一种两腔式聚合物增粘反应釜的制作方法

本实用新型涉及一种两腔式聚合物增粘反应釜，属于高粘聚合物生产制造设备技术领域。

背景技术：

传统的聚合物增粘反应器包括卧式的外筒体，外筒体的内腔设有盛放物料的内筒体，内筒体和外筒体的左、右端口被左、右端盖封闭，内筒体和外筒体之间为热媒介质腔，内筒体的顶部连接有气相出口，内筒体的左端连接有物料进口，内筒体的右端底部连接有物料出口，内筒体中沿轴向设有搅拌转子，内筒体的底部约三分之一的高度为液相空间，内筒体的上部为气相空间，气相空间顶部设有抽真空口。在热媒介质腔中通入高温导热油对物料进行加热，搅拌转子不断将液相空间的物料搅拌并带至气相空间中以脱除挥发分。在搅拌脱挥过程中，如果内筒体底部或搅拌圆盘表面的物料不能得到及时更新，滞留的物料就会粘结在内筒体的筒壁上，或者粘结在搅拌转子上，物料失去流动性后时间一长就会逐渐碳化，最终落入物料当中产生黑点料，经常需要停车洗釜，产品质量不稳定，运行周期短。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种两腔式聚合物增粘反应釜，脱挥效果好，产品质量稳定。

为解决以上技术问题，本实用新型的一种两腔式聚合物增粘反应釜，包括卧式的外筒体，所述外筒体的内腔设有盛放物料的内筒体，所述内筒体和外筒体的左、右端口被左、右端盖封闭，所述内筒体和外筒体之间为热媒介质腔，所述内筒体的顶部连接有气相出口，所述内筒体的左端连接有物料进口，所述右端盖的右端连接有出料室，所述内筒体的右端底部通过右端盖上的出料孔与所述出料室连通，所述内筒体的右端上部通过右端盖上的透气孔与所述出料室连通，所述出料室的底部连接有物料出口，所述内筒体的内腔设有两根相互平行的转子轴，两所述转子轴的两端分别支撑在所述左、右端盖上，两所述转子轴的轴线与所述外筒体的轴线相平行且位于同一个水平面上；两转子轴上沿轴向分别均匀分布有多个搅拌圆盘，各所述搅拌圆盘的圆周上分别均匀分布有沿轴向对称延伸的刮刀，各所述刮刀的刀锋分别与所在搅拌圆盘的外圆周平齐，两根转子轴上的搅拌圆盘成对设置且在轴向相互错开排列，两列搅拌圆盘上刮刀的相位相互均匀错开；所述内筒体的上半周为半圆形，所述内筒体的下半周与两转子轴上刮刀的刀锋回转轮廓相吻合。

相对于现有技术，本实用新型取得了以下有益效果：一根转子轴上的搅拌圆盘夹在另一根转子轴上相邻两刮刀之间，两列搅拌圆盘上的刮刀相向旋转且依次间隔通过水平面，从而实现相互避让，避免碰撞。内筒体的下半周为两段相交的圆弧，使整个内筒体的截面呈现倒置的心形或水蜜桃形，液相物料位于内筒体的双弧形底部。热媒介质腔中通入高温热媒介质例如导热油，对内筒体内腔的聚合物物料进行加热，物料从物料进口进入搅拌段，一边轴向流动一边被加热搅拌，聚合物在高温作用下挥发分溢出并产生聚合反应，粘度逐渐增大；随着搅拌圆盘的转动，两组刮刀持续扫过内筒体的弧形底部，不断搅动物料并将物料带至气相空间进行挥发，完成增粘后的物料从右端盖上的出料孔进入出料室，从物料出口流出。增粘过程中，刮刀可以对内筒体的下半周及另一根转子轴的圆周进行刮料，刮刀的两侧还可以对搅拌圆盘的端面进行刮料，使内筒体底部、转子轴表面及搅拌圆盘上的物料不断更新，不会滞留产生粘结，避免产生黑点料，提高了产品质量，延长了连续工作的时间，提高了生产效率。

作为本实用新型的改进，各所述搅拌圆盘的圆周上分别均匀分布有四个刮刀，两列搅拌圆盘上刮刀的相位相差45°。每根转子轴旋转一周，对内筒体底部、转子轴表面及搅拌圆盘刮料四次，一列搅拌圆盘上的刮刀与另一列搅拌圆盘上相邻的两刮刀均相差45°，确保刮料均匀且相互避让。

作为本实用新型的进一步改进，各所述搅拌圆盘上刮刀的刀锋运行轨迹与所述内筒体的内壁及另一根转子轴的圆周相切。刮刀的刀锋均为斜向切口，刮刀的根部比较厚，保证了刮刀的强度，斜向切口的刀锋比较锋利，有利于提高刮料效果；刀锋在运行时，既能避免与内筒体和另一根转子轴发生刮擦，又能实现刮料彻底，避免产生死角。

作为本实用新型的进一步改进，各所述搅拌圆盘的圆周上对称设有至少一对物料通孔。物料通孔便于物料沿轴线方向更加便捷地流动，搅拌圆盘上对称设置物料通孔有利于搅拌圆盘的动平衡。

作为本实用新型的进一步改进，所述热媒介质腔中设有沿螺线方向延伸的导流筋板，每道导流筋板的底部分别设有热媒介质通孔。导流筋板既起到支撑内筒体和加强筋的作用，又使得大部分导热油沿内筒体的外周螺旋状前进，延长了导热油的流动行程，加热均匀且换热效率高，每道导流筋板上的热媒介质通孔使得部分导热油沿轴向流动，有利于破坏导热油的环流，提高换热效果，停车时可以通过热媒介质通孔将热媒介质腔内的导热油泄放干净。

作为本实用新型的进一步改进，各所述搅拌圆盘面向物料出口的端面上均匀设有多个推流斜面，各所述推流斜面呈扇形均匀分布，且各所述推流斜面在所在搅拌圆盘旋转时逐渐向物料出口方向倾斜。由于高粘度聚合物的流动性比较差，搅拌圆盘在旋转刮料的同时，推流斜面持续将物料推向出口方向，有利于提高物料在轴向的流动性；搅拌圆盘旋转时，推流斜面凸出搅拌圆盘较薄的一侧先切入物料，再逐步过渡至凸出搅拌圆盘较厚的一侧，有利于减小运转中的阻力。

作为本实用新型的进一步改进，两所述转子轴的两端穿过左端盖的部位分别设有螺纹密封段，所述螺纹密封段的旋向与所在转子轴的旋转方向相反。泄漏的物料在螺纹密封段的反螺旋导向下，流回内筒体中，可以减轻转子轴端部机械密封的负荷。

作为本实用新型的进一步改进，所述螺纹密封段的外侧分别设有轴套，所述轴套通过键固定在所述转子轴上且轴套的外端头内周通过O形圈与转子轴实现密封，所述轴套的外端面压有挡圈，所述挡圈上设有轴向贯通的挡圈销孔，所述挡圈销孔中插接有短销，所述短销的内端头插入所述轴套外端面的沉孔中，所述挡圈的外端面压有锁紧螺母，所述锁紧螺母旋接在所述转子轴上；所述轴套的外周通过轴承支撑在左端盖上。通过在转子轴上套装轴套，可以延长转子轴的寿命，降低转子轴的加工难度；由于轴套易于加工和更换，降低了维修成本；轴套的内端头通过密封垫抵靠在螺纹密封段的端面上，轴套的外端头通过挡圈和锁紧螺母实现轴向定位，短销实现了轴套和挡圈的径向定位，轴套通过轴承实现与左端盖之间的相对转动。

作为本实用新型的进一步改进，所述左端盖的中心孔处分别焊接有端盖密封座，所述端盖密封座的底孔位于所述螺纹密封段的外周，所述端盖密封座的密封函中安装有密封套；所述密封套的内腔与所述转子轴之间安装有多道密封装置，所述密封套的外周设有沿径向向外伸出的密封套凸缘，所述密封套凸缘的内端面压在所述端盖密封座的外端口上；所述轴承的内圈通过卡簧固定在所述轴套的外周，所述轴承的外圈固定于轴承支架中，所述轴承支架的内端面压在所述密封套凸缘的外端面上，所述轴承的外圈外侧压有压盖，所述压盖的外缘压在所述轴承支架上，所述压盖、轴承支架和密封套凸缘通过长杆螺柱固定在所述端盖密封座上。端盖密封座的底孔与螺纹密封段外周之间较小的间隙，有利于发挥螺纹密封段反螺旋的密封作用；端盖密封座底孔外侧的环状空间形成密封函，在端盖密封座的密封函中安装密封套和多道密封装置，可以完全杜绝反应釜的泄漏，防止反应釜内的真空遭到破坏；卡簧实现轴承内圈的定位，压盖、轴承支架和密封套凸缘实现轴承外圈的定位，长杆螺柱依次穿过压盖、轴承支架和密封套凸缘并旋接在端盖密封座上，实现以上各件的固定。

作为本实用新型的进一步改进，所述密封套中设有密封液孔道，所述密封套的内腔由内向外依次设有锯齿形径向迷宫密封、油封一、油封二、油封三、油封四和油封五，各油封之间通过隔油环相互隔开，油封一和油封四的开口向内，油封二、油封三和油封五的开口向外，油封二与油封三之间的隔油环上设有与所述密封液孔道相通的隔油环通孔，所述油封三与油封四之间的隔油环上也设有与所述密封液孔道相通的隔油环通孔；所述压盖与所述轴套之间的环槽中安装有开口向内的油封六，所述压盖中设有与轴承所在腔室相通的润滑油孔。工作时，旋掉润滑油孔外端头的螺塞，通过润滑油齿轮泵向下方的润滑油孔中注入润滑油，润滑油向上进入轴承所在空间，再从上方的润滑油孔流出，油封五和油封六位于轴承的两侧且油封唇边的开口相向构成一对，在润滑油的压力作用下，油封五和油封六的唇边张开抱紧在转子轴上，阻止润滑油向两侧泄漏，同时将转子轴传导而来的热量带走，延长油封五和油封六的使用寿命。旋掉密封液孔道外端头的螺塞，通过密封液齿轮泵向下方的密封液孔道中注入密封液，密封液向上进入油封三与油封四之间，再从上方的密封液孔道流出，油封三与油封四的唇边开口相向构成一对，在密封液的压力作用下，油封三与油封四的唇边张开抱紧在转子轴上，阻止密封液向两侧泄漏，同时将转子轴传导而来的热量带走，延长油封三与油封四的使用寿命。同理，密封液进入油封二与油封三之间，油封二的唇边开口张开抱紧在转子轴上，阻止密封液向反应釜方向泄漏，同时将热量带走，延长油封二的使用寿命，通过多道密封液腔将润滑油与反应釜隔开。油封一的唇边开口向内和锯齿形径向迷宫密封共同阻止反应釜内的介质向外泄漏。由于油封一与油封二安装于同一个隔油环两侧，在油封二得到良好冷却的情况下，油封一的工作温度也不会很高。通过以上结构使转子轴的端头部位实现了可靠密封，可以防止反应釜内的真空遭到破坏，杜绝介质、润滑油和密封液泄漏，同时各油封的工作温度比较低，使用寿命长。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本实用新型。

图1为本实用新型两腔式聚合物增粘反应釜的主视图。

图2为图1的俯视图。

图3为图1的横截面示意图。

图4为图1中A位的放大图。

图中：1.外筒体；1a.外筒体热媒进口；1b.外筒体热媒出口；2.内筒体；2a.物料进口；2b.气相出口；3.左端盖；4.右端盖；4a.出料孔；4b.透气孔；5.热媒介质腔；6.转子轴；6a.螺纹密封段；7.搅拌圆盘；7a.物料通孔；7b.推流斜面；8.刮刀；9.导流筋板；9a.热媒介质通孔；10.出料室；10a.物料出口；10b.出料室热媒进口；10c.出料室热媒进口；11.挡圈；11a.短销；12.锁紧螺母；13.端盖密封座；14.密封套；14a.密封套凸缘；14b.密封液孔道；15.卡簧；16.轴承；17.轴承支架；18.压盖；18a.润滑油孔；19.长杆螺柱；20.锯齿形径向迷宫密封；21.油封一；22.油封二；23.油封三；24.油封四；25.油封五；26.油封六；27.隔油环；27a.隔油环通孔；28.轴套；28a.轴套密封圈。

具体实施方式

如图1至图3所示，本实用新型的两腔式聚合物增粘反应釜包括卧式的外筒体1，外筒体1的内腔设有盛放物料的内筒体2，内筒体2和外筒体1的左、右端口被左端盖3、右端盖4封闭，内筒体2和外筒体1之间为热媒介质腔5，外筒体1的底部设有外筒体热媒进口1a，外筒体1的顶部设有外筒体热媒出口1b。内筒体2的顶部连接有气相出口2b，内筒体2的左端连接有物料进口2a，右端盖4的右端连接有出料室10，内筒体2的右端底部通过右端盖4上的出料孔4a与出料室连通，内筒体的右端上部通过右端盖上的透气孔4b与出料室10连通，出料室10的底部连接有物料出口10a。出料室10的外周设有半管加热器，半管加热器的下端设有出料室热媒进口10b，半管加热器的上端设有出料室热媒进口10c。

内筒体2的内腔设有两根相互平行的转子轴6，两转子轴6的两端分别支撑在左端盖3、右端盖4上，两转子轴6的轴线与外筒体1的轴线相平行且位于同一个水平面上，两转子轴6的轴线对称位于外筒体轴线的两侧；转子轴6上沿轴向均匀分布有多个搅拌圆盘7，各搅拌圆盘7的圆周上分别均匀分布有沿轴向对称延伸的刮刀8，各刮刀8的刀锋分别与所在搅拌圆盘7的外圆周平齐，两根转子轴6上的搅拌圆盘7成对设置且在轴向相互错开排列，两列搅拌圆盘7上刮刀的相位相互均匀错开；内筒体2的上半周为半圆形，内筒体2的下半周与两转子轴6上刮刀8的刀锋回转轮廓相吻合。

一根转子轴上的搅拌圆盘夹在另一根转子轴上相邻两刮刀之间，两列搅拌圆盘上的刮刀相向旋转且依次间隔通过水平面，从而实现相互避让，避免碰撞。内筒体2的下半周为两段相交的圆弧，使整个内筒体2的截面呈现倒置的心形或水蜜桃形，液相物料位于内筒体2的双弧形底部。热媒介质腔5中通入高温热媒介质例如导热油，对内筒体内腔的聚合物物料进行加热，物料从物料进口2a进入搅拌段2d，一边轴向流动一边被加热搅拌，聚合物在高温作用下挥发分溢出并产生聚合反应，粘度逐渐增大；随着搅拌圆盘7的转动，两组刮刀8持续扫过内筒体2的弧形底部，不断搅动物料并将物料带至气相空间进行挥发，完成增粘后的物料到达出料段2e，从物料出口2b流出。增粘过程中，刮刀8可以对内筒体2的下半周及另一根转子轴的圆周进行刮料，刮刀8的两侧还可以对搅拌圆盘7的端面进行刮料，使内筒体2底部、转子轴6表面及搅拌圆盘7上的物料不断更新，不会滞留产生粘结，避免产生黑点料，提高了产品质量，延长了连续工作的时间，提高了生产效率。

各搅拌圆盘7的圆周上可以分别均匀分布有四个刮刀8，两列搅拌圆盘上刮刀的相位相差45°。每根转子轴6旋转一周，对内筒体2底部、转子轴表面及搅拌圆盘刮料四次，一列搅拌圆盘上的刮刀与另一列搅拌圆盘上相邻的两刮刀均相差45°，确保刮料均匀且相互避让。

各搅拌圆盘7的圆周上还可以分别均匀分布有三个刮刀8，两列搅拌圆盘上刮刀的相位相差60°，在确保两列搅拌圆盘7上的刮刀不相互干涉的前提下，以此类推。

各搅拌圆盘7上刮刀8的刀锋运行轨迹与内筒体2的内壁及另一根转子轴的圆周相切。刮刀8的刀锋均为斜向切口，刮刀8的根部比较厚，保证了刮刀的强度，斜向切口的刀锋比较锋利，有利于提高刮料效果；刀锋在运行时，既能避免与内筒体2和另一根转子轴发生刮擦，又能实现刮料彻底，避免产生死角。

各刮刀8的刀锋运行轨迹线与内筒体2内壁及另一根转子轴圆周之间的间隙可以为3～15mm，优选为8mm。刮刀侧面与搅拌圆盘7之间的间隙可以为3～8mm，优选为5mm。既降低了加工难度，又实现了刮料良好。

各搅拌圆盘7的圆周上对称设有至少一对物料通孔7a。物料通孔7a便于物料沿轴线方向更加便捷地流动，搅拌圆盘7上对称设置物料通孔7a有利于搅拌圆盘的动平衡。

热媒介质腔5中设有沿螺线方向延伸的导流筋板9，每道导流筋板9的底部分别设有热媒介质通孔9a。导流筋板9既起到支撑内筒体2和加强筋的作用，又使得大部分导热油沿内筒体2的外周螺旋状前进，延长了导热油的流动行程，加热均匀且换热效率高，每道导流筋板9上的热媒介质通孔9a使得部分导热油沿轴向流动，有利于破坏导热油的环流，提高换热效果，停车时可以通过热媒介质通孔9a将热媒介质腔5内的导热油泄放干净。

各搅拌圆盘7面向物料出口2b的端面上均匀设有多个推流斜面7b，各推流斜面7b呈扇形均匀分布，且各推流斜面7b在所在搅拌圆盘旋转时逐渐向物料出口2b方向倾斜。由于高粘度聚合物的流动性比较差，搅拌圆盘7在旋转刮料的同时，推流斜面7b持续将物料推向出口方向，有利于提高物料在轴向的流动性；搅拌圆盘7旋转时，推流斜面7b凸出搅拌圆盘7较薄的一侧先切入物料，再逐步过渡至凸出搅拌圆盘7较厚的一侧，有利于减小运转中的阻力。

两转子轴6的两端穿过左端盖3的部位分别设有螺纹密封段6a，螺纹密封段6a的旋向与所在转子轴6的旋转方向相反。泄漏的物料在螺纹密封段6a的反螺旋导向下，流回内筒体2中，可以减轻转子轴端部机械密封的负荷。

如图4所示，螺纹密封段6a的外侧分别设有轴套28，轴套28通过键固定在转子轴6上且轴套28的外端头内周通过O形圈与转子轴6实现密封，轴套28的外端面压有挡圈11，挡圈11的内端面将最外侧的轴套密封圈28a压紧在轴套28与转子轴上，挡圈11上设有轴向贯通的挡圈销孔，挡圈销孔中插接有短销11a，短销11a的内端头插入轴套28外端面的沉孔中，挡圈11的外端面压有锁紧螺母12，锁紧螺母12旋接在转子轴6上；轴套28的外周通过轴承16支撑在左端盖3上。通过在转子轴6上套装轴套28，可以延长转子轴6的寿命，降低转子轴6的加工难度；由于轴套28易于加工和更换，降低了维修成本；轴套28的内端头通过密封垫抵靠在螺纹密封段6a的端面上，轴套28的外端头通过挡圈11和锁紧螺母12实现轴向定位，短销11a实现了轴套28和挡圈11的径向定位，轴套28通过轴承16实现与左端盖3之间的相对转动。

左端盖3的中心孔处分别焊接有端盖密封座13，端盖密封座13的底孔位于螺纹密封段6a的外周，端盖密封座13的密封函中安装有密封套14；密封套14的内腔与转子轴6之间安装有多道密封装置，密封套14的外周设有沿径向向外伸出的密封套凸缘14a，密封套凸缘14a的内端面压在端盖密封座13的外端口上；轴承16的内圈通过卡簧15固定在轴套28的外周，轴承16的外圈固定于轴承支架17中，轴承支架17的内端面压在密封套凸缘14a的外端面上，轴承16的外圈外侧压有压盖18，压盖18的外缘压在轴承支架17上，压盖18、轴承支架17和密封套凸缘14a通过长杆螺柱19固定在端盖密封座13上。

端盖密封座13的底孔与螺纹密封段6a外周之间较小的间隙，有利于发挥螺纹密封段6a反螺旋的密封作用；端盖密封座底孔外侧的环状空间形成密封函，在端盖密封座13的密封函中安装密封套14和多道密封装置，可以完全杜绝反应釜的泄漏，防止反应釜内的真空遭到破坏；卡簧15实现轴承内圈的定位，压盖18、轴承支架17和密封套凸缘14a实现轴承外圈的定位，长杆螺柱19依次穿过压盖18、轴承支架17和密封套凸缘14a并旋接在端盖密封座13上，实现以上各件的固定。

密封套14中设有密封液孔道14b，密封套14的内腔由内向外依次设有锯齿形径向迷宫密封20、油封一21、油封二22、油封三23、油封四24和油封五25，各油封之间通过隔油环27相互隔开，油封一21和油封四24的开口向内，油封二22、油封三23和油封五25的开口向外，油封二22与油封三23之间的隔油环27上设有与密封液孔道14b相通的隔油环通孔27a，油封三23与油封四24之间的隔油环上也设有与密封液孔道14b相通的隔油环通孔27a；压盖18与轴套28之间的环槽中安装有开口向内的油封六26，压盖18中设有与轴承16所在腔室相通的润滑油孔18a。

工作时，旋掉润滑油孔18a外端头的螺塞，通过润滑油齿轮泵向下方的润滑油孔18a中注入润滑油，润滑油向上进入轴承16所在空间，再从上方的润滑油孔18a流出，油封五25和油封六26位于轴承16的两侧且油封唇边的开口相向构成一对，在润滑油的压力作用下，油封五25和油封六26的唇边张开抱紧在转子轴6上，阻止润滑油向两侧泄漏，同时将转子轴传导而来的热量带走，延长油封五25和油封六26的使用寿命。

旋掉密封液孔道14b外端头的螺塞，通过密封液齿轮泵向下方的密封液孔道14b中注入密封液，密封液向上进入油封三23与油封四24之间，再从上方的密封液孔道14b流出，油封三23与油封四24的唇边开口相向构成一对，在密封液的压力作用下，油封三23与油封四24的唇边张开抱紧在转子轴6上，阻止密封液向两侧泄漏，同时将转子轴传导而来的热量带走，延长油封三23与油封四24的使用寿命。同理，密封液进入油封二22与油封三23之间，油封二22的唇边开口张开抱紧在转子轴6上，阻止密封液向反应釜方向泄漏，同时将热量带走，延长油封二22的使用寿命，通过多道密封液腔将润滑油与反应釜隔开。

油封一21的唇边开口向内和锯齿形径向迷宫密封20共同阻止反应釜内的介质向外泄漏。由于油封一21与油封二22安装于同一个隔油环两侧，在油封二22得到良好冷却的情况下，油封一21的工作温度也不会很高。通过以上结构使转子轴6的端头部位实现了可靠密封，可以防止反应釜内的真空遭到破坏，杜绝介质、润滑油和密封液泄漏，同时各油封的工作温度比较低，使用寿命长。

以上所述仅为本实用新型之较佳可行实施例而已，非因此局限本实用新型的专利保护范围。除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式，例如左右的方向可以互换，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述。