一種用于高粘度聚乙烯醇樹脂溶解的攪拌裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于聚乙烯醇(PVA)樹脂溶解的攪拌裝置，尤其是在高溫高壓工況下，完成高濃度、高粘度聚乙烯醇(PVA)樹脂溶解的攪拌裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]聚乙烯醇(PVA)是一種用途廣泛的水溶性高分子材料。用它做原料，可以生產(chǎn)聚乙烯醇(PVA)薄膜、聚乙烯醇(PVA)纖維、PVB樹脂等新材料產(chǎn)品。上述產(chǎn)品的原料制備，是將聚乙烯醇(PVA)樹脂溶解于水，制成聚乙烯醇(PVA)溶液。
[0003]過去，生產(chǎn)上述新材料產(chǎn)品的常規(guī)品種，制備的聚乙烯醇(PVA)溶液，濃度大多在15 %以下，溶液粘度在3000-6000CPS。
[0004]而目前，由于一些特殊品種規(guī)格的需要，要求制備的聚乙烯醇（PVA)溶液濃度在20%以上，粘度高達(dá)5000-150000CPS，同時(shí)選用的聚乙烯醇(PVA)樹脂的聚合度在2600以上。
[0005]用這種高聚合度聚乙烯醇(PVA)樹脂，制備的這種高濃度聚乙烯醇(PVA)溶液，必須是在高溫高壓工況下進(jìn)行的，溶解后溶液粘度最高達(dá)150,000CPS。
[0006]聚乙烯醇(PVA)溶液是非牛頓流體，在溶解攪拌過程中，溶脹的聚乙烯醇(PVA)樹脂在玻璃化狀態(tài)下，由于高分子的粘彈性，粘度變化也非常大，波動范圍達(dá)10 ,000-200，000CPS。這種寬粘度域的溶液攪拌，給攪拌裝置攪拌器的選型設(shè)計(jì)，帶來很高的要求。
[0007]且作為非牛頓流體，聚乙烯醇（PVA)溶液在溶解攪拌過程中產(chǎn)生魏森伯格(Weissenbery)效應(yīng)，溶液與攪拌器有明顯的“包軸”現(xiàn)象，此時(shí)攪拌器所受的扭矩非常大。這種寬扭矩域的溶液攪拌，加大了攪拌裝置攪拌器的強(qiáng)度、剛度設(shè)計(jì)要求。
[0008]過去，溶解聚乙烯醇(PVA)的攪拌裝置是一種立式攪拌釜，攪拌釜與容器偏心安裝，采用槳式攪拌槳葉，槳徑與容器直徑比為0.3。
[0009 ]這種攪拌裝置只滿足用于當(dāng)前聚乙烯醇(PVA)溶液濃度在15 %左右，溶液粘度波動范圍只 2500-5000CPS。
[0010]而對于粘度高達(dá)5000-150000CPS的聚乙烯醇(PVA)樹脂溶解攪拌，選用這種攪拌裝置結(jié)構(gòu)，會出現(xiàn)攪拌軸和攪拌槳葉的強(qiáng)度和剛度不足，攪拌的扭矩不足，造成溶液攪拌混合的強(qiáng)度不夠，溶解時(shí)間長，溶液濃度不均勻。當(dāng)“包軸”現(xiàn)象嚴(yán)重時(shí)，會出現(xiàn)攪拌槳葉或攪拌軸斷裂現(xiàn)象，造成生產(chǎn)無法連續(xù)穩(wěn)定。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0011]本實(shí)用新型為解決現(xiàn)有聚乙烯醇(PVA)樹脂溶解攪拌裝置不能滿足高粘度PVA樹脂溶解現(xiàn)狀，提供一種用于高粘度聚乙烯醇樹脂溶解的攪拌裝置，以解決高粘度聚乙烯醇(PVA)溶液的溶解攪拌過程中攪拌結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和扭矩不足、易出現(xiàn)“包軸”和濃度不均勻的難題，實(shí)現(xiàn)高濃度、高粘度聚乙烯醇(PVA)溶液的生產(chǎn)連續(xù)化。
[0012]本實(shí)用新型為解決技術(shù)問題，采用如下技術(shù)方案：
[0013]本實(shí)用新型用于高粘度聚乙烯醇樹脂溶解的攪拌裝置，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是:所述攪拌裝置為立式結(jié)構(gòu)，包括攪拌單元、傳動單元、密封單元及換熱單元;所述攪拌裝置通過安裝底板固定在所攪拌的容器上；
[0014]所述攪拌單元是由固定成整體的攪拌軸和攪拌器組成;所述攪拌軸是中空結(jié)構(gòu)，伸入到所攪拌的容器內(nèi)部，帶動攪拌器轉(zhuǎn)動;所述攪拌器為槳式和錨框式組合的攪拌器，所述攪拌器的攪拌葉輪的直徑與容器直徑比在0.7以上；
[0015]所述傳動單元由電機(jī)、減速機(jī)、上聯(lián)軸器、下聯(lián)軸器和機(jī)架構(gòu)成;所述傳動單元通過上聯(lián)軸器和下聯(lián)軸器聯(lián)結(jié)、驅(qū)動所述攪拌單元;所述機(jī)架固定在安裝底板上，用以支撐整個(gè)攪拌裝置；
[0016]所述密封單元是在攪拌軸與所攪拌的容器連接處設(shè)置有釜用機(jī)械密封的軸封型式;所述釜用機(jī)械密封配有平衡罐循環(huán)系統(tǒng)；
[0017]所述換熱單元是由旋轉(zhuǎn)接頭、連接管路和閥門組成，所述旋轉(zhuǎn)接頭布置在攪拌軸上端;所述攪拌軸內(nèi)部設(shè)置有一根通入熱媒介質(zhì)的熱媒管道和另一根排出熱媒介質(zhì)的熱媒管道，分別通過閥門連通與不同的連接管路，組成熱媒循環(huán)回路。
[0018]所述攪拌單元的攪拌軸和攪拌器表面均拋光加工，表面粗糙度RaO.8以下。高拋光表面可以減少高粘度溶液的粘附，有利于溶液攪拌混合，提高溶液濃度均勻性;同時(shí)攪拌器減少溶液粘附，也可減少攪拌單元承受的扭矩。
[0019]所述電機(jī)為變頻電機(jī)，在所述電機(jī)上設(shè)有獨(dú)立的軸流風(fēng)扇電機(jī)冷卻。變頻電機(jī)可以在0-50HZ范圍內(nèi)，通過改變工作頻率，無極調(diào)節(jié)攪拌轉(zhuǎn)速，適應(yīng)攪拌轉(zhuǎn)矩的變化，滿足攪拌混合均勻的要求;獨(dú)立的軸流風(fēng)扇電機(jī)可避免變頻電機(jī)因工作頻率過低，散熱差而造成的燒毀。
[0020]所述減速機(jī)為齒輪減速機(jī);所述減速機(jī)的輸出軸是空心軸結(jié)構(gòu);在所述減速機(jī)齒輪軸上設(shè)置有自冷式風(fēng)扇結(jié)構(gòu)。變頻電機(jī)在工頻以下，為恒扭矩工作輸出。齒輪減速機(jī)具有較大的減速比，可以保證在低速下，攪拌單元提供給攪拌器扭矩最大。增大攪拌單元過載能力，提高攪拌效果，保證溶液濃度均勻性。減速機(jī)輸出軸是空心軸結(jié)構(gòu)，能夠讓循環(huán)的熱媒流體通過，進(jìn)入中空的攪拌軸加熱;循環(huán)的熱媒使減速機(jī)箱體溫度升高。減速機(jī)上帶有自冷式風(fēng)扇結(jié)構(gòu)，冷卻熱媒傳導(dǎo)的溫度，保持減速機(jī)箱體溫度，穩(wěn)定在正常工作溫度。
[0021]所述上聯(lián)軸器和所述下聯(lián)軸器是一對剛性凸緣式聯(lián)軸器，采用密封面配合結(jié)構(gòu)，密封面用金屬石墨墊片密封。上聯(lián)軸器和下聯(lián)軸器采用密封面配合結(jié)構(gòu)，是讓循環(huán)的熱媒流體通過，進(jìn)入中空的攪拌軸加熱。
[0022]所述釜用機(jī)械密封帶有廢液收集結(jié)構(gòu)。釜用機(jī)械密封可靠密封中空攪拌軸和所攪拌的容器，保證所攪拌的容器高溫高壓工況條件;特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的廢液收集結(jié)構(gòu)，防止密封液滲漏到所攪拌的容器內(nèi)，保持溶液潔凈；
[0023]換熱單元通過旋轉(zhuǎn)接頭，能夠給轉(zhuǎn)動狀況下的中空攪拌軸，通熱媒循環(huán)，使中空的攪拌軸保持一定的高溫狀態(tài)。
[0024]與已有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果體現(xiàn)在：
[0025]1、本實(shí)用新型一種用于高粘度聚乙烯醇樹脂溶解的攪拌裝置，可以解決高粘度聚乙烯醇(PVA)溶液溶解攪拌過程中易出現(xiàn)的“包軸”和濃度不均勻的難題，實(shí)現(xiàn)高濃度、高粘度聚乙烯醇(PVA)溶液的生產(chǎn)連續(xù)化；
[0026]2、本實(shí)用新型的攪拌軸采用中空結(jié)構(gòu)，通過外接的換熱單元，實(shí)現(xiàn)熱媒循環(huán)，使攪拌軸保持一定的高溫；高溫的攪拌軸可以減少攪拌過程中高粘度溶液的魏森伯爾(WeissenberyM^S，防止“包軸”現(xiàn)象，減少攪拌單元所受的扭矩；同時(shí)也能增加溶液加熱效果，保證所攪拌的容器內(nèi)部和容器內(nèi)壁，溶液溫度均勻；
[0027]3、本實(shí)用新型的攪拌器為槳式和錨框式組合的攪拌器，特殊設(shè)計(jì)的大直徑比錨框式攪拌葉輪，攪拌葉輪的直徑與容器直徑比在0.7以上，低速旋轉(zhuǎn)時(shí)，能得到很大攪拌推力，攪拌器對溶液產(chǎn)生的剪切力也很大，能夠滿足很寬的粘度域的溶液攪拌；同時(shí)大直徑的攪拌葉輪，葉輪的縱剖面的投影面積占容器縱剖面的面積很大，可得到較大的循環(huán)流，具有很高的混合效率和混合效果，從而最終保證所攪拌的容器內(nèi)溶液濃度均勻一致；同時(shí)這種結(jié)構(gòu)設(shè)置也解決了攪拌結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足的問題；
[0028]4、本實(shí)用新型采用變頻電機(jī)和大減速比齒輪減速機(jī)，保證在低速下，提供給攪拌器扭矩最大。變頻電機(jī)可以在0-50Hz范圍內(nèi)，無極調(diào)節(jié)攪拌速度，適應(yīng)攪拌轉(zhuǎn)矩的變化；同時(shí)攪拌過載能力強(qiáng)，能夠提高攪拌效果和攪拌混合均勻，提高溶液濃度均勻性；
[0029]5、本實(shí)用新型采用旋轉(zhuǎn)接頭，聯(lián)軸器密封面配合的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)給轉(zhuǎn)動的中空攪拌軸通熱媒循環(huán)，使攪拌軸保持一定的高溫狀態(tài)，防止“包軸”，同時(shí)增加溶液加熱效果；
[0030]6、本實(shí)用新型密封單元是釜用機(jī)械密封的軸封型式，保證所攪拌的容