一种大容积丙烯聚合釜的搅拌装置的制作方法

本发明涉及一种大容积丙烯聚合釜，具体的说是一种用于采用间歇式液相本体法的大容积丙烯聚合釜的搅拌装置，属于化工机械设备领域。

背景技术：

用于间歇式液相本体法聚丙烯装置的丙烯聚合釜，釜内物料的相态是随时间而变化的，开始反应时釜内全部是是液相丙烯，随着反应时间的延长，液相丙烯中悬浮的聚丙烯固体颗粒逐渐增多，到“干锅”反应结束特别是丙烯回收后，釜内几乎全部是固体聚丙烯颗粒。而丙烯聚合反应是一个放热反应，对于本体聚合，由于丙烯浓度高，反应激烈，因此撤热是控制好反应的关键。而把反应产生的热量及时带走是保证反应正常进行的关键，否则会产生爆聚，使反应失控，还会产生聚丙烯粘壁和结块的现象，影响正常生产。由于丙烯聚合釜随着容积的增大换热面积不会同比例增加，所以强化换热效果，增加换热面积成为关键。因此要保证良好的搅拌效果，搅拌器的设计是关键。在现有技术中，丙烯聚合釜大多为单纯的螺带搅拌系统。搅拌效果的充分性和散热性不能满足生产。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种改进结构的大容积丙烯聚合釜的搅拌装置，其通过强化搅拌功能，加强丙烯聚合釜搅拌效果、强化了物料流动、提高了换热能力，从而使得单釜产量和产品质量均得到了提高。

按照本发明提供的技术方案：一种大容积丙烯聚合釜的搅拌装置，包括电机、减速器、上封头、内筒、下封头和搅拌轴，所述内筒的上下端分别密封焊接上封头、下封头，内筒、上封头和下封头组成密封的釜体；所述上封头顶部设有上凸缘，机架固定在上凸缘上，机架上安装电机和减速器；所述搅拌轴竖直设置在釜体中心，搅拌轴与减速器的输出轴连接，搅拌轴上安装有搅拌器；其特征在于：所述搅拌器包括双螺旋带搅拌桨叶、单螺带搅拌桨叶和直搅拌桨，所述双螺旋带搅拌桨叶固定在搅拌轴下端，所述单螺带搅拌桨叶固定在搅拌轴上部，所述直搅拌桨固定在搅拌轴下部且位于双螺旋带搅拌桨叶上方。

作为本发明的进一步改进，所述双螺旋带搅拌桨叶通过第一双横梁支架和第二双横梁支架固定安装在搅拌轴上，第一双横梁支架和第二双横梁支架一下一上地固定在搅拌轴下端且相互垂直，所述双螺旋带搅拌桨叶包括两个对称设置的具有上升螺旋面的底部螺带，所述底部螺带下端与第一双横梁支架的横梁外端固定连接，底部螺带上端与第二双横梁支架的横梁外端固定连接；所述单螺带搅拌桨叶通过单横梁支架和第三双横梁支架固定安装在搅拌轴上，若干个单横梁支架等间距固定在搅拌轴上部，所述第三双横梁支架设置最上方的单横梁支架的上方且固定在搅拌轴上，所述单螺带搅拌桨叶包括一根连续平滑的具有上升螺旋面的螺带，单螺带搅拌桨叶下端与第二双横梁支架的横梁端部固定连接，单螺带搅拌桨叶上端与第三双横梁支架的横梁端部固定连接。

作为本发明的进一步改进，所述第一双横梁支架包括夹壳和两根横梁，所述夹壳箍抱固定在所述搅拌轴上，两根横梁固定在所述夹壳外壁上，两根横梁的长度方向位于同一直线上，所述横梁为截面自内端向外端逐渐变小的变截面梁；所述第二双横梁支架和第三双横梁支架的结构与第一双横梁支架相同，所述单横梁支架与第一双横梁支架的区别仅在于少了一根横梁。

作为本发明的进一步改进，所述横梁的底部的竖撑板，所述竖撑板的所述横梁底边自内端向外端逐渐向上倾斜，横梁底边与水平方向的夹角为12~20°。

作为本发明的进一步改进，所述螺带上升螺旋面的螺旋升角为13~19°。

作为本发明的进一步改进，所述底部螺带上升螺旋面的螺旋升角为10°。

作为本发明的进一步改进，所述搅拌轴包括搅拌轴上段和搅拌轴下段，搅拌轴上段的上端通过联轴器与减速机的输出轴连接，搅拌轴上段穿装在轴封内，轴封固定在机架上，搅拌轴下段设置在釜体内的中心位置，搅拌轴下段的上端与搅拌轴上段的下端通过内联轴器连接成整体。

作为本发明的进一步改进，所述轴封选择填料密封或是机械密封。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：本发明结构巧妙，设计合理，通过强化搅拌功能，加强丙烯聚合釜搅拌效果、强化了物料流动、提高了换热能力，从而使得单釜产量和产品质量均得到了提高。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

图2为图1中搅拌器的结构放大示意图。

图3为第一双横梁支架的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图所示；实施例中的大容积丙烯聚合釜的搅拌装置主要由电机1、减速器2、联轴器3、机架4、轴封5、上凸缘6、上封头7、内联轴器8、搅拌轴9、内筒10、下封头11、双螺旋带搅拌桨叶12、直搅拌桨13、单螺带搅拌桨叶14、第一双横梁支架15、第二双横梁支架16、单横梁支架17、第三双横梁支架18、夹壳19和横梁20等组成。

如图1~图3所示，所述内筒10的上下端分别密封焊接上封头7、下封头11，内筒10、上封头7和下封头11组成密封的釜体；所述上封头7顶部设有上凸缘6，机架4固定在上凸缘6上，机架4上安装电机1和减速器2；所述搅拌轴9竖直设置在釜体中心，搅拌轴9与减速器2的输出轴连接，搅拌轴9上安装有搅拌器；所述搅拌器主要由双螺旋带搅拌桨叶12、单螺带搅拌桨叶14和直搅拌桨13组成，所述双螺旋带搅拌桨叶12固定在搅拌轴9下端，所述单螺带搅拌桨叶14固定在搅拌轴9上部，所述直搅拌桨13固定在搅拌轴9下部且位于双螺旋带搅拌桨叶12上方。

如图1~图3所示，本实施例中，所述双螺旋带搅拌桨叶12通过第一双横梁支架15和第二双横梁支架16固定安装在搅拌轴9上，第一双横梁支架15和第二双横梁支架16一下一上地固定在搅拌轴9下端且相互垂直，所述双螺旋带搅拌桨叶12包括两个对称设置的具有上升螺旋面的底部螺带12.1，所述底部螺带12.1下端与第一双横梁支架15的横梁20外端固定连接，底部螺带12.1上端与第二双横梁支架16的横梁20外端固定连接。本发明中，所述底部螺带12.1上升螺旋面的螺旋升角优选设置为10°。

如图1~图3所示，所述单螺带搅拌桨叶14通过单横梁支架17和第三双横梁支架18固定安装在搅拌轴9上，若干个单横梁支架17等间距固定在搅拌轴9上部，所述第三双横梁支架18设置最上方的单横梁支架17的上方且固定在搅拌轴9上，所述单螺带搅拌桨叶14包括一根连续平滑的具有上升螺旋面的螺带14.1，单螺带搅拌桨叶14下端与第二双横梁支架16的横梁20端部固定连接，单螺带搅拌桨叶14上端与第三双横梁支架18的横梁20端部固定连接。本发明中，所述螺带14.1上升螺旋面的螺旋升角优选设置为13~19°。

本发明中，由于底部螺带12.1也具有一定的螺旋升角，并且底部螺带12.1的底部形状与下封头11内壁曲率吻合，从而可以使物料和催化剂向上翻，实现无死角的均匀搅拌。而且直搅拌桨13也能够上翻物料，减少物料在反应釜底部的聚集，确保物料无结块现象，稳定产品质量。由于螺带14.1具有连续平滑的上升螺旋面，从而能有效推动物料向上、向中间运动，将物料充分分散到釜体内的夹套与U形换热管部位，与换热面反复接触使物料得到热量交换。同时可以将进入的物料迅速分散到整个釜体，这样，在釜体内任何点上的组分将趋于平均组成，因此在任何一点的反应速率近似相等。

如图1~图3所示，所述第一双横梁支架15主要由夹壳19和两根横梁20组成，所述夹壳19箍抱固定在所述搅拌轴9上，两根横梁20固定在所述夹壳19外壁上，两根横梁20的长度方向位于同一直线上，所述横梁20为截面自内端向外端逐渐变小的变截面梁。变截面设计降低了横梁20对物料的阻力，降低了功耗。所述第二双横梁支架16和第三双横梁支架18的结构与第一双横梁支架15相同，所述单横梁支架17与第一双横梁支架15的区别仅在于少了一根横梁20，故此处不再赘述。

如图1~图3所示，本实施例中，所述横梁20底边自内端向外端逐渐向上倾斜，横梁20底边与水平方向的夹角α为12~20°。

本发明设计的搅拌器不仅结构简单、便于加工，而且经过实际使用证明，在明显降低消耗功率的前提下，运行也比较稳定，重载下搅拌电流也没有明显的波动。对于反应釜底部易产生聚丙烯塑化块的现象能够有效应对。

如图1所示，本实施例中，所述搅拌轴9包括搅拌轴上段9.1和搅拌轴下段9.2，搅拌轴上段9.1的上端通过联轴器3与减速机的输出轴连接，搅拌轴上段9.1穿装在轴封5内，轴封5固定在机架4上，搅拌轴下段9.2设置在釜体内的中心位置，搅拌轴下段9.2的上端与搅拌轴上段9.1的下端通过内联轴器8连接成整体。本发明中的轴封5可根据用户使用习惯选择填料密封或是机械密封。