CN113368513A - 一种内置均布器的聚乳酸脱挥装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内置均布器的聚乳酸脱挥装置，包括罐体、支撑台和上端盖，所述罐体设置于支撑台的上端，上端盖设置于罐体的上端，上端盖的上端一侧连通有挥发分出口；所述罐体内自上而下依次设有进料分布腔、输送腔和加热脱挥腔，进料分布腔内设有均布器；均布器的底部垂直固定有螺旋进料杆，螺旋进料杆设置于输送腔内；螺旋进料杆的底部垂直设置有固定杆，固定杆位于加热脱挥腔内。本发明克服了现有技术的不足，设计合理，有利于形成液膜的形成，缩短挥发分扩散距离，提高了脱挥效果和效率，具有较高的社会使用价值和应用前景。

Description

一种内置均布器的聚乳酸脱挥装置

技术领域

本发明涉及聚乳酸技术领域，尤其涉及一种内置均布器的聚乳酸脱挥装置。

背景技术

目前，环境污染和资源短缺这两大问题已经对人类社会构成了重大威胁，开发可再生资源、可再生物降解的高分子材料用以替代石油塑料产品已是大势所趋。其中，以聚乳酸(PLA)的合成及应用研究最为活跃。

聚乳酸属于化学合成的可完全生物降解的绿色高分子材料，聚乳酸的开发和利用除了可解决环境污染问题外，还可为主要以石油资源为基础的塑料工业开辟取之不尽的原料资源。因而，无论从环境保护方面，还是从资源开发方面来看，聚乳酸材料的开发都具有极其重要的意义。

在众多聚乳酸合成方法中，丙交酯开环聚合法是获得高分子量、高强度聚乳酸的有效方法，具有广阔的应用前景。丙交酯开环聚合工艺及其后续脱挥工艺过程已成为聚乳酸合成领域中的重要研究内容。其研究重点一方面集中在聚合工艺的改进，以期进一步提高聚合物分子量，以满足各种应用聚乳酸材料的需要；另一方面是对反应后期脱挥工艺的改进，力求尽可能完全的从具有高粘度特性的聚合产物中脱除低分子挥发物，提高聚合物纯度，以改善聚乳酸材料的模压性能和热稳定性。

以丙交酯为原料生产聚乳酸的连续聚合方法中，脱挥方法及设备是其中的一个关键环节，由于体系粘度较高，而且丙交酯单体的沸点又比较高，因此，脱挥一直是聚乳酸生产过程和技术开发中的一个棘手难题。脱挥过程利用的是气液界面的挥发平衡浓度下降，使液相中的挥发分迅速转移到气相中，然而液体深处的挥发分则需要通过扩散达到界面处脱离液相转移到气相中去，因此，挥发分的传递速率为控制脱挥速度的控制步骤。在恒定温度下，提高挥发分的传递速率的途径有三个，一是使液膜变薄，缩短扩散距离；二是增加液体的湍动强度，使气液界面不断更新；三是促使挥发分汽化并易于与液相分离。

目前，采用螺杆挤出机进行脱挥的方法不仅能耗高，而且聚合物在螺杆挤出机中受到高剪切负荷，不能缩短液膜的扩散距离，降低了脱挥效率。

于是，发明人有鉴于此，秉持多年该相关行业丰富的设计开发及实际制作的经验，针对现有的结构及缺失予以研究改良，提供一种内置均布器的聚乳酸脱挥装置，以期达到更具有实用价值的目的。

发明内容

为了解决上述背景技术中提到的问题，本发明提供一种内置均布器的聚乳酸脱挥装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种内置均布器的聚乳酸脱挥装置，包括罐体、支撑台和上端盖，所述罐体设置于支撑台的上端，上端盖设置于罐体的上端，上端盖的上端一侧连通有挥发分出口；

所述罐体内自上而下依次设有进料分布腔、输送腔和加热脱挥腔，进料分布腔内设有均布器；

均布器的底部垂直固定有螺旋进料杆，螺旋进料杆设置于输送腔内；

螺旋进料杆的底部垂直设置有固定杆，固定杆位于加热脱挥腔内。

优选的，所述均布器的上端面设有弧形面板，弧形面板的上端中部垂直设有支撑杆；

支撑杆贯穿上端盖向上延伸端的外壁套接有第一传动轮，第一传动轮通过传动带传动连接有第二传动轮，第二传动轮的底部通过第一转轴连接有第二传动轮，第二传动轮的内壁通过第一转轴连接有第一电机；

支撑杆的外壁固定套接有环形块，环形块的底部边缘处设有限位块，上端盖的上端面设有用于卡接限位块的限位槽。

优选的，所述支撑杆的内壁设有进料通道，进料通道的底部侧壁环绕连通有若干组分流管；

所述进料通道的上端口连接有进料管，进料管与进料通道连接处的外壁套接有第一轴承。

优选的，所述罐体的上端外壁设有锁紧部件，锁紧部件包括环形固定板和环状卡块，环状卡块固定设置于环形固定板的上端边缘处，环状卡块的周向侧壁环绕设有若干组螺栓，螺栓与上端盖螺纹连接。

优选的，所述均布器的内壁设有螺纹套，螺纹套的两端分别螺纹连接有螺纹杆，螺纹杆向均布器的外壁延伸端设有刮板；

所述刮板的一侧且位于螺纹杆的两侧分别设有限位支杆，限位支杆向均布器的内壁延伸；

均布器的内壁设有与限位支杆对应的活动槽，限位支杆的外壁且位于活动槽内套接有弹簧；

螺纹套的中部外壁套接有第一齿轮，第一齿轮的一侧啮合连接有第二齿轮，第二齿轮的内壁通过第二转轴连接有第二电机。

优选的，所述固定杆的底部外壁套接有第一锥齿轮，第一锥齿轮的一侧啮合连接有第二锥齿轮，第二锥齿轮的内壁水平插接有旋转主轴；

旋转主轴的两端向罐体的内壁延伸，旋转主轴的外壁套接有两个圆形卡板，圆形卡板的周向侧壁环绕设有若干组L型搅拌轴。

优选的，所述旋转主轴的内壁设有第一加热丝，L型搅拌轴的内壁设有第二加热丝，第一加热丝与第二加热丝连接，第一加热丝的一端电性连接有第二加热组件，第二加热组件安装于旋转主轴的端部。

优选的，所述旋转主轴的端部设有围板，围板与罐体的内壁连接处设有第二轴承，第二轴承套接于围板的外壁。

优选的，所述罐体的内壁设有若干组加热板，加热板靠近于进料分布腔，加热板与第一加热组件电性连接。

优选的，所述支撑台的内壁设有下料槽口，下料槽口的底部连通有出料管，出料管的底部设有阀门。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、通过设置分流管，使得物料在进入进料分布腔时更加充分、均匀，有助于挥发分的脱除；

2、通过设置弧形面板，对物料起到充分分散效果，进而形成更薄的液膜，挥发分扩散距离缩短，聚合物表面更新快，挥发分脱除效果好；

3、均布器带动螺旋进料杆和固定杆转动，螺旋进料杆带动物料自上而下流动，起到推动作用；

4、实现L型搅拌轴对物料一边搅拌混合，一边加热，从而有效加速脱挥过程，提高生产加工效率；

5、刮板对附着在进料分布腔内壁的物料进行刮除，避免物料不断堆积，影响脱挥效果。

6、通过设置锁紧部件，实现上端盖的安装和拆卸，方便后期维护和清洗。

综上，本发明克服了现有技术的不足，设计合理，有利于形成液膜的形成，缩短挥发分扩散距离，提高了脱挥效果和效率，具有较高的社会使用价值和应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明锁紧部件的结构示意图；

图3为本发明A结构放大示意图；

图4为本发明B结构放大示意图；

图5为本发明C结构放大示意图；

图6为本发明D结构放大示意图。

图中：罐体1、进料分布腔101、输送腔102、加热脱挥腔103、加热板104、第一加热组件105、支撑台2、下料槽口201、阀门202、上端盖3、挥发分出口301、锁紧部件4、环形固定板401、环状卡块402、螺栓403、均布器5、弧形面板501、螺旋进料杆6、固定杆7、第一锥齿轮71、旋转进料机构8、支撑杆81、第一传动轮82、传动带83、第二传动轮84、第一电机85、环形块86、限位块87、进料通道88、分流管89、进料管810、第一轴承811、刮板9、螺纹套91、螺纹杆92、第一齿轮93、第二齿轮94、第二电机95、限位支杆96、弹簧97、旋转主轴10、第二锥齿轮11、圆形卡板12、L型搅拌轴13、第一加热丝14、第二加热丝15、第二加热组件16、围板17、第二轴承18。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

参照图1-6，一种内置均布器的聚乳酸脱挥装置，包括罐体1、支撑台2和上端盖3，罐体1设置于支撑台2的上端，上端盖3设置于罐体1的上端，上端盖3的上端一侧连通有挥发分出口301，脱挥装置中各个区域的脱除的汽相挥发分在挥发分出口301汇集，并通过挥发分出口301排出；罐体1的内壁设有若干组加热板104，加热板104靠近于进料分布腔101，加热板104与第一加热组件105电性连接，通过第一加热组件105对加热板104进行加热，从而对物料进行加热，提高脱挥效果；

支撑台2的内壁设有下料槽口201，下料槽口201的底部连通有出料管，出料管的底部设有阀门202。

罐体1内自上而下依次设有进料分布腔101、输送腔102和加热脱挥腔103，进料分布腔101内设有均布器5；

均布器5的底部垂直固定有螺旋进料杆6，螺旋进料杆6设置于输送腔102内；螺旋进料杆6的底部垂直设置有固定杆7，固定杆7位于加热脱挥腔103内，螺旋进料杆6带动物料自上而下流动，起到推动作用。

均布器5的上端面设有弧形面板501，弧形面板501能够对物料起到充分分散效果，进而形成更薄的液膜，挥发分扩散距离缩短，聚合物表面更新快，挥发分脱除效果好，弧形面板501的上端中部垂直设有支撑杆81；支撑杆81贯穿上端盖3向上延伸端的外壁套接有第一传动轮82，第一传动轮82通过传动带83传动连接有第二传动轮84，第二传动轮84的底部通过第一转轴连接有第二传动轮84；第二传动轮84的内壁通过第一转轴连接有第一电机85；

第一电机85通过第一转轴带动第二传动轮84转动，第二传动轮84通过传动带83带动第一传动轮82转动，第一传动轮82带动均布器5、螺旋进料杆6、固定杆7转动，从而使得液膜在流动到弧形面板501边缘后被均匀地甩出到进料分布腔101壁面上；

支撑杆81的外壁固定套接有环形块86，环形块86的底部边缘处设有限位块87，上端盖3的上端面设有用于卡接限位块87的限位槽，限位槽对卡接限位块87起到限位支撑作用，进而对支撑杆81进行支撑；

支撑杆81的内壁设有进料通道88，进料通道88的底部侧壁环绕连通有若干组分流管89；进料通道88的上端口连接有进料管810，进料管810与进料通道88连接处的外壁套接有第一轴承811，物料经进料管810进入进料通道88，再经分流管89分流至进料分布腔101内，使得物料更加分散，有利于挥发分的有效脱除；

罐体1的上端外壁设有锁紧部件4，锁紧部件4包括环形固定板401和环状卡块402，环状卡块402固定设置于环形固定板401的上端边缘处，环状卡块402的周向侧壁环绕设有若干组螺栓403，螺栓403与上端盖3螺纹连接，方便安装和拆卸；

均布器5的内壁设有螺纹套91，螺纹套91的两端分别螺纹连接有螺纹杆92，螺纹杆92向均布器5的外壁延伸端设有刮板9；螺纹套91的两端内壁分别设有正丝螺纹和发丝螺纹，当螺纹套91转动时能够同时带动两端的螺纹杆92相向运动。

刮板9的一侧且位于螺纹杆92的两侧分别设有限位支杆96，限位支杆96向均布器5的内壁延伸；均布器5的内壁设有与限位支杆96对应的活动槽，限位支杆96的外壁且位于活动槽内套接有弹簧97；螺纹套91的中部外壁套接有第一齿轮93，第一齿轮93的一侧啮合连接有第二齿轮94，第二齿轮94的内壁通过第二转轴连接有第二电机95；

启动第二电机95，第二电机95通过第二转轴带动第二齿轮94转动，第二齿轮94通过第一齿轮93带动螺纹套91转动，进而实现螺纹杆92向外运动，使得刮板9与进料分布腔101的内壁贴合，对附着在进料分布腔101内壁的物料进行刮除。

固定杆7的底部外壁套接有第一锥齿轮71，第一锥齿轮71的一侧啮合连接有第二锥齿轮11，第二锥齿轮11的内壁水平插接有旋转主轴10；

旋转主轴10的两端向罐体1的内壁延伸，旋转主轴10的外壁套接有两个圆形卡板12，圆形卡板12的周向侧壁环绕设有若干组L型搅拌轴13，L型搅拌轴13能够对物料进行进一步搅拌混合，从而有效加速脱挥过程；

旋转主轴10的端部设有围板17，围板17与罐体1的内壁连接处设有第二轴承18，第二轴承18套接于围板17的外壁，通过设置第二轴承18起到减小摩擦力的作用。

实施例2

参照图2，本实施例与实施例1的区别在于，旋转主轴10的内壁设有第一加热丝14，L型搅拌轴13的内壁设有第二加热丝15，第一加热丝14与第二加热丝15连接，第一加热丝14的一端电性连接有第二加热组件16，第二加热组件16安装于旋转主轴10的端部，第二加热组件16对第一加热丝14和第二加热丝15加热，从而使得L型搅拌轴13一边完成搅拌，一边对物料进行加热，并实现物料的充分混合，加速挥发分的脱除，进而提高生产加工效率。

其他未描述结构参照实施例1。

工作原理：本发明中，使用时，首先将上端盖3安装于罐体1的顶部，并通过锁紧部件4进行锁紧，方便安装和后期的拆卸维护；

物料经进料管810进入进料通道88，再经分流管89分流至进料分布腔101内，使得物料更加分散，有利于挥发分的有效脱除；

此时启动第一电机85，第一电机85通过第一转轴带动第二传动轮84转动，第二传动轮84通过传动带83带动第一传动轮82转动，第一传动轮82带动均布器5、螺旋进料杆6、固定杆7转动，从而使得液膜在流动到弧形面板501边缘后被均匀地甩出到进料分布腔101壁面上，并形成更薄的液膜，挥发分扩散距离缩短，聚合物表面更新快，挥发分脱除效果好；

同时均布器5带动螺旋进料杆6和固定杆7转动，螺旋进料杆6带动物料自上而下流动，起到推动作用；且固定杆7通过底部的第一锥齿轮71带动第二锥齿轮11转动，第二锥齿轮11带动旋转主轴10转动，进而实现L型搅拌轴13对物料的进一步搅拌混合，从而有效加速脱挥过程；

且在此过程中，第二加热组件16对第一加热丝14和第二加热丝15加热，从而在L型搅拌轴13进行搅拌时，能够对物料进一步加热，从而提高脱挥效率；

第二电机95，第二电机95通过第二转轴带动第二齿轮94转动，第二齿轮94通过第一齿轮93带动螺纹套91转动，进而实现螺纹杆92向外运动，使得刮板9与进料分布腔101的内壁贴合，对附着在进料分布腔101内壁的物料进行刮除，避免物料不断堆积，影响脱挥效果。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的控制方式是通过控制器来自动控制，控制器的控制电路通过本领域的技术人员简单编程即可实现，电源的提供也属于本领域的公知常识，并且本发明主要用来保护机械装置，所以本发明不再详细解释控制方式和电路连接。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种内置均布器的聚乳酸脱挥装置，包括罐体(1)、支撑台(2)和上端盖(3)，所述罐体(1)设置于支撑台(2)的上端，上端盖(3)设置于罐体(1)的上端，上端盖(3)的上端一侧连通有挥发分出口(301)；

其特征在于：所述罐体(1)内自上而下依次设有进料分布腔(101)、输送腔(102)和加热脱挥腔(103)，进料分布腔(101)内设有均布器(5)；

均布器(5)的底部垂直固定有螺旋进料杆(6)，螺旋进料杆(6)设置于输送腔(102)内；

螺旋进料杆(6)的底部垂直设置有固定杆(7)，固定杆(7)位于加热脱挥腔(103)内。

2.根据权利要求1所述的一种内置均布器的聚乳酸脱挥装置，其特征在于：所述均布器(5)的上端面设有弧形面板(501)，弧形面板(501)的上端中部垂直设有支撑杆(81)；

支撑杆(81)贯穿上端盖(3)向上延伸端的外壁套接有第一传动轮(82)，第一传动轮(82)通过传动带(83)传动连接有第二传动轮(84)，第二传动轮(84)的底部通过第一转轴连接有第二传动轮(84)，第二传动轮(84)的内壁通过第一转轴连接有第一电机(85)；

支撑杆(81)的外壁固定套接有环形块(86)，环形块(86)的底部边缘处设有限位块(87)，上端盖(3)的上端面设有用于卡接限位块(87)的限位槽。

3.根据权利要求2所述的一种内置均布器的聚乳酸脱挥装置，其特征在于：所述支撑杆(81)的内壁设有进料通道(88)，进料通道(88)的底部侧壁环绕连通有若干组分流管(89)；

所述进料通道(88)的上端口连接有进料管(810)，进料管(810)与进料通道(88)连接处的外壁套接有第一轴承(811)。

4.根据权利要求1所述的一种内置均布器的聚乳酸脱挥装置，其特征在于：所述罐体(1)的上端外壁设有锁紧部件(4)，锁紧部件(4)包括环形固定板(401)和环状卡块(402)，环状卡块(402)固定设置于环形固定板(401)的上端边缘处，环状卡块(402)的周向侧壁环绕设有若干组螺栓(403)，螺栓(403)与上端盖(3)螺纹连接。

5.根据权利要求1所述的一种内置均布器的聚乳酸脱挥装置，其特征在于：所述均布器(5)的内壁设有螺纹套(91)，螺纹套(91)的两端分别螺纹连接有螺纹杆(92)，螺纹杆(92)向均布器(5)的外壁延伸端设有刮板(9)；

所述刮板(9)的一侧且位于螺纹杆(92)的两侧分别设有限位支杆(96)，限位支杆(96)向均布器(5)的内壁延伸；

均布器(5)的内壁设有与限位支杆(96)对应的活动槽，限位支杆(96)的外壁且位于活动槽内套接有弹簧(97)；

螺纹套(91)的中部外壁套接有第一齿轮(93)，第一齿轮(93)的一侧啮合连接有第二齿轮(94)，第二齿轮(94)的内壁通过第二转轴连接有第二电机(95)。

6.根据权利要求1所述的一种内置均布器的聚乳酸脱挥装置，其特征在于：所述固定杆(7)的底部外壁套接有第一锥齿轮(71)，第一锥齿轮(71)的一侧啮合连接有第二锥齿轮(11)，第二锥齿轮(11)的内壁水平插接有旋转主轴(10)；

旋转主轴(10)的两端向罐体(1)的内壁延伸，旋转主轴(10)的外壁套接有两个圆形卡板(12)，圆形卡板(12)的周向侧壁环绕设有若干组L型搅拌轴(13)。

7.根据权利要求6所述的一种内置均布器的聚乳酸脱挥装置，其特征在于：所述旋转主轴(10)的内壁设有第一加热丝(14)，L型搅拌轴(13)的内壁设有第二加热丝(15)，第一加热丝(14)与第二加热丝(15)连接，第一加热丝(14)的一端电性连接有第二加热组件(16)，第二加热组件(16)安装于旋转主轴(10)的端部。

8.根据权利要求7所述的一种内置均布器的聚乳酸脱挥装置，其特征在于：所述旋转主轴(10)的端部设有围板(17)，围板(17)与罐体(1)的内壁连接处设有第二轴承(18)，第二轴承(18)套接于围板(17)的外壁。

9.根据权利要求1所述的一种内置均布器的聚乳酸脱挥装置，其特征在于：所述罐体(1)的内壁设有若干组加热板(104)，加热板(104)靠近于进料分布腔(101)，加热板(104)与第一加热组件(105)电性连接。

10.根据权利要求1所述的一种内置均布器的聚乳酸脱挥装置，其特征在于：所述支撑台(2)的内壁设有下料槽口(201)，下料槽口(201)的底部连通有出料管，出料管的底部设有阀门(202)。

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