CN107051355A - 一种单轴自清洁反应器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种单轴自清洁反应器,包括密封的卧式筒体(20)、动力***(1)、静止组件(Ⅱ)和转动组件(Ⅰ)。其中静止组件(Ⅱ)与转动组件(Ⅰ)有多种组合形式,所述转动组件(Ⅰ)是有若干星形转子设置在主轴(17)上,所述星形转子由盘体(13)和设置在盘体(13)上的多个辐条组成,所述辐条包括转动大辐条(14)和转动小辐条(16),所述行星转子嵌套在所述传动轴上,工作时,星形转子上的辐条不仅对物料起到搅拌作用,而且还会不断破坏和刮除附着在筒体内壁和主轴(17)表面的滞留层。本发明主要用于塑料,纤维以及橡胶等高分子材料聚合反应。
Description
技术领域
本发明涉及一种单轴自清洁反应器,主要用于塑料,纤维以及橡胶等高分子材料聚合反应。
背景技术
聚合反应是由单体合成聚合物的反应过程,有聚合能力的低分子原料聚合为分子量较大的聚合产物的过程。随着分子量不断的扩大,流体粘度会不断的增高,有时甚至会发生流变现象,导致聚合热不易扩散,反应难以控制,易局部过热,分子量分布宽,影响机械性能。
传统的反应器在高粘度物料搅拌混合过程中附着性较大,极易粘附在搅拌釜筒体内壁、搅拌桨和搅拌轴的表面,这样很容易造成搅拌设备混合效果的下降、导致反应体系自动加速作用大,严重时可导致爆聚现象,现有聚合反应器均没有很好地解决这些问题。
发明内容
为克服现有技术的上述缺陷,本发明提供了一种单轴自清洁聚合反应器,该单轴自清洁反应器在正常的工作过程中,可以自动清洁在筒体内壁和主轴(17)表面上的滞留层,及时更新物料表面,达到良好搅拌,撤热,反应和拖挥效果。
本发明实现上述目的的技术方案是:一种单轴自清洁反应器,包括密封的卧式筒体(20)、动力***(1)、静止组件(Ⅱ)和转动组件(Ⅰ)。所述的卧式筒体(20)包括密封组件(5)、进料口(6)、出料口(9)、脱挥口(7)、夹套(18)、夹套出口(8)、夹套进口(10)、支架(11)组成,所述的动力***(1)包括减速机(2)、联轴器(3)、轴承组件(4)、旋转接头(12)组成。所述的静止组件(Ⅱ)由安装在卧式筒体(20)上的静止辐条(15)和静止刮刀(21)组成,所述的的转动组件(Ⅰ)包括:盘体(13)、转动大辐条(14)、转动小辐条(16)、主轴(17),转动刮刀(19),其中静止组件(Ⅱ)与转动组件(Ⅰ)可以有多种组合形式,所述转动组件(Ⅰ)是有若干星形转子设置在主轴(17)上,所述星形转子由盘体(13)和设置在盘体(13)上的多个辐条组成,所述辐条包括转动大辐条(14)和转动小辐条(16),所述行星转子嵌套在所述传动轴上,所述主轴(17)的动力输入端延伸在所述卧式筒体(20)外,并连接在动力***(1)上用于驱动主轴(17)转动,所述转子上的辐条的数量优选6个,可以设有直刮刀或带螺旋角的刮刀。在同一轴向位置上,主轴(17)上的转转辐条恰好与固定在卧式筒体(20)上的静止辐条(15)间隙相对应,所述相对应是指当主轴(17)上的的转动辐条一个辐条水平指向静止辐条(15)时,恰好位于静止辐条(15)的对应的两个转动辐条的中间。工作时,星形转子上的辐条不仅对物料起到搅拌作用,而且还会不断破坏和刮除附着在筒体内壁和主轴(17)表面的滞留层。
本发明的有益效果是:由于筒体圆形,并且在筒体的圆心处设置上主轴(17),在卧式筒体(20)内部设置有静止辐条(15)与静止刮刀(21)组件,同时还由于主轴(17)上设置了星形转子,通过控制星形转子上的转动辐条长度,使其转动刮刀(19)前端接近于筒体内壁,而静止刮刀(21)前段接近于主轴(17)的表面,由此在主轴(17)旋转过程中,星形转子上的转动辐条与刮刀不仅对物料起到搅拌作用,保证聚合反应过程中的混合效果,而且还会不断破坏和刮除附着在筒体内壁和主轴(17)表面的滞留层,使物料难以在筒体内壁和主轴(17)表面上长时间附着,由此起到了削弱和消除滞留层的效果,避免了因滞留层得不到及时更新而导致的不均匀搅拌效果。
附图说明
图1是本发明的正视方向结构示意图;
图2是本发明静止组件(Ⅱ)与转动组件(Ⅰ)第一种啮合关系结构示意图;
图3是本发明静止组件(Ⅱ)与转动组件(Ⅰ)第二种啮合关系结构示意图;
图4是本发明静止组件(Ⅱ)与转动组件(Ⅰ)第三种啮合关系结构示意图;
图5是本发明静止组件(Ⅱ)与转动组件(Ⅰ)第四种啮合关系结构示意图;
图6是本发明静止组件(Ⅱ)与转动组件(Ⅰ)第五种啮合关系结构示意图;
图7是本发明静止组件(Ⅱ)与转动组件(Ⅰ)第六种啮合关系结构示意图;
图8是本发明涉及转动组件(Ⅰ)螺旋流道结构示意图。
图中,1动力***,2减速机,3联轴器,4轴承组件,5密封组件,6进料口,7脱挥口,8夹套出口,9出料口,10夹套进口,11支架,12旋转接头,13盘体,14转动大辐条,15静止辐条,16转动小辐条,17主轴,18夹套,19转动刮刀,20卧式筒体,21静止刮刀,22进料端盖,23出料端盖,Ⅰ转动组件,Ⅱ静止组件。
具体实施方式
参见图1-8,本发明提供了一种单轴自清洁反应器,包括密封的卧式筒体(20),所述卧式筒体(20)的横截面形状呈圆形,筒体内设有单个主轴(17),所述主轴(17)位于所述卧式筒体(20)圆心处,所述主轴(17)上设有若干星形转子,所述星形转子由盘体(13)和设置在盘体(13)中央的轮毂组成,所述盘体(13)设有多个转动辐条,所述转动辐条包括转动大辐条(14)和转动小辐条(16),所述轮毂套接在所述主轴(17)上,所述主轴(17)的动力输入端均延伸在所述卧式筒体(20)外,并连接在动力***(1)上用于驱动主轴(17)转动,所述转子上的辐条的数量优选6个,沿着主轴(17)(13)所在的界面均布布置,在转动辐条端部设有转动直刮刀或带螺旋角的转动刮刀(19)。
主轴(17)上的转动组件(Ⅰ)和卧式筒体(20)上的静止组件(Ⅱ)轴向排列方式和排列位置可以相同,在同一轴向位置上,主轴(17)上的转动辐条恰好与卧式筒体(20)上的静止辐条(15)间隙相对应,由此可以优化物料流,并有效地破坏和刮除主轴(17)表面和筒壁上的附着的物料。所述主轴(17)上的转动辐条恰好与卧式筒体(20)上的静止辐条(15)间隙相对应,是指当主轴(17)的转子的一个辐条水平指向卧式筒体(20)内壁上的静止组件(Ⅱ)时,恰好位于静止组件(Ⅱ)的对应的两个静止辐条(15)的中间。
根据制造工艺和使用条件的限制,所述转动辐条连接的转动刮刀(19)前端通常应接近或尽量接近卧式筒体(20)的内壁以及静止组件(Ⅱ)的静止辐条(15),以有效地破坏和刮除滞留层。
主轴(17)上相邻辐条的边缘优选连接成一个平滑的弧形,由此既便于加工,又有利于提高强度,还有利于优化物料流。
所述辐条上可以设有刮刀,所述刮刀可以为直刮刀或者为带螺旋角的刮刀,所述带螺旋角的刮刀的螺旋角α优选为5-20°,由此可以推动物料做适宜程度的轴向流动,实现物料轴向流动,所述筒体近进料端的上部设有进料口(6),近出口端的下部设有出料口(9),以实现进出料。
可以使所述主轴(17)的不同位置上的相邻星形转子之间的间距不同,进料端方向上的相邻星形转子之间的间距通常可小于出料端方向上的相邻星形转子之间的间距,以适宜适应反应物料的粘度,实现良好的搅拌和推动。
所述卧式筒体(20)外可以设有夹套(18),夹套(18)设有夹套进口(10)和夹套出口(8),方便冷媒或热媒进出,所述主轴(17)中部为空心轴,通过旋转接头(12)也可进出冷媒或热媒,以在保证强度和刚性的同时增大反应器的换热面积,以便采用液相媒体等方式进行加热或撤热,所述夹套(18)的内壁为所述卧式筒体(20),外壁为位于所述卧式筒体(20)外面的夹套(18)外壳。
所述动力***(1)可以设有一个输出转速可调的转动轴,所述主轴(17)通过的联轴器(3)与对应的输出轴联接,由此实现所述主轴(17)同所述动力***(1)的连接。
所述卧式筒体(20)可以包括筒状的筒体主体,所述筒体主体的进料端和出料端分别连接有进料端盖(22)和出料端盖(23),所述主轴(17)的动力输入端通过出料端密封组件(5)安装在所述出料端盖(23)上,所述主轴(17)的末端通过末端密封组件(5)安装在所述进料端盖(22)上,由此实现主轴(17)的安装和密封。
所述进料端轴封上的密封装置可以以允许所述主轴(17)末端相对滑动的配合方式套在所述主轴(17)的末端上,以解决因温升和不同材料线膨胀系数引起的位移问题。
所述密封装置优选填料密封装置,以适应高分子颗粒物对其摩擦预防泄露。
Claims (8)
1.在一种单轴自清洁反应器,其特征在于,包括: 卧式筒体(20)、动力***(1)、静止组件(Ⅱ)和转动组件(Ⅰ),所述卧式筒体(20)上设有进料口(6)(6)、脱挥口(7)、出料口(9)和夹套(18),所述夹套(18)上设有夹套进口(10)和夹套出口(8);所述卧式筒体(20)内设有静止组件(Ⅱ);一端伸入所述卧式筒体(20)内的主轴(17),所述主轴(17)上设有转动组件(Ⅰ),所述转动组件(Ⅰ)的边缘贴近所述卧式筒体(20)的内壁布置, 且所述转动组件(Ⅰ)与所述静止组件(Ⅱ)呈啮合配合结构。
2.如权利要求1所述的单轴自清洁反应器,其特征在于,所述转动组件(Ⅰ)包括:盘体(13)、转动大辐条(14)、转动小辐条(16)、主轴(17)和转动刮刀(19);所述转动组件(Ⅰ)是有若干星形转子设置在主轴(17)上,所述星形转子由盘体(13)和设置在盘体(13)上的多个辐条组成,所述辐条包括转动大辐条(14)和转动小辐条(16),所述行星转子嵌套在所述主轴(17)上,所述主轴(17)的动力输入端延伸在所述卧式筒体(20)外,并连接在动力***(1)上用于驱动主轴(17)转动,所述转子上的辐条的数量优选6个,在转动辐条端部设有转动直刮刀或带螺旋角的转动刮刀(19)。
3.如权利要求1所述的单轴自清洁反应器,其特征在于,所述静止组件(Ⅱ)包括:安装在卧式筒体(20)上的静止刮刀(21)和静止辐条(15)组成,边缘贴近所述卧式筒体(20)内壁的转动组件(Ⅰ),所述转动组件(Ⅰ)与所述静止组件(Ⅱ)插空互穿啮合,可具有多种组合形式。
4.如权利要求3所述的单轴自清洁反应器,其特征在于,所述第一种组合形式为转动组件(Ⅰ)转动大辐条(14)和转动刮刀(19)组合为大“T”形状,所述转动小辐条(16)呈“I”状与大“T”组件相间布置,所述静止组件(Ⅱ)由静止辐条(15)与静止刮刀(21)(19)组合成凹槽状,所述大“T”组件边缘贴近所述卧式筒体(20)的内壁布置,所述凹槽状静止组件(Ⅱ)与所述“I”状与大“T”组件互相啮合;所述第二种组合形式为转动组件(Ⅰ)转动大辐条(14)和转动刮刀(19)组合为大“T”形状,所述转动小辐条(16)转动刮刀(19)组合为小“T”形状,所述组件大“T”和小“T”组件相间布置,所述静止组件(Ⅱ)由静止辐条(15)与静止刮刀(21)组合成大“T”形状,设置在所述卧式筒体(20)内侧,静止辐条(15)与静止刮刀(21)组合成小“T”形状,设置在所述卧式筒体(20)内对侧,所述大“T”组件边缘贴近所述卧式筒体(20)的内壁布置,所述静止组件(Ⅱ)的大“T”和小“T”与转动组件(Ⅰ)大“T”和小“T”互相啮合;所述第三种组合形式为转动组件(Ⅰ)转动大辐条(14)和转动刮刀(19)组合为大“T”形状,所述转动小辐条(16)转动刮刀(19)组合为小“T”形状,所述组件大“T”和小“T”组件相间布置,所述静止组件(Ⅱ)由静止辐条(15)与静止刮刀(21)组合成钩形状,设置在所述卧式筒体(20)内侧,所述大“T”组件边缘贴近所述卧式筒体(20)的内壁布置,所述静止组件(Ⅱ)的大“T”和小“T”与转动组件(Ⅰ)勾状互相啮合;所述第四种组合形式为转动组件(Ⅰ)转动大辐条(14)和转动刮刀(19)组合为“士”形状,所述静止组件(Ⅱ)由静止辐条(15)与静止刮刀(21)组合成大“T”形状,设置在所述卧式筒体(20)内侧,静止辐条(15)与静止刮刀(21)组合成小“T”形状,设置在所述卧式筒体(20)内对侧,所述大“士”状组件边缘贴近所述卧式筒体(20)的内壁布置,所述静止组件(Ⅱ)的大“T”和小“T”与转动“士”状组件互相啮合;所述第五种组合形式为转动组件(Ⅰ)转动大辐条(14)和转动刮刀(19)组合为“士”形状,所述静止组件(Ⅱ)由静止辐条(15)与静止刮刀(21)组合成“士”形状,设置在所述卧式筒体(20)内侧,静止辐条(15)与静止刮刀(21)组合成“干”形状,设置在所述卧式筒体(20)内对侧,所述大“士”状组件边缘贴近所述卧式筒体(20)的内壁布置,所述静止组件(Ⅱ)的“士”状和“干”与转动“士”状组件互相啮合;所述第六种组合形式为转动组件(Ⅰ)转动大辐条(14)和转动刮刀(19)组合为大“N”形状,所述静止组件(Ⅱ)由静止辐条(15)与静止刮刀(21)组合成“T”形状,设置在所述卧式筒体(20)内侧,所述大“T”状组件边缘贴近所述卧式筒体(20)的内壁布置,所述静止组件(Ⅱ)的“T”状组件和与转动组件(Ⅰ)大“N”状组件互相啮合。
5.如权利要求1所述的单轴自清洁反应器,其特征在于,多个所述盘体(13)呈螺旋分布。
6.如权利要求1所述的单轴自清洁反应器,其特征在于,所述盘体(13)和所述主轴(17)均为空心结构。
7.如权利要求1所述的单轴自清洁反应器,其特征在于,所述卧式筒体(20)底部设有支架(11),来支撑自清洁反应器。
8.如权利要求1所述的单轴自清洁反应器,其特征在于,所述动力***(1)连接减速机(2)通过联轴器(3)提供给主轴(17)动力,所述(3)轴承组件(4)固定在主轴(17)的端部,防止主轴(17)进行轴向及周向攒动,所述密封组件(5)固定在卧式筒体(20)端部,所述旋转接头(12)固定在主轴(17)的另一端部。
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