一種純殼聚糖紡絲液的溶解裝置製造方法
2023-10-05 08:45:39 1
一種純殼聚糖紡絲液的溶解裝置製造方法
【專利摘要】一種純殼聚糖紡絲液的溶解裝置，包括溶解釜（1）、攪拌裝置(2)，溶解釜（1）的上部設有進料口（5）、溶劑進口（6），進水口（9）以及真空口(7)，底部設有出料口（11）；所述攪拌裝置（2）包括動力驅動裝置（21）、攪拌軸（22）、第一攪拌槳（23）和第二攪拌槳（24），第一攪拌槳（23）安裝在攪拌軸（22）的底部；第二攪拌槳（24）至少為二組，位於第一攪拌槳（23）的上方，最上層的一組第二攪拌槳的葉片（29）上還設置有立式擋料板（30）；第一攪拌槳的葉片（28）和第二攪拌槳的葉片（29）分別與攪拌軸(22)有10°-65°的夾角，傾斜方向左右相反。本實用新型裝置可以快速高效地溶解片狀純殼聚糖原料。
【專利說明】一種純殼聚糖紡絲液的溶解裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及到一種纖維原料的溶解裝置，尤其涉及到一種純殼聚糖紡絲液的溶解裝置
【背景技術】
[0002]純殼聚糖纖維是利用蝦蟹殼中的提取物製成的纖維，利用廢棄的蝦蟹殼進行提取，不以石油資源為原料，是一種綠色環保產品。純殼聚糖纖維具有廣譜抑菌性、防黴性、優異的生物相容性和無免疫原性，還具有吸附螯合，止血促愈、減少疤痕的作用，用其製成的紡織品具有很好的醫療保健作用。基於這些特殊的性能，純殼聚糖纖維可廣泛應用於航天、醫療衛生、軍用民用紡織品、過濾防護等領域，擁有巨大的市場前景。
[0003]製備純殼聚糖纖維的一個重要產業環節是將純殼聚糖原料溶解。實現大批量純殼聚糖紡絲液的快速製備，需要調控溶解過程中純殼聚糖原料與溶劑的接觸面積、溶解溫度等條件。但是，過高的溶解溫度會使純殼聚糖分子鏈降解，影響纖維質量，因此，應該從提高純殼聚糖與溶液的接觸面積入手，接觸面積越大，單位時間內的溶解量越多。提高純殼聚糖與溶液的接觸面積的常規方法是粉粹純殼聚糖原料後溶解，但由於研磨粉粹過程中的強剪切作用和局部溫度過高，使純殼聚糖微結構受到破壞，分子鏈斷裂，影響最終纖維的力學性能。一種最新的方法是將片狀的純殼聚糖原料直接溶解，獲得的殼聚糖溶液微結構完整，在後續的紡絲工藝中能顯示優良的性能。但是純殼聚糖原料在脫鈣、脫蛋白質後，其組織中會產生大量的間隙，這些間隙中充盈氣體，阻絕了純殼聚糖原料與溶劑的有效接觸；另外，充盈氣體的殼聚糖原料漂浮在溶劑液面上，也減少了純殼聚糖原料與溶劑接觸。因此，如何在工業化生產中快速溶解片狀殼聚糖原料從而製備出高質量的純殼聚糖紡絲液是一個巨大的難題。
【發明內容】
[0004]本發明針對現有技術存在的上述困難，提供一種純殼聚糖紡絲液的溶解裝置，該裝置可以快速高效地溶解片狀純殼聚糖原料，實現大規模工業化生產。
[0005]本發明採用的技術方案為:一種純殼聚糖紡絲液的溶解裝置，包括溶解釜1、攪拌裝置2，所述溶解釜I的上部設有進料口 5、溶劑進口 6，進水口 9，底部設有出料口 11，所述溶解釜I的上部還設置有真空口 7 ;所述攪拌裝置2包括動力驅動裝置21、攪拌軸22、第一攪拌槳23和第二攪拌槳24 ;所述攪拌軸22的上端安裝在動力驅動裝置21上，攪拌軸22穿過機械密封裝置26，伸入溶解釜I內，攪拌軸22的下端固定在底部帶座軸承27上；所述第一攪拌槳23安裝在攪拌軸22的底部；所述第二攪拌槳24至少由二組組成，位於第一攪拌槳23的上方，依次向上安裝在攪拌軸22上，在最上層的一組第二攪拌槳的葉片29上還設置有立式擋料板30 ;所述第一攪拌槳的葉片28和第二攪拌槳的葉片29分別與攪拌軸22有一個的夾角，夾角範圍是10° -65°，傾斜方向左右相反。
[0006]優選地，在所述溶解釜I的內腔上部設置有溶劑噴淋管12，所述溶劑噴淋管12與溶劑進口 6連通，在其水平中心面以下部分的90°扇形面內的管壁上均勻布滿出液小孔13。採用溶劑噴淋管12可以使投入的溶劑均勻分布在純殼聚糖原料上，有利於後續純殼聚糖原料和溶劑的混合接觸。
[0007]優選地，所述第一攪拌槳23和第二攪拌槳24的安裝角度在水平圓周面上均勻分布。沿圓周均勻分布的攪拌槳可以使本裝置在工作時具有良好的動平衡性能。優選地，所述第二攪拌槳24為三組。
[0008]優選地，所述第一攪拌槳23和第二攪拌槳24上設置有截面為三角形的加強板31。由於純殼聚糖紡絲液有很高的黏度係數，攪拌槳在工作過程中會承受很大的阻力，容易彎曲變形，本優選方案在攪拌槳上增加了加強板31，加強板31和葉片圍成三角形的截面，該結構一方面增加了攪拌槳的強度，另一方面三角形的截面不會在攪拌槳上形成凹陷的夾角，從而避免攪拌過程中片狀純殼聚糖原料積聚在夾角處而影響其溶解。
[0009]優選地，所述溶解釜I的上部側壁上設置有進氣口 8。
[0010]優選地，所述溶解釜I的上部側壁上設置有壓縮空氣口 10。
[0011]優選地，所述溶解釜I的底部設置有取樣口 14。
[0012]優選地，所述溶解釜I還設置有廢水口 15、真空表16、電接點壓力表17、安全閥18、視鏡19和視鏡燈20。進一步的優選，所述出料口 11和廢水口 15通過一個三通管連接在溶解釜I的底部中心位置上。
[0013]優選地，所述溶解釜I的兩端採用橢圓形上封頭3和下封頭4。
[0014]本發明有如下益效果:
[0015]1.本發明的溶解釜I上部設置了真空口 7，溶解釜I採取了密封措施，在攪拌純殼聚糖原料的過程中抽真空，可以使溶解釜I中保持預定的真空度。在此條件下，片狀純殼聚糖原料中殘存的氣體在壓差的作用下釋放到溶解釜I中，並被不斷抽走，包裹純殼聚糖原料的氣體減少，純殼聚糖原料和溶劑的接觸面積得以不斷增大，從而被快速溶解。
[0016]2.本發明裝置的最上層第二攪拌槳的葉片29上設置有立式擋料板30，其上邊緣高出液面，可以攪動和打散漂浮在液面上的純殼聚糖原料，有利於將純殼聚糖原料攪入液面以下；同時可以避免從溶劑口進入的溶劑僅僅覆蓋純殼聚糖原料的上層表面而不能和純殼聚糖原料充分混合的弊端。
[0017]3.本發明設置了第一攪拌槳23和第二攪拌槳24，所述第一攪拌槳上的葉片28和第二攪拌槳上的葉片29設置有一定的傾角，與豎直方向的夾角為10° -65°，並且傾斜方向左右相反。採用該傾斜角度的設計，增大了攪拌槳葉片在工作中與溶液的剪切面積，因而增大了對溶液的剪切作用，加快了純殼聚糖原料的溶解。另外因為攪拌槳的葉片設計有一定的傾角，並且第一攪拌槳的葉片28和第二攪拌槳的葉片29傾斜方向相反，選定合適的旋轉方向後，第一攪拌槳的葉片28對溶液產生向上的作用力，第二攪拌槳的葉片29對溶液產生向下的作用力，在第一攪拌槳23和第二攪拌槳24的共同作用下，沉積在溶解釜I底部的物質向上流動，懸浮在溶解釜I上部的物質向下流動，這樣有利於純殼聚糖原料與溶劑進行充分的混合和接觸，促進相互擴散，大大加快了純殼聚糖原料溶解。
[0018]因此，在本發明攪拌裝置和抽真空的共同作用下，片狀純殼聚糖原料可以快速高效地溶解。
[0019]從溶解的實際效果來看，以200Kg去雜質後黏度為1500mpa *s、脫乙醯度93%的片狀殼聚糖原料生產純殼聚糖紡絲液為例，採用現有技術直接溶解的方式，需要36-48小時才能完成，而採用本發明的溶解裝置6-10小時即可完成。可見，本發明大大提高了片狀殼聚糖的溶解效率，能夠適用於大規模工業化生產。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為本發明溶解裝置結構示意圖；
[0021]圖2為溶解釜的上封頭上設置的各裝置的示意圖；
[0022]圖3為溶解裝置去掉上封頭後的俯視圖；
[0023]圖4為攪拌槳上葉片的傾斜角度示意圖；
[0024]圖5為溶劑噴淋管截面示意圖；
[0025]圖6為攪拌槳上加強板截面圖；
[0026]圖中標記說明:I溶解釜，2攪拌裝置，3上封頭，4下封頭，5 進料口，6 溶劑進口，7 真空口，8 進氣口，9 進水口，10 壓縮空
氣口，11 出料口，12 溶劑噴淋管，13 出液小孔，14 取樣口，15 廢水口，16 真空表，17 電接點壓力表，18 安全閥，19 視鏡，20 視鏡燈，21
---動力驅動裝置，22---攪拌軸，23---第一攪拌槳，24---第二攪拌槳，25---動力支
架，26機械密封裝置，27 底部帶座軸承，28 第一攪拌槳的葉片，29 第二攪拌槳的葉片，30 擋料板，31 加強板。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖和實施例詳細說明本發明。
[0028]如圖1所示，本發明提供的純殼聚糖紡絲液的溶解裝置，包括溶解釜1、攪拌裝置2，所述的溶解釜I由上封頭3、下封頭4和筒體焊接組成，上封頭3、下封頭4可設計為橢圓形。在本發明一種實施例中，溶解釜I的材質為不鏽鋼，直徑2600mm，高度為2250mm，厚度IOmm0
[0029]如圖1、圖2所示，所述溶解釜I的上部側壁設置有進料口 5，用於投放純殼聚糖原料以及人員進入溶解釜I內進行維修工作，進料口 5相應地設置有封蓋，在工作中封蓋可以密封進料口 5。
[0030]如圖1所示，溶解釜I的上部側壁設置有溶劑進口 6，用於輸入溶劑，溶劑進口 6處還可以配置自動閥門及流量計。如圖3、圖5所示，所述溶解釜I內腔上部設置有溶劑噴淋管12，與溶劑進口 6連通，其結構為沿溶解釜I內壁的環形管結構，在其水平中心面以下部分的90°扇形面內的管壁上均勻布滿出液小孔13。溶劑噴淋管12的安裝位置高於有效容積線之上，通過焊接在溶解釜I內壁上的託架支撐。
[0031]如圖1、圖2所示，溶解釜I的上部側壁設置有真空口 7和進氣口 8，所述真空口 7和進氣口 8應保證設置在溶解釜I有效容積線之上的位置，靠近溶解釜I的頂部，但不在頂部的中心位置，便於操控；真空口 7和進氣口 8可以為獨立設置的口，但也可以通過三通管和氣閥的控制設置在一個口上。在工作的不同階段根據需要可以分別實現對溶解釜I抽真空和向溶解釜I中釋放空氣。
[0032]溶解釜I的上部側壁設置有進水口 9，用於向溶解釜I中注水，進水口 9處還可配置自動閥門及流量計。
[0033]溶解釜I的上部側壁還設置有壓縮空氣口 10。溶解完成後，向溶解釜I中充入壓縮空氣可以實現將高黏度的殼聚糖紡絲液從出料口 11中壓出，輸入到後續的工藝裝置中。
[0034]出料口 11設置在溶解釜I的底部，最好在溶解釜I底部的軸心位置，便於輸出殼聚糖原料溶解後得到的純殼聚糖紡絲液。在一種實施例中，設置有廢水口 15，廢水口 15和出料口 11分別與一個三通管的兩個接口連接在，廢水口 15在底部，出料口 11在側部，三通管的另一個接口連接在溶解釜I的底部中心位置上。
[0035]所述溶解釜I根據需要還可以設置一些安全和便利裝置，包括取樣口 14、廢水口15、真空表16、電接點壓力表17、安全閥18、視鏡19和視鏡燈20。
[0036]如圖1所示，本發明所述的攪拌裝置2包括動力驅動裝置21、攪拌軸22、第一攪拌槳23和第二攪拌槳24。所述動力驅動裝置21包括電機、減速機、動力支架25，動力支架25安裝在溶解釜I的頂部外壁上，在動力支架25上安裝著減速機和電機；攪拌軸22的上端安裝在動力驅動裝置21上，具體是攪拌軸22和減速機的輸出軸聯動；攪拌軸22從上端向下穿過動力支架25內設置的頂部帶座軸承，然後穿過的機械密封裝置26，進入溶解釜I中，機械密封裝置26固定在溶解釜I的頂部軸心位置上，用於密封溶解釜I和攪拌軸22之間的裝配間隙；攪拌軸22的下端固定在底部帶座軸承27上，底部帶座軸承27固定在溶解釜I的內壁底部軸心位置上。通過上下兩端固定，攪拌軸22在運行過程中更加穩定。
[0037]如圖1所示，在攪拌軸22的底部安裝有第一攪拌槳23，在第一攪拌槳23的上方安裝有第二攪拌槳24。攪拌槳均由葉片和軸套構成，葉片固定在軸套上，軸套安裝在攪拌軸22上，攪拌軸22轉動時帶動軸套和葉片轉動，實現對純殼聚糖紡絲液的攪拌。第二攪拌槳24至少有二組，其中最上層的第二攪拌槳24的水平中心在有效容積線以下120mm — 140mm。在本發明一種實施例中，有三組第二攪拌槳24，其直徑為2340mm，最上層的第二攪拌槳24的水平中心在有效容積線以下130mm處；第一攪拌槳23的直徑1600mm，其水平中心距離溶解釜I底部為300mm ;其餘攪拌槳的位置在豎直方向上等距離分配。
[0038]第一攪拌槳23和第二攪拌槳24的安裝角度在水平圓周面上均勻分布。如圖3所示，在本發明一種實施例中，第二攪拌槳24設計為三組，因此第一攪拌槳23和第二攪拌槳24共有四組，相鄰兩組攪拌槳之間的夾角為45°。沿圓周均勻分布的攪拌槳可以使本發明裝置在工作時具有良好的動平衡性能。
[0039]如圖4所示，第一攪拌槳的葉片28和第二攪拌槳的葉片29分別與攪拌軸22有一個的夾角，夾角範圍是10° -65°，傾斜方向左右相反。在本發明一種實施例中傾斜角度都為45°。當第一攪拌槳的葉片28向右傾斜，第二攪拌槳的葉片29向左傾斜，攪拌軸22順時針旋轉時，第一攪拌槳的葉片28對溶液產生向上的作用力，第二攪拌槳的葉片29對溶液產生向下的作用力；當第一攪拌槳的葉片28向左傾斜，第二攪拌槳的葉片29向右傾斜，攪拌軸22逆時針旋轉時，仍然可實現第一攪拌槳的葉片28對溶液產生向上的作用力，第二攪拌槳的葉片29對溶液產生向下的作用力。
[0040]如圖1所示，在最上層第二攪拌槳的葉片29上焊接有多塊立式擋料板30，焊接方法是使擋料板30在工作過程中基本處於豎直方向，並且高出溶解釜I的有效容積線20mm-50mm。當然，也可以採用除焊接以外的其它方式固定連接擋料板30，只要擋料板30高出溶解釜I中有效容積線20mm-50mm並且牢固即可。[0041]如圖6(a)和圖6(b)所示，第一攪拌槳的葉片28和第二攪拌槳的葉片29上焊接有加強板31，加強板31和葉片圍成了三角形的截面。
[0042]上述實施例和附圖為非限制性的描述，旨在說明本發明結構原理，應該理解，在不偏離本發明實質精神的條件下對本發明裝置所做的任何等同或相似的替代、變型或修改都包括在本發明權利要求書的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種純殼聚糖紡絲液的溶解裝置，包括溶解釜(I)、攪拌裝置(2)，所述溶解釜(I)的上部設有進料口( 5 )、溶劑進口( 6 )，進水口( 9 )，底部設有出料口( 11)，其特徵在於:所述溶解釜(I)的上部還設置有真空口(7);所述攪拌裝置(2)包括動力驅動裝置(21)、攪拌軸(22)、第一攪拌槳(23)和第二攪拌槳(24);所述攪拌軸(22)的上端安裝在動力驅動裝置(21)上，攪拌軸(22)穿過機械密封裝置(26)，伸入溶解釜(I)內，攪拌軸(22)的下端固定在底部帶座軸承(27)上；所述第一攪拌槳(23)安裝在攪拌軸(22)的底部；所述第二攪拌槳(24)至少由二組組成，位於第一攪拌槳(23)的上方，依次向上安裝在攪拌軸(22)上，最上層的一組第二攪拌槳的葉片(29)上還設置有立式擋料板(30);所述第一攪拌槳的葉片(28)和第二攪拌槳的葉片(29)分別與攪拌軸(22)有一個的夾角，夾角範圍是10° -65°，傾斜方向左右相反。
2.根據權利要求1所述的純殼聚糖紡絲液的溶解裝置，其特徵在於:所述溶解釜(I)的內腔上部設置有溶劑噴淋管(12)，溶劑噴淋管(12)與溶劑進口(6)連通，溶劑噴淋管(12)下部設有多個出液小孔(13)。
3.根據權利要求2所述的純殼聚糖紡絲液的溶解裝置，其特徵在於:所述第一攪拌槳(23)和第二攪拌槳(24)的安裝角度在水平圓周面上均勻分布。
4.根據權利要求1或2或3所述的純殼聚糖紡絲液的溶解裝置，其特徵在於:所述第一攪拌槳(23 )和第二攪拌槳(24 )上設置有截面為三角形的加強板(31)。
5.根據權利要求4所述的純殼聚糖紡絲液的溶解裝置，其特徵在於:所述溶解釜(I)的上部側壁上設置有進氣口(8)。
6.根據權利要求5所述的純殼聚糖紡絲液的溶解裝置，其特徵在於:所述溶解釜(I)的上部側壁上設置有壓縮空氣口( 10)。
7.根據權利要求6所述的純殼聚糖紡絲液的溶解裝置，其特徵在於:所述溶解釜(I)的底部設置有取樣口(14)。
8.根據權利要求7所述的純殼聚糖紡絲液的溶解裝置，其特徵在於:所述溶解釜(I)還設置有廢水口(15)、真空表(16)、電接點壓力表(17)、安全閥(18)、視鏡(19)和視鏡燈(20)。
9.根據權利要求8所述的純殼聚糖紡絲液的溶解裝置，其特徵在於:所述出料口(11)和廢水口(15)通過一個三通管連接在溶解釜(I)的底部中心位置上。
10.根據權利要求9所述的純殼聚糖紡絲液的溶解裝置，其特徵在於:所述溶解釜(I)的兩端採用橢圓形上封頭(3 )和下封頭(4 )。
【文檔編號】B01F7/20GK203494407SQ201320541168
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月2日 優先權日:2013年9月2日
【發明者】周家村, 胡廣敏 申請人:海斯摩爾生物科技有限公司