一种转鼓搅拌增粘装置的制作方法

本实用新型涉及一种转鼓搅拌增粘装置，属于高粘聚合物生产制造设备技术领域。

背景技术：

聚酯（PET）固相缩聚增粘产品已得到广泛应用，聚酯固相缩聚增粘是将具有一定分子量的聚酯预聚体加热到其熔点以下玻璃化温度以上，通过抽真空或惰性气体的保护并带走小分子产物，使缩聚反应得到继续。传统上采用真空转鼓进行固相缩聚，采用转鼓加热油管作用在于使转鼓中的聚酯切片按照设定曲线升温，使其在固态下可以达到反应条件。

公告号为CN 201276613Y的中国实用新型公开了一种辅助电加热的转鼓装置，在转鼓的投料口和出料口附近设置了电加热棒。虽然提高了生产效率，但是综合能耗比较高，对企业的电力容量提出了更高的要求。

公开号为CN 104324663 A的中国发明专利申请公开了一种转鼓加热装置，在转鼓中设有多根第一加热油管，多根第一加热油管沿转鼓的内壁均匀分布，转鼓中还设有两根相互垂直、并贯通于转鼓的第二加热油管。该转鼓加热装置虽然增加了第二加热油管，但是总体的加热面积仍然比较小，总体加热时间仍然比较长。

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，提供一种转鼓搅拌增粘装置，加热面积大，物料混合搅拌效果好，物料受热均匀、干燥及固相聚合速度快。

为解决以上技术问题，本实用新型的一种转鼓搅拌增粘装置，包括转鼓壳体，所述转鼓壳体包括相互嵌套且共轴线的转鼓内壳和转鼓外壳，所述转鼓壳体长度方向的轴线与水平面呈25°～33°夹角，所述转鼓壳体的左、右侧角部分别设有共轴线且沿水平线向外延伸的转鼓轴，所述转鼓轴分别通过轴承座支撑在支座上，所述转鼓壳体由转鼓驱动机构驱动转动，所述转鼓壳体的上侧或下侧角部设有进出料口，所述转鼓内壳的内腔设有用于抽气的抽气帽，所述转鼓内壳和转鼓外壳之间设有夹套加热腔，所述转鼓内壳的内腔沿转鼓内壳的长度方向设有多道导热油加热板，各所述导热油加热板的中心设有加热板中心孔，各所述导热油加热板与所述转鼓内壳相接触的圆周上均匀分布有多个加热板物料通孔。

相对于现有技术，本实用新型取得了以下有益效果：当进出料口朝上时，将物料从进出料口投入转鼓壳体的内腔，然后将进出料口关闭；转鼓壳体在转鼓驱动机构的驱动下旋转，物料在转鼓壳体内腔被反复翻转，夹套加热腔和各道导热油加热板对物料进行双重加热，使物料迅速干燥并被加热到其熔点以下玻璃化温度以上，通过抽气帽将加热产生的小分子产物抽出，使缩聚反应得到继续，物料迅速增粘，物料可以从加热板中心孔和各导热油加热板圆周上的加热板物料通孔穿越，向下方流动。转鼓壳体的轴线与水平面呈25°～33°夹角既可以保证物料在转鼓壳体内腔的轴向流动性，又能避免物料过于堆积在下方角部，保持较大的散布面积，使物料与夹套加热面和导热油加热盘管具有更大的换热面积。

作为本实用新型的改进，所述转鼓轴均为空心轴，其中一根转鼓轴为抽真空端转鼓轴，另一根转鼓轴为导热油进出端转鼓轴，所述抽真空端转鼓轴的外端头安装有抽真空端旋转接头，所述抽真空端旋转接头的中心管沿所述抽真空端转鼓轴的中心孔伸入所述转鼓内壳的内腔且拐弯向上，所述抽气帽安装在所述抽真空端旋转接头中心管的内端头上部，所述抽真空端旋转接头中心管的外端头伸出所述抽真空端旋转接头外且连接有抽真空口。抽真空口与负压系统相连接，抽真空端转鼓轴在转动时，抽真空端旋转接头的中心管保持不动，抽气帽的顶部始终朝上且始终位于转鼓壳体内腔的上半部，保证抽真空的效果且避免物料颗粒落入抽气帽内腔。

作为本实用新型的进一步改进，所述导热油进出端转鼓轴的外端头安装有导热油进出端旋转接头，沿所述导热油进出端旋转接头的轴线设有导热油进出端旋转接头中心管，所述导热油进出端旋转接头中心管与所述导热油进出端旋转接头的壳体之间设有旋转接头进油腔，所述旋转接头进油腔与所述导热油进出端转鼓轴的中心孔道相连通，所述导热油进出端旋转接头的壳体圆周上部设有旋转接头导热油进口，所述导热油进出端转鼓轴的圆周上均匀分布有多个与所述夹套加热腔相通的转鼓轴透油孔；所述转鼓外壳远离导热油进出端转鼓轴的中心设有夹套加热腔导热油出口。导热油进出端转鼓轴在随转鼓壳体转动过程中，导热油进出端旋转接头中心管保持不动，高温导热油从导热油进出端旋转接头壳体圆周上的旋转接头导热油进口进入导热油进出端旋转接头中心管与导热油进出端旋转接头壳体之间的旋转接头进油腔，然后进入导热油进出端转鼓轴的中心孔道，从转鼓轴透油孔进入夹套加热腔，充满夹套加热腔并向左流动，直至从转鼓外壳左端部中心的夹套加热腔导热油出口流出；保证了夹套加热腔的温度场均匀，从外部对物料进行加热。

作为本实用新型的进一步改进，各所述导热油加热板的内腔被内隔板分割为至少两个分腔室，各分腔室的两端分别连接有伸出所述转鼓外壳外的加热板导热油接口，同一道各导热油加热板的各分腔室之间形成并联；或通过沿周向延伸的周向连通管连接各加热板导热油接口使同一道导热油加热板的各分腔室之间依次串联。各导热油加热板进口端的加热板导热油接口并接，各导热油加热板出口端的加热板导热油接口并接，即形成了各分腔室之间的并联；该状态下导热油同时进入导热油加热板的各分腔室，既保证了导热油在导热油加热板中均匀流动，避免出现短流现象，又减小了导热油加热板中的流动阻力。所述转鼓外壳的外壁设有多个周向连通管，各所述周向连通管分别连接各导热油加热板的加热板导热油接口即可使各导热油加热板的各分腔室之间形成串联；在各导热油加热板中，导热油从一个腔室流出后，通过周向连通管及加热板导热油接口依次进入下一个分腔室，如此实现同一块导热油加热板中各分腔室的依次串联，大大延长了导热油在各导热油加热板中的流动长度、停留时间及流动速度，提高了换热效果，且保证转鼓壳体内腔的全圆周方向的加热强度一致，不会出现短流现象。

作为本实用新型的进一步改进，所述转鼓外壳的外壁设有多个沿轴向延伸的轴向连通管，各所述轴向连通管分别连接轴向相邻两道导热油加热板的加热板导热油接口使各所述导热油加热板在轴向依次形成串联。沿轴向的各道导热油加热板通过轴向连通管依次串联，既实现了导热油在每个导热油加热板中环绕一周流动，又实现了轴向依次经过各道导热油加热板的流动，使得总体的加热面积极大，导热油的流动长度及停留时间极长，且在圆周方向及轴向均无死角，确保加热的均匀高效。

作为本实用新型的进一步改进，所述夹套加热腔导热油出口连接有导热油总连通管，所述导热油总连通管沿所述转鼓外壳的外壁延伸且与最靠近夹套加热腔导热油出口的首端加热板导热油接口相连；最靠近导热油进出端转鼓轴的尾端加热板导热油接口与导热油回流管的一端相连，所述导热油回流管的另一端伸入所述导热油进出端转鼓轴的内腔并且与所述导热油进出端旋转接头中心管的内端头相连接，所述导热油进出端旋转接头中心管的外端头从所述导热油进出端旋转接头壳体中伸出且设有旋转接头导热油出口。夹套加热腔内的导热油从夹套加热腔导热油出口流出后通过导热油总连通管进入左侧第一道导热油加热板，在第一道导热油加热板的各分腔室依次流动一周后进入第二道导热油加热板，然后第二道导热油加热板的各分腔室依次流动一周后进入第三道导热油加热板，以此类推；导热油从最右边一道导热油加热板的加热板导热油接口流出后，进入导热油回流管，再从导热油回流管进入导热油进出端旋转接头中心管，最后从旋转接头导热油出口流出。这样各导热油加热板之间形成了串联关系，并且各导热油加热板整体与夹套加热腔形成串联关系，保证所有导热油均先进入夹套加热腔，后进入导热油加热板，避免发生短流或区域流量不均匀。

作为本实用新型的进一步改进，各所述导热油加热板的端面之间分别通过支撑板相互连接，所述支撑板在所述转鼓内壳的内壁呈放射状均匀设置有多个；各所述导热油加热板的端面之间还分别通过支撑杆相互连接，各所述支撑杆分布在用一个圆周上。各支撑板强化了各导热油加热板和转鼓内壳之间的连接，与各支撑杆共同将各导热油加热板连接起来，使各导热油加热板的整体强度更高。

作为本实用新型的进一步改进，所述转鼓内壳由位于内层的内壳不锈钢板和位于外层的内壳碳钢板复合而成，所述转鼓外壳为碳钢板，所述内壳碳钢板与所述转鼓外壳之间均匀连接有多个碳钢支撑管。与物料接触的是内壳不锈钢板，可以确保物料不会受到污染，在内壳不锈钢板外侧复合内壳碳钢板，可以提高整个转鼓内壳的强度，减薄转鼓内壳的壁厚，使设备整体重量轻，制造成本低；内壳碳钢板及转鼓外壳与碳钢支撑管采用相同材质，保证了碳钢支撑管两端的焊接性能。由于转鼓在工作中需要频繁地升温降温，内壳碳钢板及转鼓外壳与碳钢支撑管采用相同材质，具有相同的热膨胀系数，可以减小升降温过程产生的热应力，避免焊缝被撕裂。

作为本实用新型的进一步改进，所述转鼓驱动机构与所述抽真空端转鼓轴位于同一侧，所述转鼓驱动机构包括由主电机驱动的减速机，所述减速机的输出轴上安装有主链轮，所述抽真空端转鼓轴上安装有转鼓轴链轮，所述转鼓轴链轮与所述主链轮通过链条传动连接。出于抽真空的需要，导热油进出端旋转接头中心管的直径比较大，导致抽真空端转鼓轴比导热油进出端转鼓轴的直径更大，强度也更高，抽真空端转鼓轴上更加便于开设键槽和轴肩，通过键和轴肩实现转鼓轴链轮的径向与轴向固定；且抽真空端转鼓轴中没有高温导热油通过，即使在工作中发生裂纹或者断裂，不会有高温导热油溅出，避免发生重大安全事故。

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为本实用新型转鼓搅拌增粘装置的主视图。

图2为图1中转鼓内壳内腔的横截面示意图。

图3为图2中导热油加热板内部各分腔室为并联的流道图。

图4为图2中导热油加热板内部各分腔室为串联的流道图。

图中：1.转鼓外壳；1a.夹套加热腔导热油出口；2.转鼓内壳；3.碳钢支撑管；4.进出料口；5.抽真空端转鼓轴；6.抽真空端旋转接头；6a.抽真空端旋转接头中心管；6b.抽真空口；6c.抽气帽；6d.温度检测探头；7.导热油进出端转鼓轴；8.导热油进出端旋转接头；8a.旋转接头导热油进口；8b.导热油进出端旋转接头中心管；8c.旋转接头导热油出口；8d.转鼓轴透油孔；9.导热油加热板；9a.加热板中心孔；9b.加热板物料通孔；9c.加热板导热油接口；9d.内隔板；10.导热油总连通管；11.周向连通管；12.轴向连通管；13.导热油回流管； 14.支撑板；15.支撑杆；16.主电机；17.减速机；18.主链轮；19.链条；20.转鼓轴链轮；21.轴承座；22.支座；23.取样管；23a.密封管帽；V1.第一取样阀；V2.第二取样阀。

具体实施方式

如图1至图4所示，本实用新型的转鼓搅拌增粘装置包括转鼓壳体，转鼓壳体包括相互嵌套且共轴线的转鼓内壳2和转鼓外壳1，转鼓壳体长度方向的轴线与水平面呈25°～33°夹角，转鼓壳体的左、右侧角部分别设有共轴线且沿水平线向外延伸的转鼓轴，转鼓轴分别通过轴承座21支撑在支座22上，转鼓壳体由转鼓驱动机构驱动转动，转鼓壳体的上侧或下侧角部设有进出料口4，转鼓内壳2的内腔设有用于抽气的抽气帽6c，转鼓内壳2和转鼓外壳1之间设有夹套加热腔，转鼓内壳2的内腔沿转鼓内壳2的长度方向设有多道导热油加热板9，各导热油加热板9的中心设有加热板中心孔9a，各导热油加热板9与转鼓内壳2相接触的圆周上均匀分布有多个加热板物料通孔9b。

当进出料口4朝上时，将物料从进出料口4投入转鼓壳体的内腔，然后将进出料口4关闭；转鼓壳体在转鼓驱动机构的驱动下旋转，物料在转鼓壳体内腔被反复翻转，夹套加热腔和各道导热油加热板9对物料进行双重加热，使物料迅速干燥并被加热到其熔点以下玻璃化温度以上，通过抽气帽6c将加热产生的小分子产物抽出，使缩聚反应得到继续，物料迅速增粘，物料可以从加热板中心孔9a和各导热油加热板9圆周上的加热板物料通孔9b穿越，向下方流动。转鼓壳体的轴线与水平面呈25°～33°夹角既可以保证物料在转鼓壳体内腔的轴向流动性，又能避免物料过于堆积在下方角部，保持较大的散布面积，使物料与夹套加热面和导热油加热盘管具有更大的换热面积。

转鼓轴均为空心轴，其中一根转鼓轴为抽真空端转鼓轴5，另一根转鼓轴为导热油进出端转鼓轴7，抽真空端转鼓轴5的外端头安装有抽真空端旋转接头6，抽真空端旋转接头6的中心管沿抽真空端转鼓轴5的中心孔伸入转鼓内壳2的内腔且拐弯向上，抽气帽6c安装在抽真空端旋转接头中心管6a的内端头上部，抽真空端旋转接头中心管6a的外端头伸出抽真空端旋转接头6外且连接有抽真空口6b。抽真空口6b与负压系统相连接，抽真空端转鼓轴5在转动时，抽真空端旋转接头中心管6a保持不动，抽气帽6c的顶部始终朝上且始终位于转鼓壳体内腔的上半部，保证抽真空的效果且避免物料颗粒落入抽气帽6c内腔。

温度检测探头6d从抽真空端旋转接头中心管6a的外端头沿抽真空端旋转接头中心管6a的轴线向内延伸，直至插入转鼓内壳2的内腔，以检测转鼓内壳2内腔的温度，由于抽真空端旋转接头中心管6a内流动的是从转鼓内壳2内腔被抽出的小分子，未与高温导热油形成接触，因此检测到的内腔温度非常准确。

导热油进出端转鼓轴7的外端头安装有导热油进出端旋转接头8，沿导热油进出端旋转接头8的轴线设有导热油进出端旋转接头中心管8b，导热油进出端旋转接头中心管8b与导热油进出端旋转接头8的壳体之间设有旋转接头进油腔，旋转接头进油腔与导热油进出端转鼓轴7的中心孔道相连通，导热油进出端旋转接头8的壳体圆周上部设有旋转接头导热油进口8a，导热油进出端转鼓轴7的圆周上均匀分布有多个与夹套加热腔相通的转鼓轴透油孔8d；转鼓外壳1远离导热油进出端转鼓轴7的中心设有夹套加热腔导热油出口1a。

导热油进出端转鼓轴7在随转鼓壳体转动过程中，导热油进出端旋转接头中心管8b保持不动，高温导热油从导热油进出端旋转接头壳体圆周上的旋转接头导热油进口8a进入导热油进出端旋转接头中心管8b与导热油进出端旋转接头壳体之间的旋转接头进油腔，然后进入导热油进出端转鼓轴7的中心孔道，从转鼓轴透油孔8d进入夹套加热腔，充满夹套加热腔并向左流动，直至从转鼓外壳1左端部中心的夹套加热腔导热油出口1a流出；保证了夹套加热腔的温度场均匀，从外部对物料进行加热。

各导热油加热板9的内腔被内隔板9d分割为至少两个分腔室，各分腔室的两端分别连接有伸出转鼓外壳1外的加热板导热油接口9c。

如图3所示，各导热油加热板进口端的加热板导热油接口并接，各导热油加热板出口端的加热板导热油接口并接，即形成了各分腔室之间的并联；该状态下导热油同时进入导热油加热板的各分腔室，既保证了导热油在导热油加热板中均匀流动，避免出现短流现象，又减小了导热油加热板中的流动阻力。

如图4所示，转鼓外壳1的外壁设有多个沿周向延伸的周向连通管11，各周向连通管11分别连接各导热油加热板9的加热板导热油接口9c使各导热油加热板9的各分腔室之间形成串联。在各导热油加热板9中，导热油从一个腔室流出后，通过周向连通管11及加热板导热油接口9c依次进入下一个分腔室，如此实现同一块导热油加热板9中各分腔室的依次串联，大大延长了导热油在各导热油加热板9中的流动长度、停留时间及流动速度，提高了换热效果，且保证转鼓壳体内腔的全圆周方向的加热强度一致，不会出现短流现象。

转鼓外壳1的外壁设有多个沿轴向延伸的轴向连通管12，各轴向连通管12分别连接轴向相邻两道导热油加热板9的加热板导热油接口9c使各导热油加热板9在轴向依次形成串联。沿轴向的各道导热油加热板9通过轴向连通管12依次串联，既实现了导热油在每个导热油加热板9中环绕一周流动，又实现了轴向依次经过各道导热油加热板9的流动，使得总体的加热面积极大，导热油的流动长度及停留时间极长，且在圆周方向及轴向均无死角，确保加热的均匀高效。

夹套加热腔导热油出口1a连接有导热油总连通管10，导热油总连通管10沿转鼓外壳1的外壁延伸且与最靠近夹套加热腔导热油出口1a的首端加热板导热油接口9c相连；最靠近导热油进出端转鼓轴7的尾端加热板导热油接口9c与导热油回流管13的一端相连，导热油回流管13的另一端伸入导热油进出端转鼓轴7的内腔并且与导热油进出端旋转接头中心管8b的内端头相连接，导热油进出端旋转接头中心管8b的外端头从导热油进出端旋转接头壳体中伸出且设有旋转接头导热油出口8c。

夹套加热腔内的导热油从夹套加热腔导热油出口1a流出后通过导热油总连通管10进入左侧第一道导热油加热板9，在第一道导热油加热板9的各分腔室依次流动一周后进入第二道导热油加热板，然后第二道导热油加热板的各分腔室依次流动一周后进入第三道导热油加热板，以此类推；导热油从最末一道导热油加热板的加热板导热油接口9c流出后，进入导热油回流管13，再从导热油回流管13进入导热油进出端旋转接头中心管8b，最后从旋转接头导热油出口8c流出。这样各导热油加热板9之间形成了串联关系，并且各导热油加热板9整体与夹套加热腔形成串联关系，保证所有导热油均先进入夹套加热腔，后进入导热油加热板9，避免发生短流或区域流量不均匀。

各导热油加热板9的端面之间分别通过支撑板14相互连接，支撑板14在转鼓内壳2的内壁呈放射状均匀设置有多个；各导热油加热板9的端面之间还分别通过支撑杆15相互连接，各支撑杆15分布在用一个圆周上。各支撑板14强化了各导热油加热板9和转鼓内壳2之间的连接，与各支撑杆15共同将各导热油加热板9连接起来，使各导热油加热板9的整体强度更高。

转鼓内壳2由位于内层的内壳不锈钢板和位于外层的内壳碳钢板复合而成，转鼓外壳1为碳钢板，内壳碳钢板与转鼓外壳1之间均匀连接有多个碳钢支撑管3。与物料接触的内壳不锈钢板采用S30408不锈钢板，可以确保物料不会受到污染；在内壳不锈钢板外侧复合Q345R内壳碳钢板，S30408不锈钢板在250℃时的许用应力为122MPa，厚度为3～16mm 的Q345R内壳碳钢板在250℃时的许用应力为167MPa，厚度为16～36mm 的Q345R内壳碳钢板在250℃时的许用应力为157Mpa；S30408不锈钢板在200℃时的导热系数为17.45W/mK，Q345R内壳碳钢板在200℃时的导热系数为44.19W/mK。采用本实用新型的复合层结构可以提高整个转鼓内壳2的强度，减薄转鼓内壳2的壁厚，使设备整体重量轻，制造成本低；内壳碳钢板的导热系数比内壳不锈钢板的导热系数高出一倍以上，提高了夹套加热腔的传热效率。此外，内壳碳钢板及转鼓外壳1与碳钢支撑管3采用相同材质，保证了碳钢支撑管3两端的焊接性能。由于转鼓在工作中需要频繁地升温降温，内壳碳钢板及转鼓外壳1与碳钢支撑管3采用相同材质，具有相同的热膨胀系数，可以减小升降温过程产生的热应力，避免焊缝被撕裂。

转鼓驱动机构与抽真空端转鼓轴5位于同一侧，转鼓驱动机构包括由主电机16驱动的减速机17，减速机17的输出轴上安装有主链轮18，抽真空端转鼓轴5上安装有转鼓轴链轮20，转鼓轴链轮20与主链轮18通过链条19传动连接。出于抽真空的需要，导热油进出端旋转接头中心管8b的直径比较大，导致抽真空端转鼓轴5比导热油进出端转鼓轴7的直径更大，强度也更高，抽真空端转鼓轴5上更加便于开设键槽和轴肩，通过键和轴肩实现转鼓轴链轮20的径向与轴向固定；且抽真空端转鼓轴5中没有高温导热油通过，即使在工作中发生裂纹或者断裂，不会有高温导热油溅出，避免发生重大安全事故。

转鼓壳体的轴线与水平面之间的夹角为28°，可以确保出料时封头底部物料无残留。

转鼓轴链轮20与主链轮18的齿数比为1:3，转鼓轴链轮20的转速在2转/分钟以下。由于转鼓的重量比较大，停车和启动所消耗功率比较大，将转鼓轴链轮20与主链轮18的齿数比设为1:3，以及将转鼓轴链轮20的转速控制在2转/分钟以下，可以减缓启动对转鼓驱动机构的冲击。

转鼓壳体的圆周上连接有取样管15，取样管15上由内向外串联安装有第一取样阀V1和第二取样阀V2，取样管15的外管口旋接有密封管帽15a。取样时，将转鼓壳体旋转至取样管15向下的位置，旋掉密封管帽15a，先打开第一取样阀V1，使物料颗粒落至第一取样阀V1和第二取样阀V2之间，然后关闭第一取样阀V1，再打开第二取样阀V2，物料颗粒落下，再关闭第二取样阀V2，旋紧密封管帽15a，这样可以确保取样时不会破坏转鼓内腔的真空度。

转鼓壳体的圆周上连接有取样管23，取样管23上由内向外串联安装有第一取样阀V1和第二取样阀V2，取样管23的外管口旋接有密封管帽23a。取样时，将转鼓壳体旋转至取样管23向下的位置，旋掉密封管帽23a，先打开第一取样阀V1，使物料颗粒落至第一取样阀V1和第二取样阀V2之间，然后关闭第一取样阀V1，再打开第二取样阀V2，物料颗粒落下，再关闭第二取样阀V2，旋紧密封管帽23a，这样可以确保取样时不会破坏转鼓内腔的真空度。

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。