專利名稱：雙螺旋軸式自清潔攪拌裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及物料攪拌混合領(lǐng)域，具體來說是一種能同時(shí)適用于不同粘稠度物料， 尤其是適用于粘度變化范圍較大的物料的雙螺旋軸式自清潔攪拌裝置。
背景技術(shù)：
攪拌器是使液體、氣體介質(zhì)強(qiáng)迫對(duì)流并均勻混合的器件。攪拌器的類型、尺寸及轉(zhuǎn)速，對(duì)攪拌功率在總體流動(dòng)和湍流脈動(dòng)之間的分配都有影響。攪拌器廣泛應(yīng)用于化工、石油、制藥、輕工及儀器加工等領(lǐng)域。不同形態(tài)的物料在攪拌器作用下相互分散、均勻混合，實(shí)現(xiàn)傳質(zhì)、傳熱的強(qiáng)化，使化學(xué)反應(yīng)過程得到有效控制。而流體粘度是指流體對(duì)流動(dòng)的阻抗能力，其定義為液體以lcm/s的速度流動(dòng)時(shí)， 在每Icm2平面上所需剪應(yīng)力的大小，稱為動(dòng)力粘度，以Pa. s為單位。粘度是流體的一種屬性。流體在管路中流動(dòng)時(shí)，有層流、過渡流、湍流三種狀態(tài)，攪拌設(shè)備中同樣也存在這三種流動(dòng)狀態(tài)，而決定這些狀態(tài)的主要參數(shù)之一就是流體的粘度。在攪拌過程中，一般認(rèn)為粘度小于5Pa. s的為低粘度流體，例如水、蓖麻油、飴糖、果醬、蜂蜜、潤(rùn)滑油重油、低粘乳液等； 5-50Pa. s的為中粘度流體，例如油墨、牙膏等；50-500Pa. s的為高粘度流體，例如口香糖、 增塑溶膠、固體燃料等 ’大于500Pa. s的為特高粘流體例如橡膠混合物、塑料熔體、有機(jī)硅生膠等。
對(duì)于高粘度物料的攪拌，特別是在本體聚合過程中粘度變化范圍巨大的物料，其攪拌器設(shè)計(jì)至關(guān)重要。當(dāng)聚合反應(yīng)進(jìn)行到后期時(shí)，物料流動(dòng)性嚴(yán)重下降，傳熱傳質(zhì)都出現(xiàn)困難。 普通的攪拌器會(huì)產(chǎn)生爬桿現(xiàn)象，普通的單軸雙螺帶攪拌器也會(huì)出現(xiàn)物料完全脫離容器壁而附在攪拌器上，隨同攪拌器一起旋轉(zhuǎn)，完全產(chǎn)生不了混合效果?，F(xiàn)有專利也有對(duì)于攪拌器的多鐘改進(jìn)，如專利申請(qǐng)?zhí)枮?01020614615.0，申請(qǐng)日為2010年11月19日，名稱為“一種雙螺旋混凝土攪拌機(jī)”的實(shí)用新型專利，包括攪拌機(jī)本體以及連接于攪拌機(jī)本體的攪拌裝置，攪拌機(jī)本體上設(shè)有兩個(gè)轉(zhuǎn)軸軸端，所述攪拌裝置包括內(nèi)、外螺旋進(jìn)給單元，內(nèi)、外螺旋返回單元以及分別套接于轉(zhuǎn)軸軸端的進(jìn)給轉(zhuǎn)動(dòng)部和返回轉(zhuǎn)動(dòng)部，所述攪拌裝置還包括一連接塊，所述內(nèi)、外螺旋進(jìn)給單元的一端與進(jìn)給轉(zhuǎn)動(dòng)部連接；所述內(nèi)、外螺旋返回單元的一端與返回轉(zhuǎn)動(dòng)部連接，所述內(nèi)、外螺旋進(jìn)給單元和內(nèi)、外螺旋返回單元的另一端均可拆卸地安裝于連接塊上。上述專利文件的攪拌機(jī)主要是針對(duì)混凝土的攪拌，雖然通過連接塊把外螺旋返回單元、外螺旋進(jìn)給單元、內(nèi)螺旋進(jìn)給單元以及內(nèi)螺旋返回單元連接起來，能夠使攪拌裝置內(nèi)各部件的相互作用力互相抵消，減少了攪拌裝置的受力變形，但是如果把上述裝置用作于粘度較高的物料攪拌時(shí)，由于物料會(huì)附著在螺旋攪拌裝置上，造成物料不能充分?jǐn)嚢?，所以極大的影響了物料最后的攪拌效果。再如專利申請(qǐng)?zhí)枮?01020614273. 2，申請(qǐng)日為2010年11月18日，名稱為“一種雙螺旋攪拌器和具有該攪拌器的單錐干燥器”的實(shí)用新型專利，其技術(shù)方案為公開了一種雙螺旋攪拌器和具有該攪拌器的單錐干燥器，該雙螺旋攪拌器包括攪拌主軸、攪拌片和支撐構(gòu)件，其中，攪拌片通過支撐構(gòu)件固定在攪拌主軸上；攪拌片呈螺旋狀且數(shù)量為兩個(gè)，兩個(gè)攪拌片環(huán)繞攪拌主軸從攪拌主軸的上部螺旋延伸至攪拌主軸的下部，并且兩個(gè)攪拌片的螺旋半徑從上至下逐漸縮小。但是上述專利主要的改進(jìn)目的是針對(duì)物料的干燥，雖然將攪拌器的結(jié)構(gòu)改進(jìn)為雙螺旋結(jié)構(gòu)，但是這個(gè)雙螺旋結(jié)構(gòu)是固定在一根轉(zhuǎn)動(dòng)軸的兩端，每根螺旋為傾斜設(shè)置，但是對(duì)于兩螺旋的位置關(guān)系沒有進(jìn)一步的介紹，所以兩螺旋結(jié)構(gòu)只能簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)攪拌或者加速干燥的功能，并不能解決分子量大、粘度高物料存在的附著在攪拌裝置上的問題，由于上述原因，所以也不能用作本體聚合反應(yīng)的反應(yīng)器。又例如專利申請(qǐng)?zhí)枮?007101；34494.2，申請(qǐng)日為2007年10月30日，名稱為“一種低羥值高溫硫化硅橡膠生膠的制備方法”的發(fā)明專利，其技術(shù)方案為采用在制備前將所有原料先進(jìn)行脫水，再聚合反應(yīng)；在催化劑分解失去活性后再加入能與SiOH基團(tuán)反應(yīng)的物質(zhì)反應(yīng)的方法，以及還公開了一種雙對(duì)螺帶刮壁式攪拌器。這里的雙螺帶攪拌器雖然能夠解決物料在分子量還不夠大、還有一定流動(dòng)性時(shí)的攪拌，但是在硅生膠合成的最后階段，需要升溫破媒并且真空脫低，物料平均分子量高達(dá)50萬甚至更高，基本上沒有流動(dòng)性，物料會(huì)完全附在雙螺帶攪拌器及攪拌軸上，脫離與釜壁的接觸，幾乎完全失去了表面更新和直接傳熱，造成脫低不盡、分子量分布不勻的不良后果。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的攪拌裝置對(duì)于分子量高以及粘度高的物料，以及在攪拌混合中粘度會(huì)產(chǎn)生較大突變的物料存在的物料會(huì)附著在攪拌器的攪拌結(jié)構(gòu)上，影響攪拌效果，導(dǎo)致物料失去了表面更新和直接傳熱，造成脫低不盡、分子量分布不勻的不良后果問題，現(xiàn)在特別提出一種能同時(shí)適用于低粘度物料、高粘度物料以及在短時(shí)間內(nèi)粘度變化范圍巨大的物料體系的、并且能夠?qū)崿F(xiàn)自清潔功能的、可以用作本體聚合反應(yīng)的反應(yīng)器的雙螺旋軸式自清潔攪拌裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種雙螺旋軸式自清潔攪拌裝置，包括電機(jī)、料缸以及安裝在料缸內(nèi)的螺旋軸攪拌器， 其特征在于所述螺旋軸攪拌器的數(shù)量為兩個(gè)，每個(gè)螺旋軸式攪拌器包括中心軸、斜支撐軸、螺旋軸和底斜槳，中心軸下端通過斜支撐軸連接螺旋軸上端，螺旋軸下端與底斜槳連接，螺旋軸的橫截面形狀為水平線與垂直線及斜弧線組成的三角形或梯形，螺旋軸的水平寬度w為螺旋外沿半徑R的四分之一至二分之一，兩中心軸間距d為螺旋外沿半徑R的二分之一至五分之四。螺旋軸為反時(shí)針向下傾斜的螺旋結(jié)構(gòu)，螺旋段無中心軸。所述螺旋軸垂直方向的厚度t與螺旋外沿半徑R、中心軸間距d、螺旋軸對(duì)水平面的斜角α的計(jì)算關(guān)系為 二 SJ^^gyigffi-Α,其中Δ為螺旋外沿交匯處上螺旋軸
的下沿與下螺旋軸的上表面的設(shè)計(jì)間隙，為廣5mm，螺旋軸與水平面的斜角α為15 30度。所述兩螺旋軸攪拌器平行安裝，同步同向轉(zhuǎn)動(dòng)，螺旋軸的轉(zhuǎn)動(dòng)空間相互交疊。所述各螺旋軸攪拌器的中心軸穿過料缸上蓋并采取機(jī)械密封或填料密封，通過上軸承和下軸承固定，頂端與同步齒輪箱連接實(shí)現(xiàn)同步同向轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)具體為變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)同步齒輪箱。所述料缸的橫截面為扁圓形、底部為錐型，料缸底設(shè)計(jì)有出料口、測(cè)溫口和下開式平接釜底閥。所述料缸外表設(shè)計(jì)夾套，夾套外表設(shè)置支耳，料缸內(nèi)長(zhǎng)徑為2R+d加大2 10mm，內(nèi)短徑為2R加大2 10_。本發(fā)明的原理為
料缸內(nèi)加入一定粘度物料攪拌時(shí)，啟動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)同步齒輪箱轉(zhuǎn)動(dòng)，同步齒輪箱帶動(dòng)兩中心軸、斜支撐槳、螺旋軸及底斜槳作同向同步轉(zhuǎn)動(dòng)。螺旋軸的斜面帶動(dòng)物料作橫切向和縱向向下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)迫使物料從軸間空隙上翻，起到混合及表面更新作用。由于螺旋軸相互交疊時(shí)的錯(cuò)位剪切運(yùn)動(dòng)，相互剔除了攪拌軸上附著的粘稠物料，起到自清潔作用。底斜槳起到攪拌料缸錐底物料的作用，斜面向上推物料，并且在料缸長(zhǎng)徑方向相互交疊時(shí)相互剪切，實(shí)現(xiàn)自清潔。由于攪拌器的自清潔功能及貼合料缸壁，整個(gè)料缸無死角，達(dá)到解決粘稠物料均勻混合的目的。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于
1、可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種粘度物料體系的攪拌，尤其是適合于的短時(shí)間內(nèi)粘度變化范圍巨大的物料體系。2、本發(fā)明的雙螺旋軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，中心軸間距d與螺旋外沿半徑之間的關(guān)系、螺旋軸厚度t與中心軸間距d、螺旋軸的螺旋外沿半徑R及傾斜角度α之間的關(guān)系，決定兩螺旋軸交疊時(shí)上螺旋軸的下沿與下螺旋軸的上表面之間的間隙△，使攪拌軸之間交匯剪切，并使粘附在攪拌軸上的粘稠物料被及時(shí)剔除，實(shí)現(xiàn)自清潔。3、螺旋軸的尺寸(螺旋半徑、螺旋軸厚度和斜角)及其與料缸結(jié)構(gòu)和尺寸的嚴(yán)密配合，使整個(gè)料缸內(nèi)無死角，特別適合于高粘稠物料的混合、有機(jī)硅生膠合成過程的后期分子量增長(zhǎng)及脫低、脫揮。4、料缸設(shè)計(jì)為錐形底是為了便于向下卸料，底斜槳為配合錐形底而設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)形狀如圖6，其橫截面為下平上斜的三角形，是為了轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生向上推料的推力。貼合缸底部位留一缺口，避開測(cè)溫點(diǎn)探頭。


圖1是本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是雙螺旋軸俯視與正視對(duì)照示意圖。圖3為螺旋軸兩種橫截面形狀放大視圖。圖4是料缸結(jié)構(gòu)及其配置的下開式平接釜底閥俯視圖及正視圖。圖5是料缸結(jié)構(gòu)及其配置的下開式平接釜底閥俯視圖及側(cè)視圖。圖6是底斜槳四面結(jié)構(gòu)示意圖。其中附圖標(biāo)記中心軸1，斜支撐軸2，螺旋軸3，底斜槳4，料缸5，機(jī)械密封或填料密封6，上軸承7，下軸承8，固定支撐座9，同步齒輪箱10，變頻電機(jī)11，出料口 12，釜底測(cè)溫口 13，下開式平接釜底閥14，螺旋軸交匯處15。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
雙螺旋軸式自清潔攪拌裝置包括電機(jī)、料缸以及安裝在料缸內(nèi)的螺旋軸攪拌器，螺旋軸攪拌器數(shù)量為兩個(gè)，每個(gè)螺旋軸式攪拌器包括中心軸、斜支撐軸、螺旋軸、底斜槳，中心軸下端通過斜支撐軸連接螺旋軸上端，螺旋軸下端與底斜槳連接，螺旋軸的橫截面形狀為水平線與垂直線及斜弧線組成的三角形或梯形(如圖2所示)，橫截面就是如果把螺旋軸垂直截?cái)嗨匆姷慕孛妗＿@里的三角形即單指它有三個(gè)角，其中橫(上平)豎(螺旋外側(cè))兩條線是直線，斜線可以是圓弧線也可以是直線。如果為梯形，則在螺旋軸的內(nèi)側(cè)就還有一段垂直線，構(gòu)成了四個(gè)角。即左右垂直線，上水平線，下斜線或斜弧線，螺旋軸的水平寬度w為螺旋外沿半徑R的四分之一，兩中心軸間距d為螺旋外沿半徑R的五分之四。螺旋軸垂直方向的厚度t取決于螺旋外沿半徑R、中心軸間距d、螺旋軸對(duì)水平面的斜角α，其計(jì)算關(guān)系為
f = 2i arcsin(^)-tga-A, 11'|' Δ為螺旋外沿交匯處上螺旋軸的下沿與下螺旋軸的上表 2R
面的設(shè)計(jì)間隙為1mm，上螺旋軸與下螺旋軸是指當(dāng)兩個(gè)螺旋軸轉(zhuǎn)動(dòng)至交匯處，必有一個(gè)(左或右)螺旋軸在上，另一個(gè)螺旋軸在下。但實(shí)際上螺旋軸轉(zhuǎn)動(dòng)到任何一個(gè)角度都總有一段處于交匯位置，螺旋軸與水平面的斜角α為30度。兩螺旋軸攪拌器平行安裝，同步同向轉(zhuǎn)動(dòng)，螺旋軸的轉(zhuǎn)動(dòng)空間相互交疊。各螺旋軸攪拌器的中心軸穿過料缸上蓋并采取機(jī)械密封， 通過上軸承和下軸承固定，頂端與同步齒輪箱連接實(shí)現(xiàn)同步同向轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)具體為變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)同步齒輪箱。螺旋軸為反時(shí)針向下傾斜的螺旋結(jié)構(gòu)，螺旋段無中心軸。料缸的橫截面為扁圓形、底部為錐型，料缸底設(shè)計(jì)有出料口和下開式平接釜底閥。 料缸外表設(shè)計(jì)夾套，夾套外表設(shè)置支耳，料缸內(nèi)長(zhǎng)徑為2R+d再加大4mm，內(nèi)短徑為2R再加大 4mm ο如圖廣6所示，具體設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)所需設(shè)備容積大小確定料缸高度和攪拌器螺旋半徑R及兩攪拌器之間的螺旋中心距d，再由料缸高度決定螺旋軸對(duì)水平面的傾斜角α，料缸高度決定了螺旋高度，即料缸高度略大于斜支撐軸的垂直高度加螺旋的垂直高度加底斜槳的垂直高度之和。如果設(shè)計(jì)為單層螺旋，螺旋總高度為h，螺旋外沿半徑為R，則傾斜角α =arc tg(h/2 π R)。n 層螺旋的話，則 α = arc tg(h/2n π R))，。具體工作時(shí)，依靠同步齒輪箱輸出的動(dòng)力實(shí)現(xiàn)同向同步轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)兩螺旋外沿相交的兩處位置是攪拌器間最小間隙位置，因螺旋軸間運(yùn)動(dòng)方向的差異產(chǎn)生剪切，相互剔除螺旋軸上的物料，實(shí)現(xiàn)自清潔。螺旋軸的螺旋傾斜和下斜弧面，給物料向下向內(nèi)的推力， 迫使其翻動(dòng)，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制混合及表面更新。底斜槳刮擦錐底物料，其斜面朝上，把錐底的物料向上擠壓，消除了錐底死角。兩底斜槳在料缸長(zhǎng)徑方向上出現(xiàn)交匯，實(shí)現(xiàn)相互剪切運(yùn)動(dòng)的自清潔功能。料缸蓋上設(shè)計(jì)有進(jìn)出口，用以添加物料和抽真空脫除低沸份。料缸的錐底設(shè)計(jì)便于放出物料。實(shí)施例2
雙螺旋軸式自清潔攪拌裝置包括電機(jī)、料缸以及安裝在料缸內(nèi)的螺旋軸攪拌器，螺旋軸攪拌器數(shù)量為兩個(gè)，每個(gè)螺旋軸式攪拌器包括中心軸、斜支撐軸、螺旋軸、底斜槳，中心軸下端通過斜支撐軸連接螺旋軸上端，螺旋軸下端與底斜槳連接，螺旋軸的橫截面形狀為水平線與垂直線及斜弧線組成的三角形，螺旋軸的水平寬度w為螺旋外沿半徑R的二分之一， 兩中心軸間距d為螺旋外沿半徑R的二分之一。螺旋軸垂直方向的厚度t取決于螺旋外沿半徑R、中心軸間距d、螺旋軸對(duì)水平面的斜角α，其計(jì)算關(guān)系為
，其中△為螺旋外沿交匯處上螺旋軸的下沿與下螺旋軸的上表面的設(shè)計(jì)間隙，為5mm，螺旋軸與水平面的斜角α為15度。兩螺旋軸攪拌器平行安裝，同步同向轉(zhuǎn)動(dòng)，螺旋軸的轉(zhuǎn)動(dòng)空間相互交疊。各螺旋軸攪拌器的中心軸穿過料缸上蓋并采取填料密封，通過上軸承和下軸承固定，頂端與同步齒輪箱連接實(shí)現(xiàn)同步同向轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)具體為變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)同步齒輪箱。 螺旋軸為反時(shí)針向下傾斜的螺旋結(jié)構(gòu)，螺旋段無中心軸。料缸的橫截面為扁圓形、底部為錐型，料缸底設(shè)計(jì)有出料口和下開式平接釜底閥。 料缸外表設(shè)計(jì)夾套，夾套外表設(shè)置支耳，料缸內(nèi)長(zhǎng)徑為2R+d再加大10mm，內(nèi)短徑為2R再加大 IOmm0實(shí)施例3
雙螺旋軸式自清潔攪拌裝置包括電機(jī)、料缸以及安裝在料缸內(nèi)的螺旋軸攪拌器，螺旋軸攪拌器數(shù)量為兩個(gè)，每個(gè)螺旋軸式攪拌器包括中心軸、斜支撐軸、螺旋軸、底斜槳，中心軸下端通過斜支撐軸連接螺旋軸上端，螺旋軸下端與底斜槳連接，螺旋軸的橫截面形狀為水平線與垂直線及斜弧線組成的梯形(如圖2所示)，螺旋軸的水平寬度w為螺旋外沿半徑R的三分之一，兩中心軸間距d為螺旋外沿半徑R的五分之三。螺旋軸垂直方向的厚度t取決于螺旋外沿半徑R、中心軸間距d、螺旋軸對(duì)水平面的斜角α，其計(jì)算關(guān)系為
￡ =其中Δ為螺旋外沿交匯處上螺旋軸的下沿與下螺旋軸的上表
面的設(shè)計(jì)間隙，為3mm，螺旋軸與水平面的斜角α為22度。兩螺旋軸攪拌器平行安裝，各螺旋軸攪拌器的中心軸穿過料缸上蓋并填料密封，通過上軸承和下軸承固定，頂端與同步齒輪箱連接實(shí)現(xiàn)同步同向轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)具體為變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)同步齒輪箱。螺旋軸為反時(shí)針向下傾斜的螺旋結(jié)構(gòu)，螺旋段無中心軸。料缸的橫截面為扁圓形、底部為錐型，料缸底設(shè)計(jì)有出料口和下開式平接釜底閥。 料缸外表設(shè)計(jì)夾套，夾套外表設(shè)置支耳，料缸內(nèi)長(zhǎng)徑為2R+d再加大6mm，內(nèi)短徑為2R再加大 6mm ο實(shí)施例4
雙螺旋軸式自清潔攪拌裝置包括電機(jī)、料缸以及安裝在料缸內(nèi)的螺旋軸攪拌器，螺旋軸攪拌器數(shù)量為兩個(gè)，每個(gè)螺旋軸式攪拌器包括中心軸、斜支撐軸、螺旋軸、底斜槳，中心軸下端通過斜支撐軸連接螺旋軸上端，螺旋軸下端與底斜槳連接，螺旋軸的橫截面形狀為水平線與垂直線及斜弧線組成的梯形(如圖2所示)，螺旋軸的水平寬度w為螺旋外沿半徑R的三分之一，兩中心軸間距d為螺旋外沿半徑R的五分之三。螺旋軸垂直方向的厚度t取決于螺旋外沿半徑R、中心軸間距d、螺旋軸對(duì)水平面的斜角α，其計(jì)算關(guān)系為
izSiiarcsiifiytgiE-A,其中Δ為螺旋外沿交匯處上螺旋軸的下沿與下螺旋軸的上表
面的設(shè)計(jì)間隙，為3mm，螺旋軸與水平面的斜角α為22度。兩螺旋軸攪拌器平行安裝，各螺旋軸攪拌器的中心軸穿過料缸上蓋并填料密封，通過上軸承和下軸承固定，頂端與同步齒輪箱連接實(shí)現(xiàn)同步同向轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)具體為變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)同步齒輪箱。螺旋軸為反時(shí)針向下傾斜的螺旋結(jié)構(gòu)，螺旋段無中心軸。
料缸的橫截面為扁圓形、底部為錐型，料缸底設(shè)計(jì)有出料口和下開式平接釜底閥。 料缸外表設(shè)計(jì)夾套，夾套外表設(shè)置支耳，料缸內(nèi)長(zhǎng)徑為2R+d再加大2mm，內(nèi)短徑為2R再加大 2mm ο實(shí)施例5
本發(fā)明攪拌裝置螺旋外沿半徑R = 60mm,螺旋軸寬w=20mm，螺旋軸外沿厚度t=20mm， 螺旋斜角α = 度，單層螺旋，螺旋段垂直高度h=168mm，螺旋軸橫截面為三角形，中心軸間距d=48mm，料缸內(nèi)長(zhǎng)徑為172mm，內(nèi)短徑為124mm。兩螺旋軸攪拌器平行安裝，各螺旋軸攪拌器的中心軸穿過料缸上蓋并機(jī)械密封，通過上軸承和下軸承固定，頂端與同步齒輪箱連接實(shí)現(xiàn)同步同向轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)具體為變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)同步齒輪箱。螺旋軸為反時(shí)針向下傾斜的螺旋結(jié)構(gòu)，螺旋段無中心軸。料缸上出口連接冷凝器、接收罐和真空泵。物料投料量及工藝操作過程同對(duì)照例。本發(fā)明攪拌裝置不但能適應(yīng)本反應(yīng)的全過程，而且在減壓脫低階段，因兩個(gè)螺旋軸的相互剪切作用，物料不可能附著在攪拌軸上，傳熱及表面更新能夠正常進(jìn)行。 產(chǎn)物分子量分布均勻，取不同部位物料測(cè)試平均分子量差距在正常測(cè)試誤差范圍內(nèi)(5廣52 萬)，GPC曲線無不良拖尾。揮發(fā)份脫除干凈(低于1%)。為檢驗(yàn)反應(yīng)攪拌器的實(shí)際運(yùn)行效果，將其應(yīng)用于甲基苯基硅生膠的間歇式合成反應(yīng)。這一反應(yīng)過程具有以下步驟
1、初始反應(yīng)原料為D=(甲基苯基環(huán)硅氧烷)、DMC (二甲基環(huán)硅氧烷)、VMC (甲基乙烯
基環(huán)硅氧烷)、二乙烯基四甲基二硅氧烷和少量四甲基氫氧化銨堿膠催化劑和混合物。初始粘度低于IOOmPa. S。2、升溫至10(T115°C后，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，物料粘度逐漸上升。3小時(shí)后物料粘度升高至lOOOPa. s以上，攪拌已經(jīng)比較困難，反應(yīng)也已經(jīng)到達(dá)終點(diǎn)。之后再升溫至15(T180°C 破媒30分鐘。隨后減壓脫低，維持?jǐn)嚢杷俣?(T50rpm。3、在脫低過程中，隨著小分子成分被減壓蒸出，物料平均分子量進(jìn)一步增大，粘度進(jìn)一步增大，物料流動(dòng)性進(jìn)一步降低。同時(shí)還需要維持向物料傳熱和使物料表面更新，以利于小分子成份的脫除。對(duì)照例若在單軸雙螺帶攪拌5L裝置中進(jìn)行此反應(yīng)，加入物料￡) 580g,
DMC1780g, VMC 5g，加熱減壓脫水后再加入二乙烯基四甲基二硅氧烷0. 7g，1%四甲基氫氧化銨堿膠20g，升溫至10(T115°C聚合3小時(shí)，再升溫至15(T180°C破媒30分鐘，再減壓至 100^300Pa脫低，維持?jǐn)嚢杷俣?(T50rpm。則在脫低階段出現(xiàn)物料完全附著在攪拌器上隨攪拌器旋轉(zhuǎn)，脫離釜壁的現(xiàn)象，使傳熱受阻，表面更新停止，物料中心部位的低分子物脫除不盡。最終產(chǎn)物分子量分布不均勻，揮發(fā)份偏高。一般揮發(fā)份高于1%，表面部位和中心部位物料的分子量相差明顯(如表面物料分子量大于50萬，而中心部位物料平均分子量小于46 萬)，中心部位物料測(cè)試GPC曲線拖尾嚴(yán)重。
權(quán)利要求
1.一種雙螺旋軸式自清潔攪拌裝置，包括電機(jī)(11)、料缸(5)以及安裝在料缸(11)內(nèi)的螺旋軸攪拌器，其特征在于所述螺旋軸攪拌器數(shù)量為兩個(gè)，每個(gè)螺旋軸式攪拌器包括中心軸(1)、斜支撐軸(2)、螺旋軸(3)和底斜槳(4)，中心軸(1)下端通過斜支撐軸(2)連接螺旋軸(3)上端，螺旋軸(3)下端與底斜槳(4)連接，螺旋軸(3)的水平寬度為螺旋外沿半徑 R的四分之一至二分之一，兩中心軸間距d為螺旋外沿半徑R的二分之一至五分之四。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙螺旋軸式自清潔攪拌裝置，其特征在于螺旋軸(3)為反時(shí)針向下傾斜的螺旋結(jié)構(gòu)，螺旋段無中心軸，螺旋軸(3)的橫截面為三角形或梯形。
3.3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙螺旋軸式自清潔攪拌裝置，其特征在于所述螺旋軸(3) 的垂直方向的厚度t與螺旋外沿半徑R、中心軸間距d、螺旋軸對(duì)水平面的斜角α的具體關(guān)系為fzliiaroijcgytga-A,其中Δ為螺旋外沿交匯處上螺旋軸(3)的下沿與下螺旋軸(3)的上表面的設(shè)計(jì)間隙,為廣5mm，螺旋軸(3)與水平面的斜角α為15 30度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙螺旋軸式自清潔攪拌裝置，其特征在于所述各螺旋軸攪拌器為平行安裝，同步同向轉(zhuǎn)動(dòng)，螺旋軸(3)的轉(zhuǎn)動(dòng)空間相互交疊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的雙螺旋軸式自清潔攪拌裝置，其特征在于所述各螺旋軸攪拌器的中心軸(1)穿過料缸(5 )上蓋并采取機(jī)械密封或填料密封(6 )，通過上軸承(7)和下軸承和(8)固定，頂端與同步齒輪箱(10)連接實(shí)現(xiàn)同步同向轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)(11)為變頻電機(jī)，驅(qū)動(dòng)同步齒輪箱。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙螺旋軸式自清潔攪拌裝置，其特征在于所述料缸(5)的橫截面為扁圓形、底部為錐型，料缸底設(shè)計(jì)有出料口(12)、測(cè)溫口(13)和下開式平接釜底閥 (14)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙螺旋軸式自清潔攪拌裝置，其特征在于所述料缸外表設(shè)計(jì)夾套，夾套外表設(shè)置支耳，料缸內(nèi)長(zhǎng)徑為2R+d加大2 10mm，內(nèi)短徑為2R加大2 10mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-4、6-7任意一項(xiàng)所述的雙螺旋軸式自清潔攪拌裝置，其特征在于 料缸(5)內(nèi)加入一定粘度物料攪拌時(shí)，啟動(dòng)電機(jī)(11)帶動(dòng)同步齒輪箱(10)轉(zhuǎn)動(dòng)，同步齒輪箱帶動(dòng)各中心軸(1)、斜支撐槳(2 )、螺旋軸(3 )及底斜槳(4 )作同向同步轉(zhuǎn)動(dòng)，螺旋軸(3 )的斜面帶動(dòng)物料作橫切向和縱向向下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)迫使物料從軸間空隙上翻，起到混合及表面更新作用；由于螺旋軸(3)相互交疊時(shí)的錯(cuò)位剪切運(yùn)動(dòng)，相互剔除了攪拌軸上附著的粘稠物料，起到自清潔作用；底斜槳(4)起到攪拌料缸錐底物料的作用，斜面向上推物料，并且在料缸(5 )長(zhǎng)徑方向相互交疊時(shí)相互剪切，實(shí)現(xiàn)自清潔。
全文摘要
本發(fā)明涉及物料攪拌混合領(lǐng)域，具體來說是一種能同時(shí)適用于不同粘稠度物料，尤其是適用于粘度變化范圍較大的物料的雙螺旋軸式自清潔攪拌裝置，包括電機(jī)、料缸以及安裝在料缸內(nèi)的螺旋軸攪拌器，螺旋軸攪拌器的數(shù)量為兩個(gè)，每個(gè)螺旋軸式攪拌器包括中心軸、斜支撐軸、螺旋軸和底斜槳，中心軸下端通過斜支撐軸連接螺旋軸上端，螺旋軸下端與底斜槳連接，螺旋軸的橫截面形狀為水平線與垂直線及斜弧線組成的三角形或梯形，螺旋軸的水平寬度w為螺旋外沿半徑R的四分之一至二分之一，兩中心軸間距d為螺旋外沿半徑R的二分之一至五分之四。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種粘度物料體系的攪拌，尤其是適合于的短時(shí)間內(nèi)粘度變化范圍巨大的物料體系。
文檔編號(hào)B01F7/24GK102489204SQ20111044714
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者唐小斗 申請(qǐng)人:中藍(lán)晨光化工研究設(shè)計(jì)院有限公司