粘彈性高分子聚合物水溶液配置裝置的製作方法

2023-10-06 19:12:44

本發明涉及一種溶液配製裝置，尤其涉及一種粘彈性高分子聚合物水溶液的配製裝置，屬於溶液配置裝置技術領域。

背景技術：

對現有文獻的檢索發現，目前的溶液配製裝置主要由圓柱桶及帶馬達驅動的葉片組構成。溶質和溶劑直接放在圓柱桶中，葉片組轉動使溶液混合均勻。這種方法對配製具有粘彈性的高分子聚合物溶液來說，容易使得高分子聚合物溶質快速降解，且溶質易粘附在攪拌葉片上，溶液的均勻性較差，溫度變化較大，配製效果不理想。而在實際需求中，往往要求溶液有較高的均勻性，配製過程中溶液要溫度恆定，溶質粘附少，配製完成時溶質都能有效溶解。因此，需要一種溶液配製裝置將高分子聚合物粉末周期性地從分散器底面託盤的微孔中掃出並添加至腔體中的水中，配合攪拌裝置中葉片多角度的旋轉，使溶質均勻溶於水中，且避免溶液濃度上下分層，並避免聚合物溶質粘附攪拌裝置的葉片表面，以及腔體外部布置溫控裝置以維持配製過程中腔體內部溶液溫度的恆定。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是提供一種粘彈性高分子聚合物水溶液配置裝置，該裝置能減小對流體的剪切作用，減少高分子聚合物分子鏈的損傷，攪拌器的葉片表面敷有疏水性塗層，可減少聚合物分子的粘附，配製結束後溫控裝置中的熱水可導出對葉片、腔體內壁進行衝洗，防止溶質殘留。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：一種粘彈性高分子聚合物水溶液配置裝置，包括可調速、具多自由度的攪拌器、水泵、閥門、溫控裝置，所述攪拌器由調速電機、旋轉軸、分散器、葉片、腔體、支架組成，所述支架內放置腔體的外部殼體，腔體內從下至上依次放置葉片、分散器，所述葉片通過穿過分散器的旋轉軸連接調速電機，所述分散器由一帶微孔的圓盤和刮片組成，刮片與旋轉軸固定連接，所述帶微孔的圓盤內放置高分子聚合物固體粉末，所述刮片隨旋轉軸轉動，將圓盤中的高分子聚合物固體粉末通過微孔周期性的掃入腔體的水中；所述腔體與外部殼體之間具有夾層空間，所述溫控裝置出水口通過進口軟管、閥門、水泵連接夾層空間的進水口，所述夾層空間的出水口通過出口軟管連接所述溫控裝置的進水口形成迴路，並通過溫控裝置使腔體中的水溫達到動態平衡。

所述葉片表面塗有疏水材料，用於避免攪拌過程中高分子聚合物粘附在葉片上。

所述旋轉軸上裝有多自由度調節手柄，多自由度調節手柄可左右擺動使旋轉軸和葉片整體擺動，通過調整旋轉軸的傾角和改變葉片的高度與旋轉方向，使溶液上下混合均勻。

所述腔體為圓桶形，所述腔體上沿設有圓弧嘴，供傾倒並提供溶液，用於減少聚合物溶液的降解。

所述葉片為兩塊十字相嵌的實心板，可增加攪拌混亂度。

所述粘彈性高分子聚合物水溶液配置裝置設有衝洗系統，便於對溶液配製完成時殘留有溶質的部件進行衝洗。

本發明的有益效果是：

該裝置中高分子聚合物溶質周期性地進入水中，受攪拌裝置高自由度的攪拌作用可均勻的溶於水中。腔體中溶液的受攪拌速度可由攪拌裝置上的調速電機控制，能減小對流體的剪切作用，減少高分子聚合物分子鏈的損傷，攪拌器的葉片表面敷有疏水性塗層，可減少聚合物分子的粘附，配製結束後溫控裝置中的熱水可導出對葉片、腔體內壁進行衝洗，防止溶質殘留。

附圖說明

圖1是本發明的粘彈性高分子聚合物水溶液配置裝置結構示意圖；

圖2是分散器結構示意圖；

圖3是溫控裝置示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖與實施例對本發明作進一步說明。

如圖1到圖3所示，本發明粘彈性高分子聚合物水溶液配置裝置，包括調速電機1、旋轉軸2、分散器3、葉片6、腔體7（帶刻度）、閥門a8、導出軟管9、承重圓柱體10、液位刻度線11、支架12、水泵13、閥門b14、進口軟管15、閥門c16、出口軟管17、溫控裝置等。

支架12內放置腔體7的外部殼體，腔體7內從下至上依次放置葉片6、分散器3，葉片6通過穿過分散器3的旋轉軸2連接調速電機1。腔體7與外部殼體之間具有夾層空間，所述溫控裝置出水口通過進口軟管15、閥門b14、水泵13連接夾層空間的進水口，夾層空間的出水口通過閥門c16、出口軟管17連接溫控裝置的進水口形成迴路，並通過溫控裝置使腔體7中的水溫達到動態平衡。

如圖2所示，分散器3由一帶微孔5的圓盤和刮片4組成，刮片4與旋轉軸2固定連接，帶微孔5的圓盤內放置高分子聚合物固體粉末，所述刮片隨旋轉軸2轉動，將圓盤中的高分子聚合物固體粉末通過微孔5周期性的掃入腔體7的水中。

如圖3所示，溫控裝置中有數字溫度顯示器18，加熱器19，進水管20。

隨著攪拌裝置中旋轉軸2的轉動，固定在旋轉軸2上的刮片6將分散器3中的高分子聚合物粉末通過分散器底部圓盤的微孔5周期性的掃入腔體7內的水中，調整旋轉軸2傾角，改變葉片6的高度與旋轉方向使溶質均勻溶於水中。溶液配製完成後，將攪拌裝置及分散器3移出水面，通過包含導出軟管、出口閥等連接於水浴的衝洗裝置，用一定量的水對攪拌裝置中的旋轉軸、葉片和分散器進行衝洗，防止這些裝置上仍粘有少量的高分子聚合物溶質。然後將支架及腔體內攪拌裝置移除，用傾倒的方式將配好的溶液從腔體內倒出。

本發明中的葉片6為兩塊十字相嵌的實心板，增加攪拌混亂度。葉片6表面塗有疏水材料（含矽塗層，疏水性好、性能穩定），避免攪拌過程中高分子聚合物粘附在葉片上。

本發明設置有衝洗系統，便於對溶液配製完成時殘留有溶質的部件進行衝洗。

本發明的腔體7為圓桶形，外部有殼，供熱水環繞，以維持腔體內部溫度恆定。

本發明的溶液配製過程舉例如下：

先通過進水管20向溫控裝置中加入一定量的水，打開加熱器19的開關，觀察數字溫度顯示器18，待將溫控裝置中的水加熱到一定溫度後，打開閥門b14和閥門c16，啟動水泵13，將熱水通過進口軟管15注入腔體7與外殼的夾層空間，注滿後通過出口軟管17回到溫控裝置形成迴路。在腔體7內注入定量與溫控裝置中的水溫度相近的水，一段時間後整個溶液配製裝置中的水溫達到動態平衡。

將一定質量的高分子聚合物粉末放置於分散器3中，再將帶有分散器的攪拌裝置放入腔體7中，設定好轉速後接通電源啟動調速電機1，則與旋轉軸2相連的刮片4隨之轉動，將聚合物粉末通過微孔5周期性的掃入水中，直到分散器3中的聚合物粉末全部被掃入水中。調整旋轉軸2的傾角，改變葉片6的高度與旋轉方向，使溶液上下混合均勻，避免上下層溶液濃度不一致。溶液配製完成後將攪拌裝置及分散器移出液面，關閉閥門c16，打開閥門a8，在壓力的作用下，腔體與外殼夾層中的熱水通過出口軟管9流出，控制水流方向對攪拌裝置中的葉片及分散器進行衝洗，此時注意腔體內的刻度控制好流出的水量，衝洗完成且控制流出水量使得腔體內的水溶液到達既定刻度後，關閉閥門a8和水泵13，將攪拌裝置、分散器及支架移除，倒出配製完成後的溶液。