兼具自清洁及出料功能的高粘度聚合装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于聚合生产领域，具体涉及一种兼具自清洁及出料功能的高粘度聚合装置。
【背景技术】
[0002]聚乳酸是一种新型的生物质可降解材料，它具有环保、生物相容性等普通塑料无可比拟的优势，具有广阔的市场前景和需求。通常的聚乳酸生产方法为:以乳酸为原料，加入氧化锌等催化剂，在加温的情况下，使乳酸脱水缩聚，生成乳酸低聚物(线性低分子量乳酸聚合体)，再裂解成环状分子结构的丙交酯，将丙交酯提纯后，加入催化剂即可聚合，最后生产聚乳酸。
[0003]在由丙交酯生产聚乳酸的过程中，由于是本体聚合，在聚合后期，聚合物粘度往往变得特别大(如28万分子量的聚乳酸，粘度会达到2500 Pa.s)，若利用普通的聚酯反应器生产聚乳酸类超高粘度聚合物，会存在以下几个方面的问题:第一，因聚合物粘度太大，在反应器内流动困难，物料易和搅拌桨产生粘连抱团现象，不能形成有效的热交换，反应热无法释放，使得反应物着色发黄，或局部热分解，影响聚合物的品质；第二，因普通反应釜的出料口太小，即使是和高粘度齿轮栗相结合的出料方式，也经常会断流，无法出料；第三，因聚合物粘度太大，反应结束后，在反应器内壁和搅拌桨表明上，会残留大量的物料，使聚合物不能完全排出、排尽，严重影响下一批次的聚合反应。
[0004]由于以上三个原因，普通的聚酯反应器设备已经不能适应该类超高粘度的聚合反应。必须开发出一种能够解决高粘度反应物的热交换问题、能够解决聚合物在搅拌桨和反应釜中的残料问题、能够解决高粘度聚合物的出料问题的新型聚合生产装置。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种能够解决超高粘度反应物的热交换、能够解决聚合物在搅拌桨和反应釜中的残料问题、能够解决高粘度聚合物的出料问题，由熔融状原料合成聚合物并出料的聚合装置，该装置能够合成高品质的聚合物。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下:
[0007]兼具自清洁及出料功能的高粘度聚合装置，包括底座及卧式缸体，所述卧式缸体包括相互平行的反应缸体及出料缸体，卧式缸体的上端设有操作口，卧式缸体上设有循环进口及循环出口，卧式缸体的下端安装有支撑架，所述支撑架的下端固定于底座上；反应缸体为密封的，且反应缸体的截面呈类椭圆形，所述类椭圆形是指由两个圆心位于同一水平线且直径相同的圆相交后，两圆之间的上部通过共切线连接，两圆的下部通过共切圆弧连接而围成的封闭图形，所述反应缸体的内壁与外壁之间中空，并设有夹套和流道，所述夹套通过流道与循环进口及循环出口相连通，且夹套内流通有传热介质；反应缸体内部设有两个搅拌轴，所述搅拌轴分别位于所述类椭圆形的两个圆心处，所述类椭圆形的两个圆心是指构成该类椭圆形的两个相交的圆的圆心；所述搅拌轴上安装有搅拌桨，两个搅拌桨大小相同，且两个搅拌桨的截面均呈梭形，所述梭形的中心为搅拌轴截面的圆心，梭形中部的宽度大于搅拌轴的直径，两个搅拌桨的截面相互垂直靠接，且两个搅拌桨等速、同向旋转，旋转过程中，两个搅拌桨均有一端与反应缸体内壁靠接，其中一个搅拌桨不与反应缸体内壁靠接的一端与另一个搅拌桨靠接，所述搅拌桨的两端是指所述梭形的两端；所述出料缸体为圆筒形，出料缸体位于反应缸体的下端，且出料缸体轴向长度大于反应缸体的轴向长度，出料缸体与反应缸体之间设有可封口的进料口，出料缸体通过进料口与反应缸体相连通，出料缸体长出反应缸体的一端设有出料口，出料缸体内安装有与出料缸体相配合的出料螺杆；底座上设有第一电机及第二电机，所述第一电机通过同步带传动与出料螺杆的进料一端相连，第二电机通过同步带传动连接有减速器装置，减速器装置的输出端为两个，并分别连接有耦合器，减速器装置的输出端分别通过耦合器与搅拌轴相连接。
[0008]优选地，搅拌轴内部设有通道，搅拌桨内部设有空心的内腔，所述内腔与通道相连通，所述通道与循环进口及循环出口均相连通。
[0009]优选地，设有温度控制系统，传热介质的温度通过温度控制系统进行调节，所述传热介质为蒸汽、导热油、水或空气。
[0010]优选地，第一电机的输出端连接有第一主动齿轮，所述第一主动齿轮外侧嗤合有第一齿轮带，出料螺杆靠近进料口的一端连接有第一从动齿轮，所述第一从动齿轮与第一齿轮带的内侧啮合传动，且第一从动齿轮的直径大于第一主动齿轮的直径。
[0011]优选地，第二电机的输出端连接有第二主动齿轮，所述第二主动齿轮外侧啮合有第二齿轮带，减速器装置的输入端连接有第二从动齿轮，所述第二从动齿轮与第二齿轮带的内侧啮合传动，且第二从动齿轮的直径大于第二主动齿轮的直径。
[0012]优选地，反应缸体通过法兰连接卧式缸体两端的侧板。
[0013]优选地，出料缸体的出料口安装有出料模头。
[0014]本实用新型通过两根截面相互垂直的搅拌桨同向旋转，在旋转过程中始终互相咬合，不仅起到搅拌作用，保证聚合反应的混合充分，而且起到互刮、清洁缸体内壁的作用，使物料难以在缸体内壁和搅拌桨表面长时间附着；缸体内的夹套及搅拌桨的内腔内循环流通有传热介质，在聚合反应过程中，传热介质可作为加热载体或冷却载体，增大了热传导的表面积，提高了聚合反应的效率；聚合反应结束后，可直接通过缸体底部的螺杆挤出，安装便利，操作简便，节省了空间及人力物力。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型的结构示意图；
[0016]图2是图1的左视图；
[0017]图3是图1的俯视图；
[0018]图4是卧式缸体的结构示意图；
[0019]图5是搅拌轴及搅拌桨的结构示意图；
[0020]图6是图5的左视图。
【具体实施方式】
[0021]如图1~6所示，兼具自清洁及出料功能的高粘度聚合装置，包括底座20及卧式缸体5，所述卧式缸体5包括相互平行的反应缸体22及出料缸体1，卧式缸体5的上端设有操作口 6，卧式缸体5下端设有循环进口 19，卧式缸体5左、右两侧的上端设有循环出口 4 ;反应缸体22通过法兰25连接卧式缸体5左、右两端的侧板，卧式缸体5及相关部件的重量完全由缸体两侧板承受，因此反应缸体22左、右两端的侧板上设置有适当的加强筋3支撑，以增加装置的机械强度；卧式缸体5的下端安装有支撑架21，所述支撑架21的上端与加强筋3固定连接，支撑架21的下端固定于底座20上。反应缸体22的截面呈类椭圆形，所述类椭圆形是指由两个圆心位于同一水平线且直径相同的圆相交后，两圆之间的上部通过共切线连接，两圆的下部通过共切圆弧连接而围成的封闭图形；所述反应缸体22的内壁与外壁之间中空，并设有夹套24和流道，所述夹套24通过流道与循环进口 19及循环出口 4相连通，且夹套24内流通有传热介质；设有温度控制系统，传热介质的温度通过温度控制系统进行调节，所述传热介质为导热油。反应缸体22内部设有两个搅拌轴2，搅拌轴2的左、右两端安装于卧式缸体5的侧板上，所述搅拌轴2分别位于所述类椭圆形的两个圆心处，所述类椭圆形的两个圆心是指构成该类椭圆形的两个相交的圆的圆心。搅拌轴2上安装有搅拌桨26，两个搅拌桨26大小相同，且两个搅拌桨26的截面均呈梭形，所述梭形是指由两条圆弧所围成的关于圆弧两交点连线对称的封闭图形，所述梭形中部的宽度大于搅拌轴2的直径；两个搅拌桨26的截面相互垂直靠接，两个搅拌桨26通过搅拌轴2实现等速、同向旋转，旋转过程中，两个搅拌桨26均有一端与反应缸体22内壁靠接，且其中一个搅拌桨26不与反应缸体22内壁靠接的一端会与另一个搅拌桨26靠接，所述搅拌桨26的两端是指所述梭形的两端沿搅拌轴轴向方向的端面。在搅拌轴2内部设有通道27，搅拌桨26内部设有空心的内腔28，所述内腔28中流通有传热介质，内腔28通过通道27与循环进口 19及循环出口 4相连通。所述出料缸体1为圆筒形，出料缸体1位于反应缸体22的下端，且出料缸体1轴向长度大于反应缸体22的轴向长度；出料缸体1与反应缸体22设有可封口的进料口，出料缸体1通过进料口与反应缸体22相连通，出料缸体1的左端设有出料口，出料缸体1内安装有与出料缸体1相配合的出料螺杆23。底座20上设有第一电机14及第二电机18，所述第一电机14的输出端连接有第一主动齿轮17，所述第一主动齿轮17外侧嗤合有第一齿轮带16，出料螺杆23靠近进料口的一端连接有第一从动齿轮8，所述第一从动齿轮8与第一齿轮带16的内侧啮合传动，且第一从动齿轮8的直径大于第一主动齿轮17的直径；第二电机18的输出端连接有第二主动齿轮12，所述第二主动齿轮12外侧啮合有第二齿轮带11，底座20上设有第一减速器13及第二减速器15，第一减速器13的输出端与第二减速器15的输入端通过第一耦合器9相连接，第一减速器13的输入端安装有第二从动齿轮10，所述第二从动齿轮10与第二齿轮带11的内侧啮合传动，且第二从动齿轮10的直径大于第二主动齿轮12的直径，第二减速器15的输出端为两个，并分别连接有第二耦合器7，并通过第二耦合器7与搅拌轴2相连接。
[0022]其中，搅拌桨26在停止或旋转时两个搅拌桨26始终呈相切状态，此处的相切状态是指两个搅拌桨26的截面呈90°角相靠接，在旋转时能够始终相互咬合，达到刮壁的效果，从而能够清除粘连在搅拌桨26及反应缸体22内壁上的物料，具有清洁搅拌桨及反应缸体的作用。详细地说，如图6所示，两个搅拌桨26分别记为第一搅拌桨26a及第二搅拌桨26b，假设两个搅拌桨26静止时，第一搅拌桨26a处于水平位置，第二搅拌桨26b