專利名稱：自清潔聚合反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
自清潔聚合反應(yīng)器技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及一種自清潔聚合反應(yīng)器，主要用于聚乳酸(PLA)以及其他種類 聚酯的聚合反應(yīng)。
背景技術(shù)：
[0002]PLA的原料乳酸(LA)來自于農(nóng)作物或非糧作物，在PLA的兩步法制備工藝中， 乳酸先合成丙交酯，再由丙交酯開環(huán)聚合獲得高分子量的PLA，形成的PLA是可降解的 纖維或塑料，屬于第四代新材料，目前世界一些發(fā)達國家進行了相應(yīng)的產(chǎn)品開發(fā)，但僅 在美國實現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)。由于PLA原料可再生，產(chǎn)品可降解，可部分替代石油基塑料和 纖維，推廣應(yīng)用前景甚為遠大，具有戰(zhàn)略意義。[0003]PLA聚合反應(yīng)器是PLA合成的關(guān)鍵設(shè)備，從結(jié)構(gòu)看，國外已有的反應(yīng)器有單 軸和雙軸之分，從流型看主要是徑向全混和軸向平推，反應(yīng)器的攪拌機構(gòu)有圓盤式、眼 鏡式，雙螺桿式等等。當聚合度較小時，黏度低，物料流動性好，混合容易，采用單軸 圓盤式反應(yīng)器進行攪拌就足以滿足工藝要求，但隨著聚合度增高，黏度增大，流動性變 差，物料附壁的滯留層加厚，同時在主軸表面也會有聚合物堆積，時間一長就會產(chǎn)生降 解，脫落后就會影響產(chǎn)品的質(zhì)量，現(xiàn)有聚合反應(yīng)器均沒有很好地解決這些問題。實用新型內(nèi)容[0004]為克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實用新型提供了一種自清潔聚合反應(yīng)器，該聚 合反應(yīng)器在正常的工作過程中，可以自動清潔在筒體內(nèi)壁和主軸表面上的滯留層。[0005]本實用新型實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是一種自清潔聚合反應(yīng)器，包括密封的 臥式筒體，所述臥式筒體的橫截面形狀呈雙圓形，筒體內(nèi)設(shè)有兩個主軸，所述兩主軸分 別位于所述雙圓形的兩個圓心處，所述主軸上設(shè)有若干星形轉(zhuǎn)子，所述星形轉(zhuǎn)子由盤體 和設(shè)置在盤體中央的輪轂組成，所述盤體設(shè)有多個輻條，所述輪轂套接在所述主軸上， 所述兩個主軸的動力輸入端均延伸在所述臥式筒體外，并分別連接用于驅(qū)動兩主軸同步 且反向轉(zhuǎn)動的驅(qū)動裝置。[0006]本實用新型的有益效果是由于筒體截面呈雙圓形，并且在雙圓的兩個圓心處 均設(shè)置了相應(yīng)的主軸，同時還由于主軸上設(shè)置了星形轉(zhuǎn)子，通過控制星形轉(zhuǎn)子上的輻條 長度，使其前端接近于筒體內(nèi)壁以及另一個主軸的表面，由此在主軸旋轉(zhuǎn)過程中，星形 轉(zhuǎn)子上的輻條不僅對物料起到攪拌作用，保證聚合反應(yīng)過程中的混合效果，而且還會不 斷破壞和刮除附著在筒體內(nèi)壁和主軸表面的滯留層，使物料難以在筒體內(nèi)壁和主軸表面 上長時間附著，由此起到了削弱和消除滯留層的效果，避免了因滯留層脫離導致的產(chǎn)品 質(zhì)量下降。


[0007]圖1是本實用新型俯視方向的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；[0008]圖2是本實用新型側(cè)視方向的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；[0009]圖3是本實用新型涉及進料端蓋、進料端軸封和主軸末端相互連接關(guān)系的示意 圖；[0010]圖4是本實用新型涉及出料端蓋、出料端軸封和主軸動力輸入端相互連接關(guān)系 的示意圖；[0011]圖5是本實用新型涉及臥式筒體和夾套外殼截面形狀的示意圖；[0012]圖6是本實用新型涉及螺旋流道的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
[0013]參見圖1，本實用新型提供了一種自清潔聚合反應(yīng)器，包括密封的臥式筒體 10，所述臥式筒體的橫截面形狀呈雙圓形，筒體內(nèi)設(shè)有兩個主軸20，所述兩主軸分別位 于所述雙圓形的兩個圓心處，所述主軸上設(shè)有若干星形轉(zhuǎn)子30，所述星形轉(zhuǎn)子由盤體32 和設(shè)置在盤體中央的輪轂31組成，所述盤體設(shè)有多個輻條33，所述輪轂套接在所述主軸 上，所述兩個主軸的動力輸入端21均延伸在所述臥式筒體外，并分別連接用于驅(qū)動兩主 軸同步且反向轉(zhuǎn)動的驅(qū)動裝置50。本實用新型所稱雙圓形是指由兩個圓相互交叉(兩圓 的部分面積重疊)后，由兩圓的外露圓弧組成的封閉圖形，所稱雙圓形的兩個圓心是指 構(gòu)成該雙圓形的兩個相互交叉的圓的圓心。[0014]所述轉(zhuǎn)子上的輻條的數(shù)量優(yōu)選為3個，同一主軸上相鄰轉(zhuǎn)子優(yōu)選以位相角差為 180°的方式交錯分布，以增強攪拌效果。[0015]通常，相鄰兩主軸上的轉(zhuǎn)子軸向排列方式和排列位置可以相同，在同一軸向位 置上，一個主軸上的轉(zhuǎn)子的輻條恰好與另一主軸上的轉(zhuǎn)子的輻條間隙相對應(yīng)，由此可以 優(yōu)化物料流，并有效地破壞和刮除主軸表面和筒壁上的附著的物料。所稱一個主軸上的 轉(zhuǎn)子的輻條恰好與另一主軸上的轉(zhuǎn)子的輻條間隙相對應(yīng)，是指當一個主軸的轉(zhuǎn)子的一個 輻條水平指向另一個主軸時，恰好位于另一個主軸的對應(yīng)轉(zhuǎn)子的兩個輻條的中間。[0016]根據(jù)制造工藝和使用條件的限制，所述輻條的前端通常應(yīng)接近或盡量接近臥式 筒體的內(nèi)壁以及另一個主軸的表面，以有效地破壞和刮除滯留層。通過合理設(shè)置臥式筒 體的結(jié)構(gòu)，可以使一個主軸的外側(cè)恰好位于或基本上位于另一個圓上，由此使得一個主 軸上的輻條前端距其所在圓的筒體內(nèi)壁的距離與距另一個主軸表面的距離相同或基本相 同。[0017]同一轉(zhuǎn)子上相鄰輻條的邊緣優(yōu)選連接成一個平滑的弧形，由此既便于加工，又 有利于提高強度，還有利于優(yōu)化物料流。[0018]所述輻條上可以設(shè)有刮刀，所述刮刀可以為直刮刀或者為帶螺旋角的刮刀，所 述帶螺旋角的刮刀的螺旋角α優(yōu)選為5°左右，例如4°、5°、6°等，由此可以推動物 料做適宜程度的軸向流動，實現(xiàn)物流軸向無返回。[0019]通常，所述筒體近進料端的上部進料口 16，近出口端的下部設(shè)有出料口 15，以 實現(xiàn)進出料。[0020]可以使所述主軸的不同位置上的相鄰星形轉(zhuǎn)子之間的間距不同，進料端方向上 的相鄰星形轉(zhuǎn)子之間的間距通?？尚∮诔隽隙朔较蛏系南噜徯切无D(zhuǎn)子之間的間距，以適 宜適應(yīng)反應(yīng)物料的粘度，實現(xiàn)良好的攪拌和推動。[0021]所述臥式筒體外可以設(shè)有加熱夾套，所述加熱夾套內(nèi)可以設(shè)有螺旋流道41，以 便采用液相熱媒等方式進行加熱和保溫。[0022]所述加熱夾套的內(nèi)壁為所述臥式筒體，外壁為位于所述臥式筒體外面的夾套外 殼40，所述螺旋流道可以由焊接在所述臥式筒體和所述夾套外殼之間的螺旋狀流道隔板 42在加熱夾套內(nèi)分割而成。[0023]所述主軸的兩端可以為實心軸，中部為空心軸，以在保證強度和剛性的同時節(jié) 省材料用量，減輕重量。[0024]所述驅(qū)動裝置可以設(shè)有兩個輸出轉(zhuǎn)速相同但旋向相反的輸出軸，所述兩主軸分 別通過各自的聯(lián)軸器與各自對應(yīng)的一個輸出軸聯(lián)接，由此實現(xiàn)所述主軸同所述驅(qū)動裝置 的連接。[0025]所述臥式筒體可以包括筒狀的筒體主體，所述筒體主體的進料端和出料端分別 連接有進料端蓋13和出料端蓋11，所述主軸的動力輸入端通過出料端軸封12安裝在所述 出料端蓋上，所述主軸的末端通過末端軸封14安裝在所述進料端蓋上，由此實現(xiàn)主軸的 安裝和密封。[0026]所述進料端軸封上的軸套14.1可以以允許所述主軸末端相對滑動的配合方式套 在所述主軸的末端上，以解決因溫升和不同材料線膨脹系數(shù)引起的位移問題。[0027]所述出料端軸封的軸套12.1套在所述主軸的動力輸入端上，其外側(cè)可以設(shè)有用 于密封的O型環(huán)12.4，所述O型環(huán)套在所述主軸的動力輸入端上，并通過沿圓周均勻分 布的多個緊固螺釘12.5緊固在所述出料端軸封的軸套上。所述主軸的動力輸入端還可 以旋接有鎖緊螺母12.3和防松螺母12.2，所述緊固螺母緊壓在所述O型環(huán)的外側(cè)，所述 防松螺母緊壓在所述緊固螺母的外側(cè)，不同主軸上旋接的鎖緊螺母和防松螺母的旋向相 反，以保證正常運轉(zhuǎn)中密封的可靠性。
權(quán)利要求1.一種自清潔聚合反應(yīng)器，包括密封的臥式筒體，其特征在于所述臥式筒體的橫 截面形狀呈雙圓形，筒體內(nèi)設(shè)有兩個主軸，所述兩主軸分別位于所述雙圓形的兩個圓心 處，所述主軸上設(shè)有若干星形轉(zhuǎn)子，所述星形轉(zhuǎn)子由盤體和設(shè)置在盤體中央的輪轂組 成，所述盤體設(shè)有多個輻條，所述輪轂套接在所述主軸上，所述兩個主軸的動力輸入端 均延伸在所述臥式筒體外，并分別連接用于驅(qū)動兩主軸同步且反向轉(zhuǎn)動的驅(qū)動裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的自清潔聚合反應(yīng)器，其特征在于所述轉(zhuǎn)子上的輻條的數(shù)量均為 3個，同一主軸上相鄰轉(zhuǎn)子以位相角差為180°的方式交錯分布，相鄰兩主軸上的轉(zhuǎn)子軸 向排列方式和排列位置相同，在同一軸向位置上，一個主軸上的轉(zhuǎn)子的輻條恰好與另一 主軸上的轉(zhuǎn)子的輻條間隙相對應(yīng)。
3.如權(quán)利要求2所述的自清潔聚合反應(yīng)器，其特征在于同一轉(zhuǎn)子上相鄰輻條的邊緣 連接成一個平滑的弧形，所述輻條上設(shè)有刮刀，所述刮刀為直刮刀或者為帶螺旋角的刮 刀。
4.如權(quán)利要求3所述的自清潔聚合反應(yīng)器，其特征在于所述筒體近進料端的上部進料 口，近出口端的下部設(shè)有出料口，所述主軸的不同位置上的相鄰星形轉(zhuǎn)子之間的間距不 同，進料端方向上的相鄰星形轉(zhuǎn)子之間的間距小于出料端方向上的相鄰星形轉(zhuǎn)子之間的 間距，以適應(yīng)反應(yīng)物料的粘度變化。
5.如權(quán)利要求1、2、3或4所述的自清潔聚合反應(yīng)器，其特征在于所述臥式筒體外設(shè) 有加熱夾套，所述加熱夾套內(nèi)設(shè)有螺旋流道。
6.如權(quán)利要求5所述的自清潔聚合反應(yīng)器，其特征在于所述加熱夾套的內(nèi)壁為所述臥 式筒體，外壁為位于所述臥式筒體外面的夾套外殼，所述螺旋流道由焊接在所述臥式筒 體和所述夾套外殼之間的螺旋狀流道隔板在加熱夾套內(nèi)分割而成。
7.如權(quán)利要求1、2、3或4所述的自清潔聚合反應(yīng)器，其特征在于所述主軸的兩端為 實心軸，中部為空心軸，所述驅(qū)動裝置設(shè)有兩個輸出轉(zhuǎn)速相同但旋向相反的輸出軸，所 述兩主軸分別通過各自的聯(lián)軸器與各自對應(yīng)的一個輸出軸聯(lián)接，由此實現(xiàn)所述主軸同所 述驅(qū)動裝置的連接。
8.如權(quán)利要求1、2、3或4所述的自清潔聚合反應(yīng)器，其特征在于所述臥式筒體包括 筒狀的筒體主體，所述筒體主體的進料端和出料端分別連接有進料端蓋和出料端蓋，所 述主軸的動力輸入端通過出料端軸封安裝在所述出料端蓋上，所述主軸的末端通過末端 軸封安裝在所述進料端蓋上。
9.如權(quán)利要求8所述的自清潔聚合反應(yīng)器，其特征在于所述進料端軸封上的軸套以允 許所述主軸末端相對滑動的配合方式套在所述主軸的末端上。
10.如權(quán)利要求9所述的自清潔聚合反應(yīng)器，其特征在于所述出料端軸封的軸套套 在所述主軸的動力輸入端上，其外側(cè)設(shè)有用于密封的O型環(huán)，所述O型環(huán)套在所述主軸 的動力輸入端上，并通過沿圓周均勻分布的多個緊固螺釘緊固在所述出料端軸封的軸套 上，所述主軸的動力輸入端還旋接有鎖緊螺母和防松螺母，所述緊固螺母緊壓在所述O 型環(huán)的外側(cè)，所述防松螺母緊壓在所述緊固螺母的外側(cè)，不同主軸上旋接的鎖緊螺母和 防松螺母的旋向相反。
專利摘要本實用新型涉及一種自清潔聚合反應(yīng)器，包括密封的臥式筒體，所述臥式筒體的橫截面形狀呈雙圓形，筒體內(nèi)設(shè)有兩個主軸，所述兩主軸分別位于所述雙圓形的兩個圓心處，所述主軸上設(shè)有若干星形轉(zhuǎn)子，所述星形轉(zhuǎn)子由盤體和設(shè)置在盤體中央的輪轂組成，所述盤體設(shè)有多個輻條，所述輪轂套接在所述主軸上，所述兩個主軸的動力輸入端均延伸在所述臥式筒體外，并分別連接用于驅(qū)動兩主軸同步且反向轉(zhuǎn)動的驅(qū)動裝置，所述轉(zhuǎn)子上的輻條的數(shù)量優(yōu)選3個，可以設(shè)有只直刮刀或帶螺旋角的刮刀。工作時，星形轉(zhuǎn)子上的輻條不僅對物料起到攪拌作用，而且還會不斷破壞和刮除附著在筒體內(nèi)壁和主軸表面的滯留層。本實用新型主要用于聚乳酸(PLA)以及其他種類聚酯的聚合反應(yīng)。
文檔編號C08G63/78GK201807362SQ20102028570
公開日2011年4月27日 申請日期2010年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月13日
發(fā)明者丁海兵, 孫建, 張慧書, 楊忠兵, 羅文德, 趙國平, 隰春爭, 黃家琪 申請人:中國石油天然氣集團公司, 中國紡織工業(yè)設(shè)計院