一种用于氰酸酯聚合的易降温反应釜的制作方法

1.本实用新型属于化工设备技术领域，具体地，涉及一种用于氰酸酯聚合的易降温反应釜。


背景技术：

2.现有的氰酸酯聚合工艺为：将反应原料一次性投料进反应釜中，快速升温至单体融化后开启搅拌，然后继续升温，实时监测物料的聚合度和粘度变化，当聚合度和粘度到达工艺指标后，向反应釜中加入丁酮降温终止反应。该氰酸酯聚合工艺要求反应釜有高效的冷却能力，当反应釜的冷却降温能力不足时，聚合反应容易失控，使整个反应体系放出大量热量，导致反应釜内压力骤增，产生危险事故。因此设计一种用于氰酸酯聚合的易降温反应釜，是该工艺亟需解决的问题。
3.实用新型专利cn211216685u公开了一种聚合反应釜用的快速降温系统，通过设置降温机构，两个输送泵将冷却箱内部的冷却水输送至第一冷却腔和第二冷却腔内部，内隔离壳表面设有环形冷却槽，增加了内隔离壳内部的物料与第一冷却腔和第二冷却腔的接触面积，冷却水进入到第一冷却腔和第二冷却腔内部后对内隔离壳进行分割快速降温，之后内部吸收热量的冷却水通过出水管输送到冷凝器内部进行降温后进入到冷却箱内部，与现有技术相比，采用分隔降温的方式，将内隔离壳内部的热量进行分隔降温，减少冷却水之间的热传导，提升冷却水吸收热量的效率，同时增加内隔离壳内部空间与冷却水的接触面积，从而提升降温速度；但是，该降温系统占用了反应釜内部的大量空间，且隔离壳内部的物料不能很好的流通，影响物料成分的一致性。


技术实现要素：

4.为解决现有技术中存在的氰酸酯聚合反应釜冷却降温能力不足的技术问题，本实用新型提供了一种用于氰酸酯聚合的易降温反应釜。
5.本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：
6.一种用于氰酸酯聚合的易降温反应釜，包括釜体组件、盖体组件和搅拌机构，所述盖体组件安装于釜体组件上方，所述搅拌机构安装于盖体组件上；
7.所述釜体组件包括釜体本体，所述釜体本体的外侧中部环绕固定有第一冷却壳，所述第一冷却壳与釜体本体之间形成第一空腔，第一冷却壳的外侧设有第二冷却壳，所述第二冷却壳套接固定于釜体本体的外壁上，所述第二冷却壳与釜体本体之间形成第二空腔；
8.所述盖体组件包括盖体本体，所述盖体本体的上方套接固定有第三冷却壳，所述第三冷却壳与盖体本体之间形成第三空腔；所述盖体本体的底端与釜体本体的顶端配合固定。
9.进一步地，所述第二冷却壳的一侧下方设有第二进口，第二冷却壳的另一侧上方设有第二出口，所述第二进口和第二出口均与第二空腔相连通；所述第一冷却壳的一侧下
方设有第一进口，第一冷却壳的另一侧上方设有第一出口，所述第一进口和第一出口均贯穿第二冷却壳与第一空腔相连通；所述釜体本体的底端设有出料口，所述出料口的底端安装固定有出料阀。
10.进一步地，所述第三冷却壳的顶端一侧设有第三进口，第三冷却壳的顶端另一侧设有第三出口，所述第三进口和第三出口均与第三空腔相连通；所述盖体本体的顶部设有若干均匀分布的进料管，所述进料管贯穿第三冷却壳与盖体本体内部相连通。
11.进一步地，所述搅拌机构包括电机、固定套和搅拌轴，所述固定套的底端固定连接有安装座，所述安装座的周侧底端与盖体本体固定连接，安装座的周侧顶端与第三冷却壳固定连接，固定套的顶端与电机固定连接，所述搅拌轴的顶端位于固定套内部，搅拌轴顶端与电机的输出端通过联轴器固定连接，搅拌轴与安装座转动连接，搅拌轴的底端转动安装有支座，所述支座与釜体本体的底端内壁固定连接，支座的上方设有搅拌桨，所述搅拌桨与搅拌轴固定连接，搅拌桨的上方设有搅拌框，所述搅拌框与搅拌轴固定连接。
12.进一步地，所述第二冷却壳的外侧安装有温度表，所述温度表的测温端位于釜体本体内部。
13.进一步地，所述第三冷却壳的顶端安装有压力表，所述压力表的检测端位于盖体本体的内部。
14.本实用新型的有益效果：
15.本实用新型通过在釜体本体的外侧设置第一冷却壳和第二冷却壳，分别形成第一空腔和第二空腔，向第一空腔中注入冷却介质后，对釜体本体中部的物料进行快速换热冷却，向第二空腔中注入冷却介质后，对釜体本体底部的物料进行快速换热冷却，同时第二空腔中的大量冷却介质还能对第一空腔中的冷却介质进行冷却，保证釜体本体中部物料较高的降温效率；位于底部的搅拌桨可以将釜体本体底部物料向上翻涌，同时搅拌框可以将向上翻涌的物料加速转动到釜体本体的内壁上，使物料能够充分的与第一空腔和第二空腔进行换热降温；
16.本实用新型通过在盖体本体上方设置第三冷却壳形成第三空腔，第三空腔内注入冷却介质后，可将盖体本体内的高温蒸汽进行冷却，一方面可以降低高温蒸汽的压力，提升反应釜整体的使用安全性；另一方面降低高温蒸汽的温度有利于釜体本体内部物料的冷却，并能够进一步加快物料的降温效率。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本实用新型一种用于氰酸酯聚合的易降温反应釜的结构示意图；
19.图2为本实用新型釜体组件的结构示意图；
20.图3为本实用新型盖体组件的结构示意图；
21.图4为本实用新型搅拌机构的结构示意图。
22.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
23.1、釜体组件；101、釜体本体；102、第一冷却壳；1021、第一进口；1022、第一出口；103、第二冷却壳；1031、第二进口；1032、第二出口；104、出料阀；2、盖体组件；201、盖体本体；202、第三冷却壳；2021、第三进口；2022、第三出口；203、进料管；204、安装座；3、搅拌机构；301、电机；302、固定套；303、搅拌轴；304、搅拌框；305、搅拌桨；306、支座；4、温度表；5、压力表。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.请参阅图1
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4所示，一种用于氰酸酯聚合的易降温反应釜，包括釜体组件1、盖体组件2和搅拌机构3，所述盖体组件2安装于釜体组件1上方，所述搅拌机构3安装于盖体组件2上；
26.所述釜体组件1包括釜体本体101，所述釜体本体101的外侧中部环绕固定有第一冷却壳102，所述第一冷却壳102与釜体本体101之间形成第一空腔，第一空腔用于冷却釜体本体101中部的物料，第一冷却壳102的外侧设有第二冷却壳103，所述第二冷却壳103套接固定于釜体本体101的外壁上，所述第二冷却壳103与釜体本体101之间形成第二空腔，第二空腔用于冷却釜体本体101底部的物料，同时也能与第一空腔进行换热；
27.所述盖体组件2包括盖体本体201，所述盖体本体201的上方套接固定有第三冷却壳202，所述第三冷却壳202与盖体本体201之间形成第三空腔，第三空腔用于对盖体本体201内的高温蒸汽进行降温；所述盖体本体201的底端与釜体本体101的顶端配合固定，可以整体拆卸，便于对釜体本体101的内部进行清洗和维修。
28.所述第二冷却壳103的一侧下方设有第二进口1031，第二冷却壳103的另一侧上方设有第二出口1032，所述第二进口1031和第二出口1032均与第二空腔相连通；所述第一冷却壳102的一侧下方设有第一进口1021，第一冷却壳102的另一侧上方设有第一出口1022，所述第一进口1021和第一出口1022均贯穿第二冷却壳103与第一空腔相连通；所述釜体本体101的底端设有出料口，所述出料口的底端安装固定有出料阀104。
29.所述第三冷却壳202的顶端一侧设有第三进口2021，第三冷却壳202的顶端另一侧设有第三出口2022，所述第三进口2021和第三出口2022均与第三空腔相连通；所述盖体本体201的顶部设有若干均匀分布的进料管203，所述进料管203贯穿第三冷却壳202与盖体本体201内部相连通。
30.所述搅拌机构3包括电机301、固定套302和搅拌轴303，所述固定套302的底端固定连接有安装座204，所述安装座204的周侧底端与盖体本体201固定连接，安装座204的周侧顶端与第三冷却壳202固定连接，固定套302的顶端与电机301固定连接，所述搅拌轴303的顶端位于固定套302内部，搅拌轴303顶端与电机301的输出端通过联轴器固定连接，搅拌轴303与安装座204转动连接，搅拌轴303的底端转动安装有支座306，所述支座306与釜体本体101的底端内壁固定连接，支座306使搅拌轴303在搅拌物料过程中更加稳定，支座306的上方设有搅拌桨305，所述搅拌桨305与搅拌轴303固定连接，搅拌桨305的上方设有搅拌框
304，所述搅拌框304与搅拌轴303固定连接，搅拌桨305可以将釜体本体101底部的物料向上翻涌，使物料充分混合，成分均匀，搅拌框304通过旋转将物料推向釜体本体101的内壁，使物料更好的与第一空腔进行换热，有利于物料冷却降温。
31.所述第二冷却壳103的外侧安装有温度表4，所述温度表4的测温端位于釜体本体101内部，便于对物料温度变化进行实时监控，根据温度变化调节冷却介质的流动速度。
32.所述第三冷却壳202的顶端安装有压力表5，所述压力表5的检测端位于盖体本体201的内部，实时监控反应釜内部的压力变化，当压力过大时进行排气泄压，防止出现危险。
33.工作原理：
34.在生产氰酸酯过程中，先将反应原料从进料管203一次性投入釜体本体101内部，升温的同时启动电机301，电机301的输出端带动搅拌轴303转动，搅拌轴303带动搅拌桨305和搅拌框304转动，继续升温，当物料的聚合度和粘度达到工艺标准后，向釜体本体101内加入丁酮并降温终止反应；
35.在降温过程中，从第一进口1021、第二进口1031以及第三进口2021分别向第一空腔、第二空腔和第三空腔中注入冷却介质，冷却介质与釜体本体101内部的物料充分换热后，分别从第一出口1022、第二出口1032和第三出口2022流出，冷却介质经过冷却后重复循环使用；
36.搅拌轴303带动搅拌桨305和搅拌框304转动过程中，搅拌桨305将釜体本体101底部的物料向上翻起，与第二空腔中的冷却介质进行换热，防止底部物料过热，搅拌框304将釜体本体101中部的物料推向侧壁，与第一空腔中的冷却介质进行换热，加快釜体本体101中部物料的降温速率；而盖体本体201内积聚的热蒸汽与第三空腔内的冷却介质进行换热，降低釜体本体101上部和盖体本体201内部的温度，降低反应压力的同时，减少上部热空气对降温的影响，进一步加快反应整体的降温速率；
37.反应结束后，打开出料阀104，将釜体本体101内的物料从出料口排出，完成氰酸酯的聚合过程。
38.在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
39.以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例和说明，所述本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。