本发明专利技术公开了一种用于合成高吸水性树脂的搅拌反应装置，包括搅拌釜，搅拌釜内设有搅拌器，搅拌器包括转轴以及设置在转轴上的桨叶；所述桨叶具有三个旋转弯曲角度，分别是后弯角、上翘角以及桨叶掰角；所述后弯角指桨叶沿以转轴为圆心的水平圆周方向上弯曲角度；所述上翘角指桨叶沿竖直方向上弯曲角度；所述桨叶掰角指桨叶以一半径为中心轴的旋转角度，所述半径为以转轴为圆心的水平圆周内的半径。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种搅拌反应系统，特别是ー种用于合成高吸水性树脂的搅拌反应装置。
技术介绍
高吸水性树脂就是ー种新型的功能高分子材料，它具有优异的吸水、保水功能，可吸收自身重量几百倍、上千倍，最高可以达到5300倍的水，即使挤压也很难脱水，被冠予“超级吸附剂”的桂冠。高吸水性树脂的种类很多，所用原料及エ艺方法也各不相同。主要类型有聚丙烯酸酯类、聚こ烯醇类、醋酸こ烯共聚物类、聚氨酯类、聚环氧こ烷类、淀粉接校共聚物类等，此外还有与橡胶共混的复合性吸水材料。在上述各种类型中，研究开发较多的为聚丙烯酸酯类。反相悬浮聚合エ艺是最早エ业化生产高吸水性树脂的エ艺之一。在该エ·艺中，亲水单体(丙烯酸)的水溶液借助油包水分散剂悬浮在疏水脂肪烃(如庚烷)溶液中，聚合通过水溶性引发剂引发并在悬浮的每个液滴中进行，形成不溶于水的聚合物，悬浮液通过机械搅拌和加入稳定剂(分散剂)維持，以防单体凝聚。搅拌反应釜是生产高吸水性树脂的エ艺过程中的核心装置，主要由搅拌器和搅拌容器组成，搅拌反应釜的性能在很大程度上是由搅拌过程決定的。搅拌过程是通过搅拌器的旋转向釜内流体输入机械能，从而使流体获得适宜的流动场，并在流动场内进行动量、热量和质量的传递或者进行化学反成的过程。不同的操作目的需要不同的流动场和能量输入。用适当形状的搅拌桨叶在釜内提供最适合的流动场，必然成为反应釜研究的重要课题。此外，反应釜的温度控制对生产过程也非常重要，必须及时撤走反应热保证生产过程。目前传统的反应釜搅拌器多为Rushton涡轮桨和三叶PTU桨，这种形式的桨叶在聚合反应中容易造成挂壁，物料粘附桨叶的现象，最終阻碍了生产高效地进行，降低成品率，影响了企业的经济效益。因此，有必要针对上述传统搅拌装置进行改进，克服上述技术问题。
技术实现思路
专利技术目的本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种用于合成高吸水性树脂的搅拌反应装置。为了解决上述技术问题，本专利技术公开了ー种用于合成高吸水性树脂的搅拌反应装置，包括搅拌釜，搅拌釜内设有搅拌器，搅拌器包括转轴以及设置在转轴上的桨叶；所述桨叶具有三个旋转弯曲角度，分别是后弯角、上翘角以及桨叶掰角；所述后弯角指桨叶沿以转轴为圆心的水平圆周方向上弯曲角度；所述上翘角指桨叶沿竖直方向上弯曲角度；所述桨叶掰角指桨叶以一半径为中心轴的旋转角度，所述半径为以转轴为圆心的水平圆周内的半径。本专利技术中，所述桨叶分为两层以上。本专利技术中，每层桨叶为2个以上，且相互之间间隔角度相同，均匀分布。本专利技术中，所述最底层的桨叶后弯角、上翘角以及桨叶掰角范围分别是21° 41°、5° 15°、以及 9° 24°。本专利技术中，所述最底层以外的桨叶的后弯角、上翘角以及桨叶掰角范围分别是22° 42°、5° 15° 以及 9° 24°。本专利技术中，最底层桨叶与搅拌釜的直径比为0. 4^0. 6，其余层的桨叶与搅拌釜的直径比为0. 25 0. 45。本专利技术中，所述搅拌釜内壁设有中部架空的第一扰流板，第一扰流板可以设置为两个以上，关于转轴对称均匀分布在搅拌釜内壁，第一扰流板与搅拌釜内壁间距与搅拌釜直径比为0. 065。本专利技术中，第一扰流板内侧设有梯形扰流板，梯形扰流板的内顶角为120。 130。。 本专利技术中，第一扰流板下端设有扰流弯管，扰流弯管弯曲部的圆心角为55。 60。。有益效果本专利技术的特点在于采用的后弯桨叶搅拌物料，近桨区流场均匀、剧烈，大大減少了物料粘附桨叶现象；主体区液体由上层桨叶吸入，往下流动，到底层桨叶后，后弯桨的掰角使物料往上翻动，整个釜内产生较大的循环流量，物料交換迅速；第一扰流板以及梯形扰流板与三叶后弯桨很好地配合，在近壁区流动剧烈，有效地防止了物料挂壁现象，扰流弯管部分有效地加强了釜底物料的流动，避免了釜底物料堆积；使整个反应过程高效、稳定进行，成品率尚。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做更进一歩的具体说明，本专利技术的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。图I是本专利技术提供的搅拌反应装置结构示意图。图2是本专利技术提供的搅拌器示意图。图3是本专利技术提供的第一扰流板部分结构示意图。图4a 图4c是本专利技术中桨叶结构示意图。图5是传统的反应爸搅拌器Rushton润轮桨示意图。图6是传统的反应釜搅拌器三叶PTU桨示意图。具体实施例方式如图I所示，本专利技术公开了ー种用于合成高吸水性树脂的搅拌反应装置，包括搅拌釜1，搅拌釜I内设有搅拌器，搅拌器包括转轴2以及设置在转轴上的桨叶3 ;所述桨叶3具有三个旋转弯曲角度，分别是后弯角、上翘角以及桨叶掰角。如图4b所示，所述后弯角指桨叶沿以转轴为圆心的水平圆周方向上弯曲角度，SP桨叶在X轴和Y轴组成的平面上以转轴2为圆心的圆周C的方向上弯曲，后弯角具体指以桨叶根部点0与桨叶前端点A的圆弧，其经过点0的切线与经过点0和点A的直线的夹角a o如图4a所示，所述上翘角指桨叶沿竖直方向上弯曲角度，即在垂直于X轴和Y轴组成的平面的Z轴方向上向上弯曲，桨叶根部点O与端部下方点A构成的斜线与X轴和Y轴组成的平面的夹角为上翘角3。如图4b和图4c所示，图4c中所示的是以桨叶的前端面AB的视图，所述桨叶掰角指桨叶以一半径为中心轴的旋转角度，所述半径为以转轴为圆心的水平圆周内的半径，即以直线OA为旋转轴旋转，所述的桨叶掰角指在以点A为原点以转轴为Z轴与X组成的平面坐标系上，前端面上点AB间的直线与Z轴的夹角Y。如图2所示，本专利技术中，所述桨叶分为两层以上，优选为三层。每层桨叶为2个以上，且相互之间间隔角度相同，优选为3个。桨叶可以直接设置在转轴上，也可以设置在一个套筒上，转轴穿过套筒设计。本专利技术中，所述最底层的桨叶后弯角、上翘角以及桨叶掰角范围分别是21° 41°、5° 15°、以及 9° 24°。·本专利技术中，所述最底层以外的桨叶的后弯角、上翘角以及桨叶掰角范围分别是22° 42°、5° 15° 以及 9° 24°。本专利技术中，最底层桨叶与搅拌釜的直径比为0. 4^0. 6，其余层的桨叶与搅拌釜的直径比为0. 25 0. 45。本专利技术中，所述搅拌釜内壁设有中部架空的第一扰流板4，第一扰流板与搅拌釜内壁间距与搅拌釜直径比为0. 065。如图3所示，本专利技术中，第一扰流板4内侧设有梯形扰流板5，梯形扰流板的内顶角0 I 为 120。 130。。如图3所示，本专利技术中，第一扰流板4下端设有扰流弯管6，扰流弯管弯曲部的圆心角0 2为55° 60°。本专利技术提供合适、均匀的流场，克服了现有技术搅拌反应中物料粘附在釜壁及搅拌桨叶上的问题，特别是对于釜底物料的搅拌有明显的改善；搅拌反应高效稳定地进行，提闻了成品率。实施例I如图广图4所示，本专利技术提供的搅拌反应装置，包括搅拌釜I、转轴2、桨叶3、第一扰流板4、梯形扰流板5以及扰流弯管6 ;转轴2上设有三层式桨叶，分别为顶层、中间层及底层，每层有三个桨叶，在圆周上相互之间间隔120度设计。搅拌釜I外围设有传热半管夹套7。本实施例中搅拌釜的直径为1200mm，搅拌釜底层的桨叶后弯角、上翘角以及桨叶掰角分别是31°、10°、以及14°，桨叶直径为600_;最底层以外的中间层和顶层桨叶的后弯角、上翘角以及桨叶掰角分别是32°、10°、以及14°，桨叶直径为450mm;第一扰流板与搅拌釜内壁间距本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于合成高吸水性树脂的搅拌反应装置，包括搅拌釜，搅拌釜内设有搅拌器，搅拌器包括转轴以及设置在转轴上的桨叶；其特征在于，所述桨叶具有三个旋转弯曲角度，分别是后弯角、上翘角以及桨叶掰角；所述后弯角指桨叶沿以转轴为圆心的水平圆周方向上弯曲角度；所述上翘角指桨叶沿竖直方向上弯曲角度；所述桨叶掰角指桨叶以一半径为中心轴的旋转角度，所述半径为以转轴为圆心的水平圆周内的半径。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵建平，杨阳，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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