CN106110924A - 高粘性聚合物在线稀释装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于生产物料混合释放领域，尤其涉及一种高粘性聚合物在线稀释装置，包括壳体，所述壳体内部设置有聚合物胶液管道、水管道和混合管道，在混合管道内设置了管道式高剪切混合器，本发明具有可以任意设定混合比例，自动清洗功能，该混合设备体积小，移动方便、投资小，无需加温，混合均匀，实现了在线用多少混合多少理想状态，彻底解决了水溶性高粘物料难以在线混合稀释使用的问题，节约空间、节约投资、节约能耗，可以根据需要随意调节混合比例，而且混合的非常均匀。

Description

高粘性聚合物在线稀释装置

技术领域

本发明属于生产物料混合释放领域，尤其涉及一种高粘性聚合物在线稀释装置。

背景技术

水溶性聚合物，特别是高粘度水溶性聚合物，水含量少非常便于运输，可以大幅度的降低运输成本，可以减少仓储空间，但是水越少黏度越大，黏度越大稀释混合越困难，有的采用釜式混合法，在搅拌过程中聚合物胶液随液体旋转，难以打碎，混合时间长，效果差，加温可以加快稀释混合速度，但是增加了能耗；还有的采用静态混合器混合，但是目前市场上的静态混合器不能很好地混合黏度大于110厘泊以上的聚合物和水，其中的SV型静态混合器，SV型单元是由一定规格的波纹板组装而成的圆柱体，技术特性:最高分散程度为:1-2μm，适用于粘度≤102厘泊的液-液、液-气、气-气的混合乳化，反应、吸收、萃取、强化传热过程。SK型静态混合器，单元由单孔道左、右扭转的螺旋片组焊而成，它的技术性能:最高分散程度≤10um，适合粘度≤106厘泊的高粘性介质。SX型静态混合器，单元由交叉的横条按一定规律构成许多X型单元，技术特性:混合不均匀度数为s X≤1~5%。适用于粘度≤104厘泊的中高粘度液-液反应、混合、吸收过程或生产高聚物流体的混合、反应过程，处理量较大时使用效果更佳。SH型静态混合器，单元是由双孔道组成，孔道内放置螺旋片，相邻单元双孔道的方位错位90°，单元之间设有流体再分配室。技术特性为:最高分散程度为:1-2mm，液-液相的不均匀度为:s X≤1~5%。适用于精细加工、塑料、合成纤维、矿治等部门的混合、乳化、配色、注塑纺丝、传热等过程，对流量小、混合要求高的中高粘度(≤106厘泊)的清洁介质尤为适合。SL型静态混合器，单元由交叉的横条按一定规律构成单X形单元，技术特性为液-液、液-固相混合，不均匀度系数s X≤5%。适用于化工、石油、油脂等行业粘度量≤106厘泊或伴有高聚物介质的混合。使用静态混合器混合具有设备投资小、能耗低，可以实现在线生产等优点，但是目前市场上的静态混合器不能满足大黏度水溶性聚合物的在线稀释混合。

发明内容

本发明针对上述的现有技术的问题，提供了一种高粘度聚合物在线稀释装置。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为，本发明提供了一种高粘度聚合物在线稀释装置，包括壳体，所述壳体内部设置有聚合物胶液管道、水管道和混合管道，所述聚合物胶液管道上沿胶液流动方向依次设置有第一清洗阀、高粘度输送泵、第一电动调节阀和第一智能流量表，所述水管道上沿水流方向上依次设置有高压水泵、第二电动调节阀和第二智能流量表，所述混合管道上沿着混合液流动方向依次设置有管道式高剪切混合器、分叉管道和第三清洗阀，所述高压水泵前端的管道与第一清洗阀和高粘度输送泵之间的管道上设置有连通管道，所述聚合物胶液管上还设置有与高粘度输送泵并联设置的第一并联管道，所述水管道上还设置有与高压水泵并联设置的第二并联管道，所述连通管道上设置有第二清洗阀，所述第一并联管道上和第二并联管道上分别设置有第一调压限压阀和第二调压限压阀，所述壳体内部还设置有PLC控制器。

作为优选，管道式高剪切混合器包括混合器管道以及设置在混合器管道内部的特制金属旋片组，所述特制金属旋片组包括第一矩形旋板、设置在第一矩形旋板顶部的第二矩形旋板、设置在第二矩形旋板顶部的第三矩形旋板以及设置在第三矩形旋板顶部的第四矩形旋板，所述第一矩形旋板、第二矩形旋板、第三矩形旋板和第四矩形旋板在结构和大小上都相同，所述第二矩形旋板与第一矩形旋板垂直设置，所述第三矩形旋板与第二矩形旋板垂直设置，第四矩形旋板与第三矩形旋板垂直设置。

作为优选，所述第二矩形旋板相对于第一矩形旋板顺时针或者逆时针旋转90°设置，第三矩形旋板相对于第二矩形旋板顺时针或者逆时针旋转90°设置，第四矩形旋板相对于第三矩形旋板顺时针或者逆时针旋转90°设置。

作为优选，所述高压水泵为压力大于等于0.4MPa的离心泵、转子泵、轴流泵、柱塞泵、往复泵和螺杆泵中的任意一种。

作为优选，所述高粘物料输送泵为压力大于0.4MPa的转子泵、柱塞泵、往复泵、罗茨泵和螺杆泵中的任意一种。

作为优选，所述智能流量表为智能齿轮流量计、电磁流量计、质量流量计、涡街流量计和金属管浮子流量计的任意一种。

作为优选，所述分叉管道上设置有第四清洗阀。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于，

本发明具有可以任意设定混合比例，自动清洗功能，该混合设备体积小，移动方便、投资小，无需加温，混合均匀，实现了在线用多少混合多少理想状态，彻底解决了水溶性高粘物料难以在线混合稀释使用的问题，节约空间、节约投资、节约能耗，可以根据需要随意调节混合比例，而且混合的非常均匀。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例1中的高粘性聚合物在线稀释装置的部件位置简图；

图2为实施例1中的管道式高剪切混合器的立体结构示意图；

图3为实施例1中的特制金属旋片组（含有四个矩形旋板）的立体结构示意图；

图4为实施例1中的方形金属片的立体结构示意图；

图5至图8分别为矩形旋板的主视图、左视图、俯视图和立体结构示意图；

图9为实施例1中的放行金属片冲压方式的立体结构示意图；

图10为实施例1中的放行金属片冲压方式（另一种位置）的立体结构示意图；

以上各图中，1、高粘度输送泵；2、高压水泵；3、管道式高剪切混合器；31、混合器管道；32、特制金属旋片组；41、第一智能流量表；42、第二智能流量表；51、第一清洗阀；52、第二清洗阀；53、第一电动调节器；54、第三清洗阀；55、第四清洗阀；56、第二调压限压阀；57、第一调压限压阀；58、第二电动调节阀；6、聚合物胶液管道；7、水管道；8、PLC控制器；9、方形金属片；91、矩形槽；10、半圆管型模具；11、半圆模具；12、连通管道；13、分叉管道；141、第一并联管道；142、第二并联管道。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。

实施例1，如图1所示，本发明设计了一种高粘度聚合物在线稀释装置，包括壳体，壳体起到包裹和保护内部部件的作用，因为本发明所设计的装置是为了稀释高粘度的聚合物，即在壳体的内部设置了聚合物胶液管道6、水管道7和混合管道，上述三种管道的连接方式是，聚合物胶液管道6和水管道7并联后再与混合管道串联，其中混合管道为高粘度聚合物核心的稀释部位，为了体现出本发明和现有技术的区别，这正是在混合管道这一部分，为了使高粘度聚合物和水在聚合物胶液管道6和水管道7经过时，能有最好的条件进入到混合管道内稀释；发明人在聚合物胶液管道6和水管道7中做了以下的设计在聚合物胶液管道6上，沿着胶液流动的方向在聚合物胶液管道6上依次设置了第一清洗阀51、高粘度输送泵1、第一电动调节阀和第一智能流量表41，清洗阀的设置是为了定时清洗管道，使管道内一直保持通畅不易堵塞，高粘度输送泵1的设置了是为了给高粘度聚合物胶液提供动力，提高传输效果，电动调节阀的作用是控制管内聚合物胶液的流量，智能流量表则是为了监测管内的流量，并将数据反馈给PLC，然后PLC控制电动调节阀，提高或者降低流量；沿着水流方向在水管道7上依次设置了高压水泵2、第二电动调节阀和第二智能流量表42，高压水泵2的目的是为了给水流提供动力，水管道7上相对于聚合物胶液管道6上少设置了清洗阀，水管道7其他的部件设置和聚合物胶液管道6其他的部件的设置作用是一样的，只是设置在了不同的管道上；在高压水泵2前端的管道与第一清洗阀51和高粘度输送泵1之间的管道上设置有连通管道12，设置连通管道12的目的是将水管道7内水输送到聚合物胶液管道6进行清洗管道，在联通管道上设置了第二清洗阀52；在聚合物胶液管上还设置有与高粘度输送泵1并联设置的第一并联管道141，水管道7上还设置有与高压水泵2并联设置的第二并联管道142，这两个并联管道设置了都是为了缓解高粘度输送泵1和高压水泵2而设置的，为了使设置的并联管道可以根据具体的情况自动工作，在并联管道设置了调压限压阀，设置调压限压阀的目的就是为了监测从进液端到高粘度输送泵1之间的官道上的压力大小，并根据压力来控制是否使用并联管道，为了使本装置能够智能化和自动化，发明人还设置了PLC控制器8，即控制每个部件自动工作。

由于混合管道为本装置的核心部位，下面具体说一下混合管道，在混合管道上混合液流动方向依次设置有管道式高剪切混合器3、分叉管道13和第三清洗阀54，本发明在这个核心部位中，重点保护就是管道式高剪切混合器3，如图2、图3、图5、图6、图7和图8所示，管道式剪切混合器（如图2所示）包括混合器管道31以及设置在混合器管道31内部的特制金属旋片组32（如图3所示），混合器管道31的作用有两种，一是给混合液提供混合空间，二是支撑特制金属旋片组32，该特制金属旋片组32为本装置稀释聚合物胶液的关键部件，制金属旋片组包括第一矩形旋板、设置在第一矩形旋板顶部的第二矩形旋板、设置在第二矩形旋板顶部的第三矩形旋板以及设置在第三矩形旋板顶部的第四矩形旋板，第二矩形旋板与第一矩形旋板垂直设置，第三矩形旋板与第二矩形旋板垂直设置，第四矩形旋板与第三矩形旋板垂直设置，第二矩形旋板相对于第一矩形旋板顺时针或者逆时针旋转90°设置，第三矩形旋板相对于第二矩形旋板顺时针或者逆时针旋转90°设置，第四矩形旋板相对于第三矩形旋板顺时针或者逆时针旋转90°设置，这样设置的话，即四个矩形旋板为一个循环组，矩形旋板则是由带有矩形槽91的方形板（如图4所示）沿一条对角线方向进行折弯制成。

下面详细说一下本公司管道式剪切混合器中的特制金属旋片组32的设计方法。

本公司管道式高剪切混合器3的制作：剪切25块80*80*2的304不锈钢矩形块，在方形块上沿平行一边的方向上距离矩形边8mm的位置开长度为70mm宽度为8mm的开口，平行此开口依次往下开口，具体的形状如图4所示，制作25块。

金属旋片的制作：方形金属片9放在与所用管道内直径为72mm的冲压模具中，金属片的放置为方形金属片9对角线和半圆管型模具10直径重合，然后用外径为72的半圆模具11冲压，冲压方式如图9和图10所示。

金属旋片的连接：把第一块矩形金属片（可以称作第一矩形旋板）矩形顶部开口长边成水平放置，整个金属片为立式，再把第二块矩形金属片（可以称作第二矩形旋板）矩形顶部开口长边也成水平放置，整个金属片为立式，再使两片金属片按弯曲度相背放置，提高第二块，使第二块的下边中心对应第一块的上边中心，使第一块的上边和第二块的下边的交点切线投影成90度角，对好后焊接在一起；第三块的放置和第一块相同，把第三块提高使第三块的下边中心点对应第二块上边的中心点，使第二块的上边和第三块的下边的交点切线投影成90度角，对应好焊接；第四块的放置和第二块相同，提高第四块使第四块的下边中心点对应第三块的上边中心点，对应后焊接，具体的焊接效果如图3所示，依次类推，把25块连接完毕。

为了使本发明中的效果更好，发明人还有以下的说明，高压水泵2为压力大于等于0.4MPa的离心泵、转子泵、轴流泵、柱塞泵、往复泵和螺杆泵中的任意一种，高粘物料输送泵为压力大于0.4MPa的转子泵、柱塞泵、往复泵、罗茨泵和螺杆泵中的任意一种，智能流量表为智能齿轮流量计、电磁流量计、质量流量计、涡街流量计和金属管浮子流量计的任意一种，以上的说明都是本公司经过大量的试验，并且现在正在使用的一种情况；分叉管道13上设置有第四清洗阀55。

本发明中设置的所有的清洗阀、电动调节阀和智能流量表作用和大小都是相同的，只是为了更好的区分位置，在清洗阀、电动调节阀和智能流量表加上了第一第二或第三等。

将各部件都要和PLC控制器8相连接，其目的就是为了是本装置可以自动处理一些问题。

说一下本装置的工作原理，接通电源，在PLC控制器8上输入控制指令，例如水溶性聚合物流量为200L/min,水的流量为7300L/min,系统启动后连续工作8小时，按下启动键，系统开始工作，第一清洗阀51、第一电动调节阀、第二电动调节阀、第三清洗阀54同时打开，第二清洗阀52、第四清洗阀55关闭；水泵开启，2s延时后高粘物输送泵启动，工作到8小时时，第一清洗阀51关闭，第四清洗阀55打开，延续3秒钟，第二清洗阀52打开，第三清洗阀54关闭，清洗10秒钟，电机自动停机，停机3秒钟，所有阀门全部关闭。

本发明优势：方形金属旋片上开有矩形开口，在冲压成曲面，既可以改变流体流动方向，又极大的增加了开口对高粘度水溶性聚合物的剪切，稀释混合效果特别突出，稀释液中不再存在成块的大黏度胶液，稀释混合的非常彻底，而且混合器压头损失小于目前市场上的同样混合单元个数的各种静态混合器，设备投资极小，设备体积极小，无需再加热，节约了能源，降低了生产费用，减少了浪费，因此具有极好的推广意义。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (7)

1.一种高粘性聚合物在线稀释装置，包括壳体，所述壳体内部设置有聚合物胶液管道、水管道和混合管道，其特征在于，所述聚合物胶液管道上沿胶液流动方向依次设置有第一清洗阀、高粘度输送泵、第一电动调节阀和第一智能流量表，所述水管道上沿水流方向上依次设置有高压水泵、第二电动调节阀和第二智能流量表，所述混合管道上沿着混合液流动方向依次设置有管道式高剪切混合器、分叉管道和第三清洗阀，所述高压水泵前端的管道与第一清洗阀和高粘度输送泵之间的管道上设置有连通管道，所述聚合物胶液管上还设置有与高粘度输送泵并联设置的第一并联管道，所述水管道上还设置有与高压水泵并联设置的第二并联管道，所述连通管道上设置有第二清洗阀，所述第一并联管道上和第二并联管道上分别设置有第一调压限压阀和第二调压限压阀，所述壳体内部还设置有PLC控制器。

2.根据权利要求1所述的高粘性聚合物在线稀释装置，其特征在于，所述管道式高剪切混合器包括混合器管道以及设置在混合器管道内部的特制金属旋片组，所述特制金属旋片组包括第一矩形旋板、设置在第一矩形旋板顶部的第二矩形旋板、设置在第二矩形旋板顶部的第三矩形旋板以及设置在第三矩形旋板顶部的第四矩形旋板，所述第一矩形旋板、第二矩形旋板、第三矩形旋板和第四矩形旋板在结构和大小上都相同，所述第二矩形旋板与第一矩形旋板垂直设置，所述第三矩形旋板与第二矩形旋板垂直设置，第四矩形旋板与第三矩形旋板垂直设置。

3.根据权利要求2所述的高粘性聚合物在线稀释装置，其特征在于，所述第二矩形旋板相对于第一矩形旋板顺时针或者逆时针旋转90°设置，第三矩形旋板相对于第二矩形旋板顺时针或者逆时针旋转90°设置，第四矩形旋板相对于第三矩形旋板顺时针或者逆时针旋转90°设置。

4.根据权利要求3所述的高粘性聚合物在线稀释装置，其特征在于，所述高压水泵为压力大于等于0.4MPa的离心泵、转子泵、轴流泵、柱塞泵、往复泵和螺杆泵中的任意一种。

5.根据权利要求4所述的高粘性聚合物在线稀释装置，其特征在于，所述高粘物料输送泵为压力大于0.4MPa的转子泵、柱塞泵、往复泵、罗茨泵和螺杆泵中的任意一种。

6.根据权利要求5所述的高粘性聚合物在线稀释装置，其特征在于，所述智能流量表为智能齿轮流量计、电磁流量计、质量流量计、涡街流量计和金属管浮子流量计的任意一种。

7.根据权利要求6所述的高粘性聚合物在线稀释装置，其特征在于，所述分叉管道上设置有第四清洗阀。