一种PVC材料聚合用系统的制作方法

一种pvc材料聚合用系统
技术领域
1.本发明属于化工设备技术领域，具体涉及是一种pvc材料聚合用系统。


背景技术：

2.聚氯乙烯(pvc)是氯乙烯单体(vcm)在过氧化物、偶氮化合物等引发剂，或在光、热作用下按自由基聚合反应机理聚合而成的聚合物。pvc的聚合原理是在去离子水为分散体系下，以pva为分散剂，过氧化物为引发剂，用纯度为99.99％的vcm聚合成符合各种标准的pvc树脂。vcm聚合反应是放热反应，过程具有滞后、非线性等特点，生产过程中的很大一部分操作是对温度的调控，提高聚合釜的换热能力，是提高设备稳产率的重要一步。
3.现有技术通常有两种方法对pvc聚合釜进行降温：一是采用外盘半管与聚合釜筒体焊接，二是采用内置半管与聚合釜筒体焊接。第一种方法按照带外盘管的大型容器的传统结构设计，由于设置外盘管相当于为筒体施加了外压，因而需要设计更厚的筒体壁厚才能防止筒体失稳变形甚至破裂。壁厚的增加，不仅会引起材料费用增加、制造难度加大，而且撤热效率也会有所降低。第二种方法采用内置半管可以规避外盘管的缺陷。但上述两种方法中，管体与筒体壁之间均采用焊接的方式。在相对狭小的空间内进行大量内置半管与聚合釜筒体的焊接，不仅制造难度大，而且也容易出现pvc积存于盘管与釜的缝隙里，结块且难以清洗的问题，不利于今后运行过程中的检维修；并且由于焊接量较大，会产生较大焊接残余应力，实际生产中会形成很大安全隐患。


技术实现要素：

4.为了弥补现有技术的不足，提高聚合釜的换热能力并减少pvc在角落、缝隙处的积存，本发明提出一种pvc材料聚合用系统。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述一种pvc材料聚合用系统，包括用于聚合反应的反应釜，所述反应釜包括：釜体，所述釜体通过支脚安装在地面上，所述釜体上安装有上盖，所述上盖上开设有进料管，所述釜体的下端安装有出料管；螺旋搅动杆，所述螺旋搅动杆转动安装在上盖上，所述螺旋搅动杆位于釜体内部，所述上盖上安装有电机，所述电机带动螺旋搅动杆转动，所述螺旋搅动杆呈螺旋形状；旋转接头，所述旋转接头安装在螺旋搅动杆的上端，所述旋转接头上连接有进液管道和出液管道，所述螺旋搅动杆内开设有进液腔和出液腔，所述进液腔和出液腔在螺旋搅动杆远离电机的一端相互连通，所述旋转接头内部通道分别与进液腔和出液腔连通。
6.优选的，所述进液腔靠近电机的一端的壁厚大于进液腔远离电机的一端的壁厚，所述出液腔靠近电机的一端的壁厚大于出液腔远离电机的一端的壁厚。
7.优选的，所述螺旋搅动杆包括上段管和下段管，所述上段管和下段管的螺旋方向相反，所述上段管与下段管之间通过连接管进行连接。
8.优选的，所述上段管包括进液管和出液管，所述进液管和出液管在螺旋搅动杆远
离电机的一端相互连通，所述进液管与出液管的横截面外轮廓为半圆形，两者组合得到横截面外轮廓为圆形的上段管，所述进液管与出液管之间设置有隔热层，所述上段管、下段管、连接管的内部结构相同且一一对应。
9.优选的，所述进液管与出液管之间存在空隙，所述空隙被围成封闭的空腔，所述空腔内部抽真空处理，所述空腔充当隔热层。
10.优选的，所述螺旋搅动杆上设置有翅片，所述翅片对称设置在隔热层的两侧的进液管和出液管外壁上。
11.优选的，所述进液管上的翅片的导热系数小于出液管上的翅片的导热系数。
12.优选的，所述空腔的内壁上均匀设置有加强筋。
13.优选的，所述釜体的内壁上固定安装有导轨，所述导轨上滑动安装有刮板，所述刮板远离导轨的一端安装有吸附块，所述吸附块通过磁力吸附在釜体内壁上，所述刮板的中间部位安装有被动块，所述连接管的外壁上安装有主动块，所述主动块与被动块之间通过磁性吸引力相互连接、配合。
14.优选的，所述导轨上用于安装刮板的侧壁上设置有倾斜面，所述倾斜面上开设有通孔，所述通孔连通导轨内部与釜体内部。
15.本发明的有益效果如下：1.本发明所述一种pvc材料聚合用系统，通过设置螺旋搅动杆，并将冷却液在螺旋搅动杆内流动，从而通过螺旋搅动杆对反应釜内的原料进行降温，控制反应温度，同时，通过螺旋搅动杆的作用，使得反应釜内不存在盘管与釜之间的缝隙，能够避免pvc积存，降低清洗难以，提升产品质量。
16.2.本发明所述一种pvc材料聚合用系统，通过设置进液管、出液管以及空腔，使得冷却液在进入反应釜与流出反应釜的过程中相对隔离，不会使进入反应釜的冷却液与排出反应釜的冷却液之间发生热交换，影响到对反应釜内热量的热交换，从而影响到反应釜内温度控制效果，导致产品质量不佳。
附图说明
17.下面结合附图对本发明作进一步说明。
18.图1是本发明中的反应釜的主视图；图2是本发明中的反应釜的结构示意图；图3是本发明中螺旋搅动杆横截面的结构示意图；图4是图2中a的放大图；图5为一实施例的连接管与固定筒的立体示意图。
19.图中：釜体1、上盖11、进料管12、出料管13、电机14、螺旋搅动杆2、上段管21、连接管22、下段管23、进液管24、进液腔241、出液管25、出液腔251、空腔26、加强筋27、旋转接头3、进液管道31、出液管道32、翅片4、导轨5、刮板51、倾斜面52、通孔53、吸附块54、被动块55、主动块56。
具体实施方式
20.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结
合具体实施方式，进一步阐述本发明。
21.如图1至图4所示，本发明所述一种pvc材料聚合用系统，包括用于聚合反应的反应釜，所述反应釜包括：釜体1，所述釜体1通过支脚安装在地面上，所述釜体1上安装有上盖11，所述上盖11上开设有进料管12，所述釜体1的下端安装有出料管13；螺旋搅动杆2，所述螺旋搅动杆2转动安装在上盖11上，所述螺旋搅动杆2位于釜体1内部，所述上盖11上安装有电机14，所述电机14带动螺旋搅动杆2转动，所述螺旋搅动杆2呈螺旋形状；旋转接头3，所述旋转接头3安装在螺旋搅动杆2的上端，所述旋转接头3上连接有进液管道31和出液管道32，所述螺旋搅动杆2内开设有进液腔241和出液腔251，所述进液腔241和出液腔251在螺旋搅动杆2远离电机14的一端相互连通，所述旋转接头3内部通道分别与进液腔241和出液腔251连通；在向反应釜内投入原料后，开始pvc聚合反应过程，反应过程中会产生大量的热量，从而需要及时降低反应釜内的温度，以保证pvc聚合反应正常进行，提高产品的质量，同时，通过电机14带动螺旋搅动杆2转动，对反应釜内的原料进行过一定程度上的搅动，使得原料之间充分接触，提高聚合反应效果，同时，在反应釜工作的过程中，将外界的冷却液从旋转接头3上的进液管道31内通入，进而使得冷却液进入到螺旋搅动杆2内的进液腔241、出液腔251，最终从旋转接头3上的出液管道32中排出，从而在外置的循环装置的作用下，实现冷却液的循环流动，通过冷却液的循环流动，有效的将反应釜内部的热s量带出，并控制反应釜内的温度始终处于预先设定的适于聚合反应发生的范围内，此外，由于冷却液在螺旋搅动杆2内流动，且螺旋搅动杆2在聚合反应期间持续转动，能够有效的提高冷却液对反应釜内的原料接触的充分程度，提高对反应釜内产生的热量传递到外界的效果，从而避免随着聚合反应的进行，反应釜内部的原料逐步转变为pvc，使得液体变得粘稠，不易传递热量，引起反应釜内局部热量堆积、出现过热的情况，影响到产品质量以及产生安全隐患，同时，由于通过流动在螺旋搅动杆2内部的冷却液对反应釜进行降温，因此，反应釜的内壁上无需设置冷却盘管，从而避免冷却盘管与反应釜内壁产生夹角，或者盘管自身的结构中存在夹角，导致反应釜内的原料或聚合反应产生的pvc积累在夹角处的缝隙中，难以清理，影响到后续pvc产品的质量。
22.作为本发明一种实施方式，所述进液腔241靠近电机14的一端的壁厚大于进液腔241远离电机14的一端的壁厚，所述出液腔251靠近电机14的一端的壁厚大于出液腔251远离电机14的一端的壁厚；由于冷却液在螺旋搅动杆2内从进液腔241到出液腔251流动后，依旧是从螺旋搅动杆2的上端处的旋转接头3处排出，因此，冷却液在螺旋搅动杆2内向下流动时，冷却液的温度相对较低，冷却液在螺旋搅动杆2内向上流动时，冷却液已经吸收了反应釜内的热量，使得冷却液的温度相对较高，因此，反应釜内越靠近螺旋搅动杆2上端处的原料与冷却液之间的温度差越大，从而使得靠近螺旋搅动杆2上端处的原料能够更加容易传递热量到螺旋搅动杆2内的冷却液中，最终使得反应釜内的上层的原料的温度低于下层的原料的温度，导致反应釜内温度分布不均匀，影响到pvc产品的质量，同时，通过使螺旋搅动杆2内的进液腔241上端的壁厚大于下端的壁厚，来阻碍反应釜内上层的原料与螺旋搅动杆2内的冷却液之
间的热量交换、以及促进下层的原料与螺旋搅动杆2内的冷却液之间的热量交换，尽可能使得反应釜内下层原料与上层原料之间的温度相同，保证pvc产品的质量，同时，依据同样的原理，通过使出液管25的上端的壁厚小于下端的壁厚，尽可能的使反应釜内下层原料与上层原料之间的温度相同，提高pvc产品质量。
23.作为本发明一种实施方式，所述螺旋搅动杆2包括上段管21和下段管23，所述上段管21和下段管23的螺旋方向相反，所述上段管21与下段管23之间通过连接管22进行连接；由于上段管21和下段管23的螺旋方向相反，因此，在螺旋搅动杆2转动的时候，会促进反应釜内的原料向着螺旋搅动杆2上上段管21与下段管23连接处，进一步的使得原料进行充分混合，提高聚合反应的效果。
24.作为本发明一种实施方式，所述上段管21包括进液管24和出液管25，所述进液管24和出液管25在螺旋搅动杆2远离电机14的一端相互连通，所述进液管24与出液管25的横截面外轮廓为半圆形，两者组合得到横截面外轮廓为圆形的上段管21，所述进液管24与出液管25之间设置有隔热层，所述上段管21、下段管22、连接管23的内部结构相同且一一对应；由于上段管21、下段管22、连接管23的内部结构相同且一一对应，因此，上段管21内部结构可以代表螺旋搅动杆2的内部结构，也即螺旋搅动杆2的内部被分为进液管24和出液管25，使得冷却液从进液管24进入，之后，从出液管25排出，由于进液管24和出液管25之间设置有隔热层，能够减少从进液管24进入的、温度相对较低的冷却液与从出液管25排出的、温度相对较高的冷却液之间发生热量交换，影响到冷却液从反应釜内原料中吸收热量的过程，导致不能快速的降低反应釜内的温度，影响到产品的质量以及产生安全隐患。
25.作为本发明一种实施方式，所述进液管24与出液管25之间存在空隙，所述空隙被围成封闭的空腔26，所述空腔26内部抽真空处理，所述空腔26充当隔热层；通过抽成真空的空腔26，来对热量在进液管24和出液管25之间的传递产生阻碍作用，减少进液管24与出液管25之间的热量交换，提高冷却液对反应釜内热量的吸收效果，提高对反应釜内温度降低的速度与控制效果。
26.作为本发明一种实施方式，所述螺旋搅动杆2上设置有翅片4，所述翅片4对称设置在隔热层的两侧的进液管24和出液管25外壁上；通过设置的翅片4，在螺旋搅动杆2转动的时候，进一步的搅动反应釜内的原料，促进原料之间混合充分，保证聚合反应正常进行，产生处质量良好的pvc产品，同时，通过设置的翅片4，能够避免单独使用螺旋形的、横截面外轮廓为圆形的螺旋搅动杆2在旋转时，不能充分搅动原料的问题。
27.作为本发明一种实施方式，所述进液管24上的翅片4的导热系数小于出液管25上的翅片4的导热系数；由于进液管24内的冷却液的温度相对低于出液管25内的冷却液的温度，因此，在进液管24上使用导热系数低的材料制成翅片4，在出液管25上使用导热系数高的材料制成翅片4，从而保证进液管24上的翅片4的导热系数小于出液管25上的翅片4的导热系数，以便使进液管24上的翅片4吸收的热量小于出液管25上的翅片4吸收的热量，避免反应釜内的温度不均匀，影响到产品的质量。
28.作为本发明一种实施方式，所述空腔26的内壁上均匀设置有加强筋27；
通过设置加强筋27，能够提高螺旋搅动杆2的强度，降低螺旋搅动杆2在转动过程中出现变形的可能性，保证螺旋搅动杆2能够正常使用，以免螺旋搅动杆2在转动时，受到原料的阻力过大，导致螺旋搅动杆2变形、断裂，影响到反应釜的正常使用。
29.作为本发明一种实施方式，所述釜体的内壁上固定安装有导轨5，所述导轨5上滑动安装有刮板51，刮板51自上往下延伸，所述刮板51远离导轨5的一端安装有吸附块54，所述吸附块54通过磁力吸附在釜体内壁上，所述刮板51的中间部位安装有被动块55，所述连接管的外壁上安装有主动块56，所述主动块56与被动块55之间通过磁性吸引力相互连接、配合，例如相互吸引；例如，所述釜体的内壁下部周面凹设有环槽，刮板51的下端设置有导向块(图未示)，导向块处于背离吸附块54的一侧并滑动地设置于环槽内，从而可以利用导向块对刮板51的下端进行导向。主动块56位于刮板51的中部。
30.在螺旋搅动杆2转动的时候，螺旋搅动杆2中间部分的连接管22同步开始转动，由于连接管22外壁上安装的主动块56与刮板51中间部分安装的被动块55之间通过磁性吸引力相互吸引连接，因此，在螺旋搅动杆2转动时候会带动刮板51同步转动，同时，由于刮板51贴近釜体的内壁，在刮板51转动的时候，会将附着在釜体1内壁上的原料进行清除，避免釜体1的内壁上附着过多的原料，影响到最终的pvc材料的质量，同时，在刮板51转动的过程中，对靠近釜体内壁处的原料进行搅动，避免靠近釜体1内壁处的原料不能混合充分以及充分加热，导致原料不能充分反应，影响到最终的pvc的质量，同时，通过在刮板51远离导轨5的下端安装吸附块54，通过吸附块54具有的磁性，使得刮板51的下端能够紧贴釜体的内壁，避免刮板51在转动的过程中受到釜体1内原料的阻挡，导致刮板51的下端偏离釜体1的内壁，从而导致釜体1内下半部分的内壁不能接触到刮板51，不能通过刮板51清理附着的原料，影响到反应釜的正常使用，以及影响到最终的产品的质量。
31.作为本发明一种实施方式，所述导轨5上用于安装刮板51的侧壁上设置有倾斜面52，所述倾斜面52上开设有通孔53，所述通孔53连通导轨5内部与釜体内部；由于釜体1内部的原料受到螺旋搅动杆2和刮板51的搅动，因此，在使用过程中，存在原料飞溅到导轨5上的可能，在原料飞溅到导轨5上的时候，由于导轨5内用于安装刮板51的侧壁上设置有倾斜面52，原料会沿着倾斜面52向下滑落，直到从导轨5上的开口处重新掉落到釜体1内的原料中，避免导轨5到堆积过多的原料，影响到导轨5的正常使用，使得刮板51不能滑动，同时，通过在倾斜面52上开设连通导轨5内部与釜体1内部的通孔53，使得导轨5内部飞溅上来的原料，在没有及时滑落到釜体1内部就已经接触到刮板51时，飞溅到导轨5内的原料受到刮板51的刮蹭，使得原料被刮动，进而从通孔53处掉落到釜体1内部，从而避免飞溅到导轨5内原料来不及掉落，而被刮板51反复挤压、研磨，导致原料堆积在导轨5与刮板51之间，影响到刮板51的正常运动。
32.例如，尤其重要的是，请参阅图5，在一实施例中，上段管21与下段管23之间通过多个固定杆(图未示)固定连接，连接管22为弹性管，用于连通上段管21与下段管23。连接管22的中部外周固定套设有固定筒101，主动块56固定于固定筒101上。例如，固定筒101的上下两端均设置有弹簧103，固定筒101上端的弹簧103的上端连接于上段管21的下端，固定筒101下端的弹簧103的下端连接于下段管23的上端。两个弹簧103均包绕于连接管22的外围，
以防止连接管22因弯折而阻塞其内的流道。在螺旋搅动杆2以低于第一速度搅动时。主动块56带动被动块55旋转，并迫使连接管22的固定筒101带动上下两个弹簧103发生弹性形变，由于固定筒101的设置以及两个弹簧103的护持作用，使得弹性管22不会发生较大的扭曲，例如发生对折，因而使得冷却液能够顺利流通，此时刮板5被持续带动旋转。例如，固定筒101为弯曲筒，例如为近似v形的曲折管。
33.当在螺旋搅动杆2以高于第一速度搅动时，主动块56能够逐渐远离被动块55的磁吸范围从而脱离刮板51(即使得被动块55跟不上主动块56的速度)，进而使得连接管22在两个弹簧103的作用下回复原位，在此过程中，连接管55的回复动作能够促使其内的冷却液保持畅通，即使因为杂质的堵塞作用而发生局部的流动缓慢，也能够甩动冷却液，从而再次保持畅通。而此后刮板51则在惯性作用下减速刮动釜体1的内侧壁，在主动块56再次经过被动块55处时，主动块56则再次带动连接管55变形，并通过磁吸力带动刮板51再次加速刮动釜体1的内侧壁，直至主动块56再次脱离被动块55。
34.通过上述螺旋搅拌杆2的旋转动作，使得连接管55能够反复变形与复位，进而可以使得内部的冷却液保持畅通，即时偶尔阻塞也能够恢复流通，而刮板51则被反复地加速和减速，从而能够变化速度地刮动釜体1内部，能够利用加速刮动提高刮落效率，而其也不能一直加速到极大值，因此到达一定速度后，主动块56脱离对被动块55的磁吸范围，刮板51则减速，从而使得速度过快而导致的原料中大量的硬物质积压于刮板51的移动方向的前方能够消散，避免杂质从而从刮板51与釜体1的内侧壁之间经过而降低刮落效率，本发明则通过减速过程能够避免这个问题。
35.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。