背景技术：
0、技术背景
1、釜式法生产高压聚乙烯(ldpe)是聚合工艺中的关键设备，反应釜中形成的复杂非理想流动与反应过程密切相关，不仅决定自由基聚合反应的速率和转化率，而且对产物的分子量分布以及长短支链分布有着重大影响。高压聚乙烯的生产条件为高温(200～300℃)、超高压(200～350mpa)，反应釜的高径比在9～15∶1左右，由于釜式反应釜属于厚壁容器，通过反应釜壁的热传递受限制，故反应基本为绝热过程，没有明显的热量从反应釜内移出，主要通过多点注入冷乙烯进料来控制反应温度，平衡反应热。电机安装在反应釜内驱动搅拌器，使反应釜内混合均匀，避免局部热点出现。引发剂均采用有机过氧化物，沿反应釜轴向在不同位置多点注入，形成不同操作温度的多个反应段，反应段间无返混，操作灵活，产品范围宽。
2、法国cdf公司采用一条线一台反应釜生产，釜的容积最大达1.6m3，是世界上的反应釜之一。釜内的搅拌器采用五个节流环与涡轮式桨叶，将反应釜分隔成五个反应区进行聚合，可以从六处引入乙烯气，并从五个点注入不同催化剂，提高单程转化率。
3、日本住友化学在引进的ici公司技术的基础上，发展了双釜串联的新工艺，双釜串联工艺做了进一步改进，原双釜是相同容积的反应釜，现在提出了前反应釜容积可以是后反应釜容积的1～6倍，前釜分两个反应区，前釜的进料点及引发剂注入点各为两个，这样既能提高引发剂效率，又可降低引发剂消耗，提高转化率。
4、exxon mobil采用一条线一台反应釜生产，容积1.5m3反应釜采用较大的长径比。搅拌器选用扇面形桨叶，通过改变桨叶与轴的角度，改变桨叶产生的轴向力，并将桨叶轴向力向下的与轴向力向上的成对布置，形成多个区域，以延长停留时间，使引发剂效率更高，产品分子量分布更窄。
5、反应釜搅拌器国内外基本采用的是中心轴，配三角形斜叶桨、四叶或六叶涡轮桨、扇形斜叶桨等，多层桨叶组合成搅拌器。为了解决搅拌细长轴的刚度和加工问题，采用釜内加中间轴承座的方案，这就给中间轴承座的安装增加了难度。另外，一根轴上设置3～4个支撑点，同轴度很难保证，这也是轴承损坏的原因之一。
6、在借鉴国外高压聚乙烯反应釜的结构特点，设计出一种采用新型结构搅拌器的高压聚乙烯反应釜的效果：适用于容积范围0.75～5m3的反应釜；采用的新型搅拌器，适用于高粘度物料的混合，搅拌区域内没有死区；取消了中心通轴，可以在不增加轴占用截面积的前提下，选用中心无通轴的4柱组合截面轴，提高轴的刚度；每层采用整圈螺带可以防止桨叶弯曲；调整螺带桨叶的旋向和数量，可以减小轴向力，减轻搅拌器的重力对电机下轴承的负荷；搅拌器上端与电机的花键套固定，利用电机端盖处的2个角接触轴承作为搅拌器的上支点，下端轴承座固定在下平盖上，中间不设轴承座，简化了细长轴的加工和搅拌器的安装；搅拌器选用多组波轮式桨叶和内外螺带式桨叶，将反应釜分隔出多个反应区域，消除混合区域中的流动死区；延长停留时间，提高收率。
技术实现思路
1、本发明专利涉及一种采用新型结构搅拌器的高压聚乙烯反应釜，见附图1。主要由：上平盖(1)、密封圈(2)、上卡箍紧固机构(3)、电机(4)、新型搅拌器(5)、筒体(6)、下轴承座(7)、下平盖(8)、下卡箍紧固机构(9)等零部件组成。
2、根据上述一种采用新型结构搅拌器的高压聚乙烯反应釜新型搅拌器，见附图2。主要由：上轴头(5-1)、涡轮桨叶i(5-2)、中心无通轴的组合截面框架轴(5-3)、上凸波轮桨叶(5-4)、中心开孔波轮桨叶(5-5)、定距管(5-6)、涡轮桨叶ii(5-7)、上举内螺带(5-8)、下压外螺带(5-9)、下压内螺带(5-10)、上举外螺带(5-11)、十字桨叶(5-12)、下轴头(5-13)等零部件组成。
3、根据上述一种采用新型结构搅拌器的高压聚乙烯反应釜的容积范围适用于0.75～5m3，搅拌器底轴承选用大游隙的圆柱滚子轴承，径向和轴向可以满足热胀和应力变形的伸缩量。
4、根据上述一种采用新型结构搅拌器的高压聚乙烯反应釜，选用的中心无通轴的组合截面框架轴(5-3)，由上轴头(5-1)、4根圆钢、下轴头(5-13)组成，没有了中心通轴，消除了中心轴处的流动死区；在不增加轴截面积的情况下提高轴的刚度；釜中间可以不设轴承座；解决了细长轴的加工问题，简化搅拌器安装同轴度的找正难度的问题。
5、根据上述一种采用新型结构搅拌器的高压聚乙烯反应釜，新型结构搅拌器其特征在于：波轮(5-5)桨叶采用中心开孔，凸波轮(5-4)上凸式中心无孔的新型桨叶，交替组合；波轮采用钢板冲压成圆弧过渡的凸叶，没有死区，强度高；中心开孔波轮(5-5)桨叶的直径与釜壁间隙小，迫使物料大部分从中心孔流过；上凸波轮(5-4)的直径与釜壁的间隙大，物料从桨叶周边流过，这样多组交错组合，提高混合效果，消除流动死区；并将反应釜分成多个反应区域，延长停留时间，提高收率。
6、根据上述一种采用新型结构搅拌器的高压聚乙烯反应釜，新型结构搅拌器其特征在于：上举内螺带(5-8)、下压外螺带(5-9)、下压内螺带(5-10)、上举外螺带(5-11)的旋向相反；下压外螺带(5-9)旋转时将液体向下压，上举内螺带(5-8)旋转时将液体向上推，在这个区域内形成一个小循环，此层螺带产生的轴向力是以向上为主；上举外螺带(5-11)将液体向上推，下压内螺带(5-10)旋转时将液体向下压，此层螺带产生的轴向力是以向下为主；这两层螺带的组合轴向力达到平衡；最下一组螺带式桨叶都是旋转时将液体向下压，促进物料的排出，平衡一部分搅拌器的重力，减轻电机下端角接触轴承的承载负荷。
7、根据上述一种采用新型结构搅拌器的高压聚乙烯反应釜，4根圆钢的材料含碳量高不利于焊接，桨叶与圆钢采用定距管的方法固定，两端用圆螺母紧固，并选用可焊性好的管材与内外螺带的焊接固定。
8、根据上述一种采用新型结构搅拌器的高压聚乙烯反应釜，适用于容积范围0.75～5m3的反应釜。
1.一种采用新型结构搅拌器的高压聚乙烯反应釜包括：上平盖(1)、密封圈(2)、上卡箍紧固机构(3)、电机(4)、新型搅拌器(5)、筒体(6)、下轴承座(7)、下平盖(8)、下卡箍紧固机构(9)等零部件组成。
2.根据权利要求1所述的一种采用新型结构搅拌器的高压聚乙烯反应釜，其特征在于新型结构搅拌器由：上轴头(5-1)、涡轮桨叶i(5-2)、中心无通轴的组合截面框架轴(5-3)、上凸波轮桨叶(5-4)、中心开孔波轮桨叶(5-5)、定距管(5-6)、涡轮桨叶ii(5-7)、上举内螺带(5-8)、下压外螺带(5-9)、下压内螺带(5-10)、上举外螺带(5-11)、十字桨叶(5-12)、下轴头(5-13)等零部件组成。
3.根据权利要求1所述的一种用于高压聚乙烯聚合釜的新型结构搅拌器，其特征在于：容积范围适用于0.75～5m3。
4.根据权利要求1所述的一种用于高压聚乙烯聚合釜的新型结构搅拌器，其特征在于：搅拌器底轴承选用大游隙的圆柱滚子轴承，径向和轴向可以满足热胀和应力变形的伸缩量。
5.根据权利要求2所述的新型结构搅拌器，其特征在于：选用了中心无通轴的组合截面框架轴(5-3)，由上轴头(5-1)、4根圆钢、下轴头(5-13)组成；没有了中心通轴，消除了中心轴处的流动死区，在不增加轴截面积的情况下提高轴的刚度；釜中间可以不设轴承座，解决了细长轴的加工问题；简化搅拌器安装时同轴度的找正难度问题。
6.根据权利要求2所述的一种用于高压聚乙烯聚合釜的新型结构搅拌器，其特征在于：波轮(5-5)桨叶采用中心开孔，凸波轮(5-4)上凸式中心无孔的新型桨叶，交替组合；波轮采用钢板冲压成圆弧过渡的凸叶，没有死区，强度高；中心开孔波轮(5-5)桨叶的直径与釜壁间隙小，迫使物料大部分从中心孔流过；上凸波轮(5-4)的直径与釜壁的间隙大，物料从桨叶周边流过，这样多组交错组合，提高混合效果，消除流动死区；并将反应釜分成多个反应区域，延长停留时间，提高收率。
7.根据权利要求2所述的一种用于高压聚乙烯聚合釜的新型结构搅拌器，其特征在于：上举内螺带(5-8)、下压外螺带(5-9)、下压内螺带(5-10)、上举外螺带(5-11)的旋向相反；下压外螺带(5-9)旋转时将液体向下压，上举内螺带(5-8)旋转时将液体向上推，在这个区域内形成一个小循环，此层螺带产生的轴向力是以向上为主；上举外螺带(5-11)将液体向上推，下压内螺带(5-10)旋转时将液体向下压，此层螺带产生的轴向力是以向下为主；这两层螺带的组合轴向力达到平衡；最下一组螺带式桨叶都是旋转时将液体向下压，促进物料的排出，平衡一部分搅拌器的重力，减轻电机下端角接触轴承的承载负荷。
8.根据权利要求2所述的一种用于高压聚乙烯聚合釜的新型结构搅拌器，其特征在于：4根圆钢的材料含碳量高不利于焊接，桨叶与圆钢采用定距管的方法固定，并选用可焊性好的管材，以利于螺带的焊接固定。