一种改性丁苯乳液的合成设备及合成方法与流程

1.本发明涉及粘结剂生产技术领域，具体为一种改性丁苯乳液的合成设备及合成方法。


背景技术：

2.改性丁苯乳液的制备过程需要将羧酸单体、丁二烯单体、苯乙烯或甲基苯乙烯、功能性单体、分子量调节剂、反应性乳化剂和引发剂进行混合，混合物的水溶液进行自由基乳液共聚。改性丁苯乳液合成过程中需要在反应釜内进行搅拌混合，目前的反应釜一般由搅拌电机带动搅拌轴转动，利用搅拌叶对物料进行搅拌，而搅拌叶都是固定安装在搅拌轴上，不能上下移动，这导致搅拌动作固定不变，位于反应釜内的上层和下层物料无法快速混合，要实现原料混合均匀往往需要消耗较长时间；另外，改性丁苯乳液合成装置对搅拌混合时会产生大量泡沫，影响合成乳液的使用，为此，本发明提出了一种改性丁苯乳液的合成设备及合成方法以解决上述问题。


技术实现要素：

3.针对现有技术的不足，本发明提供了一种改性丁苯乳液的合成设备及合成方法，解决了目前反应釜中搅拌装置的搅拌叶固定安装在搅拌轴上，不能上下移动，这导致搅拌动作固定不变，位于反应釜内的上层和下层物料无法快速混合，要实现原料混合均匀往往需要消耗较长时间，搅拌混合时会产生大量泡沫，影响合成乳液使用的问题。
4.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种改性丁苯乳液的合成设备，包括反应釜，所述反应釜顶部一侧固定设置有用于提供改性丁苯乳液生产原料的加料斗，且反应釜侧壁下方固定设置有用于排出改性丁苯乳液的排料管，所述反应釜内壁上从上到下等距开设有环形槽，所述环形槽内部设置有齿圈机构，所述反应釜内部转动设置有用于搅拌改性丁苯乳液生产原料的混料机构，所述反应釜顶部固定设置有用于驱动混料机构转动的伺服电机，且反应釜底部开设有用于排出混料机构内部气体的排气孔。
5.所述齿圈机构包括固定设置在环形槽内壁上的钢圈，所述钢圈顶部分别固定设置有异形齿条和弧形齿条，所述异形齿条和弧形齿条循环交替分布。
6.所述混料机构包括搅拌杆和开设在搅拌杆外壁两侧的长条形通槽以及转动套设在搅拌杆外壁上的防护筒，所述搅拌杆内部为中空结构，其腔体与长条形通槽共同形成升降活动腔，升降活动腔内部滑动设置有升降杆，所述升降杆外壁两侧且位于长条形通槽内部固定设置有长条形限位块，所述升降杆底端固定设置有弹簧压板，所述长条形限位块外壁上且位于弹簧压板的上方套设有第一弹簧，两个所述长条形限位块外壁上均设置有用于搅拌改性丁苯乳液生产原料的搅拌叶组件。
7.优选的，所述伺服电机输出轴转动贯穿反应釜通过联轴器和搅拌杆相连接，所述防护筒底端和反应釜腔体底部固定连接，所述排气孔和防护筒内部相连通。
8.优选的，所述升降杆底端滑动贯穿搅拌杆延伸至防护筒内部，所述弹簧压板滑动
设置在防护筒内部，所述第一弹簧位于防护筒腔体内部。
9.优选的，所述异形齿条包括圆弧形凸块和等距分布的齿牙，圆弧形凸块固定设置在钢圈顶部，齿牙固定设置在圆弧形凸块的上表面。
10.优选的，所述搅拌叶组件包括搅拌叶和固定设置在搅拌叶一端的齿轮以及开设在搅拌叶一端的且位于齿轮两侧的进液口，两个进液口内部均固定设置有用于仅允许液体进入的第一单向阀，所述搅拌叶顶部靠近第一单向阀的一侧开设有出液口，出液口内部固定设置有用于过滤改性丁苯乳液泡沫的消泡组件，消泡组件包括滤筒和滤筒，所述第二单向阀固定设置在滤筒内部，用于仅允许液体排出，所述搅拌叶内部且位于滤筒的一侧滑动设置有活塞板，所述活塞板远离滤筒的侧壁两侧均固定设置有连杆，所述连杆滑动贯穿搅拌叶并固定设置有半球体，所述连杆外壁上且位于半球体和搅拌叶之间套设有第二弹簧，所述搅拌叶的一侧设置有用于推动半球体运动的顶升机构。
11.优选的，顶升机构包括圆板和弧形凸块，所述弧形凸块均匀固定设置在圆板的外壁上。
12.优选的，所述齿轮与异形齿条、弧形齿条啮合连接，所述圆板固定设置在长条形限位块侧壁上。
13.优选的，所述搅拌叶通过转轴转动设置在圆板侧壁上，所述弧形凸块数量为偶数个。
14.本发明还提供了一种改性丁苯乳液的合成设备的合成方法，具体方法包括以下步骤：
15.步骤一、添加合成原料：依次将合成改性丁苯乳液的原料通过加料斗加入到反应釜内。
16.步骤二、轴向搅拌：借助伺服电机带动搅拌杆沿其轴线转动，多个搅拌叶组件随搅拌杆同步转动，对改性丁苯乳液原料进行搅拌。
17.步骤三、纵向搅拌：搅拌叶组件转动过程中不断与异形齿条和弧形齿条交替相遇，搅拌叶组件与异形齿条啮合连接时被顶升，升降杆随搅拌叶组件同步沿搅拌杆内壁向上滑动，第一弹簧受到防护筒内壁阻挡被压缩，搅拌叶组件与弧形齿条啮合连接时，第一弹簧弹力将弹簧压板向下推动，升降杆沿搅拌杆内壁向下滑动，搅拌叶组件对反应釜内部上下层原料进行上下翻动搅拌。
18.步骤四、消泡处理：搅拌叶组件对改性丁苯乳液原料搅拌过程中同时将原料吸入至其内部，利用过滤结构对泡沫进行过滤处理。
19.优选的，所述伺服电机为匀速转动，转速为30r/min。
20.有益效果
21.本发明提供了一种改性丁苯乳液的合成设备及合成方法。与现有技术相比具备以下有益效果：
22.1、一种改性丁苯乳液的合成设备及合成方法，通过混料机构包括搅拌杆和开设在搅拌杆外壁两侧的长条形通槽以及转动套设在搅拌杆外壁上的防护筒，搅拌杆内部为中空结构，其腔体与长条形通槽共同形成升降活动腔，升降活动腔内部滑动设置有升降杆，升降杆外壁两侧且位于长条形通槽内部固定设置有长条形限位块，升降杆底端固定设置有弹簧压板，长条形限位块外壁上且位于弹簧压板的上方套设有第一弹簧，两个长条形限位块外
壁上均设置有用于搅拌改性丁苯乳液生产原料的搅拌叶组件，搅拌叶组件随搅拌轴轴向搅拌动作的同时能够受齿圈机构推动下往复上下运动，实现搅拌物料的同时能够实现将上层物料和下层物料翻动的效果，解决了目前反应釜中搅拌装置的搅拌叶固定安装在搅拌轴上，不能上下移动的问题，使得搅拌动作灵活多变，反应釜内的上层和下层物料能够快速混合，节省了混料搅拌时间。
23.2、一种改性丁苯乳液的合成设备及合成方法，通过搅拌杆转动驱动搅拌叶同步转动，并且利用齿轮和齿圈机构啮合实现公转和自转同步进行，能够大大提高对改性丁苯乳液原料的搅拌效率，同时，齿圈机构异形齿条和弧形齿条的交替设置，并且异形齿条高度高于弧形齿条，能够实现驱动齿轮转动的同时实现对其间歇式顶升动作，该过程无需为搅拌叶组件单独设置驱动装置，降低了制造成本。
24.3、一种改性丁苯乳液的合成设备及合成方法，搅拌叶组件包括搅拌叶和固定设置在搅拌叶一端的齿轮以及开设在搅拌叶一端的且位于齿轮两侧的进液口，两个进液口内部均固定设置有用于仅允许液体进入的第一单向阀，搅拌叶顶部靠近第一单向阀的一侧开设有出液口，出液口内部固定设置有用于过滤改性丁苯乳液泡沫的消泡组件，消泡组件包括滤筒和滤筒，第二单向阀固定设置在滤筒内部，用于仅允许液体排出，搅拌叶内部且位于滤筒的一侧滑动设置有活塞板，活塞板远离滤筒的侧壁两侧均固定设置有连杆，连杆滑动贯穿搅拌叶并固定设置有半球体，连杆外壁上且位于半球体和搅拌叶之间套设有第二弹簧，搅拌叶的一侧设置有用于推动半球体运动的顶升机构，利用齿圈机构和齿轮啮合传动的特性，使得搅拌叶组件公转的同时能够沿自身轴线自转，从而在顶推组件作用下实现活塞板686的往复运动，能够对反应釜内液体进行“吞吐”操作，并且在液体从搅拌叶腔体内排出时利用滤筒将其泡沫过滤，从而减少搅拌时产生的泡沫，有利于合成乳液使用。
25.4、一种改性丁苯乳液的合成设备及合成方法，活塞板的往复运动通过搅拌叶自转时与顶升组件配合实现，该过程无需单独为活塞板的运动设置驱动装置，节省了设置驱动装置的制造成本，同时使得装置结构更加简单，便于后续的检修和维护。
附图说明
26.图1为本发明第一整体立体结构示意图；
27.图2为本发明剖视结构示意图；
28.图3为本发明第二整体立体结构示意图；
29.图4为本发明a部分放大结构示意图；
30.图5为本发明齿圈机构立体结构示意图；
31.图6为本发明混料机构爆炸立体结构示意图；
32.图7为本发明b部分放大结构示意图；
33.图8为本发明搅拌叶组件剖视结构示意图；
34.图9为本发明c部分放大结构示意图；
35.图10为本发明工艺流程图。
36.图中：1、反应釜；2、加料斗；3、排料管；4、环形槽；5、齿圈机构；51、钢圈；52、异形齿条；53、弧形齿条；6、混料机构；61、搅拌杆；62、长条形通槽；63、防护筒；64、第一弹簧；65、升降杆；66、长条形限位块；67、弹簧压板；68、搅拌叶组件；681、搅拌叶；682、齿轮；683、第一单
向阀；684、滤筒；685、第二单向阀；686、活塞板；687、连杆；688、半球体；689、第二弹簧；6810、顶推组件；68101、圆板；68102、弧形凸块；7、伺服电机；8、排气孔。
具体实施方式
37.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
38.本发明提供两种技术方案：
39.如图1-7,10示出了第一种实施方式：一种改性丁苯乳液的合成设备，包括反应釜1，反应釜1顶部一侧固定设置有用于提供改性丁苯乳液生产原料的加料斗2，且反应釜1侧壁下方固定设置有用于排出改性丁苯乳液的排料管3，反应釜1内壁上从上到下等距开设有环形槽4，环形槽4内部设置有齿圈机构5，反应釜1内部转动设置有用于搅拌改性丁苯乳液生产原料的混料机构6，反应釜1顶部固定设置有用于驱动混料机构6转动的伺服电机7，且反应釜1底部开设有用于排出混料机构6内部气体的排气孔8，齿圈机构5包括固定设置在环形槽4内壁上的钢圈51，钢圈51顶部分别固定设置有异形齿条52和弧形齿条53，异形齿条52和弧形齿条53循环交替分布，钢圈51顶部最高位置距离环形槽4顶部设置有安全活动距离，保证齿轮682上升过程中不会与环形槽4内壁发生干涉，混料机构6包括搅拌杆61和开设在搅拌杆61外壁两侧的长条形通槽62以及转动套设在搅拌杆61外壁上的防护筒63，搅拌杆61内部为中空结构，其腔体与长条形通槽62共同形成升降活动腔，升降活动腔内部滑动设置有升降杆65，升降杆65外壁两侧且位于长条形通槽62内部固定设置有长条形限位块66，升降杆65底端固定设置有弹簧压板67，长条形限位块66外壁上且位于弹簧压板67的上方套设有第一弹簧64，两个长条形限位块66外壁上均设置有用于搅拌改性丁苯乳液生产原料的搅拌叶组件68，伺服电机7输出轴转动贯穿反应釜1通过联轴器和搅拌杆61相连接，防护筒63底端和反应釜1腔体底部固定连接，排气孔8和防护筒63内部相连通，升降杆65底端滑动贯穿搅拌杆61延伸至防护筒63内部，弹簧压板67滑动设置在防护筒63内部，第一弹簧64位于防护筒63腔体内部。长条形通槽62的长度大于长条形限位块66，升降杆65滑动至最上方和最下方极限位置时，其底端和顶端与长条形通槽62的底部、顶部仍具有一定距离，不会发生干涉，异形齿条52包括圆弧形凸块和等距分布的齿牙，圆弧形凸块固定设置在钢圈51顶部，齿牙固定设置在圆弧形凸块的上表面，伺服电机7为匀速转动，转速为30r/min。
40.如图8-9示出了第二种实施方式，与第一种实施方式的主要区别在于：一种改性丁苯乳液的合成设备，搅拌叶组件68包括搅拌叶681和固定设置在搅拌叶681一端的齿轮682以及开设在搅拌叶681一端的且位于齿轮682两侧的进液口，两个进液口内部均固定设置有用于仅允许液体进入的第一单向阀683，搅拌叶681顶部靠近第一单向阀683的一侧开设有出液口，出液口内部固定设置有用于过滤改性丁苯乳液泡沫的消泡组件，消泡组件包括滤筒684和滤筒684，第二单向阀685固定设置在滤筒684内部，用于仅允许液体排出，滤筒684表面均匀开设有滤孔，滤孔内径小于最小泡沫的外径，搅拌叶681内部且位于滤筒684的一侧滑动设置有活塞板686，活塞板686远离滤筒684的侧壁两侧均固定设置有连杆687，连杆687滑动贯穿搅拌叶681并固定设置有半球体688，连杆687外壁上且位于半球体688和搅拌
叶681之间套设有第二弹簧689，搅拌叶681的一侧设置有用于推动半球体688运动的顶升机，顶升机构包括圆板68101和弧形凸块68102，弧形凸块68102均匀固定设置在圆板68101的外壁上，齿轮682与异形齿条52、弧形齿条53啮合连接，圆板68101固定设置在长条形限位块66侧壁上，搅拌叶681通过转轴转动设置在圆板68101侧壁上，弧形凸块68102数量为偶数个，保证两个连杆687能够同时被顶起。
41.本发明实施例还提供了一种改性丁苯乳液的合成设备的合成方法，具体方法包括以下步骤：
42.步骤一、添加合成原料：依次将合成改性丁苯乳液的原料通过加料斗2加入到反应釜1内；
43.步骤二、轴向搅拌：借助伺服电机7带动搅拌杆61沿其轴线转动，多个搅拌叶组件68随搅拌杆61同步转动，对改性丁苯乳液原料进行搅拌；
44.步骤三、纵向搅拌：搅拌叶组件68转动过程中不断与异形齿条52和弧形齿条53交替相遇，搅拌叶组件68内的齿轮682与异形齿条52啮合连接时被顶升，升降杆65随搅拌叶组件68同步沿搅拌杆61内壁向上滑动，第一弹簧64受到防护筒63内壁阻挡被压缩，搅拌叶组件68中的齿轮682与弧形齿条53啮合连接时，第一弹簧64弹力将弹簧压板67向下推动，升降杆65沿搅拌杆61内壁向下滑动，搅拌叶组件68对反应釜1内部上下层原料进行上下翻动搅拌。
45.步骤四、消泡处理：搅拌叶组件68对改性丁苯乳液原料搅拌过程中同时将原料吸入至其内部，搅拌叶681转动时，两个半球体688间歇式同步被弧形凸块68102推动，活塞板686沿搅拌叶681内壁向靠近齿轮682方向移动，将吸入的液体经过滤筒684过滤后排出，液体中的气泡则被过滤下来，留存在滤筒684中，半球体688失去弧形凸块68102推动时，第二弹簧689弹力推动半球体688恢复至原始位置，活塞板686反向滑动，搅拌叶681腔体中且位于活塞板686右侧形成负压状态，由于位于搅拌叶681进液口和出液口内分别设置有第一单向阀683和第二单向阀685，因此外部液体通过进液口进入到搅拌叶681腔体内，半球体688再次和弧形凸块68102相遇时，重复上述操作即可利用过滤结构对泡沫进行过滤处理。
46.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
47.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种改性丁苯乳液的合成设备，包括反应釜(1)，其特征在于：所述反应釜(1)顶部一侧固定设置有用于提供改性丁苯乳液生产原料的加料斗(2)，且反应釜(1)侧壁下方固定设置有用于排出改性丁苯乳液的排料管(3)，所述反应釜(1)内壁上从上到下等距开设有环形槽(4)，所述环形槽(4)内部设置有齿圈机构(5)，所述反应釜(1)内部转动设置有用于搅拌改性丁苯乳液生产原料的混料机构(6)，所述反应釜(1)顶部固定设置有用于驱动混料机构(6)转动的伺服电机(7)，且反应釜(1)底部开设有用于排出混料机构(6)内部气体的排气孔(8)；所述齿圈机构(5)包括固定设置在环形槽(4)内壁上的钢圈(51)，所述钢圈(51)顶部分别固定设置有异形齿条(52)和弧形齿条(53)，所述异形齿条(52)和弧形齿条(53)循环交替分布；所述混料机构(6)包括搅拌杆(61)和开设在搅拌杆(61)外壁两侧的长条形通槽(62)以及转动套设在搅拌杆(61)外壁上的防护筒(63)，所述搅拌杆(61)内部为中空结构，其腔体与长条形通槽(62)共同形成升降活动腔，升降活动腔内部滑动设置有升降杆(65)，所述升降杆(65)外壁两侧且位于长条形通槽(62)内部固定设置有长条形限位块(66)，所述升降杆(65)底端固定设置有弹簧压板(67)，所述长条形限位块(66)外壁上且位于弹簧压板(67)的上方套设有第一弹簧(64)，两个所述长条形限位块(66)外壁上均设置有用于搅拌改性丁苯乳液生产原料的搅拌叶组件(68)。2.根据权利要求1所述的一种改性丁苯乳液的合成设备，其特征在于：所述伺服电机(7)输出轴转动贯穿反应釜(1)通过联轴器和搅拌杆(61)相连接，所述防护筒(63)底端和反应釜(1)腔体底部固定连接，所述排气孔(8)和防护筒(63)内部相连通。3.根据权利要求1所述的一种改性丁苯乳液的合成设备，其特征在于：所述升降杆(65)底端滑动贯穿搅拌杆(61)延伸至防护筒(63)内部，所述弹簧压板(67)滑动设置在防护筒(63)内部，所述第一弹簧(64)位于防护筒(63)腔体内部。4.根据权利要求1所述的一种改性丁苯乳液的合成设备，其特征在于：所述异形齿条(52)包括圆弧形凸块和等距分布的齿牙，圆弧形凸块固定设置在钢圈(51)顶部，齿牙固定设置在圆弧形凸块的上表面。5.根据权利要求1所述的一种改性丁苯乳液的合成设备，其特征在于：所述搅拌叶组件(68)包括搅拌叶(681)和固定设置在搅拌叶(681)一端的齿轮(682)以及开设在搅拌叶(681)一端的且位于齿轮(682)两侧的进液口，两个进液口内部均固定设置有用于仅允许液体进入的第一单向阀(683)，所述搅拌叶(681)顶部靠近第一单向阀(683)的一侧开设有出液口，出液口内部固定设置有用于过滤改性丁苯乳液泡沫的消泡组件，消泡组件包括滤筒(684)和滤筒(684)，所述第二单向阀(685)固定设置在滤筒(684)内部，用于仅允许液体排出，所述搅拌叶(681)内部且位于滤筒(684)的一侧滑动设置有活塞板(686)，所述活塞板(686)远离滤筒(684)的侧壁两侧均固定设置有连杆(687)，所述连杆(687)滑动贯穿搅拌叶(681)并固定设置有半球体(688)，所述连杆(687)外壁上且位于半球体(688)和搅拌叶(681)之间套设有第二弹簧(689)，所述搅拌叶(681)的一侧设置有用于推动半球体(688)运动的顶升机构。6.根据权利要求5所述的一种改性丁苯乳液的合成设备，其特征在于：顶升机构包括圆板(68101)和弧形凸块(68102)，所述弧形凸块(68102)均匀固定设置在圆板(68101)的外壁
上。7.根据权利要求6所述的一种改性丁苯乳液的合成设备，其特征在于：所述齿轮(682)与异形齿条(52)、弧形齿条(53)啮合连接，所述圆板(68101)固定设置在长条形限位块(66)侧壁上。8.根据权利要求6所述的一种改性丁苯乳液的合成设备，其特征在于：所述搅拌叶(681)通过转轴转动设置在圆板(68101)侧壁上，所述弧形凸块(68102)数量为偶数个。9.一种实施权利要求1所述的改性丁苯乳液的合成设备的合成方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤一、添加合成原料：依次将合成改性丁苯乳液的原料通过加料斗(2)加入到反应釜(1)内；步骤二、轴向搅拌：借助伺服电机(7)带动搅拌杆(61)沿其轴线转动，多个搅拌叶组件(68)随搅拌杆(61)同步转动，对改性丁苯乳液原料进行搅拌；步骤三、纵向搅拌：搅拌叶组件(68)转动过程中不断与异形齿条(52)和弧形齿条(53)交替相遇，搅拌叶组件(68)与异形齿条(52)啮合连接时被顶升，升降杆(65)随搅拌叶组件(68)同步沿搅拌杆(61)内壁向上滑动，第一弹簧(64)受到防护筒(63)内壁阻挡被压缩，搅拌叶组件(68)与弧形齿条(53)啮合连接时，第一弹簧(64)弹力将弹簧压板(67)向下推动，升降杆(65)沿搅拌杆(61)内壁向下滑动，搅拌叶组件(68)对反应釜(1)内部上下层原料进行上下翻动搅拌；步骤四、消泡处理：搅拌叶组件(68)对改性丁苯乳液原料搅拌过程中同时将原料吸入至其内部，利用过滤结构对泡沫进行过滤处理。10.根据权利要求9所述的一种改性丁苯乳液的合成设备的合成方法，其特征在于：所述伺服电机(7)为匀速转动，转速为30r/min。

技术总结
本发明公开了一种改性丁苯乳液的合成设备及合成方法，本发明涉及粘结剂生产技术领域。包括反应釜，该一种改性丁苯乳液的合成设备及合成方法，搅拌叶组件随搅拌轴轴向搅拌动作的同时能够受齿圈机构推动下往复上下运动，实现搅拌物料的同时能够实现将上层物料和下层物料翻动的效果，解决了目前反应釜中搅拌装置的搅拌叶固定安装在搅拌轴上，不能上下移动的问题，使得搅拌动作灵活多变，反应釜内的上层和下层物料能够快速混合，节省了混料搅拌时间。利用齿轮和齿圈机构啮合实现公转和自转同步进行，能够大大提高搅拌效率，活塞板的往复运动通过搅拌叶自转时与顶升组件配合实现，无需单独为活塞板的运动设置驱动装置，使得结构更加简单。更加简单。更加简单。


技术研发人员：吕杰 卢福军 汪小知
受保护的技术使用者：浙江嘉晟新材料有限公司
技术研发日：2023.04.26
技术公布日：2023/7/13