專利名稱：聚合物固體物料增粘和干燥高真空轉鼓裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于固體物料加工改性用的真空轉鼓裝置。
聚合物固體物料的干燥，增粘及改性通常應用“氣流式”或“真空式”轉鼓裝置來完成。氣流式用惰性氣體如氮氣作熱載體，從載體中脫除水分和低聚體。由于微量氧會帶來物料降解，所以對氮氣熱載體中氧含量需嚴格控制并要不斷用分子篩或氫氣脫除微量氧。由于流程長使工藝不易掌握和控制經常造成物料結塊需停機清除，嚴重時結塊會損壞零部件而停機檢修。真空式轉鼓裝置由于鼓體幾何形狀及結構設計不合理使轉鼓拖動功率大，低速運轉時不穩定，以及由于密封性差無法使系統達到高的動態真空度，如較好效果為10乇(1500Pa)，鼓溫控制精度差，高的增粘溫度難以控制，造成增粘所需時間長，能耗大，增粘物料分散性大不能達到予先設定的改性指標，采用聯苯醚為加熱介質時，熱惰性大，會造成物料局部過熱而結塊，并造成環境污染。
目前國外真空轉鼓為園柱形，長徑比為11.5左右，
圖1為從西德Karl Fisher公司引進的聚酯增粘真空轉鼓示意圖，鼓體為園柱形，長徑比為11.8；圖2為從日本三菱重工株式會社引進的轉鼓示意圖，鼓體為雙錐形，混合傳熱效率差。上述兩種形式的真空轉鼓裝置均因設計不合理而造成物料易結塊，增粘效果差，產物分散性大，又由于傳熱效率差而容易發生設備事故。
本發明的目的摒棄了上述已有技術的缺點和不足之處提供了一種聚合物固體物料改性的真空轉鼓裝置，它可在最佳溫度范圍內保持高真空度0.1乇，得到分散性小的干燥增粘產品。
本發明聚合物固體物料改性真空轉鼓裝置(見圖三)其特征在于由鼓體(1)，真空產生裝置，加熱系統和傳動鏈組成。其鼓體(1)上配有進出料口(2)，物料窺視窗(3)，鼓體為園柱形，長徑比為11～11.5，為使物料在鼓轉動中加熱均勻，較佳長徑比為11～11.4，為了清除鼓體內死角，解決物料在干燥和增粘過程中不結塊，鼓體最佳長徑比為11，鼓體積為2－16M3，較佳為8M3。鼓體采用夾層式結構(圖四12)圖五中鼓外殼(10)和內膽(11)之間縫隙小，一般為40－60mm，最佳為50mm。鼓外殼材料為16MnR壓容板或20號鍋爐板，板厚為15－20mm，較佳為15－17mm，內膽為經冷加工的不銹鋼材料制成，最好是1Cr18Ni9Ti材料。板厚為12－20mm，最佳為15mm，加工精度高，鼓夾層(12)內裝有不銹鋼材料導流條結構(圖五，14)其形狀為螺旋形，厚度為3－8mm，最佳為6mm－8mm，通過焊接與鼓內壁和內膽外壁相連接，形成溝槽，導流條的功能是控制液相導熱油的流向，加大油循環量可改善轉鼓溫度的均勻性。
導熱油通過旋轉接頭中心進入鼓夾層分配環，通過環上的若干孔流出，進入對應的導流槽，循導流槽和回流管進入導熱油開路循環加熱冷 系統。分配環開孔數目和導流條數目依轉鼓大小而定，一般為3－10個最佳為4－8個，回流管數目為4－6根，最佳為2－3根。
鼓的加熱系統為液相導熱油循環加熱系統，選用品級320℃的油基導熱油(小惰性)為介質，加熱方式采用三級調控，一級為基本加熱，所用功率為100KW－110KW，最佳為100KW，二級調節的功率為10－15KW，三級控制功率為1－5KW，總功率為100－130KW，并配有5M3熱交換器，通過三向閥伺服機構實現自動控溫來實現油量少，惰性小，靈敏度高的加熱系統，溫度范圍為150－265℃，最佳為240－265℃，控溫精度為±1℃，加熱元件是采用長壽命電熱絲即對合金電阻絲在室溫空氣中通電加熱，要求平衡溫度不超過320℃時，再裝在系統中使用。
真空產生裝置是由一個水環泵和二個機械泵串聯組成機械增壓泵組，先開水環泵再依次自動開機械泵，得到小功率大抽量的真空系統，水環泵的功率為5－8KW，最佳為5.5KW，每個機械泵功率為1.5－5KW，最佳為3KW，最大抽量為185升／分，真空度為能在300℃下保持5乇－0.1乇，較佳為0.5－0.1乇，最佳為0.1乇。
高通量固體物料真空閥采用座式結構，在自動啟閉操作時，閥的動作為上下升降和水平位移兩個動作，通過聯桿機構實現聯動，閥動作靈活輕便。采用膨脹石墨浸聚四氟乙烯多層填料式密封環(圖四13)來保證高真空度和液相加熱端無滴漏跑冒現象。
鼓體的轉動由傳動鏈拖動完成。傳動鏈由滑差電機(4)，抱閘制動器(5)，大比率行星擺線針輪減速器(6)，傳動齒輪(8)組成，轉鼓是采用滾動支承方式減少拖動功率，滾動支承是由滾珠軸承(7)和軸承支架(9)組成，實現低速穩定勻速轉動，轉速由10轉／分至1轉／分，最佳為1轉／分，對8M3轉鼓所需功率僅為3KW，裝接功率為5.5KW。
物料窺視窗(3)由耐高溫耐壓的透明材料組成，采用石英玻璃，窗尺寸為φ150－200mm，最佳為φ150mm，它可隨時觀察物料動態過程，實現最佳工藝條件。
本發明的高聚物固體物料真空轉鼓裝置與現有技術相比有下述優點
現 有 技 術本 發 明1、鼓體為園柱形，長徑比為鼓體形狀結構優化，為園柱11.5或11.7左右形，長徑比為11～11.52、動態真空度不高動態真空度高(10乇－1乇)(0.5－0.1乇)3、加熱系統溫度控制溫控精度高，小惰性，可精度不高精確到300±1℃4、鼓體采用滑動支承轉速不穩定鼓體采用滾動支承，拖動功拖動功率大率小，低速運轉(1轉／分)穩定運轉勻速。
5、無法觀察物料動態反應過程帶有窺視窗可觀察物料動態反應過程。
6、物料易粘塊物料反應均勻不易粘塊7、產物分散性大分散性小8、無法實現自動化已實現自動化9、投資大，效率低，體積大投資小，占地小本發明突破了國外已有設備的功能，通過轉鼓的系列組合可大大提高效率并可應用到工程塑料，塑料合金等方面。
實施例1 (常規工藝)將［η］＝0.64無定形聚酯PET，Tm＝256℃(金山提供)原料3.5噸，投入8M3(長徑比11)的真空轉鼓裝置(單鼓單系列)中，真空度0.1乇，在溫度170－175℃，干燥5小時，然后在248℃±1℃增粘28小時，得到特性粘數［η］＝1.0±0.02的聚酯(PET)Tm＝268℃。
實施例2將［η］＝0.64的無定形聚酯(PET)原料，水份含量7‰投入8M3(長徑比11.2)的真空轉鼓裝置(單鼓單系列)中，真空度0.1乇，經175℃±1℃，干燥5小時水份含量為30PPm。
權利要求1.一種高聚物固體物料增粘和干燥改性用的真空轉鼓裝置，是由回轉夾層式轉鼓，真空產生裝置，加熱系統組成，其特征在于鼓體采用園柱形、長徑比為1∶1～1∶1.5的夾層結構，鼓體通過傳動鏈和滾動支承進行轉動，鼓溫控制采用三級調溫的液相導熱油開路循環加熱冷卻系統，鼓體通過真空產生裝置和固體物料真空閥達到動態高真空，真空度為8-0.1乇。
2.根據權利要求1所述的高聚物固體物料增粘和干燥改性真空轉鼓裝置，其特征在于鼓體采用園柱形，較佳長徑比為11～11.4。
3.根據權利要求1所述的高聚物固體物料增粘和干燥改性真空轉鼓裝置，其特征在于鼓體采用園柱形，最佳長徑比為11。
4.根據權利要求1所述的高聚物固體物料增粘和干燥改性真空轉鼓裝置，其特征在于鼓外殼和內膽夾層縫隙為40－60mm，最佳為50mm，鼓體積為2－16M3，較佳為8M3。
5.根據權利要求1所述的高聚物固體物料增粘和干燥改性真空轉鼓裝置，其特征在于鼓外殼材料為16MnR壓容板或20號鍋爐板，板厚為15－20mm，較佳為15－17mm，內膽材料為不銹鋼材料，壁厚為12－20mm，最佳為15mm。
6.根據權利要求1所述的高聚物固體物料增粘和干燥改性真空轉鼓裝置，其特征在于鼓夾層中裝有導流條結構，導流條數目依鼓大小而定，一般采用為3－10條，最佳為4－6條，導流條形狀為螺旋形，厚度為6－8mm，
7.根據權利要求1所述的高聚物固體物料增粘和干燥改性真空轉鼓裝置，其特征在于夾層進油口處有多孔的導油環連接成導油溝道，孔的數目一般為3－10個，最佳為4－6個。
8.根據權利要求1所述的高聚物固體物料增粘和干燥改性真空轉鼓裝置，其特征在于鼓的傳動鏈由滑差電機，大比率行星擺線針輪減速器，傳動齒輪，抱閘制動器組合而成。
9.根據權利要求1所述的高聚物固體物料增粘和干燥改性真空轉鼓裝置，其特征在于鼓采用滾動支承方式，轉速由每分鐘10轉至每分鐘1轉，最佳為每分鐘1轉，對8M3的鼓轉動所需功率為3KW(裝接功率為5.5KW)
10.根據權利要求1所述的高聚物固體物料增粘和干燥改性真空轉鼓裝置，其特征在于液相小惰性導熱油開路循環加熱冷卻系統采用三級調控，一級為基本加熱，所用功率為100KW－110KW，最佳為100KW，二級調節的功率為10－15KW，三級控制的功率為1－5KW，總功率為100－130KW，并配有5M3熱交換器，控溫范圍為150－265℃，控溫精度為±1℃，電熱元件為長壽命合金電阻絲。
11.根據權利要求1所述的高聚物固體物料增粘和干燥改性真空轉鼓裝置，其特征在于真空產生裝置采用水環泵和機械泵串聯組合而成，其抽量大，可達185升／分，真空度能在300℃下保持5乇－0.1乇，較佳為0.5－0.1乇，最佳為0.1乇，其高通量固體物料真空閥采用座式結構，在自動啟閉操作時，閥的動作為上下升降與水平位移兩個動作，通過聯桿機構實現聯動。
12.根據權利要求1所述的高聚物固體物料增粘和干燥改性真空轉鼓裝置其特征在于鼓體上裝有窺視窗。
專利摘要一種用于聚合物固體物料增粘真空轉鼓裝置，該裝置由鼓體，真空產生裝置，加熱系統和傳動鏈組成。鼓體為圓柱形，長徑比為1∶1～1∶1.5并采用夾層內導流條結構。鼓體上配有進出料口和物料窺視窗。鼓體可獲得0.1乇高真空度。鼓溫控制采用液相小惰性導熱油開路循環加熱冷卻系統，控溫精度可達300℃±1℃，鼓的傳動鏈由滑差電機，大比率行星擺線針輪減速器，傳動齒輪，抱閘制動器組成，鼓體通過滾動支承實現低速穩定轉動，窺視窗可隨時觀察物料動態過程。
文檔編號B01J3/00GK2125447SQ9222691
公開日1992年12月23日 申請日期1992年7月10日 優先權日1992年7月10日
發明者楊天澤 申請人:楊天澤