專利名稱：一種雙軸自潔式反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙軸自潔式反應(yīng)器，更確切的說是涉及一種用于高分子材料聚合反應(yīng)和脫揮反應(yīng)所使用的雙軸自潔式反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
聚合反應(yīng)是高分子材料加工中最重要的反應(yīng)之一，反應(yīng)物一般由一種或幾種單體組成，在反應(yīng)過程中需要滿足以下條件首先，對反應(yīng)物進行充分攪拌，使不同組分的反應(yīng)物能夠迅速分散并混合均勻；其次，物料在反應(yīng)器中需要停留足夠長的時間來進行反應(yīng)； 第三，反應(yīng)過程通常存在熱交換，需要對反應(yīng)物進行強制冷卻/加熱。這就要求反應(yīng)器具有較強的攪拌能力、換熱能力，并且能夠滿足反應(yīng)物對停留時間的要求。目前高分子材料的聚合反應(yīng)一般采用反應(yīng)釜或雙螺桿擠出機作為反應(yīng)器，如CN 200910303859. 9 一種高分子材料聚合反應(yīng)釜。反應(yīng)釜一般豎直放置，在反應(yīng)釜內(nèi)部有一個豎直的攪拌軸，通過攪拌軸的旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)對反應(yīng)物料的分散混合，此外在反應(yīng)釜外部和內(nèi)部設(shè)置有用于冷卻/加熱的夾套/盤管，可以實現(xiàn)熱交換。由于反應(yīng)釜有結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)備成熟、 制造難度低等優(yōu)點，因此廣泛應(yīng)用于高分子材料的聚合反應(yīng)。但是反應(yīng)釜也有一些缺點首先，反應(yīng)釜無法實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)；其次，反應(yīng)釜中的反應(yīng)物存在成分不均勻的情況，這對最終產(chǎn)品的品質(zhì)有很大影響；第三，反應(yīng)釜的換熱面積較小，無法滿足很多聚合反應(yīng)的要求； 第四，反應(yīng)釜中反應(yīng)物表面更新慢，幾乎無法應(yīng)用于有氣體生成的聚合反應(yīng)；第五，反應(yīng)釜雖然可以提供較長的反應(yīng)物停留時間，但反應(yīng)物停留時間的分布很寬，反應(yīng)不均勻，最終導(dǎo)致生成物的品質(zhì)差別很大。雙螺桿擠出機是近年來使用較多的反應(yīng)器之一，如CN 01127225. 2公開同向、異向雙螺桿及多螺桿塑料擠出機，它對高粘度的物料擁有很強的處理能力，而大多數(shù)高分子材料正好屬于高粘度物料。雙螺桿擠出機有兩個相互嚙合的螺桿，對反應(yīng)物有很強的混合能力，可以輕易使反應(yīng)物混合均勻。但是雙螺桿擠出機也有缺點首先，反應(yīng)物在雙螺桿擠出機中停留時間非常短，不能滿足很多反應(yīng)對停留時間的要求；其次，雙螺桿擠出機換熱能力不是很強。脫揮反應(yīng)也是高分子材料加工中最重要的反應(yīng)之一，這類反應(yīng)通常會產(chǎn)生大量低分子揮發(fā)物或無機揮發(fā)物，并且需要將這些揮發(fā)物脫除，在脫除揮發(fā)物的過程中往往也存在熱交換。目前高分子材料的脫揮反應(yīng)一般采用雙螺桿擠出機作為反應(yīng)器。作為脫揮反應(yīng)的反應(yīng)器，雙螺桿擠出機具有反應(yīng)物表面更新快的優(yōu)點，使得揮發(fā)物能夠很容易的脫出，但是對脫揮反應(yīng)，雙螺桿擠出機仍然存在反應(yīng)物停留時間短和換熱能力差的缺點。
發(fā)明內(nèi)容鑒于上述，本實用新型的目的在于提供一種雙軸自潔式反應(yīng)器。本實用新型采用的技術(shù)方案是一種雙軸自潔式反應(yīng)器，含電機、傳動箱、筒體、第一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子、嚙合盤和攪拌盤，筒體由兩個半圓筒構(gòu)成。兩個半圓筒的中心線位于同一水平面且相互平行。電機連接傳動箱，傳動箱的輸出端通過聯(lián)軸器與第一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子連接。第一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子位于筒體內(nèi)部且相互嚙合；其中心線分別和兩個半圓筒的中心線重合；兩轉(zhuǎn)子和筒體端面之間設(shè)置有兩密封結(jié)構(gòu)；第一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子上設(shè)置有嚙合盤和攪拌盤，在攪拌盤上裝有攪拌槳葉，第一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子為空心軸，嚙合盤和攪拌盤為空心結(jié)構(gòu)，內(nèi)部設(shè)置有冷卻/ 加熱流道；筒體上設(shè)置有第一進料口和第二進料口、出料口和排氣口。本實用新型借鑒了雙螺桿擠出機的優(yōu)點，進行了創(chuàng)新設(shè)計，其主要有以下優(yōu)點首先，有兩個相互嚙合并同向旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，兩個轉(zhuǎn)子的相互作用可以很容易的將反應(yīng)物分散混合均勻，保證生成物的品質(zhì)；其次，兩個轉(zhuǎn)子可以互相清理，防止物料粘結(jié)在轉(zhuǎn)軸和筒體上，發(fā)生堵塞反應(yīng)器等不良后果；第三，有較大的容積，可以使反應(yīng)物在反應(yīng)器中停留較長的時間，同時可以通過控制反應(yīng)器內(nèi)物料的量來控制反應(yīng)物的停留時間；第四，可以實現(xiàn)反應(yīng)物的平推流，反應(yīng)物在本反應(yīng)器中停留時間分布較窄，可以有效控制反應(yīng)程度，提高生成物質(zhì)量；第五，可以實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)；第六，反應(yīng)物表面更新快，有利于反應(yīng)進行和脫除揮發(fā)物；第七，換熱能力強，可以滿足絕大多數(shù)聚合反應(yīng)和脫揮反應(yīng)的要求。因此雙軸自潔式反應(yīng)器不僅具有雙螺桿擠出機和反應(yīng)釜的優(yōu)點，還具有自身獨特的優(yōu)點，這些優(yōu)點使雙軸自潔式反應(yīng)器特別適合高分子材料的聚合反應(yīng)和脫揮反應(yīng)。

圖1是本實用新型的外形示意圖。圖2是圖1中轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖1中嚙合盤的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是圖1中攪拌盤的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案再作進一步的說明一種雙軸自潔式反應(yīng)器，含電機1、傳動箱2、筒體7、第一轉(zhuǎn)子3和第三轉(zhuǎn)子4、嚙合盤12和攪拌盤13。筒體7由兩個水平放置的半圓筒15構(gòu)成。兩個半圓筒15的中心線位于同一水平面且相互平行。第一轉(zhuǎn)子3和第二轉(zhuǎn)子4位于筒體7內(nèi)部相互嚙合；且中心線分別和兩個半圓筒15的中心線重合；電機1連接傳動箱2，傳動箱2的輸出端通過聯(lián)軸器與第一轉(zhuǎn)子3和第二轉(zhuǎn)子4連接。第一轉(zhuǎn)子3和第二轉(zhuǎn)子4上設(shè)置三組嚙合盤12和攪拌盤13。轉(zhuǎn)子進料口端設(shè)置嚙合盤12。嚙合盤12呈45°錯列角布置，可以快速將反應(yīng)物混合均勻，防止局部物料不均勻，發(fā)生過反應(yīng)等不良后果。為了實現(xiàn)較大的容積，嚙合盤12 的槽徑比較大。第一轉(zhuǎn)子3和第二轉(zhuǎn)子4為空心軸，轉(zhuǎn)子出料口端設(shè)置攪拌盤13，在攪拌盤 13上設(shè)置攪拌槳葉14，攪拌槳葉14為“C”型結(jié)構(gòu)。兩個轉(zhuǎn)子相互嚙合，通過轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)， C型槳葉、攪拌盤和轉(zhuǎn)軸互相刮擦，實現(xiàn)自清理，可以有效防止反應(yīng)物粘結(jié)在反應(yīng)器內(nèi)部，造成反應(yīng)器堵塞等故障。嚙合盤12采用中空結(jié)構(gòu)，內(nèi)部設(shè)置有冷卻/加熱流道，提高了反應(yīng)器的換熱面積，可以滿足多類聚合反應(yīng)和脫揮反應(yīng)的要求。攪拌盤13內(nèi)部也同樣是中空結(jié)構(gòu)，內(nèi)部也設(shè)有冷卻/加熱流道，可以輸送冷媒/熱媒，大大提高了反應(yīng)器的換熱面積。筒體7上設(shè)置有第一進料口 5和第二進料口 6、出料口 10和排氣口 8。并且在筒體上設(shè)置壁溫、料溫測量點，采用控制冷媒/熱媒流量的方式控制筒體內(nèi)反應(yīng)物的溫度。 傳動箱2是專門為本反應(yīng)器設(shè)計的，有一個輸入端和兩個輸出端。傳動箱由電機 1驅(qū)動，輸出端分別驅(qū)動第一轉(zhuǎn)子3和第二轉(zhuǎn)子4，兩轉(zhuǎn)子和傳動箱2輸出端使用聯(lián)軸器連接。轉(zhuǎn)子和筒體7端面之間設(shè)置有第一密封結(jié)構(gòu)9和第二密封結(jié)構(gòu)11，以防止反應(yīng)物泄漏。
權(quán)利要求1.一種雙軸自潔式反應(yīng)器，含電機(1)、傳動箱O)、水平放置的筒體(7)、第一轉(zhuǎn)子(3) 和第三轉(zhuǎn)子(4)、嚙合盤12和攪拌盤13，筒體(7)由兩個半圓筒(1 構(gòu)成，兩個半圓筒(15) 的中心線位于同一水平面且相互平行，電機(1)連接傳動箱0)，傳動箱O)的輸出端通過聯(lián)軸器與第一轉(zhuǎn)子( 和第三轉(zhuǎn)子(4)連接，其特征是第一轉(zhuǎn)子( 和第二轉(zhuǎn)子(4)位于筒體(7)內(nèi)部相互嚙合；且中心線分別和兩個半圓筒(1 的中心線重合；兩轉(zhuǎn)子和筒體(7) 端面之間設(shè)置有第一密封結(jié)構(gòu)(9)和第二密封結(jié)構(gòu)(11)；第一轉(zhuǎn)子(3)和第二轉(zhuǎn)子(4)上設(shè)置有嚙合盤(1 和攪拌盤(13)，攪拌盤(1 上設(shè)置攪拌槳葉(14)，在攪拌盤(1 上裝有攪拌槳葉(14)；第一轉(zhuǎn)子C3)和第二轉(zhuǎn)子(4)為空心軸，且嚙合盤(1 和攪拌盤(13) 為空心結(jié)構(gòu)，內(nèi)部設(shè)置有冷卻/加熱流道；筒體(7)上設(shè)置有第一進料口( 和第二進料口 (6)、出料口 (10)和排氣口 (S)0
2.按照權(quán)利要求1中所述一種雙軸自潔式反應(yīng)器，其特征在于嚙合盤(12)右旋或左旋排列，錯列角為30°，或45°，或60°，或90°。
專利摘要本實用新型涉及一種雙軸自潔式反應(yīng)器。該反應(yīng)器包括一組筒體和兩個轉(zhuǎn)子，在筒體上設(shè)置有兩個進料口和、出料口和排氣口，并設(shè)置有用于冷卻/加熱的夾套/盤管。兩個轉(zhuǎn)子位于筒體的內(nèi)部，轉(zhuǎn)子和上設(shè)置有多組嚙合盤和攪拌盤。本實用新型具有攪拌能力強，自清理能力強，換熱面積大，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，反應(yīng)物停留時間分布窄，能夠?qū)崿F(xiàn)反應(yīng)物的平推流等優(yōu)點，可適用于多種高分子材料的聚合反應(yīng)及脫揮反應(yīng)。
文檔編號B01J19/18GK202270523SQ20112038072
公開日2012年6月13日 申請日期2011年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月9日
發(fā)明者俞長庚, 婁曉鳴, 朱福和, 李世通, 李海明, 梁曉剛, 沈希軍, 賈朝陽, 鄧飛, 陳昂, 馬永金 申請人:中國石化儀征化纖股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司, 天華化工機械及自動化研究設(shè)計院