[實用新型]一種帶有自動傳感器的聚羧酸減水劑合成裝置

有效

• 申請號: 201721084647.2
• 申請日: 2017-08-28
• 公開（公告）號: CN207204090U
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 齊賓;馬雪英;唐輝;張召偉
• 申請（專利權）人: 北京中砼冠疆新航建材有限公司
• 主分類號: B01J19/18
• 分類號: B01J19/18;B01J4/02
• 代理公司: 銀川長征知識產權代理事務所64102
• 代理人: 馬長增,姚源

技術領域

本實用新型屬于建筑材料生產加工技術領域，涉及一種帶有自動傳感器的聚羧酸減水劑合成裝置。

背景技術

聚羧酸減水劑是一種重要的混凝土外加劑，是繼木質磺酸鹽為代表的普通減水劑和以萘系為代表的高效減水劑之后發展起來的第三代高性能減水劑，具有低摻量、高減水率、高工作性、高保坍性、高耐久性、低收縮率、分子結構和功能可設計性強、高經濟性及綠色環保等優點，現已成為當今混凝土材料領域研究開發的熱點，在水利、電力、橋梁、高速公路、高速鐵路、港口碼頭、核電等重點工程和普通工民建中均得到了廣泛的應用。聚羧酸減水劑的合成過程主要為聚醚大單體、丙烯酸等含有不飽和基團的單體在引發劑及鏈轉移劑的作用下發生共聚反應。共聚反應一般是在反應釜內進行的，首先將固體或液體的聚醚大單體與水投入反應釜中并攪拌溶解均勻，然后滴加丙烯酸溶液、引發劑溶液及鏈轉移劑溶液，待滴加完畢后進行保溫及中和操作。

在整個聚羧酸減水劑生產的共聚反應過程中溶液的溫度、黏度、pH值、密度等都會隨著的高分子化合物聚合程度的變化而變化，而不同聚合度的聚羧酸減水劑的性能會有很大差異。目前，聚羧酸減水劑的生產過程中，大單體的投料、滴加、中和、出料等操作都可以通過事先稱量的方式實現部分自動化，但整個反應過程尚不能實時監測，對產品的檢測也如一般間歇式反應釜生產一樣，只能等到全部生產過程結束后才能通過實驗室測試進行分析判斷產品是否合格，不能對聚羧酸減水劑的生產過程進行精確化的在線控制；另外，在聚羧酸減水劑的合成工藝中，常采用的事先確定投料滴加時間和反應時間的方式，也會存在由于物料批次不穩定、設備狀況不斷變化等原因，無法精確控制終產品的聚合程度，造成產品質量不穩定、批次間存在差異，同時也容易造成生產時間延長及能源浪費。

針對上述情況，可以利用不同聚合度的聚羧酸減水劑在黏度和密度上的變化來判斷反應進行的程度；同時結合溫度、流量、質量等參數的實時監測，通過計算機計算機進行精細化控制，從而大幅提高聚羧酸產品的穩定性。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種帶有自動傳感器的聚羧酸減水劑合成裝置，實時監測反應釜物料的黏度、溫度、pH值等參數，自動控制聚合反應的條件。

本實用新型解決上述技術問題的技術方案為：

一種帶有自動傳感器的聚羧酸減水劑合成裝置，包括反應釜、投料裝置、攪拌裝置、功能傳感器、PLC控制器和計算機；反應釜包括進料口、出料口、傳感器套管、支架、底座、恒溫裝置，進料口和出料口分別位于反應釜的上部和底部，傳感器套管自反應釜頂部貫穿至反應釜內部，支架為3～6組，并平均分布在反應釜的下部，每個支架底部均安裝有底座；投料裝置包括至少1個物料罐，物料罐通過進料管與反應釜的進料口連接；攪拌裝置包括依次連接的變頻器、電機、減速機和位于反應釜內部的攪拌槳，變頻器與PLC控制器連接；功能傳感器置于反應釜內部，其連接線穿過傳感器套管并與PLC控制器連接，功能傳感器為黏度傳感器、溫度傳感器、pH值傳感器、密度傳感器中的一種或幾種；PLC控制器與計算機連接；可實現對聚合過程中反應釜內物料黏度、溫度、pH值及密度的實時監測和精確控制。

該合成裝置，反應釜的支架和底座之間設置有荷重傳感器，荷重傳感器與PLC控制器連接，可實時監測反應釜內物料的質量；投料裝置的進料管上依次安裝有流量傳感器和流量控制閥，流量傳感器和流量控制閥均與PLC控制器連接，可實時監測和控制物料罐的投料量；恒溫裝置為盤管恒溫裝置或夾套恒溫裝置，恒溫裝置上設置有冷媒進口、冷媒出口、熱媒進口、熱媒出口，且冷媒、熱媒的進出口均設置有控制閥，控制閥均與PLC控制器5連接，可有效控制反應釜內物料反應的溫度；另外，冷媒為冷水或冷卻液，熱媒為熱水或熱蒸汽。

利用本實用新型帶有自動傳感器聚羧酸減水劑合成裝置的有益效果為，在反應釜內外設置多種傳感器，實時監測、控制聚合反應的過程和產物的聚合度；流量傳感器與流量控制閥配合，使得對滴加液流量的控制更加精確；荷重傳感器可精確控制合成時的投料量；溫度傳感器配合恒溫裝置的冷熱媒進出口控制閥，實現釜內液體溫度的精確控制；pH值傳感器可更精確的控制產品的pH值；密度傳感器可精確快速的檢測釜內產品的密度變化；黏度傳感器可保證聚羧酸減水劑合成過程的穩定均一，防止未聚合或爆聚等情況的發生；利用本裝置可使反應釜內的物料達到合成工藝要求的最佳值，過程控制精確，有效提高了生產效率，避免了資源浪費，同時，保證了不同批次間產品的穩定性，使得產品的質量更加可靠。

附圖說明