本發(fā)明涉及一種粉末涂料的生產(chǎn)設(shè)備，尤其是粉末涂料物理聚合罐。

背景技術(shù)：

現(xiàn)行市場上流通的粉末涂料加工步驟通常為三步，首先將所有粗顆粒狀原料與相關(guān)助劑進(jìn)行預(yù)混合；然后通過擠出機(jī)熔融預(yù)混合原料，在這一過程中使涂料中各組分均質(zhì)，并壓片成型；最后將成型的料片裁碎，用磨機(jī)對碎片進(jìn)行磨粉，篩選研磨后的粉末打包裝袋，形成產(chǎn)品。

由于粉末涂料中各組分含量不同，尤其是原料中的助劑屬于少量組分，通過簡單預(yù)混合后進(jìn)入擠出機(jī)，借助擠出機(jī)熱熔所有原料，由于粉末涂料原料中有機(jī)物成分在液態(tài)條件下粘度，通過熱熔擠出對各原料組分進(jìn)行均質(zhì)的工藝手段無法使助劑部分在涂料中均勻分散，為確保噴涂成膜效果由該方法制造的產(chǎn)品顆粒粒徑一般在35μm左右，涂裝成膜的膜厚在35μm以上時(shí)才能達(dá)到完全流平。而油漆的噴涂膜厚可以控制在10μm到25μm，因此在諸多涂裝領(lǐng)域依然無法擺脫油漆的使用，粉末涂料的環(huán)保性變成雞肋。

在生產(chǎn)超細(xì)微粉末涂料的發(fā)展方向上，研發(fā)機(jī)構(gòu)與各大企業(yè)針對這個(gè)問題提出了兩個(gè)不同的技術(shù)探索路線，分別是：

1、預(yù)混合-熔融擠出-冷卻破碎-液氮深冷破碎。

2、溶劑中溶解配方物料-高速分散-研磨-噴霧干燥。

液氮深冷破碎對生產(chǎn)設(shè)備有很高要求，通過該操作進(jìn)行工業(yè)化量產(chǎn)難以實(shí)現(xiàn)，且耗能大，生產(chǎn)效率低下。噴霧干燥工序存在voc排放問題，噴霧干燥受限于設(shè)備難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化量產(chǎn)。

利用有機(jī)溶劑為載體，對所有物料進(jìn)行溶解并攪拌均勻以實(shí)現(xiàn)均質(zhì)，后段再用噴霧干燥揮發(fā)掉有機(jī)溶劑。上述方案的問題在于噴霧干燥技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，且在有機(jī)溶劑揮發(fā)過程中耗能巨大，存在污染等問題突出。

專利(cn200680032433)中提及粉末涂料通過機(jī)械熔融法制備粉末涂料顆粒。使粉末粒子包含基本單一的大致球形的粒子。通過熔融-附聚法將粉末涂料的粒子合并成較大粒子，從理論上該方案是以空氣作為粉末的“溶劑“，實(shí)現(xiàn)不同原料顆粒之間的熔融-附聚，達(dá)到所有原料組分均質(zhì)的效果。雖然這一技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室操作得到較為理想的效果，但是轉(zhuǎn)變至工業(yè)化生產(chǎn)，受生產(chǎn)體量增加的影響，粉末受重力作用，在攪拌過程中罐體底部粉末堆積明顯，反應(yīng)罐內(nèi)的受熱不均，位于攪拌槳上端的原料粉末無法熔融-附聚，位于攪拌槳位置的原料粉末極易產(chǎn)生大量結(jié)塊。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為解決涂料原料在熔融-附聚過程中，受熱不均，極易產(chǎn)生大量結(jié)塊的技術(shù)問題，而提供一種粉末涂料物理聚合罐。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供采用的一個(gè)技術(shù)方案是：

一種粉末涂料物理聚合罐，包括：蓋體、罐體、進(jìn)料口、出料口、攪拌槳、導(dǎo)流模塊；罐體包含罐體內(nèi)壁與罐體外壁，罐體內(nèi)壁與罐體外壁中間設(shè)有中空夾層，夾層由水平隔板分隔成上下兩個(gè)相互獨(dú)立的腔體，每個(gè)腔體對應(yīng)的罐體內(nèi)壁設(shè)置有至少一個(gè)溫度傳感器，腔體內(nèi)部設(shè)置有熱交換系統(tǒng)；熱交換腔體底部設(shè)置有一個(gè)進(jìn)水管路，頂部設(shè)置有一個(gè)出水管路；導(dǎo)流模塊設(shè)置于罐體內(nèi)壁內(nèi)表面上，攪拌槳安裝在罐體底部主軸上。

優(yōu)選地，導(dǎo)流模塊上段為沿罐壁向下展開的兩個(gè)共邊三角形斜面，中斷為兩個(gè)不規(guī)則四邊形斜面，下段為沿罐壁向上展開的兩個(gè)共邊三角形斜面，六個(gè)面形成一個(gè)閉合的導(dǎo)流模塊。

優(yōu)選地，主軸為空心結(jié)構(gòu)，主軸內(nèi)部設(shè)置有水冷回路。

優(yōu)選地，進(jìn)水管路外接兩條并聯(lián)管路，分別設(shè)置有流量調(diào)節(jié)閥和電磁閥，并聯(lián)管路的另外一端接有總控電磁閥。

優(yōu)選地，熱交換系統(tǒng)底部設(shè)置有一個(gè)出水管路，該管路上設(shè)置有電磁閥，出水管路的出水端為斜切口結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，罐體底部設(shè)置有進(jìn)氣通道，罐蓋上設(shè)置有排空口。

優(yōu)選地，進(jìn)氣通道包括油封座蓋板、油封座、油封，三者套裝于主軸軸套上，油封座頂端設(shè)有環(huán)形槽，側(cè)壁內(nèi)部設(shè)有導(dǎo)流孔，導(dǎo)流孔頂端與環(huán)形槽相通，導(dǎo)流孔、環(huán)形槽、油封座蓋板與主軸軸套間的間隙共同構(gòu)成進(jìn)氣通道。

優(yōu)選地，進(jìn)氣通道外接進(jìn)氣管路，所述進(jìn)氣管路上設(shè)置有壓力傳感器。

優(yōu)選地，油封座蓋板沿油封座頂端環(huán)形槽外圍方向設(shè)置有密封槽，密封槽內(nèi)設(shè)置有密封圈；油封座蓋板與油封座外圍由螺栓鎖緊固定在罐體底部的油封座底板上。

優(yōu)選地，排空口設(shè)置有空氣過濾機(jī)構(gòu)；所述空氣過濾機(jī)構(gòu)包含濾桶、濾芯、濾筒蓋和排氣管道，濾芯設(shè)置在濾筒蓋下端，排氣管道設(shè)置于濾筒蓋上，所述排氣管道上設(shè)置有流量調(diào)節(jié)閥。

本發(fā)明實(shí)施方式的有益效果是：針對現(xiàn)有問題，本發(fā)明的實(shí)施方式中，設(shè)置上下兩個(gè)獨(dú)立的熱交換系統(tǒng)配合溫度傳感器，可以分別對罐體上下兩段的溫度進(jìn)行調(diào)整，減小因?yàn)榉勰┰诠摅w里分布不均勻而導(dǎo)致的罐體上部溫度低于下部溫度，上部溫度不足無法使不同原料顆粒形成熔融-附聚，下部過高產(chǎn)生粘槳結(jié)塊等問題。利用罐體的夾層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)溢流式熱交換系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，便于加工。攪拌槳攪動(dòng)粉末使粉末在罐體內(nèi)沿?cái)嚢璺较蜃龈咚賵A周運(yùn)動(dòng)，沿圓周外周運(yùn)動(dòng)的顆粒受到導(dǎo)流模塊的作用，改變運(yùn)動(dòng)方向與其他顆粒產(chǎn)生碰撞摩擦。增強(qiáng)粉末顆粒之間的自摩擦生熱。使粉末間的溫度上升，達(dá)到原料粉末熔融溫度，使粉末顆粒形成附聚。分段控溫的設(shè)計(jì)結(jié)合導(dǎo)流模塊的設(shè)置可以促進(jìn)原料粉末均勻地熔融-附聚。

附圖說明

圖1所示為本發(fā)明實(shí)施例的粉末涂料物理聚合罐剖視圖；

圖2所示為本發(fā)明實(shí)施例的粉末涂料物理聚合罐的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3所示為本發(fā)明實(shí)施例的粉末涂料物理聚合罐的導(dǎo)流模塊示意圖；

圖4所示為本發(fā)明實(shí)施例的粉末涂料物理聚合罐的管路示意圖；

圖5所示為本發(fā)明實(shí)施例的粉末涂料物理聚合罐的進(jìn)氣端示意圖；

圖6所示為本發(fā)明實(shí)施例的粉末涂料物理聚合罐的油封座俯視圖；

圖7所示為本發(fā)明實(shí)施例的粉末涂料物理聚合罐的空氣過濾機(jī)構(gòu)剖視圖。

標(biāo)號說明：

100-物理聚合罐；1-出料口；2-進(jìn)料口；3-罐體；4-進(jìn)氣通道；5-攪拌槳；6-空氣過濾機(jī)構(gòu)；7-蓋體；8-導(dǎo)流模塊；9-排空口；10-熱交換腔體一；11-進(jìn)水管路一；101-進(jìn)水口一；12-出水管路一；102-斜切口結(jié)構(gòu)一；13-溫度傳感器一；14-底端出水管路一；104-斜切口結(jié)構(gòu)三；20-熱交換腔體二；21-進(jìn)水管路二；22-出水管路二；202-斜切口結(jié)構(gòu)二；23-溫度傳感器二；24-底端出水管路二；204-斜切口結(jié)構(gòu)四；31-內(nèi)壁；32-水平隔板；33-外壁；110-流量調(diào)節(jié)閥一；210-流量調(diào)節(jié)閥二；111-電磁閥一；211-電磁閥二；112-總控電磁閥一；212-總控電磁閥二；140-電磁閥五；240-電磁閥六；50-水冷機(jī)構(gòu)；51-水冷機(jī)構(gòu)的出水口；52-水冷機(jī)構(gòu)的進(jìn)水口；91-主軸；92-水冷回路；93-主軸套；81-導(dǎo)流模塊上段；82-導(dǎo)流模塊中段；83-導(dǎo)流模塊下段；9-主軸軸套；40-油封座；42-油封座蓋板；43-油封；421-密封槽；422-密封圈；423-螺栓；401-導(dǎo)流孔；402-環(huán)形槽；403-螺紋孔；61-濾桶；62-濾芯；63-濾筒蓋；64-排氣管道；65-流量調(diào)節(jié)閥；45-油封座底板；48-進(jìn)氣管路；481-壓力傳感器；g-氣體通道入口；e-氣體通道出口。

具體實(shí)施方式

為詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式并配合附圖予以說明。

請同時(shí)參閱圖1和2所示，一種粉末涂料物理聚合罐100，包括：蓋體7、罐體3、進(jìn)料口2、出料口1、攪拌槳5、導(dǎo)流模塊8；其中該物理聚合罐100內(nèi)壁31與外壁33中間形成夾層空間，并被一與物理聚合罐100的底部平行設(shè)置的隔板32分隔成上下兩個(gè)相互獨(dú)立的熱交換腔體一10和熱交換腔體二20，熱交換腔體一10底部設(shè)置有進(jìn)水管路一11，頂部設(shè)置有出水管路一12，熱交換腔體一10內(nèi)部、位于罐體內(nèi)壁上設(shè)置有溫度傳感器一13，由此構(gòu)成熱交換系統(tǒng)一；熱交換腔體二20底部設(shè)置有進(jìn)水管路二21，頂部設(shè)置有出水管路二22，熱交換腔體二20內(nèi)部、位于罐體內(nèi)壁上設(shè)置有溫度傳感器二23，由此構(gòu)成熱交換系統(tǒng)二；熱交換系統(tǒng)一與熱交換系統(tǒng)二相互獨(dú)立。導(dǎo)流模塊8設(shè)置于罐體內(nèi)壁31內(nèi)表面上，攪拌槳5安裝在罐體底部主軸91上。

工作原理如下：

利用該粉末涂料物理聚合罐進(jìn)行粉末涂料聚合時(shí)，通過攪拌槳5帶動(dòng)罐內(nèi)的物料在罐體內(nèi)沿轉(zhuǎn)動(dòng)方向進(jìn)行圓周運(yùn)動(dòng)，沿?cái)嚢铇獔A周外圍運(yùn)動(dòng)的原料粉末受導(dǎo)流模塊8作用改變運(yùn)動(dòng)方向，并與進(jìn)行圓周運(yùn)動(dòng)的原料進(jìn)行碰撞摩擦，由原料間自摩擦升溫產(chǎn)生的溫度使原料顆粒相互熔融-附聚。由于粉末原料在罐內(nèi)產(chǎn)生的熱量分為原料間自摩擦生熱與攪拌槳和原料間摩擦生熱兩部分，因此位于罐體下段部分的升溫效率高于上段部分，根據(jù)所生產(chǎn)的粉末涂料對聚合溫度的需求，利用兩個(gè)熱交換系統(tǒng)相互獨(dú)立的性質(zhì)，人工分別調(diào)節(jié)兩個(gè)熱交換系統(tǒng)的進(jìn)水流量，使其擁有不同熱交換效率，通過這個(gè)效率差來抵消罐內(nèi)上下兩部空間升溫效率的差異，使罐體3內(nèi)部的溫度均勻地維持在所需的溫度。

請同時(shí)參閱圖3所示，進(jìn)一步地，導(dǎo)流模塊上段81為沿所述罐體內(nèi)壁向下展開的兩個(gè)共邊三角形斜面，能夠引導(dǎo)落與上端的粉末滑落至罐底攪拌處；導(dǎo)流模塊中段82為兩個(gè)不規(guī)則的共邊四邊形斜面，導(dǎo)流模塊下段83為沿所述罐體內(nèi)壁向上展開的兩個(gè)共邊三角形斜面，將處于底部的粉末顆粒導(dǎo)向罐體中部，下段共邊三角形斜面的設(shè)計(jì)可以在有限的安裝空間內(nèi)增大中段延伸向罐體中心的面積，增大導(dǎo)流面積，提高導(dǎo)流效率。

進(jìn)一步地，主軸91為空心結(jié)構(gòu)，主軸91內(nèi)部設(shè)置有水冷回路92。在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過程中對主軸以及安裝于主軸上的攪拌槳5進(jìn)行降溫，防止攪拌槳5的槳葉升溫對粉末顆粒形成粘附。

請同時(shí)參閱圖4所示，進(jìn)一步地，進(jìn)水管路一11外接兩條的并聯(lián)管路，一條管路的上設(shè)置有流量調(diào)節(jié)閥一110，另一條管路上設(shè)置有電磁閥一111，該兩條管路的另一端設(shè)置有電磁閥三112。進(jìn)水管路二21外接兩條大小相同的并聯(lián)管路，同樣地，一條管路上設(shè)置有流量調(diào)節(jié)閥二210，另一條管路上設(shè)置有電磁閥二211，該兩條管路的另一端設(shè)置有電磁閥四21。

使用過程中，人工分別調(diào)節(jié)兩個(gè)熱交換系統(tǒng)的進(jìn)水管路上的調(diào)節(jié)閥一110和調(diào)節(jié)閥二210至合適的流量。當(dāng)冷卻水僅僅通過節(jié)閥一110和調(diào)節(jié)閥二210所在管路進(jìn)入熱交換系統(tǒng)時(shí)，冷卻效率不足以使罐體溫度下降，但可以減緩罐體升溫的速度方便在溫度超出預(yù)期值時(shí)進(jìn)行控制，當(dāng)冷卻水由電磁閥一111和電磁閥二211所在管路進(jìn)入熱交換系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)的冷卻效率最大化，可以對罐體實(shí)現(xiàn)降溫。通過對電磁閥進(jìn)行啟閉，來改變熱交換系統(tǒng)冷卻水的流入量，進(jìn)而將罐內(nèi)的溫度維持在所需工作溫度上。

開啟該粉末涂料物理聚合罐溫控系統(tǒng)前，進(jìn)水管路上的電磁閥一111、電磁閥二211、電磁閥三112、電磁閥四212，都處于關(guān)閉狀態(tài)，無冷卻水流入熱交換系統(tǒng)。

開啟該粉末涂料物理聚合罐溫控系統(tǒng)后，此時(shí)兩個(gè)熱交換系統(tǒng)的進(jìn)水管路的其中一條管路的調(diào)節(jié)閥打開，另一條管路的電磁閥關(guān)閉，因此冷卻用水從導(dǎo)通的一條管路，按照小于該進(jìn)水管路最大流量一半的流速流入對應(yīng)的熱交換腔體中。

運(yùn)行過程中，隨著罐體內(nèi)部粉末聚合產(chǎn)生熱量而使得罐體內(nèi)溫度升高，實(shí)時(shí)觀察溫度傳感器采集到罐體內(nèi)溫度值t0。當(dāng)罐體工作溫度需要維持在t1，若t0≥t1時(shí)，該控制終端6開啟電磁閥，使得冷卻用水通過對應(yīng)的進(jìn)水管路流入對應(yīng)的熱交換腔體內(nèi)，實(shí)現(xiàn)最大水量的輸送，通過冷卻用水的大量流入，使得罐體3冷卻降溫。冷卻過程中，當(dāng)觀察到t0<t1時(shí)，關(guān)閉電磁閥，停止冷卻降溫。通過該方式，使罐體內(nèi)溫度保持在預(yù)期溫度。

進(jìn)一步地，進(jìn)一步地，熱交換腔體一10設(shè)置有底端出水管路一14，熱交換腔體二20設(shè)置有底端出水管路二24。在各個(gè)熱交換系統(tǒng)底部加設(shè)出水口，可以在停機(jī)后實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排水，避罐體夾層內(nèi)部積水，在外部環(huán)境溫度較低的情況下可以防止結(jié)冰導(dǎo)致罐體漲裂。出水管路一12的出水端為斜切口結(jié)構(gòu)一102，出水管路二22的出水端為斜切口結(jié)構(gòu)二202，底端出水管路一14的出水端為斜切口結(jié)構(gòu)三104，底端出水管路二24的出水端為斜切口結(jié)構(gòu)四204。排水口斜切口結(jié)構(gòu)可以使排水順暢不會(huì)因?yàn)闅庾鑼?dǎo)致排水失敗。

進(jìn)一步地，罐體3底部設(shè)置有進(jìn)氣通道4，罐蓋7上設(shè)置有排空口9。在運(yùn)行過程中通過進(jìn)氣通道4，不間斷地通入氮?dú)?，增加罐體內(nèi)原料粉末的懸浮比例，減輕粉末原料與攪拌槳間的摩擦作用。

請同時(shí)參閱圖5、6所示，進(jìn)一步地，進(jìn)氣通道4包括油封座蓋板42、油封43、油封座40以及主軸軸套93，油封座蓋板42、油封43和油封座40從上到下依次裝于主軸軸套93上。封座41頂端設(shè)有環(huán)形槽402，側(cè)壁內(nèi)部設(shè)有導(dǎo)流孔401，導(dǎo)流孔401頂端與環(huán)形槽402相通。導(dǎo)流孔401、環(huán)形槽402、油封座蓋板42與主軸軸套93間的間隙共同構(gòu)成進(jìn)氣通道4，氣體由通道入口g處進(jìn)入，經(jīng)過進(jìn)氣通道，由通道出口e處進(jìn)入罐體2內(nèi)，再從排空口9排出。進(jìn)氣端設(shè)置于油封座上，氣流通過油封座側(cè)壁，利用油封座上的環(huán)形槽和油封座蓋板與主軸套的間隙作為氣道，可以使氣體由罐體底部呈圓周狀導(dǎo)出，再通過頂部排空口排出，在罐內(nèi)形成上升氣流，氣流作用于原料粉末顆粒中和重力作用，使原料粉末顆粒在罐內(nèi)形成懸浮，避免單方向進(jìn)氣而產(chǎn)生局部淤積的狀況，同時(shí)避免粉末淤積在攪拌槳與罐體底部間隙中，造成焦化影響攪拌槳的轉(zhuǎn)動(dòng)。

進(jìn)一步地，進(jìn)氣通道4外接進(jìn)氣管路48，所述進(jìn)氣管路上設(shè)置有壓力傳感器481。在工作過程通過進(jìn)氣管路中導(dǎo)入恒壓氮?dú)猓瑢?dǎo)入過程中由于粉末原料在不斷熔融-附聚，原料間的間隙變小，管路上的壓力傳感器數(shù)值會(huì)隨之升高，通過數(shù)值升高到一定程度來判斷罐內(nèi)原料是否達(dá)到預(yù)期的聚合效果，進(jìn)而選擇關(guān)機(jī)的時(shí)機(jī)。

進(jìn)一步地，油封座蓋板42沿油封座40頂端環(huán)形槽402的外圍方向設(shè)置有密封槽421，密封槽421內(nèi)設(shè)置有密封圈422。油封座改版42通過密封槽421和密封圈422套裝在主軸軸套93上，增強(qiáng)密閉性，避免氣體導(dǎo)入過程中在連接處產(chǎn)生漏氣，提高進(jìn)氣效率。

請同時(shí)參閱圖7所示，進(jìn)一步地，排空口9與罐體3的頂部之間還設(shè)置有空氣過濾機(jī)構(gòu)6?？諝膺^濾機(jī)構(gòu)6包含濾桶61、濾芯62、濾筒蓋63和排氣管道64，濾芯62設(shè)置在濾筒61內(nèi)部，排氣管道64設(shè)置于濾筒61的外部，并且，濾芯62、濾筒蓋63以及排氣管道64從下到上依次設(shè)置。罐體3內(nèi)部的氣體需要經(jīng)過空氣過濾機(jī)構(gòu)6后才能夠從排空口9排除，因此，可以有效避免原料粉末從罐體3內(nèi)流出。進(jìn)一步地，排氣管道64上設(shè)置有流量調(diào)節(jié)閥65，用于調(diào)節(jié)空氣排出的流量，以控制罐內(nèi)的氣壓，使懸浮效果更佳。

以上方案，本發(fā)明的實(shí)施方式中，設(shè)置上下兩個(gè)獨(dú)立的熱交換系統(tǒng)配合溫度傳感器，可以分別對罐體上下兩段的溫度進(jìn)行調(diào)整，減小因?yàn)榉勰┰诠摅w里分布不均勻而導(dǎo)致的罐體上部溫度低于下部溫度，上部溫度不足無法使不同原料顆粒形成熔融-附聚，下部過高產(chǎn)生粘槳結(jié)塊等問題。利用罐體的夾層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)溢流式熱交換系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，便于加工。攪拌槳攪動(dòng)粉末使粉末在罐體內(nèi)沿?cái)嚢璺较蜃龈咚賵A周運(yùn)動(dòng)，沿圓周外周運(yùn)動(dòng)的顆粒受到導(dǎo)流模塊的作用，改變運(yùn)動(dòng)方向與其他顆粒產(chǎn)生碰撞摩擦。增強(qiáng)粉末顆粒之間的自摩擦生熱。使粉末間的溫度上升，達(dá)到原料粉末熔融溫度，使粉末顆粒形成附聚。分段控溫的設(shè)計(jì)結(jié)合導(dǎo)流模塊的設(shè)置可以促進(jìn)原料粉末均勻地熔融-附聚。

以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等同變換，或直接或間接運(yùn)用在相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。