專利名稱：漂浮固相和液相的攪拌混合機(jī)械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種漂浮固相和液相的攪拌混合機(jī)械，且特別適用于混合和分散在液體表面發(fā)生聚集的固相和液相。
實(shí)際生產(chǎn)中經(jīng)常需要在攪拌罐內(nèi)將輕固相混合于液相，使之分散、溶解和/或進(jìn)行反應(yīng)。由于輕固相漂浮在液體表面，且往往聚集成團(tuán)或“蓋”，兩相之間的接觸面積小，混合和分散過程緩慢。為了解決這一問題，一般采取兩種辦法，一是將固體破碎或切割成十分小的顆粒，并調(diào)節(jié)加料速度，使加入罐內(nèi)的固體維持較小的數(shù)量，有充裕的時(shí)間分散；此外為阻止漂浮固體聚集，在液面上設(shè)置攪拌槳。這樣一來緩和了固體聚集的問題，但時(shí)間較長(zhǎng)，增加了工作量，且隨之帶來一些其他問題。比如有些在液相中進(jìn)行的反應(yīng)由于溶解過程長(zhǎng)，物料不“同步”開始反應(yīng)，特別是連串反應(yīng)，產(chǎn)物的反應(yīng)深度不同會(huì)引起質(zhì)量上的問題，以乙丙共聚物(干膠)為原料，在稀釋液中溶解和降解(分子量降低)生產(chǎn)粘度指數(shù)改進(jìn)劑的過程就是這種情況。乙丙膠為熱塑性材料，常溫下呈固態(tài)，在攪拌罐內(nèi)漂浮在熱的稀釋油表面，粘結(jié)成牢固的膠“蓋”。茂名石油公司研究所在中國(guó)石化總公司發(fā)展部組織的添加劑攻關(guān)組技術(shù)交流會(huì)上宣讀的論文“進(jìn)口乙丙膠研制增粘劑試驗(yàn)報(bào)告”(1987)認(rèn)為“避免膠粒在膨脹之后結(jié)成團(tuán)而浮在油面上，是熱熔解法生產(chǎn)中時(shí)間長(zhǎng)短的關(guān)鍵，因此攪拌速度和方式十分重要。”他們的具體措施是把膠切成10mm大小的顆粒、在液面上設(shè)置括膠耙。但是溶解時(shí)間仍需6至7小時(shí)，乙丙膠還常常不能充分分散和溶解，降解不能均勻地進(jìn)行，產(chǎn)品(溶液中的乙丙膠)分子量分布寬，性能受影響。
本實(shí)用新型的目的是提供一種漂浮固相和液相的攪拌混合機(jī)械，一方面可破碎固體團(tuán)塊或“蓋”，另一方面使固、液兩相在整個(gè)罐內(nèi)形成有利于混合和分散的理想循環(huán)流動(dòng)狀態(tài)。以達(dá)到加速混合、溶解和反應(yīng)過程，提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是這樣實(shí)現(xiàn)的，在罐中裝設(shè)一攪拌混合機(jī)械，該攪拌混合機(jī)械是由上層螺旋輸送器和下層渦輪攪拌器組成，所述的螺旋輸送器即是在一螺桿的外部套設(shè)一導(dǎo)流筒后構(gòu)成，所述螺桿沿軸向又順勢(shì)延伸形成一中軸，位于所述螺桿的下部中軸上再聯(lián)接一蝸輪，構(gòu)成所述的蝸輪攪拌器。
所述的螺桿兩端暴露在所述的導(dǎo)流筒的外部，所述的導(dǎo)流筒為圓柱形結(jié)構(gòu)，其頂部周緣上開設(shè)預(yù)定數(shù)目的通槽，所述的蝸輪為一普通蝸輪。
由于本實(shí)用新型采用了上層螺旋輸送器，從而可利用具有強(qiáng)剪切力的螺桿“咬住”和撒碎固體團(tuán)或“蓋”，并帶動(dòng)固、液兩相做螺桿運(yùn)動(dòng)形成向下層的流動(dòng)狀態(tài)，同時(shí)下層蝸輪攪拌器使固體進(jìn)一步分散于液相，并推動(dòng)液體向上層流動(dòng)，使罐中的固、液兩相形成了一種理想的循環(huán)流動(dòng)狀態(tài)，增大了固液接觸面積，加速了固、液兩相的混合、溶解和/或進(jìn)行反應(yīng)，縮短了時(shí)間，加快了生產(chǎn)進(jìn)程，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，且不必再限制固體物料的加入速度，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)率。而且本實(shí)用新型還能可靠地采用輸送體積原則來放大。
下面將舉一較佳實(shí)施例并結(jié)合附圖詳細(xì)闡述本實(shí)用新型


圖1是本實(shí)用新型的螺旋輸送器的軸向剖面組裝圖。
圖2是本實(shí)用新型工作時(shí)的罐內(nèi)流動(dòng)狀態(tài)圖。
圖3是本實(shí)用新型的導(dǎo)流筒的主視圖。
圖4是本實(shí)用新型的導(dǎo)流筒的俯視圖。
本實(shí)用新型的漂浮固相和液相的攪拌混合機(jī)械是由上層的螺旋輸送器1和下層的普通蝸輪攪拌器2兩部組成的。參見
圖1，在螺桿11的外部套設(shè)一導(dǎo)流筒12，即構(gòu)成了螺旋輸送器1，該螺桿11的兩端沿軸向順勢(shì)延伸形成了中軸3，并在螺桿11的下部中軸3上穿設(shè)聯(lián)接蝸輪2，該蝸輪2即構(gòu)成了蝸輪攪拌器2。其中，螺桿11的上端應(yīng)暴露在導(dǎo)流筒2的外面，也就是說螺桿11的頂端111應(yīng)高于導(dǎo)流筒12的頂端121，螺桿11暴露在導(dǎo)流筒12外面的高度可為半個(gè)螺距，其目的是使螺桿能直接“撕咬”住固體團(tuán)塊或“蓋”。另外導(dǎo)流筒12的頂部121周緣上開設(shè)了兩條對(duì)稱通槽123(參見圖3、圖4)，當(dāng)攪拌混合機(jī)械在罐4中工作時(shí)，罐4中的液體可方便地從槽123中吸入導(dǎo)流筒12內(nèi)，利于固、液兩相混合和分散。在本實(shí)用新型中的蝸輪2采用普通蝸輪，以增大攪拌力，便于帶動(dòng)液體流動(dòng)。導(dǎo)流筒12是嵌套在螺桿11的外部，當(dāng)攪拌混合機(jī)械工作時(shí)，旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的慣性力將使導(dǎo)流筒12牢固地定位在螺桿11的外表面，而導(dǎo)流筒12與螺桿11之間的縫隙被液體填充，形成了一液體層，將導(dǎo)流筒12與螺桿11隔開，避免了摩擦。
另外螺桿11的下端也可暴露于導(dǎo)流筒12外面，方便液體從導(dǎo)流筒12中甩出。本實(shí)用新型中的螺桿11及普通蝸輪2的結(jié)構(gòu)均為本領(lǐng)域所屬技術(shù)人員所熟知，故不再贅述。
本實(shí)用新型的操作方法由以下實(shí)例闡述，參見圖2。
實(shí)施例一個(gè)分散和溶解過程。
溶質(zhì)為分子量Mw2.4×105熱塑性乙丙共聚物(干膠)，溶液是150SN中性油，干膠濃度10(m)％，干膠門尼(Mooney)粘度(121℃)ML(1＋4)為28，中性油運(yùn)動(dòng)粘度(100℃)5.12mm2/S。使用的攪拌罐容積0.5m3，表1列出了相應(yīng)的幾何尺寸。螺桿11比導(dǎo)流筒12頂端高40mm(半個(gè)螺距)，導(dǎo)流筒12上沿開寬15mm、深40mm對(duì)稱槽123兩條。
首先是用泵向罐內(nèi)加入279Kg150SN中性油，啟動(dòng)攪拌并加熱油品到規(guī)定溫度。乙丙干膠用切膠機(jī)切成大約50×50×300mm的膠條，邊切邊加入罐中，31Kg加畢封好加料口，氣體空間用氮?dú)庵脫Q并保持微正壓，以防空氣氧化油品和引起乙丙共聚物氧化降解。
此時(shí)，罐4中的乙丙干膠有可能在液面上聚集成團(tuán)或“蓋”，那么，具有強(qiáng)剪切力并旋轉(zhuǎn)著的螺桿11，則立刻用暴露的上端111“咬住”固體團(tuán)塊或“蓋”，并將其撕成絮狀的固體，連同液體一起由導(dǎo)流筒12導(dǎo)送到罐4下層深處，同時(shí)液體也不斷地從導(dǎo)流筒12中的通槽123處被卷入導(dǎo)流筒12內(nèi)，與固體混合和分散，而送到罐4深處的固液兩相又進(jìn)一步受到下層開式蝸輪攪拌器2的攪拌混合，使固體進(jìn)一步分散于液相并沿罐壁上升到上層，推動(dòng)上層固體進(jìn)一步向中心螺旋輸送器1聚集，即刻再被螺桿11“咬住”，于是，固、液兩相再做螺桿運(yùn)動(dòng)，并被導(dǎo)送到罐4下層深處，并再次受到下層蝸輪攪拌器攪拌、混合……。從而形成了一種理想的整體循環(huán)流動(dòng)狀態(tài)，創(chuàng)造了一個(gè)大的固、液接觸面積使固體在罐4中迅速被分散，并與液相混合，溶解和/或進(jìn)行反應(yīng)。
攪拌1小時(shí)后，液面上看不到浮膠，又1小時(shí)后，乙丙膠完全溶解(從罐內(nèi)連續(xù)采樣，粘度值不變)。
本實(shí)用新型能采用輸送體積原則來可靠地放大其中的螺旋輸送器。表1中同時(shí)列出了采用本實(shí)用新型的螺旋輸送器按照輸送體積原則放大的5m3攪拌罐的輸送器幾何尺寸。5m3罐工業(yè)設(shè)備每次投中性油2790Kg，乙丙膠310Kg。固相消失所用時(shí)間與0.5m3設(shè)備相同，完全溶解時(shí)間則稍長(zhǎng)，須1.5小時(shí)。
另外加入罐4內(nèi)的物料截面以不超過輸送器螺間距為限。
表1 螺旋輸送器主要參數(shù)
＊Q＝60(b2-f2).π/4cn.0.8[m3/h]
權(quán)利要求1.一種漂浮固相和液相的攪拌混合機(jī)械，它主要是由螺旋輸送器和蝸輪攪拌器組成，其特征在于所述的螺旋輸送器即是在一螺桿的外部套設(shè)一導(dǎo)流筒后構(gòu)成，所述螺桿沿軸向又順勢(shì)延伸形成一中軸，位于所述螺桿的下部中軸上再聯(lián)接一蝸輪，構(gòu)成所述的蝸輪攪拌器。
2.如權(quán)利要求1所述的一種漂浮固相和液相的攪拌混合機(jī)械，其特征在于所述的螺桿兩端暴露在所述導(dǎo)流筒的外部。
3.如權(quán)利要求1所述的一種漂浮固相和液相的攪拌混合機(jī)械，其特征在于所述的導(dǎo)流筒為一圓柱形。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種漂浮固相和液相的攪拌混合機(jī)械，特別適用于混合和分散在液體表面發(fā)生聚集的固相和液相。該機(jī)械由上層螺旋輸送器和下層普通蝸輪攪拌器組成，螺旋輸送器用螺桿“撕咬”團(tuán)或“蓋”，并由導(dǎo)流筒將固、液兩相導(dǎo)向下層深處，再由蝸輪攪拌，進(jìn)一步混合推動(dòng)使固液混合物沿罐壁向上運(yùn)動(dòng)，在罐內(nèi)形成一理想的循環(huán)流動(dòng)狀態(tài)。加速溶解和/或反應(yīng)過程。
文檔編號(hào)B01F7/16GK2231574SQ9520486
公開日1996年7月24日 申請(qǐng)日期1995年3月16日 優(yōu)先權(quán)日1995年3月16日
發(fā)明者姚亞平, 閻泉成, 王嘉盛, 趙素春 申請(qǐng)人:中國(guó)石化蘭州煉油化工總廠