一種單軸自清潔反應器的製作方法

2023-06-13 08:30:56

本發明涉及一種單軸自清潔反應器，主要用於塑料，纖維以及橡膠等高分子材料聚合反應。

背景技術：

聚合反應是由單體合成聚合物的反應過程，有聚合能力的低分子原料聚合為分子量較大的聚合產物的過程。隨著分子量不斷的擴大，流體粘度會不斷的增高，有時甚至會發生流變現象，導致聚合熱不易擴散，反應難以控制，易局部過熱，分子量分布寬，影響機械性能。

傳統的反應器在高粘度物料攪拌混合過程中附著性較大，極易粘附在攪拌釜筒體內壁、攪拌槳和攪拌軸的表面，這樣很容易造成攪拌設備混合效果的下降、導致反應體系自動加速作用大，嚴重時可導致爆聚現象，現有聚合反應器均沒有很好地解決這些問題。

技術實現要素：

為克服現有技術的上述缺陷，本發明提供了一種單軸自清潔聚合反應器，該單軸自清潔反應器在正常的工作過程中，可以自動清潔在筒體內壁和主軸（17）表面上的滯留層，及時更新物料表面，達到良好攪拌，撤熱，反應和拖揮效果。

本發明實現上述目的的技術方案是：一種單軸自清潔反應器，包括密封的臥式筒體（20）、動力系統（1）、靜止組件（ⅱ）和轉動組件（ⅰ）。所述的臥式筒體（20）包括密封組件（5）、進料口（6）、出料口（9）、脫揮口（7）、夾套（18）、夾套出口（8）、夾套進口（10）、支架（11）組成，所述的動力系統（1）包括減速機（2）、聯軸器（3）、軸承組件（4）、旋轉接頭（12）組成。所述的靜止組件（ⅱ）由安裝在臥式筒體（20）上的靜止輻條（15）和靜止刮刀（21）組成，所述的的轉動組件（ⅰ）包括：盤體（13）、轉動大輻條（14）、轉動小輻條（16）、主軸（17），轉動刮刀（19），其中靜止組件（ⅱ）與轉動組件（ⅰ）可以有多種組合形式，所述轉動組件（ⅰ）是有若干星形轉子設置在主軸（17）上，所述星形轉子由盤體（13）和設置在盤體（13）上的多個輻條組成，所述輻條包括轉動大輻條（14）和轉動小輻條（16），所述行星轉子嵌套在所述傳動軸上，所述主軸（17）的動力輸入端延伸在所述臥式筒體（20）外，並連接在動力系統（1）上用於驅動主軸（17）轉動，所述轉子上的輻條的數量優選6個，可以設有直刮刀或帶螺旋角的刮刀。在同一軸向位置上，主軸（17）上的轉轉輻條恰好與固定在臥式筒體（20）上的靜止輻條（15）間隙相對應，所述相對應是指當主軸（17）上的的轉動輻條一個輻條水平指向靜止輻條（15）時，恰好位於靜止輻條（15）的對應的兩個轉動輻條的中間。工作時，星形轉子上的輻條不僅對物料起到攪拌作用，而且還會不斷破壞和刮除附著在筒體內壁和主軸（17）表面的滯留層。

本發明的有益效果是：由於筒體圓形，並且在筒體的圓心處設置上主軸（17），在臥式筒體（20）內部設置有靜止輻條（15）與靜止刮刀（21）組件，同時還由於主軸（17）上設置了星形轉子，通過控制星形轉子上的轉動輻條長度，使其轉動刮刀（19）前端接近於筒體內壁，而靜止刮刀（21）前段接近於主軸（17）的表面，由此在主軸（17）旋轉過程中，星形轉子上的轉動輻條與刮刀不僅對物料起到攪拌作用，保證聚合反應過程中的混合效果，而且還會不斷破壞和刮除附著在筒體內壁和主軸（17）表面的滯留層，使物料難以在筒體內壁和主軸（17）表面上長時間附著，由此起到了削弱和消除滯留層的效果，避免了因滯留層得不到及時更新而導致的不均勻攪拌效果。

附圖說明

圖1是本發明的正視方向結構示意圖；

圖2是本發明靜止組件（ⅱ）與轉動組件（ⅰ）第一種嚙合關係結構示意圖；

圖3是本發明靜止組件（ⅱ）與轉動組件（ⅰ）第二種嚙合關係結構示意圖；

圖4是本發明靜止組件（ⅱ）與轉動組件（ⅰ）第三種嚙合關係結構示意圖；

圖5是本發明靜止組件（ⅱ）與轉動組件（ⅰ）第四種嚙合關係結構示意圖；

圖6是本發明靜止組件（ⅱ）與轉動組件（ⅰ）第五種嚙合關係結構示意圖；

圖7是本發明靜止組件（ⅱ）與轉動組件（ⅰ）第六種嚙合關係結構示意圖；

圖8是本發明涉及轉動組件（ⅰ）螺旋流道結構示意圖。

圖中，1動力系統，2減速機，3聯軸器，4軸承組件，5密封組件，6進料口，7脫揮口，8夾套出口，9出料口，10夾套進口，11支架，12旋轉接頭，13盤體，14轉動大輻條，15靜止輻條，16轉動小輻條，17主軸，18夾套，19轉動刮刀，20臥式筒體，21靜止刮刀，22進料端蓋，23出料端蓋，ⅰ轉動組件，ⅱ靜止組件。

具體實施方式

參見圖1-8，本發明提供了一種單軸自清潔反應器，包括密封的臥式筒體（20），所述臥式筒體（20）的橫截面形狀呈圓形，筒體內設有單個主軸（17），所述主軸（17）位於所述臥式筒體（20）圓心處，所述主軸（17）上設有若干星形轉子，所述星形轉子由盤體（13）和設置在盤體（13）中央的輪轂組成，所述盤體（13）設有多個轉動輻條，所述轉動輻條包括轉動大輻條（14）和轉動小輻條（16），所述輪轂套接在所述主軸（17）上，所述主軸（17）的動力輸入端均延伸在所述臥式筒體（20）外，並連接在動力系統（1）上用於驅動主軸（17）轉動，所述轉子上的輻條的數量優選6個，沿著主軸（17）（13）所在的界面均布布置，在轉動輻條端部設有轉動直刮刀或帶螺旋角的轉動刮刀（19）。

主軸（17）上的轉動組件（ⅰ）和臥式筒體（20）上的靜止組件（ⅱ）軸向排列方式和排列位置可以相同，在同一軸向位置上，主軸（17）上的轉動輻條恰好與臥式筒體（20）上的靜止輻條（15）間隙相對應，由此可以優化物料流，並有效地破壞和刮除主軸（17）表面和筒壁上的附著的物料。所述主軸（17）上的轉動輻條恰好與臥式筒體（20）上的靜止輻條（15）間隙相對應，是指當主軸（17）的轉子的一個輻條水平指向臥式筒體（20）內壁上的靜止組件（ⅱ）時，恰好位於靜止組件（ⅱ）的對應的兩個靜止輻條（15）的中間。

根據製造工藝和使用條件的限制，所述轉動輻條連接的轉動刮刀（19）前端通常應接近或儘量接近臥式筒體（20）的內壁以及靜止組件（ⅱ）的靜止輻條（15），以有效地破壞和刮除滯留層。

主軸（17）上相鄰輻條的邊緣優選連接成一個平滑的弧形，由此既便於加工，又有利於提高強度，還有利於優化物料流。

所述輻條上可以設有刮刀，所述刮刀可以為直刮刀或者為帶螺旋角的刮刀，所述帶螺旋角的刮刀的螺旋角α優選為5-20°，由此可以推動物料做適宜程度的軸向流動，實現物料軸向流動，所述筒體近進料端的上部設有進料口（6），近出口端的下部設有出料口（9），以實現進出料。

可以使所述主軸（17）的不同位置上的相鄰星形轉子之間的間距不同，進料端方向上的相鄰星形轉子之間的間距通常可小於出料端方向上的相鄰星形轉子之間的間距，以適宜適應反應物料的粘度，實現良好的攪拌和推動。

所述臥式筒體（20）外可以設有夾套（18），夾套（18）設有夾套進口（10）和夾套出口（8），方便冷媒或熱媒進出，所述主軸（17）中部為空心軸，通過旋轉接頭（12）也可進出冷媒或熱媒，以在保證強度和剛性的同時增大反應器的換熱面積，以便採用液相媒體等方式進行加熱或撤熱，所述夾套（18）的內壁為所述臥式筒體（20），外壁為位於所述臥式筒體（20）外面的夾套（18）外殼。

所述動力系統（1）可以設有一個輸出轉速可調的轉動軸，所述主軸（17）通過的聯軸器（3）與對應的輸出軸聯接，由此實現所述主軸（17）同所述動力系統（1）的連接。

所述臥式筒體（20）可以包括筒狀的筒體主體，所述筒體主體的進料端和出料端分別連接有進料端蓋（22）和出料端蓋（23），所述主軸（17）的動力輸入端通過出料端密封組件（5）安裝在所述出料端蓋（23）上，所述主軸（17）的末端通過末端密封組件（5）安裝在所述進料端蓋（22）上，由此實現主軸（17）的安裝和密封。

所述進料端軸封上的密封裝置可以以允許所述主軸（17）末端相對滑動的配合方式套在所述主軸（17）的末端上，以解決因溫升和不同材料線膨脹係數引起的位移問題。

所述密封裝置優選填料密封裝置，以適應高分子顆粒物對其摩擦預防洩露。