具有快速降温功能的ε-己内酯生产反应釜的制作方法

本实用新型涉及一种反应釜，特别涉及一种具有快速降温功能的ε-己内酯生产反应釜。

（二）、

背景技术：
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ε-己内酯(ε-CL)，英文名ε-caprolactone，分子式为C6H10O2，是一种重要的、应用非常广泛的有机合成化学中间体。ε-己内酯是一种强溶剂，可以溶解许多种类的聚合物，并且ε-己内酯单体也可以和其它单体开环反应后得到己内酯改性衍生物。ε-己内酯的聚合物--聚ε-己内酯（PCL）由于具有很好的生物化学性能（如相容性、降解性），所以广泛应用于可降解高分子医疗器械材料和具有较高附加值的高分子聚合物包装材料。聚ε-己内酯也可与多种聚合物共混或共聚改性，而改性后的聚合物更容易生物降解，从而在很大程度上降低塑料制品的白色污染。

近年来，随着ε-己内酯衍生产品种类的不断增加，其市场需求量不断扩大，对于ε-己内酯生产工艺方面的研究越来越多。现有ε-己内酯生产工艺中有一种是将环己酮、催化剂和30%的过氧化氢作为反应物质放入反应釜中，然后使反应釜升温到80度进行反应，反应结束后，使反应釜降温至室温，这样就可生产出ε-己内酯。然而，由于反应釜是在自然条件下慢慢冷却的，降温时间较长，酸性条件下温度较高导致ε-己内酯发生副反应，使产品的产率降低。

（三）、

技术实现要素：
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本实用新型要解决的技术问题是：提供一种具有快速降温功能的ε-己内酯生产反应釜，该反应釜可提高ε-己内酯的产率，且其自动化程度高、使用方便。

本实用新型的技术方案：

一种具有快速降温功能的ε-己内酯生产反应釜，含有釜体、加热套、温度传感器、电机、减速机、搅拌轴和机架，加热套套在釜体的外侧面和外底面上，釜体的上部封闭，机架安装在釜体的上表面中间，减速机安装在机架上面，电机安装在减速机上面，搅拌轴和电机的转轴均竖直设置，电机的转轴与减速机的输入轴联接，减速机的输出轴向下穿过机架的上表面进入机架中，再通过机架中的联轴器与搅拌轴联接，搅拌轴向下穿过釜体的上部后伸入到釜体内，搅拌轴上横向伸出有N个搅拌桨，N个搅拌桨位于釜体内，温度传感器从釜体的上表面插入釜体内，釜体的上部还设有投料口，该反应釜还含有制冷机、呈盘状的铜管和控制电路，呈盘状的铜管设置在釜体内，呈盘状的铜管套在搅拌轴和搅拌桨的四周且不与搅拌轴和搅拌桨接触，制冷机和控制电路设置在釜体外，釜体的底部设有出料管，出料管上设有阀门，呈盘状的铜管的两端从釜体的上部穿出釜体后再分别与制冷机的冷媒输出口和冷媒入口连通，冷媒可采用乙二醇；控制电路含有单片机、第一驱动模块、第二驱动模块、第三驱动模块、显示器、控制按键和AC-DC变换器，温度传感器的输出端与单片机的温度信号输入端连接，单片机的加热控制输出端、搅拌控制输出端和制冷控制输出端分别通过第一驱动模块、第二驱动模块和第三驱动模块与加热套、电机和制冷机连接，显示器与单片机的串行显示口连接，控制按键与单片机的按键输入端连接，外部输入的交流市电通过AC-DC变换器给单片机、第一驱动模块、第二驱动模块、第三驱动模块、显示器和温度传感器供电。

搅拌轴与釜体的上部密封转动连接，温度传感器与釜体的上部密封连接，铜管与釜体的上部密封连接；搅拌轴上横向伸出有2个搅拌桨，2个搅拌桨分别位于搅拌轴的中部和下端。

釜体的底部设有支撑脚，出料管的下端高于支撑脚的底部；加热套和釜体之间通过连接柱连接。

第一驱动模块中含有第一三极管和第一继电器，单片机的加热控制输出端通过第一三极管与第一继电器的线圈连接，第一继电器的触点串接在加热套的供电回路中；第二驱动模块中含有第二三极管和第二继电器，单片机的搅拌控制输出端通过第二三极管与第二继电器的线圈连接，第二继电器的触点串接在电机的供电回路中；第三驱动模块中含有第三三极管和第三继电器，单片机的制冷控制输出端通过第三三极管与第三继电器的线圈连接，第三继电器的触点串接在制冷机的供电回路中。

单片机的型号为：AT89C2051；显示器为数码液晶显示器；控制按键含有设置键、上键、下键和启动键。

使用该ε-己内酯生产反应釜时，可先操作控制按键选择反应的加热温度、加热时间、搅拌时间、冷却温度和冷却时间等参数，然后启动反应釜，反应釜即可按照设定的参数工作，使用非常方便。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型在釜体内设置呈盘状的铜管，铜管的两端从釜体的上部穿出釜体后再分别与制冷机的冷媒输出口和冷媒入口连通，这样，在ε-己内酯反应的后期可开启制冷机，使冷媒在铜管中循环，从而达到快速降低釜体内温度的目的，防止ε-己内酯发生副反应，提高了ε-己内酯的产率。

2、本实用新型的控制电路可自动控制反应釜内的加热温度、加热时间、搅拌时间、冷却温度和冷却时间等参数，且这些参数可通过显示器和控制按键主动设置，因此，本实用新型自动化程度高、使用方便。

（四）、附图说明：

图1为具有快速降温功能的ε-己内酯生产反应釜的结构示意图；

图2为控制电路的电路原理示意图。

（五）、具体实施方式：

参见图1～图2，图中，具有快速降温功能的ε-己内酯生产反应釜含有釜体1、加热套2、温度传感器3、电机4、减速机5、搅拌轴9和机架6，加热套2套在釜体1的外侧面和外底面上，釜体1的上部封闭，机架6安装在釜体1的上表面中间，减速机5安装在机架6上面，电机4安装在减速机5上面，搅拌轴9和电机4的转轴均竖直设置，电机4的转轴与减速机5的输入轴联接，减速机5的输出轴7向下穿过机架6的上表面进入机架6中，再通过机架6中的联轴器8与搅拌轴9联接，搅拌轴9向下穿过釜体1的上部后伸入到釜体1内，搅拌轴9上横向伸出有N个搅拌桨10，N个搅拌桨10位于釜体1内，温度传感器3从釜体1的上表面插入釜体1内，釜体1的上部还设有投料口11，该反应釜还含有制冷机12、呈盘状的铜管13和控制电路，呈盘状的铜管13设置在釜体1内，呈盘状的铜管13套在搅拌轴9和搅拌桨10的四周且不与搅拌轴9和搅拌桨10接触，制冷机12和控制电路设置在釜体1外，釜体1的底部设有出料管14，出料管14上设有阀门15，呈盘状的铜管13的两端从釜体1的上部穿出釜体1后再分别与制冷机12的冷媒输出口和冷媒入口连通，冷媒可采用乙二醇；控制电路含有单片机U1、第一驱动模块、第二驱动模块、第三驱动模块、显示器、控制按键（K1，K2，K3和K4）和AC-DC变换器，温度传感器3的输出端与单片机U1的温度信号输入端P1.0连接，单片机U1的加热控制输出端P3.2、搅拌控制输出端P3.3和制冷控制输出端P3.4分别通过第一驱动模块、第二驱动模块和第三驱动模块与加热套2、电机4和制冷机12连接，显示器与单片机U1的串行显示口（P1.5和P1.6）连接，控制按键（K1，K2，K3和K4）与单片机U1的按键输入端（P1.1，P1.2，P1.3和P1.4)连接，外部输入的交流市电通过AC-DC变换器给单片机U1、第一驱动模块、第二驱动模块、第三驱动模块、显示器和温度传感器3供电。

搅拌轴9与釜体1的上部密封转动连接，温度传感器3与釜体1的上部密封连接，铜管13与釜体1的上部密封连接；搅拌轴9上横向伸出有2个搅拌桨10，2个搅拌桨10分别位于搅拌轴9的中部和下端。

釜体1的底部设有支撑脚16，出料管14的下端高于支撑脚16的底部；加热套2和釜体1之间通过连接柱17连接。

第一驱动模块中含有第一三极管T1和第一继电器J1，单片机U1的加热控制输出端P3.2通过第一三极管T1与第一继电器J1的线圈连接，第一继电器J1的触点串接在加热套2的供电回路中；第二驱动模块中含有第二三极管T2和第二继电器J2，单片机U1的搅拌控制输出端P3.3通过第二三极管T2与第二继电器J2的线圈连接，第二继电器J2的触点串接在电机4的供电回路中；第三驱动模块中含有第三三极管T3和第三继电器J3，单片机U1的制冷控制输出端P3.4通过第三三极管T3与第三继电器J3的线圈连接，第三继电器J3的触点串接在制冷机12的供电回路中。

单片机U1的型号为：AT89C2051；显示器为数码液晶显示器；控制按键（K1，K2，K3和K4）含有设置键、上键、下键和启动键。

使用该ε-己内酯生产反应釜时，可先操作控制按键（K1，K2，K3和K4）选择反应的加热温度、加热时间、搅拌时间、冷却温度和冷却时间等参数，然后启动反应釜，反应釜即可按照设定的参数工作，使用非常方便。