CN86107748A - 粘性材料的连续处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明包括一对具有多个互相连接的环状部件的搅动轮叶，它们在筒形容器主体内平行地安装，搅动器的轮叶设置成它的一个边缘进入另一个搅动器轮叶的转动区内，并且通过该区。因此，本发明阻止受处理液体粘附到转轴和搅动器轮叶上，并阻止它们粘结合在一起转动，以及由于结垢而引起的产品质量降低，所以能进行高粘性材料的连续处理。

Description

本发明涉及一种用于粘性材料，尤其适用于进行连续缩聚作用的粘性材料，例如：聚对苯二甲酸乙二酯和聚碳酸酯的连续处理装置。

通常，在进行粘性材料的连续处理，如混合和反应过程中，要求在装置中的静区尽可能减小，并且提供类似于柱塞流量那样的操作。为了满足这些要求，存在着各种各样的发明，其中有采用一个长圆柱形的容器和在纵向方向装备有搅动器轮叶的二个转动轴的发明，例如：日本专利SP29019/1977公开一种装置，在装置中的几个级中都设置搅动轮叶，以至于刮除容器的整个内表面，并保证容器内几乎没有静区。然而，如图22所示，当被处理液体的粘度提高到几千泊时，这种装置存在的问题是大量的粘附在转轴30表面的高粘性液体31跟着转轴30的表面一起旋转，导致结垢等情况出现。即，暂时粘附到转轴30的表面的液体31与粘附于搅动器轮叶32的液体相比有较低的液流速度，并且由于液体有一种弱的剪切力，所以更新是困难的，并粘附到轴表面一起转动。

提出了一种去除这些转动轴30的打算，使这种共同转动作用减小。日本专利JP40732/1974提出一种装置，其中连接带孔的园盘外周缘，以至于可以省略转轴30。这个装置不产生随转动轴30的共转，但存在的问题是，如图23所示，粘附于板状搅动器轮叶33表面的高粘性液体34流动困难，并且要与搅动器轮叶33一起转动，导致结垢等作用产生。换句话说，如果有平表面，如平板那样的物体在一种高粘度的液体内转动，如图23所示，则高粘性液体34随着搅动器轮叶33的转动同时与搅动器轮叶33一起转动，因为除了在搅动器轮叶33的边缘外还存在着弱剪切力，而已经暂时粘附到板表面的高粘性液体将粘附到搅动器轮叶33的表面，并且与它一起转动。

如上所述，高粘性液体粘附到转轴和板状搅动轮叶表面的粘附作用导致由于热时效使待处理液体的性质变坏。

一种惯用的高粘性材料连续处理装置，如日本专利JP    29733/1985所描述，在待处理液体出液嘴的下部装有一个排液泵，由此需要一个排液驱动装置，该装置与容器主体内的搅动器轮叶的驱动是分立的。此外，常用的装置也需要一个待处理液体的定量供料装置，该装置与容器主体是分立的。

上述的已有技术需要在主体内有一个搅动器轮叶的独立驱动装置，排液泵和供液泵，所以由于它的复杂结构和高的制造成本而带来许多问题。

考虑到常用装置所存在的高粘性液体随着转动轴和板状搅动器轮叶的表面一起转动的问题，本发明的目的在于提供一种用于高粘性材料的连续处理装置，它没有转轴和板状部件，能完全刮除容器内的材料，并且有由环形部件组成的搅动器轮叶，它具有良好的混合和挤出液流的特性。

本发明的其它目的在于提供一种高粘性材料的处理装置，它包括一个相邻于柱形容器纵向端部搅动室的齿轮室，齿轮互相啮合，并且备有通过齿轮室的二个转动耳轴，在连接搅动室的一部分齿轮室内有连续的通道，齿轮室的另一部分连接到与系统外部相连通的管嘴，致使待处理液受到搅动，同时利用转动耳轴的旋转传送液体。

图1-6表示根据本发明用于高粘性材料连续处理装置的实施例;

图1是一个局部剖面视图;

图2是沿着图1的剖线Ⅱ-Ⅱ的剖视图;

图3是沿着图1的剖线Ⅲ-Ⅲ的剖视图;

图4是沿着图1的剖线A₁-A₁或A₃-A₃的剖视图;

图5是沿着图1的剖线A₂-A₂的剖视图;

图6是沿着图1的剖线B₁-B₁或B₂-B₂的剖视图;

图7-12是表示本发明的其它实施例;

图7-9和图12是由环形部件组成的搅动器轮叶的侧视图;

图10和11是表示由环形部件组成的搅动器轮叶的连接示意图;

图13和14表示本发明的另一种实施例;

图13是沿着图1剖线Ⅱ-Ⅱ的剖视图;

图14是沿着图3剖线Ⅳ-Ⅳ的剖视图;

图15和16表示本发明的其它实施例，是由环形部件组成的搅动器轮叶的侧视图;

图17-22图示了本发明更多的实施例。

图17是连续处理装置的局部剖视图;

图18是沿着图17剖线ⅩⅧ-ⅩⅧ的剖视图;

图19和20是沿着剖线ⅩⅨ-ⅩⅨ的剖视图;

图21是沿图20剖线ⅩⅪ-ⅩⅪ的剖视图;

图22是常用装置的纵向剖面侧视图;

图23是常用装置的板状搅动器轮叶的示意图。

下面将参见图1-6描述本发明的实施例。在附图中，参考数字1表示处理装置的容器主体。该装置是一个具有如图2所示截面的长园柱形容器，在图上是呈水平放置，通常在其四周外围用热介质套复盖（图中未表示出）。参考数字2a，2b表示转动的耳轴对、他们在容器主体1的纵向每一端平行地安置，并且由固定到容器的主体1边侧的轴承5支撑。转动耳轴2a，2b的右端或左端被连接到驱动装置（图中未示）。环形搅动器轮叶4a，4b分别由多个矩形杆框3a，3b构成，它们是互相邻近以90度的相角连接，这样的环形轮叶3a，3b分别安置在转动耳轴的左端和右端之间。此外，每个搅动器轮叶4a或4b设置成，当从一对转动耳轴2a，2b的方向观视时，相应的矩形杆框3a或3b被安置成相对于另一个搅动器轮叶4a或4b的矩形杆框3a或3b成45度的相角。并且，每组矩形杆框3a或3b的外边缘尽可能地在靠近另一组矩形杆框3b或3a的转动中心处通过。搅动器的轮叶从里向外转动，使矩形杆框3a，3b的外边缘向上提起靠近容器1的内壁表面的液体进入容器。参考数字6，7表示供待处理液体用的进、出液管嘴，他们分别安装在容器主体1的一端和另一端。数字8表示供挥发物质用的出口管嘴，它安装在主体1的另一侧的上部。

在上述的构形中，待处理的高粘性液体，从进液管嘴6加进容器主体1内，在液体受到搅动器轮叶4a，4b搅动和混合时，液体向出液管嘴7的方向运动。在进行了所希望的处理操作之后，从出液管嘴7连续地排出液体。同时，在容器主体1内所产生的任何挥发性物质从出口管嘴8排出。在这种情况下，由于搅动器轮叶4a，4b的每一个矩环杆框3a，3b的外边缘旋转，所以他们紧靠到其它矩形杆框3a，3b的旋转中心，并且完全刮过容器主体1的内壁表面，通过杆状结构进行搅动，可以充分地减小静区，实质上阻止液体粘附到转轴的表面和板状搅动轮叶上，以及阻止液体与转轴表面及板状搅动器轮叶结合在一起转动。

在此参见附图4-6对本发明的搅动和混合功能的特点进行详细的说明。在附图1的A₁，A₂，A₃……区域内，待处理的高粘度液体受到搅动作用，而形成如附图5所示的那种复杂的断面形状。即，在附图4内，数字15表示A₁和A₃区域的液体断面环状，在附图5内，数字16表示在A₁和A₃之间的区域A₂内的液体断面的形状。照这样方式，在每个区域A₁，A₂，A₃……形成一种复杂的液体断面形状，沿着容器主体1的纵向方方向液体断面的形状交替地改变。因此，有可能取得一种非常好的搅动作用，并在每个区域A₁A₂，A₃……内取得一种完全混合的状态。此外，在每个液体区域内，液体以最大的速度与矩形杆框3a，3b进行接触，致使剪切速率是一个极大值。而且，由于做成有圆形断面的搅动器轮叶部件，所以搅动作用以一种最小接触面积的状态进行，由此有可能阻止待处理的高粘性液体粘附到转动轴和板状搅动器轮叶的表面，以及阻止如已有技术那样的液体结垢。

在附图1的区域B₁，B₂，B₃……内，矩形杆框3a，3b的各区有一种如图6内所示的二个园形区相结合的断面形状，这种形状能防止待处理液体在容器主体1的纵向方向内停留，并且保持待处理液体以柱塞液流的方式从图1中的左方流动到右方。

由此，待处理液体在每个区域A₁，A₂，A₃……都受到完全的混合。并且，在区域A₁和A₂及A₂和A₃之间的区域B₁，B₂，B₃……处可以取得一种分配效应，所以有可能获得一种非常好的连续搅动-混合处理，这种处理几乎没有静区，类似于一种柱塞的液流。在区域B₁，B₂，B₃……内，如图6所示，提供搅动作用的矩形杆框3a，3b都是杆状件，致使粘附作用和液体的结垢相比于已有技术中用的旋转轴和板状搅动器来说可以得到减小。

在用上述的连续处理装置进行聚对苯二甲酸乙二酯和聚碳酸酯等的缩聚作用时，由于缩聚反应使受处理的液体粘度增加到从几千至几万泊，然而，由于可以取得一种搅动-混合作用，这种作用实质上没有静区，并且类似于柱塞运动的液流，还有一种良好的表面更新功能，所以有可能得到一种具有极好性能的聚合物。

挥发性的物质，譬如：乙二醇，它是在进行这种聚合作用过程中所得到的付产品，可以用真空装置（未图示）从出口管嘴8予以除去。

在把挥发性物质从高粘性液体中进行去除时，搅动器轮叶4a，4b在使液体提升到容器主体1的内部的方向作转动。同时，受处理的液体在它与矩形杆框3a，3b相接合的外边缘分开时，受到一种扯开作用，因此取得一种较高的表面更新效果，并且改善挥发物质的除去。

在本发明所介绍的实施例中，转动的耳轴2a、2b和矩形杆框3a，3b均做成空心的，在他们中间有一种流动的热介质，致使有可能借助于容器主体1的侧壁热套（图未表示）实现缓慢的加热，并且去除来自矩形杆框3a，3b的表面的反应热和搅动热。由此，维持受处理的液体在恒定的温度，并且提高产品的质量。

在本发明所推荐的另一种实施例中，如图7所示，在矩形杆框3a，3b上的外围件14与容器主体1的纵向方向构成一定的角度，以至相对于受处理液体取得一种供液效果，受处理液体由于搅动器轮叶4a，4b的转动而受到搅动混合作用，同时在容器主体1的纵向方向内具有供液作用，所以有可能控制在容器主体1内的液体保存量和进行稳定的连续操作。

此外，本发明还介绍的实施例，如图8所示，矩形杆框3a，3b的径向件9有扁平的断面形状，并且相对于容器主体1的纵轴方向构成一个角度，或者，如图9所示，矩形杆框3a，3b的径向件10具有加强肋11，它对转动轴形成一个角度。也能对于受处理的液体在容器主体1的纵向方向取得进液效果。换句话说，如图8和9所示，当搅动器轮叶4a以图中所示的箭头方向作转动时，利用径向件9和加强肋11使受处理液体受到从左到右的进液作用。

本发明的另一个实施例将参见图10来予以描述，该实施例包括：搅动器轮叶4a，4b，它们有相邻的在纵向互相以30度的相角连接的矩形杆框3a，3b。这种实施例能对于受处理的液体取得一种进液作用，即当搅动器轮叶在如图中所示的箭头方向转动时，受处理的液体按轴的旋转方向向右方送进。

参见附图11将述说本发明的另一个实施例。该实施例包括：在三个方向成120度角度构成的有相邻的矩形杆框12的搅动器轮叶，轮叶互相以60度的相角连接，由于二个搅动器轮叶的矩形杆框12以60度的相角设置，以至于增加搅动作用，并且可以取得良好的混合效果。

参见图12将述说本发明的另一种实施例。该实施例包括：搅动器轮叶4a，4b，它具有设置了加强件13的矩形杆框3a，3b，致使矩形杆框3a，3b的强度以及搅动作用得到提高，因此取得良好的混合效果。在这种情况下，装在远离搅动器轮叶4a，4b的转动中心位置的加强件13能阻止受处理液体粘附到转轴以及与转轴一起转动。

参见附图13和14，将述说本发明的另外的实施例。在这些实施例中，矩形杆框3a，3b的外围件是板状件17，他们安置成相对于容器主体1的内壁有一定的倾角，这些板状件17被安装成能刮去粘附到在图13所示的搅动-混合区内容器主体1的外壁表面上的受处理液体，并且能以这种方式使粘附的液体朝着如图14内所示的液体排出区的内壁表面方向推进。

在本发明的各种实施例中，有可能提高刮去粘附到容器主体1的内壁表面的受处理液体的效果。并且在容器主体1的低区内的液体沿着内壁受到推进。因为取得使液体受力进入出液管嘴的作用，从而完成液体的排出。

参见图17-21将说明本发明的其它实施例。在图17-19中，相同于图1-3中的区域用相同的参考数字表示，所以略去对他们的说明。参考数字20表示一个齿轮室，它被安置相邻于柱形容器主体1的纵向一端所设置的搅动室21。通过齿轮室20的转动耳轴2a，2b分别装有齿轮22a，22b，以这种方式齿轮互相啮合，转动耳轴2a，2b的外缘用轴密封盖密封，在装置的一侧除外。齿轮室20和搅动室21用档板24分隔开，档板的上部用于形成一个供流体流通的通道23，齿轮22a，22b和齿轮室20的内表面之间的距离给定为（0.5-5mm），以便能利用受处理液体在容器主体1内形成一种液体密封。如图18所示的转动耳轴2a，2b通过齿轮22a，22b在搅动器轮叶4a，4b能使液体上升到容器主体1内的方向受到驱动。在上述的构形中，已经从进液管嘴6供入容器主体1的受处理的高粘性液体，在受到由搅动器4a，4b的搅动-混合作用时，向着出液管嘴7的方向运动。在予期的处理操作已经得到实现之后，受处理的液体到达设置在搅动室21一端的档板24。由此，通过档板24的上区内的通道23流入齿轮室20的受处理液体将利用齿轮22a，22b的旋转被送到低区，然后从出液管嘴7排出到系统的外部。本发明的实施例能借助于齿轮22a，22b，把转动扭矩从驱动侧上的转动耳轴2a传动到被驱侧上的转动耳轴2b，并且定量地排出液体。

在用上述连续处理装置进行聚对苯二甲酸乙二酯和聚碳酸酯的缩聚作用时，利用加热套使容器主体1的温度升高到270-290℃，把一个减压器连接到供排除挥发性物质用的出口管嘴8，以至于维持容器主体1内的压力在0.5-5乇（Torr）。聚合度为5-20的中间聚合物被连续地从进液管嘴6供给，乙二醇一类的付产品在搅动时予以去除。因此，具有聚合度为90-120的最终聚合物可以连续地从出液管嘴7获得。

如图20和21所示，本发明的其它推荐的实施例装备了一个齿轮室20′，它靠近位于容器主体1的纵向方向另一端的搅动室21，齿轮22a′和22b′与通过齿轮室20′的转动耳轴2a′和2b′啮合，借助于一种浸没的溢流堰使齿轮室20′与搅动室21受到分隔，致使齿轮室20′的下部区与搅动室21连通。供给待处理液体用的进液管嘴6′安装在这样一种位置，即它位于齿轮室20′的上部区内齿轮22b′和齿轮22a′之间的中间位置。

在这个实施例中，安装在进液侧上的齿轮室20′能够利用齿轮22a′，22b′的转动通过进液管嘴6′以恒定的液流把液体供入容器主体1内。由此，不再需要为被处理液体提供供液设备，从而简化了处理装置。此外，如图20所示，齿轮室20，20′和装在容器主体1的纵向方向二侧供受处理液体用的出液和进液处的齿轮22a，22b，22a′和22b′，使得受处理液体的供给量和排出量能够通过改变某一状态的转动耳轴2a，2b的转动速度来同时得到改变，在这种状态，容器主体存留有一定量的液体。因此，允许以一种稳定的方式改变要施加的操作条件。于是本发明装置将阻止高粘性受处理液体粘附到容器主体内的转动轴和搅动器轮叶的表面，并以此阻止他们一起转动。此外，本发明能减小静区量，和防止由于结垢所引起的产品质量的降低。此外，有可能保持所有在容器主体内的液体具有类似于一种柱塞运动那样的液流，因此能连续地处理非常高质量的高粘性材料，也可能在容器主体内整体地构成搅动器轮叶，排料装置和供料装置。因此，可以简化整个装置，降低其生产的成本。

Claims (18)

1、高粘性材料的连续处理装置，包括在柱形容器纵向方向二端平行地设置的二个转动耳轴，以及有多个在纵向方向互相连接在所述的二个转动耳轴之间的环形件的搅动器轮叶，所述的平行的转动耳轴安置成使所述对置的搅动器轮叶中的一个的环形件的边缘伸入另一个轮叶的转动区内，并在那里通过。

2、按权利要求1所述的高粘性材料连续处理装置，其特征是：所述的搅动器轮叶包括多个互相成90度相角连接的相邻的环形件。

3、按权利要求2所述的高粘性材料连续处理装置，其特征是：在从轴向观视时，所述对置的搅动器轮叶成45度相角设置。

4、按权利要求1所述的高粘性材料连续处理装置，其特征是：所述的搅动器轮叶有成120角度的三个方向设置的，并且互相之间成60度相角联接的环形件。

5、按权利要求4所述的高粘性材料连续处理装置，其特征是：在从轴向观视时，所述对置的搅动器轮叶成60度相角设置。

6、按权利要求1所述的高粘性材料连续处理装置，其特征是：所述的转动耳轴和所述的环形件做成空心的，以至于其内形成热介质通道。

7、按权利要求1所述的高粘性材料连续处理装置，其特征是：所述环形件的外围件在所述容器主体的纵向方向成倾斜角度设置。

8、按权利要求1所述的高粘性材料连续处理装置，其特征是：所述环形件的径向件有扁平截面形状，并在所述容器主体的纵向方向成倾斜角度设置。

9、按权利要求1所述的高粘性材料连续处理装置，其特征是：所述环形件的径向件设置有与所述容器主体的纵向方向成倾斜角度的加强肋。

10、按权利要求1所述的高粘性材料连续处理装置，其特征是：在所述环形件的外围件的内空间内设置加固件。

11、按权利要求1所述的高粘性材料连续处理装置，其特征是：所述的搅动器轮叶有多个所述的环形件，环形件在所述容器主体的纵向方向彼此以步进方式位移一定的角度按螺旋方式连接。

12、按权利要求1所述的高粘性材料连续处理装置，其特征是：所述环形件的所述外围件是板状件。

13、按权利要求1所述的高粘性材料连续处理装置，其特征是：具有加强肋，它在所述环形件的外围件的二端在轴向方向是凸出的。

14、按权利要求1所述的高粘性材料连续处理装置，其特征是：借助于矩形杆框形成所述的环形件。

15、高粘性材料的连续处理装置，包括在柱形容器纵向方向二端平行地设置的二个转动耳轴，以及有多个在纵向方向互相连接在二个转动耳轴之间的环形件的搅动器轮叶，所述的平行的转动耳轴安置成使所述对置的搅动器轮叶中的一个的环形件的边缘伸入另一个轮叶的转动区内，并在那里通过;一个齿轮室，它相邻于所述柱形容器主体纵向方向一端的搅动室设置;齿轮互相之间啮合，并且分别连接在通过所述齿轮室的二个转动耳轴上;在所述齿轮室的一部分内有通道，并与所述的搅动室相连通，所述齿轮室的另一部分与管嘴连接，并与外部连通。

16、按权利要求10所述的高粘性材料连续处理装置，还包括一个所述受处理液体的进液管嘴，它设置在所述柱形容器纵向方向的一端;一个齿轮室设置在所述容器的另一端;一个所述受处理液体的出液管嘴设置在所述齿轮室的下部。

17、按权利要求10所述的高粘性材料连续处理装置，还包括一个设置在所述柱形容器纵向方向一端的齿轮室;一个所述受处理液体的进液管嘴设置在所述齿轮室的上部;一个所述受处理液体的出液管嘴设置在所述柱形容器的另一端。

18、按权利要求10所述的高粘性材料连续处理装置，还包括在所述柱形容器纵向方向的二端设置的齿轮室;一个所述受处理液体的进液管嘴设置在所述齿轮室一端的上部;以及一个所述受处理液体的出液管嘴设置在所述齿轮室另一端的下部。

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