CN219232358U - 一种聚羧酸减水剂低温生产设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及聚羧酸减水剂生产技术领域，涉及一种聚羧酸减水剂低温生产设备，至少包括反应釜、水箱、冷水机组和换热器，反应釜、水箱、冷水机组和换热器之间通过管道相互连通，各管道上可设有止水阀。水箱中的冷水通过管道对反应釜中的物料进行第一次降温处理，反应釜中的物料通过管道进入换热器进行二次降温后回至反应釜内。反应釜和换热器中的冷却水回水通过管道输送至水箱中储存，进而输送至冷水机组进行降温处理形成冷水，以进行循环利用。本实用新型提供的聚羧酸减水剂低温生产设备，在低温反应条件下，能够对反应釜中的物料进行快速、有效的降温处理，冷却水可实现循环利用，提升生产效率。

Description

一种聚羧酸减水剂低温生产设备

技术领域

本实用新型涉及聚羧酸减水剂生产技术领域，特别涉及一种聚羧酸减水剂低温生产设备。

背景技术

聚羧酸减水剂是一种高性能减水剂，具有减水率高、分散性好、掺量低、保坍性优异、混凝土收缩率低、分子结构可调性强、高性能化潜力等优势，广泛应用于公路、桥梁、隧道、高层建筑等工程。近年来，在我国突飞猛进的建筑事业上，聚羧酸减水剂得到巨大需求和发展。

聚羧酸减水剂合成用的大单体主要为乙烯醇类和乙烯醚类。乙烯醇类的聚合反应所需的温度较高，例如三碳单体的反应温度为60～70℃，四碳五碳单体的反应温度通常为30～40℃。乙烯醚类单体主要是指六碳单体，这类单体的聚合活性高，聚合反应在高于5℃的室温条件下即可完成，生产过程无需加热，且反应时间大幅缩短。六碳聚羧酸减水剂属于低温工艺，不仅需要控制起始反应温度，聚合过程中的温度也需要严格控制。然而，常规的聚羧酸减水剂生产设备采用常温水进行降温以控制单体的温度，无法实现低温生产，使得生产出来的聚羧酸母液产品性能差，不能满足实际生产需求。

常规的聚羧酸反应釜一般仅设有一个导热油测温点，对于六碳聚羧酸这类需要快速升降温的工艺，温度滞后非常明显，进而导致反应釜内的控温操作不够准确，生产出的产品质量波动较大。

因此，在乙烯醚类聚羧酸减水剂生产领域中，在低温反应条件下，如何对反应釜内的物料温度进行快速、有效的调控，从而确保物料保持在预定的温度范围内进行生产以提高生产效率，已成为本领域技术人员欲积极解决的问题之一。

实用新型内容

为解决上述乙烯醚类聚羧酸减水剂生产中反应釜内物料温度的快速、有效调控问题，本实用新型提供了一种聚羧酸减水剂低温生产设备，能够对物料进行快速降温以调控生产温度，提高生产效率。

为达所述优点至少其中之一或其他优点，本实用新型的一实施例提出一种聚羧酸减水剂低温生产设备，至少包括反应釜、水箱、冷水机组和换热器。

反应釜具有第一进口、第一出口和盘管。

水箱包括互不连通的第一腔室和第二腔室。第一腔室具有第一进水口和第一出水口，第二腔室具有第二进水口、第二出水口和第三出水口。第一进水口与盘管通过第一管道连通，以向第一腔室输送热水/温水。

冷水机组具有第三进水口和第四出水口。第一腔室的第一出水口与冷水机组的第三进水口通过第二管道连通，冷水机组的第四出水口与第二腔室22的第二进水口通过第三管道连通。第二出水口与盘管通过第四管道连通以向反应釜输送冷水。

换热器具有第四进水口、第五出水口、第二进口和第二出口。第四进水口与第二腔室的第三出水口通过第五管道连通以向换热器输送冷水。反应釜中的第一出口与第二进口通过第六管道连通以向换热器输送物料。第二出口与第一进口通过第七管道连通以向反应釜输送降温后的物料。第五出水口与第一管道通过第八管道相连通，以向第一腔室输送热水/温水。

在一些实施例中，反应釜内部可设有夹套。盘管螺旋盘设于夹套上。

在一些实施例中，反应釜还可包括搅拌装置。搅拌装置至少包括电机、搅拌轴和搅拌叶。电机与搅拌轴相连接，搅拌叶设于搅拌轴上。

在一些实施例中，搅拌叶包括桨式搅拌叶和斜叶式搅拌叶。斜叶式搅拌叶位于桨式搅拌叶的下方。

在一些实施例中，反应釜至少包括第一测温装置和第二测温装置。第一测温装置设于反应釜的中上部区域，第二测温装置设于反应釜的底部区域或者下方区域。

在一些实施例中，反应釜可包括进料口和出料口。进料口设于反应釜的顶部区域，出料口设于反应釜的底部区域。

在一些实施例中，水箱内可设有区隔装置，以将水箱的内部空间分隔成互不连通的第一腔室和第二腔室。第一腔室用于储存温水/热水，第二腔室用于储存冷水。

在一些实施例中，冷水机组可以为水冷式冷水机组，换热器可以为板式换热器。

与现有技术相比，本实用新型提供的聚羧酸减水剂低温生产设备至少具有以下优点：

1、在聚羧酸减水剂低温生产设备中，通过换热器的设置对物料进行二次降温，以进一步快速地对物料温度进行调控，实现低温生产。

2、在聚羧酸减水剂低温生产设备中，经由在反应釜的不同位置设置多个温度监测点，提高物料温度调控的精准性或准确性，提升生产产品的质量。

3、在聚羧酸减水剂低温生产设备中，反应釜内采用桨式搅拌叶和斜叶式组合的设置，提高物料的对流循环能力，使得物料的反应更加完全，提升物料的利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型中聚羧酸减水剂低温生产设备一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型中反应釜一实施例的结构示意图；以及

图3为图2所示反应釜中斜叶式搅拌叶一实施例的结构示意图。

附图标记：1-聚羧酸减水剂低温生产设备、10-反应釜、101-主体、102-外壳、11-第一进口、12-第一出口、13-盘管、14-夹套、15-搅拌装置、151-搅拌轴、152-搅拌叶、1521-桨式搅拌叶、1522-斜叶式搅拌叶、161-第一测温装置、162-第二测温装置、17-进料口、18-出料口、20-水箱、21-第一腔室、211-第一进水口、212-第一出水口、22第二腔室、221-第二进水口、222-第二出水口、223-第三出水口、23-区隔装置、30-冷水机组、31-第三进水口、32-第四出水口、40-换热器、41-第四进水口、42-第五出水口、43-第二进口、44-第二出口、L1-第一管道、L2-第二管道、L3-第三管道、L4-第四管道、L5-第五管道、L6-第六管道、L7-第七管道、L8-第八管道。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参阅图1，图1为本实用新型中聚羧酸减水剂低温生产设备一实施例的结构示意图，图1中箭头所示为水流方向、物料的流动方向。如图1所示，为达所述优点至少其中之一或其他优点，本实用新型的一实施例提出一种聚羧酸减水剂低温生产设备1，至少包括反应釜10、水箱20、冷水机组30和换热器40。

反应釜10具有第一进口11、第一出口12和盘管13。反应釜10包括主体101和外壳102。反应釜10内部可设有夹套14。夹套14设于主体101上，盘管13以螺旋方式盘设于夹套14上。盘管13可对反应釜10的主体101内部的物料进行降温处理。在一示例中，在反应釜10的内部，夹套14与反应釜10的外壳102之间可设有保温层(图中未示出)。保温层可有效阻止冷却水在盘管13中传输时与反应釜10的外壳102之间进行热交换，实现对物料的快速降温，提升冷却效率。

水箱20可包括互不连通的第一腔室21和第二腔室22。水箱20中第一腔室21具有第一进水口211和第一出水口212。水箱20中第二腔室22具有第二进水口221、第二出水口222和第三出水口223。第一腔室21的第一进水口211与反应釜10的盘管13通过第一管道L1连通，以将反应釜10中盘管13输出的热水或温水(冷却水回水)输送至水箱20的第一腔室21内。在一示例中，第一管道L1可以为盘管管道。

水箱20内可设有区隔装置23，以将水箱20的内部空间分隔成互不连通的第一腔室21和第二腔室22。在一示例中，水箱20中第一腔室21用于储存温水/热水，第二腔室22用于储存冷水。区隔装置23可具有隔温功能，防止第一腔室21和第二腔室22中不同温度的冷却水给水和冷却水回水发生热交换。如图1所示，在一示例中，水箱20内设置的区隔装置23为一隔板。隔板的顶部与水箱20内壁的顶部之间可具有一定的间距。

冷水机组30可具有第三进水口31和第四出水口32。水箱20中第一腔室21的第一出水口212与冷水机组30的第三进水口31通过第二管道L2连通，以将第一腔室21的热水/温水输送至冷水机组30中进行降温处理。冷水机组30的第四出水口32与水箱20中第二腔室22的第二进水口221通过第三管道L3连通，以将冷水机组30中冷却后的冷水输送至水箱20中的第二腔室22内，该冷水可用作反应釜10中物料的冷却水。盘管13中的冷却水回水通过第一管道L1输送至水箱20中的第一腔室21内，以进行再利用。

水箱20中第二腔室22的第二出水口222与反应釜10中的盘管13通过第四管道L4连通，以向反应釜10输送冷水，冷水在盘管13内流动进而对反应釜10中主体101内的物料进行降温处理。在一示例中，第四管道L4可以为盘管管道。

在一示例中，冷水机组30可以为水冷式冷水机组。

换热器40可具有第四进水口41、第五出水口42、第二进口43和第二出口44。反应釜10中的第一出口12与换热器40中的第二进口43通过第六管道L6连通，以向换热器40输送物料，该物料具有较高的温度，此温度高于物料预期应用所需的温度。水箱20中第二腔室22的第三出水口223与换热器40中的第四进水口41通过第五管道L5连通，以向换热器40输送冷水，该冷水可对输送至换热器40的高温物料进行降温处理。

换热器40中的第二出口44与反应釜10中的第一进口11通过第七管道L7连通，以向反应釜10的主体101内输送降温后的物料。换热器40中的第五出水口42与第一管道L1通过第八管道L8相连通，以将换热器40中冷水与高温物料交换后的热水/温水通过第一管道L1输送至水箱20中的第一腔室21内，实现冷却水的循环利用。

在一示例中，换热器40可以为板式换热器。

各个管道上可设有止水阀，以进一步控制各个管道上输送水流或者物料的开启、关闭、流速、流量等。

结合图1参阅图2和图3，图2为本实用新型中反应釜一实施例的结构示意图；图3为图2所示反应釜中斜叶式搅拌叶一实施例的结构示意图。

在一示例中，如图2所示，反应釜10还可包括搅拌装置15、进料口17和出料口18。搅拌装置15装设于反应釜10的顶部。进料口17设于反应釜10的顶部区域，可邻近于搅拌装置15。出料口18设于反应釜10的底部区域。

反应物料可从进料口17中加入至反应釜10的主体101内，搅拌装置15伸入到反应釜10的主体101内对反应物料进行搅拌。反应釜10的主体101内反应后所形成的物料可通过出料口18导出，进入下一步工序或者可直接使用。

搅拌装置15可包括电机(图中未示出)、搅拌轴151和搅拌叶152。搅拌叶152设于搅拌轴151上。电机与搅拌轴151相连接，以驱动搅拌轴151转轴，进而带动搅拌叶152旋转或转动，对反应釜10的主体101内的物料进行搅拌，促使物料进行反应。

搅拌叶152可包括多组不同类型的搅拌叶。在一示例中，如图2所示，搅拌叶152可包括桨式搅拌叶1521和斜叶式搅拌叶1522。斜叶式搅拌叶1522位于桨式搅拌叶1521的下方。桨式搅拌叶1521可设置在搅拌轴151的中上部区域，可对进入反应釜10的主体101内的物料进行初步搅拌。

斜叶式搅拌叶1522可设置在搅拌轴151的下部区域，且邻近反应釜10的底部。斜叶式搅拌叶1522可对物料进行轴向和径向分流，提高反应釜10底部物料的对流循环能力，使得物料的反应更加完全。

反应釜10还可包括有测温装置，以对反应釜10的主体101内的物料温度进行监测，以实时调整、控制反应釜10中冷却水的供给、停止。在一示例中，如图2所示，反应釜10可至少包括第一测温装置161和第二测温装置162。第一测温装置161可设于反应釜10的中上部区域，如设于桨式搅拌叶1521的邻近区域。第二测温装置162可设于反应釜10的底部区域或者下方区域，如设于斜叶式搅拌叶1522的邻近区域。通过第一测温装置161和第二测温装置162可对反应釜10内不同区域、位置处的物料温度进行监测，提高反应釜10中物料温度调控的精准度或准确性。

聚羧酸减水剂低温生产设备1对物料进行降温及冷却水的循环利用过程说明如下。请再次参阅图1，在聚羧酸减水剂生产时，开启冷水机组30，以对水箱20中第一腔室21经第二管道L2提供的热水/温水进行降温，形成冷水，并经第三管道L3将冷水输送至水箱20中的第二腔室22内储存。通过反应釜10上的进料口17将六碳聚醚溶液、水等物料加入至主体101内。开启反应釜10上的搅拌装置15，对主体101内的物料进行搅拌、促进不同中物料之间的反应。水箱20中第二腔室22内的冷水通过第四管道L4输送至反应釜10内的盘管13中，以对主体101内的物料进行降温处理。盘管13中的冷却水回水(盘管13中的冷水与物料热交换后的热水/温水)通过第一管道L1输送至水箱20中第一腔室21，以进行循环利用。

当主体101内的物料温度降至工艺规定的起始温度时，滴加反应即开始，随着物料滴加时间的延长，物料温度出现急剧上升趋势，经由反应釜10上设置的第一测温装置161和第二测温装置162监测物料的温度变化情况。此时，通过盘管13的冷水降温无法将反应温度控制在工艺参数要求内，可将反应釜10中的物料通过第六管道L6输送至换热器40中；同时，将水箱20中第二腔室22的冷水通过第五管道L5输送至换热器40中，以对输送至换热器40的物料进行二次降温处理。换热器40中的物料降温后通过第七管道L7输送回反应釜10中进行再次的反应、处理。换热器40中的冷却水回水(冷水经热交换后的热水/温水)通过第八管道L8输送至第一管道L1中，流回至水箱20的第一腔室21内，以进行重复、循环使用。

物料通过第六管道L6进入板式换热器，同时将水箱20中的冷水经由第五管道L5进入板式换热器40，进行热交换，实现对物料的二次降温；物料降温后通过第七管道L7返回反应釜；而板式换热器管道的水则输送回水箱。

本实用新型所提供的一种聚羧酸减水剂低温生产设备1，通过反应釜10中的盘管13对反应釜10内的物料进行一次降温，同时通过换热器40对物料进行二次降温处理，提高了物料的降温效果，提升生产效率。另外，在反应釜10的不同区域处设置测温装置，以对反应釜10的物料温度进行实时监测，提高物料温度调控的准确性或精准度，提升产品质量。搅拌装置15中斜叶式搅拌叶1522的设置可提高反应釜10内物料的对流循环能力，使得物料反应更加完全，提升产品质量。

尽管本文中较多的使用了诸如聚羧酸减水剂生产设备、反应釜、水箱、冷水机组、换热器、夹套、搅拌装置、搅拌轴、搅拌叶、测温装置等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种聚羧酸减水剂低温生产设备，其特征在于：包括：

反应釜，具有第一进口、第一出口和盘管；

水箱，包括互不连通的第一腔室和第二腔室，所述第一腔室具有第一进水口和第一出水口，所述第二腔室具有第二进水口、第二出水口和第三出水口，所述第一进水口与所述盘管通过第一管道连通以向所述第一腔室输送热水/温水；

冷水机组，具有第三进水口和第四出水口，所述第一腔室的所述第一出水口与所述冷水机组的所述第三进水口通过第二管道连通，所述冷水机组的所述第四出水口与所述第二腔室的所述第二进水口通过第三管道连通，所述第二出水口与所述盘管通过第四管道连通以向所述反应釜输送冷水；

换热器，具有第四进水口、第五出水口、第二进口和第二出口，所述第四进水口与所述第二腔室的所述第三出水口通过第五管道连通以向所述换热器输送冷水，所述反应釜中的所述第一出口与所述第二进口通过第六管道连通以向所述换热器输送物料，所述第二出口与所述第一进口通过第七管道连通以向所述反应釜输送降温后的物料，所述第五出水口与所述第一管道通过第八管道相连通。

2.根据权利要求1所述的聚羧酸减水剂低温生产设备，其特征在于：所述反应釜内部设有夹套，所述盘管螺旋盘设于所述夹套上。

3.根据权利要求1所述的聚羧酸减水剂低温生产设备，其特征在于：所述反应釜包括搅拌装置，搅拌装置包括电机、搅拌轴和搅拌叶，所述电机与所述搅拌轴相连接，所述搅拌叶设于所述搅拌轴上。

4.根据权利要求3所述的聚羧酸减水剂低温生产设备，其特征在于：所述搅拌叶包括桨式搅拌叶和斜叶式搅拌叶，所述斜叶式搅拌叶位于所述桨式搅拌叶的下方。

5.根据权利要求1所述的聚羧酸减水剂低温生产设备，其特征在于：所述反应釜至少包括第一测温装置和第二测温装置，所述第一测温装置设于所述反应釜的中上部区域，所述第二测温装置设于所述反应釜的底部区域或者下方区域。

6.根据权利要求1所述的聚羧酸减水剂低温生产设备，其特征在于：所述反应釜包括进料口和出料口，所述进料口设于所述反应釜的顶部区域，所述出料口设于所述反应釜的底部区域。

7.根据权利要求1所述的聚羧酸减水剂低温生产设备，其特征在于：所述水箱内设有区隔装置，以将所述水箱的内部空间分隔成互不连通的所述第一腔室和所述第二腔室，所述第一腔室用于储存温水/热水，所述第二腔室用于储存冷水。

8.根据权利要求1所述的聚羧酸减水剂低温生产设备，其特征在于：所述冷水机组为水冷式冷水机组，所述换热器为板式换热器。

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