设有水循环进口和水循环出口，利用循环水来改变釜内温度。

本实施例上半釜、下半釜约为工业反应釜体积的一半，上半釜、下半釜上下叠加后利用截止阀进行连通。

本实施例动作过程为：首先确保截止阀处于关闭状态。打开上半釜的外半管水循环系统使上半釜釜内的温度恒定，打开单体进口料口，从单体进料口将计量好的各类单体注入到上半釜内，启动搅拌装置，待搅拌均匀后，从上半釜的预制溶液取样口取出样品并检测釜内溶液的PH值，根据测试结果向釜内加入相应溶液调节釜内PH值，待PH值达标后，打开截止阀，上半釜的混合液经预制溶液出料口、截止阀、预制溶液进料口流入下半釜。流净后关闭截止阀，打开下半釜的外半管水循环系统使下半釜釜内温度恒定。打开高纯氮入口并打开放空阀，利用纯氮气将釜内空气经放空阀排净。排净后关闭放空阀和高纯氮入口，从大单体水溶液进料口加入大单体水溶液，从引发剂进料口加入引发剂，引发剂可使整个体系聚合更加平衡。待聚合反应结束后，打开聚合物出料口，并从氮气加压口通入氮气增加釜内压力，加速聚合物的排出。

本实施例1的有益效果本实施例同样具备，为避免行文繁琐，此处不再赘述。

综上，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型实施的范围，凡依本实用新型权利要求范围的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本实用新型的权利要求范围内。

Claims (9)

1.一种高分子聚合物单釜聚合实验装置，其特征在于：包括用于配置均匀聚合单体溶液的上半釜和用于进行聚合反应的下半釜；所述上半釜由外支架结构进行支撑、并且上半釜位于下半釜的正上方；

所述上半釜包括设有传热结构的上半釜釜体和起混合作用的搅拌装置，在上半釜釜体上设有单体进料口，上半釜釜体的底部设有预制溶液出料口，所述预制溶液出料口经过渡阀与下半釜的预制溶液进料口相连通；

所述下半釜包括设有传热结构的下半釜釜体，在下半釜釜体上设有大单体水溶液进料口和引发剂进料口，下半釜釜体的底部设有聚合物出料口。

2.根据权利要求1所述的一种高分子聚合物单釜聚合实验装置，其特征在于：所述上半釜釜体、所述下半釜釜体上均设有耳座。

3.根据权利要求2所述的一种高分子聚合物单釜聚合实验装置，其特征在于：所述外支架结构包括支架腿、与支架腿固接的支架台，上半釜釜体经耳座固定在上支架台上，下半釜釜体经耳座固定在下支架台上；所述外支架结构还包括分别通向上支架台和下支架台的爬梯。

4.根据权利要求1所述的一种高分子聚合物单釜聚合实验装置，其特征在于：所述过渡阀为截止阀。

5.根据权利要求1所述的一种高分子聚合物单釜聚合实验装置，其特征在于：所述上半釜釜体的底部还设有预制溶液取样口；所述下半釜釜体的上部还设有放空阀和氮气加压口，下半釜釜体的底部还设有高纯氮入口。

6.根据权利要求1所述的一种高分子聚合物单釜聚合实验装置，其特征在于：所述上半釜还设有连通至上半釜釜体内部的液位计；所述下半釜还设有连通至下半釜釜体内部的压力表、温度计以及液位计。

7.根据权利要求1所述的一种高分子聚合物单釜聚合实验装置，其特征在于：所述上半釜釜体、下半釜釜体上均设有吊耳和用于维护维修的人孔。

8.根据权利要求1所述的一种高分子聚合物单釜聚合实验装置，其特征在于：所述传热结构为外半管式传热结构。

9.根据权利要求1所述的一种高分子聚合物单釜聚合实验装置，其特征在于：所述大单体水溶液进料口和引发剂进料口均连接设有定时定量加液器。

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