一种聚乳酸生产用聚合反应装置的制作方法

1.本发明涉及聚乳酸制备技术领域，尤其是涉及一种聚乳酸生产用聚合反应装置。


背景技术：

2.常规的聚乳酸聚合反应装置一般采用薄膜反应器，薄膜反应器内部布满异形部件，当聚合熔体自下而上移动时形成层流，达到一定平推的效果，这种聚合方式实现了连续聚合，但这种装置因熔体黏度大，输送速度慢，生产效率低；助剂与熔体分散不均，产品转化率低；同时在层流过程中存在部分熔体在贴近容器内各表面有停留现象，物料反应时间存在较大差异，有的反应不完全，而有的停留时间过长发生降解，最终导致熔体整体分子量分布较宽，影响产品质量。
3.目前市面上一些改进的聚乳酸聚合反应装置多采取立式、釜式搅拌驱动熔体与助剂发生聚合反应，熔体流动方向只能沿着搅拌器转动方向，各界面熔体反应温度和时间不一致，导致聚乳酸切片分子量分布较宽，同时没有聚合过程中没有循环装置，熔体与助剂反应不充分，影响产品转化率，导致生产成本高。
4.中国专利文献公告号为cn111346579b的聚乳酸聚合反应装置以及系统，包括聚合反应器、设置在所述聚合反应器的流动通道中的搅动组件、循环管件、设置在所述循环管件上的静态混合器和循环泵，所述搅动组件包括电磁绕组机构和磁感应件，所述电磁绕组机构沿所述聚合反应器的内壁环绕设置，所述电磁绕组机构围绕所述磁感应件设置且和所述磁感应件之间形成有间隙，以使所述磁感应件和所述电磁绕组机构能够发生电磁感应，从而使得磁感应件发生绕自身轴线的自转，所述磁感应件上形成有螺纹槽。该专利聚乳酸聚合反应装置能够提高聚合反应的效果，使得产品的转化率得到提高。
5.然而以上专利依然存在不足：1、该专利的静态混合器的内部具有多个交替排列的长方形受力板，长方形受力板上有通孔，由长方形受力板对熔体适当的阻挡，且长方形受力板还能够让助剂和熔体进行混合，然而采用静止不动的长方形受力板实现混合，其混合效果不佳；2、循环管路的进料口靠近熔体出料口处，只有聚合反应器内熔体接近满载时循环泵才能够将熔体抽至循环管路内，从而导致循环管路受到了局限。


技术实现要素：

6.本发明要解决的技术问题是：为了解决背景技术中的对比文件存在静态混合器的混合效果不佳以及循环管路受到了局限的问题，本发明提供了一种聚乳酸生产用聚合反应装置。
7.本发明提供一种聚乳酸生产用聚合反应装置，包括聚合反应器本体以及设置在聚合反应器本体内的搅拌组件，所述聚合反应器本体上设有熔体进料口和熔体出料口，所述搅拌组件将聚合反应器本体内分隔成进料区和出料区，还包括静态混合器本体，所述静态混合器本体的一端设有与进料区连通的出料管，所述静态混合器本体的另一端设有与出料区连通的进料管，所述进料管上安装有循环泵，所述进料管的进料端设有与搅拌组件接近
的导料组件，所述静态混合器本体内设有若干个第一挡板和若干个第二挡板，且所有第一挡板和所有第二挡板交错设置，所述第一挡板和第二挡板上均设有若干个通孔，所述静态混合器本体的外壁和进料管上设有用于驱动所有第一挡板进行摆动的摆动组件；采用导料组件将循环管路的进入口接近搅拌组件，则无需等待聚合反应器本体内充满熔体才能够实现循环，所有第一挡板能够通过摆动组件产生摆动，加上与所有第二挡板是交错设置的，因而使得熔体与助剂能够充分混合。
8.在一些实施例中，所述导料组件为l型导向管，所述l型导向管上设有若干个进料孔；熔体通过进料孔能够进到l型导向管内，之后再进入到进料管内。
9.在一些实施例中，所述通孔的直径和进料孔的直径均不小于10cm；能够提高熔体通过的顺畅性。
10.在一些实施例中，所述摆动组件包括转动辊、滑座、滑壳、联动齿条和若干个联动齿轮，所述进料管上设有截面呈u型的安装壳，所述第一挡板一端的两侧均设有第一转轴，所述转动辊上设有若干个沿其周向设置的受力板，所述受力板上设有与安装壳内壁贴合的弧面，所述转动辊的两端均设有第二转轴，所述第二转轴上设有与其共轴线的联动盘，所述联动盘上设有第一铰接轴，所述第一铰接轴上铰接安装有联动杆，所述滑壳内设有滑块，所述滑壳一端的两侧外壁上均设有第二铰接轴，所述滑壳的一侧外壁上设有连接件，所述转动辊通过第二转轴转动设置在安装壳内，两个联动杆分别与两个第二铰接轴铰接，所述滑座设置在静态混合器本体的侧壁上，所述滑壳通过滑块滑动设置在滑座上，所述联动齿条设置在连接件上，所有联动齿轮分别设置在位于同一侧的第一转轴上，且联动齿轮与联动齿条啮合；利用循环泵抽入熔体的力使得熔体在流动时能够带动转动辊以及联动盘持续的转动，联动盘通过联动杆、第一铰接轴以及第二铰接轴之间的配合使得滑壳在滑座上小幅度的往复移动，随后该移动力能够传递给第一挡板形成摆动。
11.在一些实施例中，所述连接件包括若干个u型连接条，所有u型连接条沿滑壳的长度顺次设置，所述联动齿条设置在所有u型连接条上；在保证连接的强度下还降低了滑壳整体的重量。
12.在一些实施例中，所述受力板远离转动辊的一端设置有与弧面衔接的铲料部；铲料部能够将位于安装壳内的熔体从其内铲出。
13.在一些实施例中，所述摆动组件设有两个，另一个摆动组件设置在静态混合器本体的外壁和出料管上，且该摆动组件与所有第二挡板传动连接；这样使得第二挡板也能够摆动，进一步提高混合效果。
14.在一些实施例中，所述第一挡板上远离联动齿轮的第一转轴上安装有第一链轮，所述第二挡板转动设置在静态混合器本体上，且第二挡板上设有第二链轮，所述第一链轮与第二链轮通过链条传动连接；第一挡板摆动时能够通过第一链轮、第二链轮以及链条的配合将转动力传递给第二挡板，从而使得第二挡板也同步摆动。
15.在一些实施例中，所述第一挡板的两侧和第二挡板的两侧均设有斜面；第一挡板的两侧和第二挡板的两侧均能够起到刮除静态混合器本体内壁上滞留的熔体的作用。
16.本发明的有益效果在于：
17.其一，本发明的一种聚乳酸生产用聚合反应装置，将导料组件将循环管路的进入口贴近搅拌组件，无需等待聚合反应器本体内充满熔体就能够使用循环管路，增加了摆动
组件使得所有第一挡板摆动，第一挡板摆动时能够对流动的熔体进行往复拨动，从而提高了熔体与助剂的混合效果。
18.其二，本发明的一种聚乳酸生产用聚合反应装置，第二挡板也能够摆动，进一步提高熔体与助剂的混合效果。
19.第三，本发明的一种聚乳酸生产用聚合反应装置，有效的利用了循环泵抽入熔体时产生的熔体流动力，熔体在进料管或出料管内流动时不停的撞击受力板，受力板能够将撞击力转化为转动辊的转动力。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。
21.图1为本发明的聚乳酸生产用聚合反应装置的立体结构示意图；
22.图2为本发明的聚乳酸生产用聚合反应装置的局部剖视图；
23.图3为静态混合器本体的立体结构示意图一；
24.图4为静态混合器本体的剖视图一；
25.图5为静态混合器本体的剖视图二；
26.图6为图5中a处的放大图；
27.图7为静态混合器本体的立体结构示意图二；
28.图8为静态混合器本体的剖视图三。
29.附图标记：100、聚合反应器本体；101、熔体进料口；102、熔体出料口；103、进料区；104、出料区；200、搅拌组件；1、静态混合器本体；11、出料管；12、进料管；121、安装壳；13、循环泵；14、第一挡板；141、通孔；142、第一转轴；143、第一链轮；144、斜面；145、悬臂；146、同步杆；15、第二挡板；151、第二链轮；2、摆动组件；21、转动辊；211、受力板；212、弧面；213、联动盘；214、第一铰接轴；215、联动杆；216、铲料部；22、滑座；23、滑壳；231、滑块；232、第二铰接轴；24、联动齿条；25、联动齿轮；26、连接件；261、u型连接条；3、l型导向管；31、进料孔。
具体实施方式
30.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
31.在本实施方式中，如图1至图8所示，一种聚乳酸生产用聚合反应装置包括聚合反应器本体100以及设置在聚合反应器本体100内的搅拌组件200，聚合反应器本体100上设有熔体进料口101和熔体出料口102，聚合反应器本体100和搅拌组件200与背景技术中对比文件的聚合反应器和搅动组件的结构相同，搅拌组件200将聚合反应器本体100内分隔成进料区103和出料区104，还包括静态混合器本体1，静态混合器本体1的一端设有与进料区103连通的出料管11，静态混合器本体1的另一端设有与出料区104连通的进料管12，进料管12上安装有循环泵13，进料管12的进料端设有与搅拌组件200接近的导料组件，利用导料组件让循环管路的进入口靠近搅拌组件200处，从而使得聚合反应器本体100内熔体无需满载就能
够实现循环，导料组件为l型导向管3，l型导向管3上设有若干个进料孔31，通过进料孔31能够将熔体导入到l型导向管3内，再进入到进料管12内，为了让熔体能够顺畅的进入到l型导向管3内，因此将进料孔31设置成不小于10cm，静态混合器本体1内设有若干个第一挡板14和若干个第二挡板15，且所有第一挡板14和所有第二挡板15交错设置，第一挡板14和第二挡板15上均设有若干个通孔141，为了让熔体能够顺畅的通过因此将通孔141设置成不小于10cm，静态混合器本体1的外壁和进料管12上设有摆动组件2。
32.通过摆动组件2能够使得所有第一挡板14产生摆动，摆动组件2包括转动辊21、滑座22、滑壳23、联动齿条24和若干个联动齿轮25，进料管12上设有截面呈u型的安装壳121，第一挡板14一端的两侧均设有第一转轴142，转动辊21上设有若干个沿其周向设置的受力板211，受力板211上设有与安装壳121内壁贴合的弧面212，转动辊21的两端均设有第二转轴，第二转轴上设有与其共轴线的联动盘213，联动盘213上设有第一铰接轴214，第一铰接轴214上铰接安装有联动杆215，滑壳23内设有滑块231，滑壳23一端的两侧外壁上均设有第二铰接轴232，滑壳23的一侧外壁上设有连接件26，转动辊21通过第二转轴转动设置在安装壳121内，两个联动杆215分别与两个第二铰接轴232铰接，滑座22设置在静态混合器本体1的侧壁上，滑壳23通过滑块231滑动设置在滑座22上，联动齿条24设置在连接件26上，所有联动齿轮25分别设置在位于同一侧的第一转轴142上，且联动齿轮25与联动齿条24啮合。
33.摆动原理：循环泵13将熔体抽入到进料管12内，由于熔体在被抽入后具有一定的流速，因此熔体经过安装壳121处后能够撞击到受力板211上，受力板211将撞击力转化为转动力而带动转动辊21以及两个第一转轴142均绕第一转轴142的轴线进行转动，由于安装壳121内可能滞留部分熔体，因此将受力板211远离转动辊21的一端设置了与弧面212衔接的铲料部216，如图5和图6所示，铲料部216在随受力板211转动时能够铲起位于安装壳121内壁上的熔体，在铲料部216转动至进料管12内后，铲料部216上铲起的熔体能够脱离，第一转轴142带动对应的联动盘213也同步转动，联动盘213上的第一铰接轴214随联动盘213转动时能够带动联动杆215的一端同步移动，联动杆215发生位移后，联动杆215的另一端带动第二铰接轴232移动，第二铰接轴232带动整个滑壳23在滑座22上进行小幅度的往复移动，滑壳23带动连接件26以及联动齿条24随其同步移动，由于滑壳23的整体重量越小其移动的更顺畅，因此将连接件26设置成由若干个u型连接条261组成，这样既保证了连接的强度，也降低滑壳23的整体重量，联动齿条24往复移动后能够带动所有第一挡板14绕第一转轴142的轴线进行小角度的往复摆动，即第一挡板14对流动的熔体进行往复拨动的动作，进而提高了熔体与助剂的混合效果。
34.作为优选，为了提高所有第一挡板14摆动的稳定性，可在第一转轴142上设置悬臂145，还设置一个同步杆146，所有悬臂145与同步杆146铰接即可。
35.为了进一步提高熔体与助剂的混合效果，因而采用两种方式来让第二挡板15也能够摆动。
36.第一种方式：将摆动组件2设置成两个，将另一个摆动组件2设置在静态混合器本体1的外壁和出料管11上，且该摆动组件2与所有第二挡板15传动连接，此摆动组件2是利用出料管11内熔体的流速来带动所有第二挡板15进行摆动的。
37.第二种方式：在第一挡板14上远离联动齿轮25的第一转轴142上安装有第一链轮143，第二挡板15转动设置在静态混合器本体1上，且第二挡板15上设有第二链轮151，第一
链轮143与第二链轮151通过链条传动连接，在第一挡板14的摆动的同时，第一链轮143也能够转动，第一链轮143将转动力传递给第二链轮151，第二链轮151再带动第二挡板15进行摆动。
38.当然，第一链轮143和第二链轮151的连接形式可采用一一对应连接，也可采用链条圈设在所有第一链轮143和第二链轮151上，只要能够实现同步摆动即可。
39.作为优选，还可将第一挡板14的两侧和第二挡板15的两侧均设置斜面144，这样使得第一挡板14的两侧和第二挡板15的两侧均形成了类似铲刀的形状，因而使得第一挡板14的两侧和第二挡板15的两侧均能够起到刮除静态混合器本体1内壁上滞留的熔体的作用。
40.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。