一种丙烯聚合釜

1.一种丙烯聚合釜，包括电机（1）、减速器（2）、上封头（7）、内筒（12）、下封头（16）和搅拌轴（11），所述内筒（12）的上下端分别密封焊接上封头（7）、下封头（16），内筒（12）、上封头（7）和下封头（16）组成密封的釜体；所述上封头（7）顶部设有上凸缘（6），机架（4）固定在上凸缘（6）上，机架（4）顶部安装电机（1）和减速器（2）；轴封（5）固定安装在上凸缘（6）上，上轴（11a）与上方减速器（2）的输出轴通过弹性联轴器（3）联接；所述下封头（16）底部设有下凸缘（18）；其特征在于：所述搅拌轴（11）竖直设置在釜体中心，搅拌轴（11）包括上段轴体（11a）和下段轴体（11b），上段轴体（11a）和下段轴体（11b）利用刚性联轴器（8）同轴连接；所述上段轴体（11a）的上端伸出上封头（7）并套入轴封（5）；所述下段轴体（11b）上安装有搅拌桨叶组件；
所述搅拌桨叶组件包括夹壳（23）、单螺带搅拌桨叶（21）和底部双螺带搅拌桨叶（20），一定数量的夹壳（23）等距安装在下段轴体（11b）上，单螺带搅拌桨叶（21）安装在相邻夹壳（23）的横梁（24）上，多个单螺带搅拌桨叶（21）构成一个围绕下段轴体（11b）连续、平滑上升的螺旋形带；所述底部双螺带搅拌桨叶（20）包括两个对称的半圆形螺带桨叶（20a），半圆形螺带桨叶（20a）也具有一定的螺旋升角，其底部形状与下封头（16）内壁曲率吻合。
2.如权利要求1所述的一种丙烯聚合釜，其特征在于：所述夹壳（23）的横梁（24）采用变截面等强度设计。
3.如权利要求1所述的一种丙烯聚合釜，其特征在于：所述釜体外设置有夹套组件，釜体与夹套组件之间形成密封腔室，密封腔室内沿釜体外壁设置有双螺旋导流板（14）。
4.如权利要求3所述的一种丙烯聚合釜，其特征在于：所述夹套组件包括夹套（13）和夹套封头（17），夹套（13）设置在内筒（12）外，夹套（13）的上端边沿密封焊接在内筒（12）外壁上；夹套封头（17）设置在下封头（16）外，夹套封头（17）与夹套（13）下端密封连接。
5.如权利要求1所述的一种丙烯聚合釜，其特征在于：所述内筒（12）中的搅拌轴（11）四周对称布设有四组U形换热管（15）。
6.如权利要求5所述的一种丙烯聚合釜，其特征在于：所述U形换热管（15）包括U形外管（15a）和两根直内管（15b），两根直内管（15b）装设于U形外管（15a）两端的直段部分，直内管（15b）与U形外管（15a）之间设有螺旋带（15c），形成螺形旋转的冷却水通道；所述U形换热管（15）两端一高一低，U形换热管（15）的低端开设有冷却水进口（15d），冷却水进口（15d）与釜体上的进水管（10）相连并连通至U形外管（15a）和直内管（15b）之间；U形换热管（15）的高端开设有冷却水出口（15e），冷却水出口（15e）与釜体上的出水管（9）相连并直接连通至直内管（15b）内部。
7.如权利要求1所述的一种丙烯聚合釜，其特征在于：所述内筒（12）上通过探头支架（27）安装有测温探头（22），所述探头支架（27）为圆筒形，其内端边沿焊接固定在内筒（12）壁上，其外端边沿外翻形成挠性接头（27a），该挠性接头（27a）与夹套（13）焊接连接。
8.如权利要求1所述的一种丙烯聚合釜，其特征在于：所述夹套封头（17）下端中心开有连接孔，连接孔边沿向内弯折形成挠性件（17a），该挠性件（17a）与下凸缘（18）焊接连接。
9.如权利要求1所述的一种丙烯聚合釜，其特征在于：所述轴封（5）采用填料密封或机械密封。

一种丙烯聚合釜\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种丙烯聚合釜，具体是一种采用间隙式液相本体法的新型丙烯聚合釜。\n背景技术\n[0002] 丙烯聚合釜是制备聚丙烯的化工设备，对于丙烯聚合釜来说，其搅拌功能和换热功能的优劣直接影响到聚丙烯的产率及质量。在搅拌方面，现有丙烯聚合釜采用的搅拌系统大多为双螺带搅拌系统，双螺带搅拌系统结构复杂、加工困难，而且消耗功率较大。在换热方面，现有的丙烯聚合釜的换热管结构一般都采用指形管，指形管的换热面积比较小，换热效率低，在需要大面积换热的时候就无法满足用户需求。\n发明内容\n[0003] 本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种结构巧妙、紧凑、合理的丙烯聚合釜，该聚合釜消耗功率低，运行比较稳定，搅拌效果好，换热效率高，可靠性强。\n[0004] 按照本发明提供的技术方案：一种丙烯聚合釜，包括电机、减速器、上封头、内筒、下封头和搅拌轴，所述内筒的上下端分别密封焊接上封头、下封头，内筒、上封头和下封头组成密封的釜体；所述上封头顶部设有上凸缘，机架固定在上凸缘上，机架顶部安装电机和减速器；所述轴封固定安装在上凸缘上，上轴与上方减速器的输出轴通过联轴器联接；所述下封头底部设有下凸缘；其特征在于：所述搅拌轴竖直设置在釜体中心，搅拌轴包括上段轴体和下段轴体，上段轴体和下段轴体利用刚性联轴器联接；所述上段轴体的上端伸出上封头并套入轴封；所述下段轴体上安装有搅拌桨叶组件。\n[0005] 作为本发明的进一步改进，所述搅拌桨叶组件包括夹壳、单螺带搅拌桨叶和底部双螺带搅拌桨叶，一定数量的夹壳等距安装在下段轴体上，单螺带搅拌桨叶安装在相邻夹壳的横梁上，多个单螺带搅拌桨叶构成一个围绕下段轴体连续、平滑上升的螺旋形带；所述底部双螺带搅拌桨叶包括两个对称的半圆形螺带桨叶，半圆形螺带桨叶也具有一定的螺旋升角，其底部形状与下封头内壁曲率吻合。\n[0006] 作为本发明的进一步改进，所述夹壳的横梁采用变截面等强度设计。变截面等强度设计减少了横梁对物料的阻力，降低了功率消耗。\n[0007] 作为本发明的进一步改进，所述釜体外设置有夹套组件，釜体与夹套组件之间形成密封腔室，密封腔室内沿釜体外壁设置有双螺旋导流板。\n[0008] 作为本发明的进一步改进，所述夹套组件包括夹套和夹套封头，夹套设置在内筒外，夹套的上端边沿密封焊接在内筒外壁上；夹套封头设置在下封头外，夹套封头与夹套下端密封连接。\n[0009] 作为本发明的进一步改进，所述内筒中的搅拌轴四周对称布设有四组U形换热管。\n[0010] 作为本发明的进一步改进，所述U形换热管包括U形外管和两根直内管，两根直内管装设于U形外管两端的直段部分，直内管与U形外管之间设有螺旋带，形成螺形旋转的冷却水通道；所述U形换热管两端一高一低，U形换热管的低端开设有冷却水进口，冷却水进口与釜体上的进水管相连并连通至U形外管和直内管之间；U形换热管的高端开设有冷却水出口，冷却水出口与釜体上的出水管相连并直接连通至直内管内部。\n[0011] 作为本发明的进一步改进，所述内筒上通过探头支架安装有测温探头，所述探头支架为圆筒形，其内端边沿焊接固定在内筒壁上，其外端边沿外翻形成挠性接头，该挠性接头与夹套焊接连接。\n[0012] 作为本发明的进一步改进，所述夹套封头下端中心开有连接孔，连接孔边沿向内弯折形成挠性件，该挠性件与下凸缘焊接连接。\n[0013] 作为本发明的进一步改进，所述轴封采用填料密封或机械密封。\n[0014] 本发明与现有技术相比，优点在于：\n[0015] （1）、本发明结构巧妙、紧凑、合理，搅拌桨叶组件由夹壳、单螺带搅拌桨叶和底部双螺带搅拌桨叶组装而成，便于加工装配；消耗功率低，运行比较稳定，搅拌效果好，强化了物料流动，提高了换热能力，从而使得单釜产量和产品质量均得到了提高；\n[0016] （2）、本发明在内筒与夹套之间安装双螺旋导流板，在内筒里安装了四组U形换热管，增加了设备的换热面积，提高了设备的换热效率；内部的四组U形换热管同时能起到一定的挡板作用，从实际使用情况来看，换热效果理想，工作稳定；\n[0017] （3）、探头支架与内筒、夹套的连接，以及夹套封头与下封头的下凸缘的连接均是采用挠性结构；在聚丙烯生产过程中，由于夹套内冷、热水的交替使用会产生温差应力，而挠性结构能充分吸收由此产生的温差应力，增强了结构的可靠性，提高了设备的使用寿命。\n附图说明\n[0018] 图1为本发明的结构示意图。\n[0019] 图2为图1中U形换热管的结构示意图。\n[0020] 图3为图1中的A部放大剖视图。\n[0021] 图4为图1中的B部放大剖视图。\n具体实施方式\n[0022] 下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。\n[0023] 如图所示：所述丙烯聚合釜主要由电机1、减速器2、弹性联轴器3、机架4、轴封5、上封头7、刚性联轴器8、出水管9、进水管10、搅拌轴11、内筒12、夹套13、双螺旋导流板14、U形换热管15、下封头16、夹套封头17、底部双螺带搅拌桨叶20、单螺带搅拌桨叶21、测温探头22、夹壳23和探头支架27等零部件组成。\n[0024] 如图1所示，所述内筒12的上下端分别密封焊接上封头7、下封头16，内筒12、上封头7和下封头16组成密封的釜体。所述上封头7顶部设有上凸缘6，机架4利用螺栓固定在上凸缘6上，机架4顶部安装电机1和减速器2。所述轴封5利用螺栓固定安装在上凸缘6上，上轴与上方减速器2的输出轴通过弹性联轴器3联接。所述下封头16底部设有下凸缘18。所述搅拌轴11竖直设置在釜体中心，搅拌轴11由上段轴体11a和下段轴体11b组成，上段轴体11a和下段轴体11b利用刚性联轴器8同轴连接。所述上段轴体11a的上端伸出上封头7并套入轴封5。所述下段轴体11b上安装有搅拌桨叶组件。\n[0025] 如图1所示，所述搅拌桨叶组件主要由夹壳23、单螺带搅拌桨叶21和底部双螺带搅拌桨叶20组成，一定数量的夹壳23等距安装在下段轴体11b上，单螺带搅拌桨叶21安装在相邻夹壳23的横梁24上，多个单螺带搅拌桨叶21构成一个围绕下段轴体11b连续、平滑上升的螺旋形带；该螺旋形带能有效推动物料螺旋向上、向中间运动，将物料充分分散到釜体内表面的夹套13与U形换热管15部位，与换热部件反复接触，使物料得到充分的热量交换；同时将进入的物料迅速分散到整个容器，使得釜体内任何点上的组分趋于平均，进而使得釜体内任何点的反应速率趋于相等。所述底部双螺带搅拌桨叶20由两个对称的半圆形螺带桨叶20a组成，半圆形螺带桨叶20a也具有一定的螺旋升角，其底部形状与下封头\n16内壁曲率吻合，从而使物料和催化剂向上翻，并且搅拌均匀无死角，确保物料无结块现象，使产品质量稳定。另外，所述夹壳23的横梁24采用变截面等强度设计，可以有效减小横梁24对物料的阻力，降低了设备的功率消耗。\n[0026] 如图1所示，所述釜体外设置有夹套组件，釜体与夹套组件之间形成密封腔室，在夹套13的上下部位置设置有夹套进水口25、夹套出水口26，密封腔室内沿釜体外壁设置有双螺旋导流板14。所述夹套组件主要由夹套13和夹套封头17组成，夹套13设置在内筒\n12外，夹套13的上端边沿密封焊接在内筒12外壁上；夹套封头17设置在下封头16外，夹套封头17与夹套13下端密封连接。工作时，水从夹套进水口25流入，在双螺旋导流板14的导流作用下，绕着釜体外壁流动，与釜体内的物料充分换热后，从夹套出水口26流出。\n[0027] 如图1所示，所述内筒12中的搅拌轴11四周对称布设有四组U形换热管15。所述U形换热管15包括U形外管15a和两根直内管15b，两根直内管15b装设于U形外管15a两端的直段部分，直内管15b与U形外管15a之间设有螺旋带15c，形成螺形旋转的冷却水通道；所述U形换热管15两端一高一低，U形换热管15的低端开设有冷却水进口15d，冷却水进口15d与釜体上的进水管10相连并连通至U形外管15a和直内管15b之间；U形换热管15的高端开设有冷却水出口15e，冷却水出口15e与釜体上的出水管9相连并直接连通至直内管15b内部。工作时，冷却水从低端的冷却水进口15d流入U形外管15a与直内管15b之间，绕着直内管15b外壁流动，与物料充分换热后，直接从直内管15b内经由高端的冷却水出口15e流出，从而带走热量，降低釜内温度。所述的四组U形换热管15在起到换热作用的同时也能起到一定的挡板作用。\n[0028] 如图1、图3所示，所述内筒12上通过探头支架27安装有测温探头22，所述探头支架27为圆筒形，其内端边沿焊接固定在内筒12壁上，其外端边沿外翻形成挠性接头27a，该挠性接头27a与夹套13焊接连接。如图1、图4所示，所述夹套封头17下端中心开有连接孔，连接孔边沿向内弯折形成挠性件17a，该挠性件17a与下凸缘18焊接连接。本发明的两处挠性结构，是针对聚丙烯生产的特点——夹套13内冷、热水的交替使用而设计的，挠性结构能充分吸收冷、热水交替使用所产生温差应力，增强结构的可靠性，提高设备的使用寿命。\n[0029] 本发明中的轴封5可根据用户具体需要选择填料密封或机械密封。\n[0030] 填料密封的特点是加工、安装、维修和更换比较容易。填料密封采用二组填料，内装的分油环以保证填料箱内不断油，满足搅拌轴11的传动要求和密封要求，填料箱在靠近釜体内侧处设置有轴承，轴承起到了对搅拌轴11的支撑作用。两层填料箱外均设置冷却水夹套13以冷却搅拌轴11与填料摩擦副产生的热量。所述填料采用芳纶纤维，芳纶纤维具有耐磨、耐酸、具有良好的自润滑性能、无污染及对人体无害等优点。\n[0031] 机械密封的特点是：（1）密封效果稳定，丙烯泄漏量接近为零；（2）搅拌轴11基本不会磨损；（3）使用寿命长，端面磨损后会自动补偿，从而维修周期可达到近2年；（4）功率消耗约为填料密封的30%。所以采用了机械密封后，密封性能更可靠、使用寿命更长。