专利名称：用于混合粘性物料的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于混合粘性物料的装置。
背景技术：
在为了获得期望的聚合物产品而混合具有超过一定级别的粘性的 高粘性聚合物物质以引起反应的粘性物料混合器中，重要因素之一是 有效的热交换，也就是将在反应过程中产生的热量从混合器中快速地 排放出来，或有效地供给反应所需的热量。热交换包括将散热剂或加 热剂应用于混合器的冷却或加热聚合物物质。为了执行热交换，聚合物物质在其中进行搅拌的腔体应当被冷却。 然而，如果聚合物物质由于它们的粘性而粘附到腔体的壁上，则散热 剂或加热剂的热量难以传送到腔体内。情况严重时，也许不可能生产 包括热敏反应过程的聚合物产品。图1显示了传统的粘性物料混合器11的实例。如图1所示，传统的混合器11包括用于容纳待混合的高粘性物料 Z的腔体13、固定在腔体13内的引流管19、以及可旋转地安装在引流腔体13包括底部13a、固定到底部以形成预定容量的内部空间13c 的圆柱形侧壁13b、以及用于覆盖侧壁13b的上部的盖子14。特别地， 热介质通道15设置在侧壁13b内。热介质通道15连接到热介质供给 管17a和热介质排;故管17b，并且热介质通道15接收通过热介质供给
管17a供给的热介质，使热介质在其中流动，然后通过热介质排放管 17b将热介质排出。热介质穿过热介质通道15并且它被用于与高粘性 物料Z进行热交换。引流管19为具有固定直径的圆柱形构件，并且其上端和下端是开 放的。引流管19依靠多个腿部20与底部13a隔开。另外，热介质通 道21也设置在引流管19的侧壁19a内。热介质通道21连接于热介质 供给管23a和热介质排放管23b，并且所述热介质通道21允许通过热 介质供给管23a供给的热介质在其中流动，然后通过热介质排放管23b 将所述热介质排出。穿过热介质通道21的热介质同样用于与高粘性物 料Z进行热交换。同时，安装在引流管19内的运送叶轮30包括垂直延伸并且利用 从电动机31传输来的力矩轴向旋转的驱动轴27,以及固定到驱动轴 27的外圓周上并且在该驱动轴27上螺旋延伸的刀片29。特别地，刀 片29的外部前端尽量靠近引流管19的内圆周。导流器25设置在运送叶轮30的下面。导流器25具有在径向向下 倾斜的圆锥形，并且导流器25引导高粘性物料Z穿过运送叶轮30向 下运动到引流管19和腔体13之间的空间33。附图标记28代表轴承。轴承28被定位在盖子14和导流器25的 中心并垂直地支撑驱动轴27。如果如上述构造的混合器11的运送叶轮30被驱动，则引流管19 内的高粘性物料Z沿着箭头方向朝下运动离开引流管19，然后高粘性 物料Z在径向上被导流器25引导并经由空间33向上运动。 [12]空间33是引流管19和侧壁13b之间的真空，充当高粘性物料Z 向上运动的通道。向上穿过空间33的高粘性物料Z由于运送叶轮30 的作用被吸入到引流管19中。结果，高粘性物料Z通过向下运动离开 引流管19并向上流动穿过空间33,然后返回引流管19的路径的循环 而净皮混合。当高粘性物料Z循环时，热介质连续地穿过热介质通道15、 21。 热介质用于冷却或加热高粘性物料Z,并且热介质具备的热量透过侧壁 19a、 13b的厚度被传送给高粘性物料Z。特别地，高粘性物料Z在箭头C方向上被挤压并由旋转的刀片 29向外推出。在这时，由于高粘性物料自身的内聚力以及在箭头C方 向上由刀片29施加的动能，所以靠近刀片29前端的高粘性物料被切 削以形成空间E。空间E是高粘性物料Z未粘附的部分，并且所述空间E可能允许 热量快速地在侧壁19a的厚度方向上穿过所述侧壁19a,而不受高粘性 物料干扰。也就是说，由于对流，空间E允许从外部传送来的热量更 深地到达引流管19内，因此提高热交换效率。箭头A代表从热交换介 质供给的热或冷空气流。然而，传统混合器11在除了引流管19的内圆周之外的区域中(举 例来说，引流管的外圆周或侧壁的内圓周)显示出低的热交换效率。如果高粘性物料Z未粘附到热交换路径上，则供给的热量可以仅 穿过侧壁13b、 19a并被更深地传送到高粘性物料Z内。然而，因为高 粘'性物料粘附到引流管的外圓周上以及侧壁的内圆周上，所以粘着层
干扰传热(尽管在一定程度上粘着层允许热交换)，由此热量不能到达 高粘性物料的内部。图2用于阐明图1中的混合器的A部分中的流动特性。如图2所示，对于向上穿过空间33的高粘性物料Z,应当理解处 于侧壁13b、 19a附近的高粘性物料几乎不流动，因为与中心的干流相 比其流速非常低。这是由于高粘性物料具备的粘性所致。停滞在侧壁13b、 19a附近的高粘性物料被定位为一个粘着层，其 干扰从热介质供给的热量使所述热量不被传送到空间33内。也就是说， 粘着层降低了混合器中的热交换效率。如上所述，由于待混合的高粘性物料粘附到腔体或引流管的内壁 上，所以传统的混合器具有很低的热交换效率，因此传统的混合器不 能应用于处理应当只在一定温度以下进行混合的物质
发明内容
技术问题本发明被设计以解决现有技术的问题，因此本发明的目的是提供 一种用于混合粘性物料的装置，所述装置由于其良好的热交换效率而 能够有效地控制混合物质的温度，从而允许生产由于传统混合器的热 交换能力的限制而不能进行生产的聚合物产品，并且也降低了热介质 的使用量，因而同样降低了生产成本。
技术方案为了实现上述目标，本发明提供一种用于混合粘性物料的装置， 所述装置包括腔体，其具有圓柱形侧壁和底部，所述腔体容纳待混 合的粘性物料；圆柱形引流管，其固定在所述腔体的内部中心以与所 述底部分隔开，所述引流管与所述腔体的所述侧壁分隔开并在所述引 流管和所述腔体的所述侧壁之间形成空间以使所述粘性物料穿过所述 空间，所述引流管包括从外部供给的热介质从其中穿过的热介质通道； 运送叶轮，其安装在所述引流管内，并由从外部驱动设备供给的动力 驱动以传送所述引流管上面或下面的所述粘性物料，并且将位于所述 空间内的所述粘性物料吸入到所述引流管中；以及清扫叶轮，其安装
周方向上旋转以向所述粘性物料施加压力，从而使所述空间内的所述 粘性物料不粘附到所述引流管的外圓周上和所述腔体的所述侧壁的内 圆周上。在本发明的另一方案中，也提供了一种用于混合粘性物料的装置， 所述装置包括腔体，其具有圆柱形侧壁和底部，所述腔体容纳待混 合的粘性物料；多个引流管，所述多个引流管固定在所述腔体的内部 中心以与所述底部分隔开，所述引流管以相同的中心和不同的直径与 所述腔体的所述侧壁分隔开，所述多个引流管使所述粘性物料穿过引 流管之间的空间以及最大引流管和所述侧壁之间的空间，所述引流管
装到最小的 一个引流管上，并由从外部驱动设备供给的动力驱动以传 送所述引流管上面或下面的所述粘性物料，并且将位于所述空间内的 所述粘性物料吸入；以及多个清扫叶轮，所述多个清扫叶轮安装在所
向上旋转，以向所述粘性物料施加压力，从而使所述空间内的所述粘 性物料不粘附到所述多个引流管的迎面表面上、所述引流管的迎面表 面上和所述腔体上。
在所述腔体的所述侧壁内。同样优选地，所述运送叶轮包括驱动轴，其位于所述引流管的 中心轴上并且利用从外部传来的力矩轴向地旋转；以及螺旋刀片，其 固定到所述驱动轴的外圓周上并且以螺旋形延伸，所述螺旋刀片具有 以预定距离与所述引流管的内圆周分隔开的前端，其中所述清扫叶轮 具有与所述驱动轴平行的板形，所述清扫叶轮在宽度方向上的边缘与 所述腔体侧壁的所述内圓周以及所述引流管的外圓周以预定距离分隔 开，并且其中所述装置进一步包括旋转杆，其充当将旋转力传递到所 述清扫叶轮的驱动设备，所述旋转杆被固定到所述驱动轴上并延伸到 所述空间的上部，所述清扫叶轮被连接到所述旋转杆的一端。另外，所述清扫叶轮优选地具有固定的厚度和宽度，并且在旋转 时，所述清扫叶轮允许其在宽度方向上的边缘将粘附到所述腔体侧壁 的所述内圓周上和所述引流管的外圆周上的所述粘性物料从粘着表面 分离，从而促进在所述相应粘着表面和所述热介质之间的热交换。同样优选地，所述清扫叶轮的上端被固定到所述旋转杆上，并且 所述清扫叶轮具有多个通孔，所述通孔使所述粘性物料通过其中以便 降低在所述清扫叶轮旋转时由所述粘性物料引起的流阻。 [29]设置有多个以规则角度布置的旋转杆，所述清扫叶轮的上端固定
到每个旋转杆上，并且利用框架对所述清扫叶轮进行了加固，以防止 由于当所述清扫叶轮旋转时由所述粘性物料引起的流阻造成的变形。
通过下面参照附图对实施例的描述，本发明的其它目标和方案将 变得更为清楚，其中图1为显示传统的粘性物料混合器实例的剖视图；图2为阐明图1的混合器的A部分中的流动特性的示意图；图3为显示根据本发明的一个实施例的用于混合粘性物料的装置 的剖视图；图4为显示图3的清扫叶轮和旋转杆的立体图；图5为沿着图3的V-V线剖切的剖视图；图6为显示利用框架加固了的图4中的清扫叶轮立体图；图7为显示根据本发明的另一实施例的用于混合粘性物料的装置 的剖浮见图；图8为显示利用另 一种框架进行加固的图4中的清扫叶轮立体图。
具体实施例方式在下文中，将参照附图详细说明本发明的优选实施例。在附图中， 相同的附图标记表示具有相同功能的相同元件。图3为显示根据本发明的一个实施例的用于混合粘性物料的装置
的剖^L图。参照图3，该实施例的粘性物料混合装置41包括用于容纳待混 合的高粘性物料Z的腔体13、固定在腔体13内并且具有与腔体13的 底部13a分隔开的下端的引流管19、以及安装到引流管19的内部并由 外部电动机31驱动以将高粘性物料Z向下推动的运送叶轮30。每个元 件已参照图1进行了阐明，因此不再详细说明。特别地，该实施例的混合装置41包括清扫叶4仑47。清扫叶轮47 为垂直地设置于空间33 (即，引流管19的外圆周和腔体侧壁13b的 内圓周之间的空间)内的板状构件，并且所述清扫叶轮47与运送叶轮 30 —起被驱动。清扫叶4仑47#1成形为如图4所示一样，并且清扫叶4仑47在其宽 度方向上的两个边缘都非常接近引流管19的外圓周和腔体13的内圆 周。清扫叶轮47的边缘与引流管19的外圆周或与腔体13的内圆周之 间的距离基于粘性物料的粘性而变化，并且粘性越小它们就越接近。 清扫叶轮47的宽度w (见图4)优选为引流管19的外圓周和腔体13 的内圆周的之间距离的85%至90%。另外，该实施例的混合装置41进一步设置有旋转杆45以便将驱 动力传递给清扫叶轮47。旋转杆45为在两侧水平地延伸的构件，其中 心固定到驱动轴43上，并且清扫叶轮47安装到其延伸端。图4为更详细地显示图3的清扫叶轮和旋转杆的立体图。参照图4,应当理解，旋转杆45固定在驱动轴43上。旋转杆45 为以其固定到驱动轴43上的中心水平延伸的刚性体，并且清扫叶轮47
连接于旋转杆45的两端。特别地，旋转杆45具有椭圓形截面。由于 椭圓形截面，^走转杆45可以使当i走转杆45在高粘性物料Z内部旋转 时由高粘性物料Z引起的阻力最小化。固定于旋转杆45的两端的清扫叶轮47为具有固定宽度w和厚度 并与驱动轴43平行地延伸的长方形构件。当驱动轴43轴向旋转时， 清扫叶轮47与刀片29 (见图3) —起旋转，因此向一个方向推动位于 空间33内的高粘性物并牛Z。另外，多个通孔47a形成于清扫叶轮47内。通孔47a允许高粘性 物料穿过它们，以便使当清扫叶轮47在空间33内旋转时由高粘性物 料Z引起的阻力被最小化。清扫叶4仑47可以用各种方式固定到旋转杆45上。例如，可能在 旋转杆45的两端形成有安装缝45a，于是清扫叶轮47的上端被插入并 固定到安装缝45a中。图5为沿着图3的V-V线剖切的剖视图。如图5所示，清扫叶轮47安装在空间33内部。清扫叶轮47的宽 度方向与引流管19的外圆周的切线方向正交。另外，清扫叶轮47在 其宽度方向上的端部尽量地靠近引流管19的外圓周和腔体13的内圆 周。在任何情况下，如果清扫叶4仑47在F方向上S走转，则清扫叶轮 47的两端清扫粘附到引流管19的外圓周和腔体13的内圆周上的高粘 性物料，因而在相应表面上形成空间E。空间E通过清扫叶轮的动能 和高粘性物料Z的粘性形成，并且所述空间E在箭头A方向上增加热 常头见(heat convention)的量。就是说，空间E在侧壁13b、 19a上没有高粘性物料Z (即，在空 间E内高粘性物料Z不干扰热流)，更多的热量进入到空间33中。所 述热量包4舌冷却能量以及高温热能。图6显示了利用框架进行加固了的图4中的清扫叶4仑。参照图6,应当理解，固定到旋转杆45两端的清扫叶轮47与加 固框架49相连接。加固框架49为弧形的钢梁，其一端固定到一个清 扫叶轮的上端并且另一端固定到另一清扫叶轮的下端。加固框架49以 适当的曲率弯曲并与清扫叶4仑47—起^^皮定位于空间33内。当清扫叶轮47以在空间33内部搅拌的方式旋转时，加固框架49 起到防止清扫叶轮47由于高粘性物料Z的阻力而在旋转方向的相反方 向上弯曲的作用。任何其它类型的加固手段都可以用来代替加固框架 49。图7显示了根据本发明的另一实施例的粘性物料混合装置的另一 个示例。参照图7，应当理解，在腔体13内设置了两个引流管19y、 19z。 引流管19y、 19z具有相同的中心轴但具有不同的直径。在两个引流管19y、 19z中，位于内侧的引流管19y容纳运送叶轮 30。另外，另一引流管19z围绕着内部引流管19y并且位于引流管19y 和腔体13的侧壁13b的中间。在引流管19y、 19z之间以及在外侧引流管19z和腔体13的侧壁 13b之间分别设置有空间33。空间33充当已经向下穿过运送叶轮30 的高粘性物料Z的上游通道。另外，旋转杆45水平地安装在引流管19y、 19z上面，并且两个 清扫叶轮47分别固定到旋转杆34的两端。旋转杆45固定到如上所述 的驱动轴43上。清扫叶轮47与运送叶轮30 —起旋转并被安装到各个空间33内， 因而推动高粘性物料Z在引流管19y、 19z的圓周方向上在空间33内 向上向下流动，从而促进热交换。在此过程中，热介质穿过热介质通 道15、 21。图8显示了利用不同的框架进行加固了的图4中的清扫叶轮。如图8所示，如果确保清扫叶轮47的旋转，则这种加固框架49 可以如期望的净皮添加到图6中所示的上述框架49上。已经对本发明进行了详细说明。然而，应当理解，详细的说明和 特定的实例虽然表述了本发明的优选实施例，但仅作为示例给出，因 为根据该详细的说明书在本发明的精神和范围内的各种变化和修改对 于本领域的技术人员而言变得很清楚。
工业实用性如上述所构造的本发明的粘性物料混合装置具有良好的热交换效 率，因此允i午在混合过程中有效地控制混合物质的温度。爿Mv而，本发 明的粘性物料混合装置允许生产不能由传统混合器生产的聚合物产 品，而且降低了使用的热介质的量，因此同样能够降^f氐生产成本。
权利要求
1.一种用于混合粘性物料的装置，包括腔体，其具有圆柱形侧壁和底部，所述腔体容纳待混合的粘性物料；圆柱形引流管，其固定在所述腔体的内部中心以与所述底部分隔开，所述引流管与所述腔体的所述侧壁分隔开，并在所述引流管和所述腔体的所述侧壁之间形成空间，以使所述粘性物料穿过所述空间，所述引流管包括从外部供给的热介质从其中穿过的热介质通道；运送叶轮，其安装在所述引流管内并由从外部驱动设备供给的动力驱动，以传送所述引流管上面或下面的所述粘性物料并且将位于所述空间内的所述粘性物料吸入到所述引流管中；以及清扫叶轮，其安装在所述空间内并且利用从外部驱动设备供给的动力在所述引流管的圆周方向上旋转，以向所述粘性物料施加压力，从而使所述空间内的所述粘性物料不粘附到所述引流管的外圆周上和所述腔体的所述侧壁的内圆周上。
2、根据权利要求1所述的用于混合粘性物料的装置，述腔体的所述侧壁内。
3、根据权利要求2所述的用于混合粘性物料的装置，其中所述运 送叶轮包括驱动轴，其位于所述引流管的中心轴上并且利用从外部传来的力 矩轴向地旋转；以及 螺旋刀片，其固定到所述驱动轴的外圆周上并且以螺旋形状延伸， 所述螺旋刀片具有与所述引流管的内圓周以预定距离分隔开的前端，其中所述清扫叶轮具有与所述驱动轴平行的板形形状，所述清扫 叶轮在宽度方向上的边缘与所述腔体的所述侧壁的所述内圆周以及所 述引流管的所述外圆周以预定距离分隔开，并且其中所述装置进一步包括旋转杆，所述旋转杆充当将旋转力传递 到所述清扫叶轮的驱动设备，所述旋转杆固定到所述驱动轴上且延伸 到所述空间的上部，所述清扫叶轮连接到所述旋转杆的一端。
4、 根据权利要求3所述的用于混合粘性物料的装置，其中所述清扫叶轮具有固定厚度和宽度，并且所述清扫叶轮在旋 转时允许其宽度方向上的边缘将粘附到所述腔体的所述侧壁的所述内 圆周上和所述引流管的所述外圓周上的所述粘性物料从粘着表面上分 离，从而促进在相应粘着表面和所述热介质之间的热交换。
5、 根据权利要求3所述的用于混合粘性物料的装置，其中所述清扫叶轮的上端固定到所述旋转杆上，并且所述清扫叶 轮具有多个通孔，所述通孔使所述粘性物料通过其中，以便降低在所 述清扫叶轮旋转时由所述粘性物料引起的流阻。
6、 根据权利要求3所述的用于混合粘性物料的装置，其中设置有多个以规则角度布置的旋转杆，所述清扫叶轮的上端 固定到每个旋转杆上，并且利用框架对所述清扫叶4仑进行加固，以防 止在所述清扫叶轮旋转时由所述粘性物料引起的流阻而造成的变形。
7、 一种用于混合粘性物料的装置，包括腔体，其具有圆柱形侧壁和底部，所述腔体容纳待混合的粘性物料；多个圆柱形引流管，所述多个圓柱形51流管固定在所述腔体的内 部中心以与所述底部分隔开，所述引流管以相同的中心和不同的直径 与所述腔体的所述侧壁分隔开，所述多个引流管使所述粘性物料穿过 引流管之间的空间以及最大引流管和所述侧壁之间的空间，所述引流运送叶轮，其安装到多个引流管中最小的引流管上并由从外部驱 动设备供给的动力驱动，以运送所述引流管上面或下面的所述粘性物料并且将位于所述空间内的所述粘性物料吸入；以及多个清扫叶轮，所述多个清扫叶轮安装在所述空间内并且利用从 外部驱动设备供给的动力在所述引流管的圓周方向上旋转，以向所述 粘性物料施加压力，从而使所述空间内的所述粘性物料不粘附到所述 多个引流管的迎面表面上、所述引流管的迎面表面上和所述腔体上。
8、 根据权利要求7所述的用于混合粘性物料的装置，述腔体的所述侧壁内。
9、 根据权利要求8所述的用于混合粘性物料的装置，其中所述运 送叶轮包括驱动轴，其位于所述引流管的中心轴上并且利用从外部传来的力 矩轴向地S走转；以及 螺旋刀片，其固定到所述驱动轴的外圆周上并且以螺旋形状延伸， 所述螺旋刀片具有与所述引流管的内圓周以预定距离分隔开的前端，其中所述清扫叶轮具有与所述驱动轴平行的板形形状，所述清扫 叶轮在宽度方向上的边缘与所述腔体的所述侧壁的所述内圆周以及所 述引流管的所述外圆周以预定距离分隔开，并且其中所述装置进一步包括旋转杆，所述旋转杆充当将旋转力传递 到所述清扫叶轮的驱动设备，所述旋转杆被固定到所述驱动轴上且延 伸到所述空间的上部，所述清扫叶轮连接到所述旋转杆的一端。
10、 根据权利要求9所述的用于混合粘性物料的装置，其中所述清扫叶轮具有固定厚度和宽度，并且所述清扫叶轮在旋 转时允许其在宽度方向上的边缘将粘附到所述腔体的所述侧壁的所述 内圓周上和所述引流管的所述外圆周上的所述粘性物料从粘着表面分 离，从而促进相应粘着表面和所述热介质之间的热交换。
11、 根据权利要求9所述的用于混合粘性物料的装置，其中所述清扫叶轮的上端固定到所述旋转杆上，并且所述清扫叶 轮具有多个通孔，所述通孔使所述粘性物料通过其中，以便降低在所 述清扫叶轮旋转时由所述粘性物料引起的流阻。
12、 根据权利要求9所述的用于混合粘性物料的装置，其中设置有多个以规则角度布置的旋转杆，所述清扫叶轮的上端 固定到每个旋转杆上，并且利用框架对所述清扫叶轮进行加固，以防 止在所述清扫叶轮旋转时由所述粘性物料引起的流阻而造成的变形。
全文摘要
一种用于混合粘性物料的装置，包括腔体，其具有圆柱形侧壁和底部并容纳待混合的粘性物料；圆柱形引流管，其固定在所述腔体的内部中心以与所述底部和所述侧壁分隔开，并在所述引流管和所述侧壁之间形成空间以允许所述粘性物料通过，并且其中包括热介质通道；运送叶轮，其安装在所述引流管内，并由电动机驱动以便传送所述引流管上面或下面的所述粘性物料并且将所述空间内的所述粘性物料吸入到所述引流管中；以及清扫叶轮，其安装在所述空间内并且通过电动机在圆周方向上旋转，以向所述粘性物料施加压力，从而使所述空间内的所述粘性物料不粘附到所述引流管和所述侧壁上。
文档编号B01F3/10GK101370573SQ200780003052
公开日2009年2月18日 申请日期2007年1月9日 优先权日2006年1月12日
发明者宋玄燮, 李知炫, 车孝淑, 金仁宣, 韩相弼 申请人:Lg化学株式会社