專利名稱：用于處理高粘度塑膠熔液的反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本項(xiàng)發(fā)明所涉及的內(nèi)容是用于處理高粘度塑膠熔液的反應(yīng)器，它由一個(gè)水平方向的圓柱形容器構(gòu)成，容器具有可加熱的雙層外殼，兩端分別裝有封閉蓋，在容器液槽中安有帶孔道的金屬板，將容器分隔為若干小室，容器的兩側(cè)分別有熔液進(jìn)口和熔液出口，出口處也可裝有前聯(lián)閘。側(cè)蓋上裝有一個(gè)橫貫內(nèi)部的水平方向的軸，軸上通過輻條依次固定有若干環(huán)形盤，起到攪拌作用。容器外圍、或熔液進(jìn)口一側(cè)的容器蓋上有排余氣出口，容器上部的環(huán)形盤外圈與容器內(nèi)壁之間，構(gòu)成一個(gè)月牙形空間，在環(huán)形盤之間，裝有兩個(gè)與容器內(nèi)壁固定連接的、位置相對(duì)并互成一定角度的框形除液刮板，該除液刮板與環(huán)形盤端面以及軸的表層之間保持有狹窄的間隙。本發(fā)明尤其涉及到在加溫和真空條件下，通過由熔煉預(yù)先形成的冷凝物的縮聚效應(yīng)來制備縮聚物的方法。
背景技術(shù)：
在使用如DE-B-1745541中所介紹的用于制備網(wǎng)狀縮聚物的反應(yīng)器時(shí)，存在以下問題由于粘滯度高，總會(huì)有一小部分物質(zhì)長時(shí)間或完全留在容器內(nèi)，使反應(yīng)產(chǎn)物的質(zhì)量由于交聯(lián)和變色作用而受到影響。這一現(xiàn)象通過使用帶圓環(huán)形狀攪拌盤的反應(yīng)器而得以緩解。這種環(huán)形盤反應(yīng)器由一個(gè)圓柱形容器構(gòu)成，容器具有雙層外殼，以便進(jìn)行加熱以及對(duì)反應(yīng)空間進(jìn)行必要的溫度調(diào)節(jié)。在一個(gè)簡(jiǎn)單的環(huán)形盤反應(yīng)器中，根據(jù)不同的工序，預(yù)冷凝物通過進(jìn)料管從前部進(jìn)入容器，預(yù)縮聚物或縮聚物通過出料管由后部送出。容器內(nèi)部橫貫有一個(gè)軸，該軸或可被加熱，或可為空心軸，軸上以輻條固定著可旋轉(zhuǎn)的環(huán)形攪拌盤。根據(jù)待處理熔液的粘滯度不同，可以安裝單獨(dú)一個(gè)環(huán)形盤或多個(gè)環(huán)形盤。容器下部的液槽部分，被金屬板分隔成若干小室，作用是防止進(jìn)入容器的部分熔液未經(jīng)攪拌而到達(dá)出料口。環(huán)形盤在這些小室內(nèi)旋轉(zhuǎn)。小室的空間大小依熔液粘滯度而定，熔液粘滯度增大時(shí)，隨之提高隔板間距。可加熱的隔板上，專門設(shè)計(jì)有孔道，以便于使熔液在小室之間進(jìn)行交換。蒸發(fā)出的熱裂產(chǎn)物(蒸汽混合物)通過裝在容器背面或外殼上的排流接管被排出。為了使預(yù)縮聚物或縮聚物能夠順利產(chǎn)出，并保證足夠的熔液停留時(shí)間以及料位，產(chǎn)出預(yù)縮聚物或縮聚物的小室內(nèi)必須保持穩(wěn)定且足夠高的熔化程度。因此在小室所安裝的不是普通的環(huán)形盤。在小室50％的徑向高度以下，全部被熔液所填充，環(huán)形盤浸入其中，使熔液在環(huán)形盤表面鋪開。當(dāng)越過容器軸所在的水平平面時(shí)，由于重力作用，從環(huán)形盤上流下的熔液將向著被環(huán)形盤提取上來的熔液流動(dòng)，產(chǎn)生淤積，使熔液從環(huán)形盤內(nèi)棱垂直流下或滴落，初次形成熔液薄膜。當(dāng)熔液的粘滯度與環(huán)形盤的圓周速度成一定比例關(guān)系時(shí)，在整個(gè)環(huán)形盤表面會(huì)形成一層大面積的熔液薄膜，這些熔液將流回液槽，被重新攪拌。這種環(huán)盤攪拌式反應(yīng)器適用于加工粘滯度在300Pa·s以下的熔液。在加工粘滯度更高、熱敏感性更強(qiáng)的聚合物時(shí)，在環(huán)形盤和反應(yīng)器內(nèi)壁上，沒有被充分?jǐn)嚢璧娜垡簳?huì)發(fā)生可導(dǎo)致變色的分解現(xiàn)象。為避免這種情況，在相鄰的環(huán)形盤上配有剪切部件，以便對(duì)環(huán)形盤和反應(yīng)器內(nèi)壁進(jìn)行清洗，并對(duì)熔液進(jìn)行重新分配和攪拌。常規(guī)性的工作條件除溫度以外還包括真空。為了盡可能地降低通過反應(yīng)器引起的壓力損失，環(huán)形盤上方必須有一個(gè)用于排出蒸汽的集氣空間。將軸偏心于容器的理論軸心進(jìn)行安裝，使環(huán)形盤外圈與容器內(nèi)壁之間的上部間距大于底部間距，便可形成這一集氣空間。通過這一截面為月牙形狀的空間，蒸汽可順利進(jìn)入排氣接管。蒸汽中攜帶的滴狀產(chǎn)物(霧末夾帶)在環(huán)形盤上被分離出來，并重新引入攪拌過程。
根據(jù)DE-A-3743051，在兩個(gè)相鄰的環(huán)形盤之間的反應(yīng)器內(nèi)壁上，連接著用于除液和積液的部件。安裝在與軸共面的水平平面上的積液部件與軸靠臨，具有逐漸加寬的型面，其靠近軸的一端比靠近容器內(nèi)壁的另一端先接觸熔液。熔液被向外擠出，從而避免了熔液過早流入容器內(nèi)部，以至于影響熔液的充分?jǐn)嚢韬腿萜鲀?nèi)壁的自凈。在積液部件上聚積的熔液受到環(huán)形盤剪切作用，在圓周上形成一個(gè)新的表層。熔液的輸送以及在器壁上的均勻分配由環(huán)形盤外圈上的拉條來完成。在環(huán)形盤浸入液槽之前，通過軸所在的水平平面內(nèi)的框架式除液刮板，粘滯在軸、環(huán)形盤側(cè)面、以及拉條內(nèi)表面上的熔液層被重新剪切而形成薄膜，環(huán)形盤得到清理。環(huán)形盤可被加熱。使用這種環(huán)盤攪拌式反應(yīng)器可以成功制備出用前述的普通環(huán)形盤反應(yīng)器所無法制出的高粘度聚合物。
而這種環(huán)形盤反應(yīng)器的弊端在于，在進(jìn)行安裝、尤其是拆卸時(shí)比較復(fù)雜。原因是，將軸抽取出來時(shí)，必須先除液刮板和容器內(nèi)壁之間的焊接斷開，或者所用的環(huán)形盤本身為可拆卸結(jié)構(gòu)。而除液刮板與容器內(nèi)壁之間的焊接精度要求較高，須同軸上所裝環(huán)形盤的間距相適配。在這種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中，不可能再次進(jìn)行距離校準(zhǔn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的任務(wù)是，如何使本文開始所描述的反應(yīng)器的軸和除液刮板在結(jié)構(gòu)上更易拆裝。
解決方案如下通過銷釘、螺絲或楔釘?shù)暮闲瓦B接，將除液刮板固定在容器內(nèi)壁上。通過浸入側(cè)的除液刮板，粘滯在環(huán)形盤端面的熔液層受剪切作用并被除離。浮出側(cè)的除液刮板所起的作用為，將環(huán)形盤表面所鋪的熔液層厚度限制在30至75mm之間，形成表面積一定的薄膜，以便達(dá)到反應(yīng)時(shí)間均勻、持久擴(kuò)散、產(chǎn)物高度均質(zhì)的效果。
攪拌盤端面與直接相對(duì)的除液刮板表面之間的間隙為1至20mm，最好介于5到15mm。
除液刮板的形狀為矩形或梯形，梯形的兩平行底邊中較長的一條靠近軸安裝。
本發(fā)明的一個(gè)特點(diǎn)為與攪拌盤平行的框棱，以及除液刮板上與軸平行相鄰、并朝向槽液一側(cè)的邊棱，在其與攪拌盤和軸相背的一側(cè)，具有銳角形切口，以便于分隔熔液。
根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì)方案，與攪拌盤平行、以及與軸平行相鄰的除液刮板框棱，與軸所在的垂直平面構(gòu)成一定傾角，其目的是根據(jù)不同需要，或僅形成剪切作用、或同時(shí)形成剪切和擠壓的作用。當(dāng)除液刮板的框棱與環(huán)形盤之間成銳角時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)剪切作用力。而當(dāng)該角度為鈍角時(shí)，熔液將同時(shí)受到剪切和擠壓的作用。除液刮板框棱定位形式為銳角時(shí)，經(jīng)過剪切作用的熔液從框架上重新流回液槽。而當(dāng)該角度為鈍角時(shí)，被剪切/擠壓的熔液自下而上穿過框架口，順延框棱向外流回液槽。
與環(huán)形盤端面相對(duì)的、僅起到去除端面上熔液作用的除液刮板的框棱，向內(nèi)超出環(huán)形盤內(nèi)圈5至20mm。
為了保證在較強(qiáng)應(yīng)力條件下除液刮板的定位，位置相對(duì)的兩個(gè)除液刮板被分別放置在垂直于軸的支撐板上，該支撐板靠液槽的一側(cè)由快速連接零件固定在容器內(nèi)壁上，通過這種結(jié)構(gòu)可以使除液刮板具有必需的抗彎強(qiáng)度。支撐板在近軸端的弧形口，包圍著軸上與下方液槽相對(duì)的部位，在軸與弧形口之間存在0.5到5mm的間隙。通過這種結(jié)構(gòu)，支撐板起到了避免粘滯在軸上的熔液未經(jīng)液槽內(nèi)攪拌，而沿軸的方向被直接送到出料口的作用。
本發(fā)明在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的特殊之處在于，當(dāng)軸的放置位處于容器正中心時(shí)，環(huán)形盤輻條間片段弧的曲率半徑大于容器內(nèi)壁的曲率半徑。
根據(jù)另外一個(gè)設(shè)計(jì)特征，放置在容器正中心的軸可發(fā)生振動(dòng)和/或可在軸向上移動(dòng)。


以下示例是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步解釋，其中圖1為帶環(huán)形盤、且盤上裝有框架式矩形除液刮板的的反應(yīng)器一個(gè)剖面透視圖；圖2為帶環(huán)形盤、且盤上裝有框架式矩形除液刮板的反應(yīng)器在軸所在的水平平面的橫截面視圖；圖3至圖5為帶環(huán)形盤、且盤上分別裝有不同形狀的框架式除液刮板的反應(yīng)器在軸所在水平面的橫截面視圖；圖6和圖7為與環(huán)形盤相鄰的具有不同傾角的除液刮板框棱的作用方式圖解；圖8為輻條間的片段弧具有與容器內(nèi)壁相比較小曲率的、呈非規(guī)則圓形的環(huán)形盤；圖9為容器內(nèi)壁與除液刮板之間的合型銷連接的細(xì)部結(jié)構(gòu)視圖。
具體實(shí)施例方式
處理熔液粘滯度大于300Pa·s且熱敏感性較強(qiáng)的聚合物時(shí)，為了防止分解和由分解引起的變色現(xiàn)象的發(fā)生，必須對(duì)熔液進(jìn)行深入攪拌。在此所使用的反應(yīng)器由具有雙層外殼2、以及兩側(cè)加蓋(圖中未顯示)的臥式容器1構(gòu)成。該反應(yīng)器內(nèi)部有一個(gè)可加熱的，在容器蓋側(cè)以偏心方式安裝的空心軸3，軸上通過輻條(圖中未顯示)固定有作為攪拌器的環(huán)形盤4，5?？招妮S3必須處于偏心位置，以便在容器1的上部形成一個(gè)集氣空間，收集攪拌時(shí)所產(chǎn)生的蒸汽混合物。蒸汽混合物通過雙層外殼2上的開口(圖中未顯示)被排出容器。兩個(gè)相鄰的環(huán)形盤4，5之間，裝有兩個(gè)互成190°的框形除液刮板6，7。通過裝在軸向平行的框棱上的支撐零件10，11，除液刮板6，7分別被固定在與容器1內(nèi)壁焊牢的支撐板上。支撐零件10，11配有可以插入固定銷釘13的孔眼。通過支撐板12上的叉形緊固位(圖中未顯示)，可以很容易地將支撐零件安到已裝好的軸上。朝向環(huán)形盤4，5端面的除液刮板6的框棱14，15，16，17，與環(huán)形盤4，5端面的間距大約為3mm。除液刮板6靠臨空心軸3的的框棱18將熔液從空心軸3上除離并將其運(yùn)送，除液刮板7則僅將熔液從環(huán)形盤4，5上去除。作用于除液刮板6，7上的彎曲應(yīng)力與旋轉(zhuǎn)應(yīng)力，由通過合型連接件19固定在容器2內(nèi)壁上的支撐板所承受，從軸向方位觀測(cè)時(shí)，該支撐板呈雙曲線形狀，且垂直于熔液的流向。在支撐板20靠臨空心軸3的部位上，有一個(gè)弧形空隙，空心軸在其中旋轉(zhuǎn)，并同支撐板20的邊緣保持大約2.5mm的間距。支撐板可以防止粘滯在空心軸上熔液未通過液槽而直接沿軸被送向出料口。旋轉(zhuǎn)的環(huán)形盤4，5的端面，以及空心軸3的表面，均被除液刮板6，7所清理。根據(jù)除液刮板形狀的不同，粘滯在環(huán)形盤4，5和空心軸3上的熔液分別受到剪切和/或擠壓的作用力。通常情況下，除液刮板6，7具有圖3中所示矩形框架結(jié)構(gòu)，或圖4中所示的梯形結(jié)構(gòu)。圖4中的除液刮板框架呈梯形，其相互平行的底邊中較長的一條靠臨空心軸3。而在圖5所示的梯形框架中，其相互平行的底邊中較長的一條靠臨容器內(nèi)壁。朝向環(huán)形盤4，5端面的除液刮板6，7的框棱14，15，16，17與環(huán)形盤4，5的端面之間，構(gòu)成如圖6所示的向上的20°銳角α，或構(gòu)成如圖7所示的向下的銳角。圖6中，與環(huán)形盤4(5)的端面構(gòu)成銳角的框棱14(15)，16(17)，使粘滯在環(huán)形盤4(5)上的熔液層20在浸入液槽8之前受到一個(gè)大體為剪切的作用力。而在圖7中，與與環(huán)形盤4(5)的端面構(gòu)成向下銳角的框棱14(15)，16(17)，使粘滯在環(huán)形盤4(5)上的熔液層22同時(shí)受剪切和擠壓應(yīng)力作用。熔液通過除液刮板6，7的框架被送回液槽8?？蚶?4(15)，16(17)的銳角結(jié)構(gòu)，和與環(huán)形盤4(5)端面相背的框棱邊上的刀形切口，起到了簡(jiǎn)單而徹底分離熔液層的作用，且在分離過程不會(huì)使熔液受到破壞。
在圖8中所示的反應(yīng)容器24的橫截面中，處于容器正中心的軸25上通過輻條固定有一個(gè)呈不規(guī)則圓的環(huán)形盤27，輻條之間的環(huán)形盤片段弧的曲率半徑(＞R)大于容器24內(nèi)壁的曲率半徑(＜R＝，因此在容器24頂壁部位形成一個(gè)月牙形狀的空間28，可以起到使蒸汽散逸的作用。隨著環(huán)形盤27的旋轉(zhuǎn)，該月牙形狀空間的位置不斷發(fā)生變化，通過這種設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)，容器24的內(nèi)壁得以清理。容器軸25沿軸向作周期性位移，對(duì)容器24內(nèi)壁上的沉積物起到了良好的清理作用。
使用圖9所示的合型緊固件，可將插入式連接的除液刮板靈活拆卸，使反應(yīng)器的環(huán)形盤和/或容器軸在維護(hù)和修理過程中的更換方式更為簡(jiǎn)便。
權(quán)利要求
1.用于處理高粘滯度塑膠熔液的反應(yīng)器，由一個(gè)水平安裝的圓柱形容器(1)構(gòu)成，容器具有雙層外殼(2)，容器兩端分別加有容器蓋，內(nèi)部的液槽(21)部分被金屬板壁分隔成若干小室，隔板上具有孔道，容器的兩個(gè)側(cè)面分別有熔液進(jìn)料口和出料口，出口處可裝有前聯(lián)閘，容器的側(cè)蓋上固定有一個(gè)橫貫容器內(nèi)部的水平方向的軸(3)，作為攪拌器的環(huán)形盤(4，5)通過輻條與軸相連，容器外圍、或熔液出口一側(cè)的容器蓋上，有一個(gè)排蒸汽出口，容器上部在環(huán)形盤外圈與容器內(nèi)壁之間，構(gòu)成一個(gè)月牙形的自由空間，環(huán)形盤之間裝有兩個(gè)位置相對(duì)，且互成一定角度的框架式除液刮板(6，7)，該除液刮板固定在容器內(nèi)壁上，與環(huán)形盤的端面以及容器軸的表面之間保持著很小的間隙，其特征為除液刮板(6，7)分別通過合型緊固件與容器(1)內(nèi)壁相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征為以固定銷、固定螺絲或固定楔釘作為合型緊固件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的反應(yīng)器，其特征為除液刮板(6，7)呈矩形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的反應(yīng)器，其特征為除液刮板(6，7)呈梯形，其中梯形的兩條平行邊中較長的一條朝向容器軸(3)或容器(1)的內(nèi)壁。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的反應(yīng)器，其特征為朝向液槽(21)、并與環(huán)形盤(4，5)端面相鄰的框棱(14，15，16，17)，以及朝向液槽和容器軸的框棱(18)的結(jié)構(gòu)呈刀形尖角(23)，主要為靠臨環(huán)形盤的切片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的反應(yīng)器，其特征為朝向環(huán)形盤(4，5)端面的框棱(14，15，16，17)與環(huán)形盤端面構(gòu)成向下或向上的銳角(α)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的反應(yīng)器，其特征為在液槽部位的容器(1)內(nèi)壁上，環(huán)形盤(4，5)之間裝有一個(gè)與軸垂直的除液刮板(6，7)的支撐板(20)，支撐板分別通過合型緊固件與容器內(nèi)壁相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的反應(yīng)器，其特征為環(huán)形盤(4，5)端面和/或軸(3)，與各自相鄰的除液刮板(6，7)的框棱(14，15，16，17)之間，間距為1到20mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的反應(yīng)器，其特征為僅對(duì)去除環(huán)形盤端面的熔液起作用的、與環(huán)形盤(4，5)端面相對(duì)的框棱(16，17)，向內(nèi)超出環(huán)形盤內(nèi)圈50到200mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的反應(yīng)器，其特征為軸(3)的位置偏心。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的反應(yīng)器，其特征為軸(3)被安裝在中心，輻條(26)之間的環(huán)形盤(27)片段弧的曲率半徑大于容器(24)內(nèi)壁的曲率半徑。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的反應(yīng)器，其特征為軸(25)被安裝在中心，可發(fā)生振動(dòng)性位移和/或在軸向上可滑動(dòng)。
全文摘要
用于處理高粘滯度塑膠熔液的反應(yīng)器，由一個(gè)水平的圓柱形容器構(gòu)成，容器上具有排余氣出口，容器的液槽被金屬板分隔為若干小室，通過輻條與軸相連的、具有攪拌器作用的環(huán)形盤可在這些小室中轉(zhuǎn)動(dòng)。環(huán)形盤之間裝有兩個(gè)位置相對(duì)、互成一定角度的除液刮板，該刮板牢固連接在容器內(nèi)壁上，并與環(huán)形盤端面以及軸的表層保持狹小間隙。為了使軸和除液刮板的安裝和拆卸更為簡(jiǎn)便，分別用合型緊固件將除液刮板固定在容器內(nèi)壁上。
文檔編號(hào)B01J19/18GK1781589SQ200510125019
公開日2006年6月7日 申請(qǐng)日期2005年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月12日
發(fā)明者R·坎普夫, M·舒爾策 申請(qǐng)人:齊默股份公司