[發(fā)明專利]制備中間相瀝青的同軸異向循環(huán)蒸餾攪拌裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210097439.5
• 申請日: 2022-01-27
• 公開（公告）號: CN114452854A
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 杜軍偉;孫海成;康延濤;周玉柱
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西天策新材料科技有限公司
• 主分類號: B01F27/191
• 分類號: B01F27/191;B01F27/112;B01F35/00;B01F35/30;C10C3/06
• 代理公司: 北京眾元弘策知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11462
• 代理人: 王洪波

本發(fā)明為一種制備中間相瀝青的同軸異向循環(huán)蒸餾攪拌裝置，其中主動正向旋轉(zhuǎn)軸通過軸承安裝在軸承蓋上，主動正向傳動圓錐齒輪與兩個變向圓錐齒輪嚙合，兩個變向圓錐齒輪通過軸承支撐安裝在軸承底座上，兩個變向圓錐齒輪與從動反向傳動圓錐齒輪嚙合，從動反向旋轉(zhuǎn)軸通過軸承支撐安裝在軸承底座上，軸承底座與軸承蓋上下配合安裝，主動正向攪拌安裝軸上安裝正向攪拌軸，從動反向攪拌安裝軸上安裝反向攪拌軸。本發(fā)明的優(yōu)點：結(jié)構(gòu)合理簡單，工作功能齊全，安裝拆卸方便；避免了中間相瀝青爬升吸附在反應(yīng)釜釜蓋上，提升了中間相瀝青脫揮蒸餾的產(chǎn)率和效率；提高了中間相熔融瀝青在反應(yīng)釜內(nèi)部的循環(huán)流動性，提升了中間相熔融瀝青混合脫揮的效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于傳動裝置技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種循環(huán)蒸餾攪拌裝置，特別是一種制備中間相瀝青的同軸異向循環(huán)蒸餾攪拌裝置。國際專利分類號為：F16H 1/22。

背景技術(shù)

中間相瀝青是一種由相對分子質(zhì)量為370～2000的多種扁盤狀稠環(huán)芳烴組成的混合物，其中分子量相對較小的芳烴類物質(zhì),簡稱輕組分，在制備中間相瀝青基碳纖維時是無用的并且還會影響碳纖維的性能，因此制備中間相瀝青時需要對熔融態(tài)的中間相瀝青進行負壓蒸餾脫揮處理，使其中的輕組分析出去除，從而提高中間相瀝青的成分純度以及制備成的碳纖維的性能。因而負壓蒸餾是制備中間相瀝青最關(guān)鍵的工序，負壓蒸餾過程中攪拌槳則是最重要的裝置。

中間相瀝青在制備工藝溫度下，是粘稠狀的熔融態(tài)，自身粘度很大。在傳統(tǒng)的制備中間相瀝青聚合蒸餾反應(yīng)過程中，普遍采用的是單軸攪拌槳，在水平方向?qū)酆戏磻?yīng)釜中的熔融瀝青只有一個旋向的攪拌，在同一個方向長時間攪拌，在熔融瀝青粘滯力的作用下，熔融瀝青會整體附著在攪拌槳上一起隨攪拌槳旋轉(zhuǎn)，且熔融瀝青內(nèi)部相對靜止不會產(chǎn)生撕裂滑移等物理作用，在該溫度會氣化的輕組分則無法從粘度很大熔融瀝青內(nèi)部逸出，全部被儲藏在熔融瀝青中，在后續(xù)降溫中會凝固又繼續(xù)作為中間相瀝青組分的一部分，從而降低了中間相瀝青的品質(zhì)，影響了后續(xù)碳纖維的性能；同時采用單軸攪拌槳，無論采用何種型式的葉片，在垂直方向?qū)酆戏磻?yīng)釜中的熔融瀝青只有一個方向的推動作用，不管是對熔融瀝青向上提升還是向下擠壓，都會使熔融瀝青沿著一個方向循環(huán)流動，長時間在沿同一個方向流動，就又會在熔融瀝青的粘滯力作用下形成一個內(nèi)部無撕裂、滑移的整體穩(wěn)定流動，導(dǎo)致氣態(tài)輕組分無法從熔融瀝青內(nèi)部逸出。同時熔融瀝青會被攪拌槳帶到釜蓋，在釜蓋冷卻凝結(jié)，不在回到聚合反應(yīng)釜內(nèi)部參與循環(huán)流動，這部分中間相瀝青將脫揮不徹底而被浪費，降低了中間相瀝青負壓蒸餾的產(chǎn)率，為了避免這種問題，一般將制備中間相瀝青的原料加注量定為聚合反應(yīng)釜容積的一半，這樣又降低了聚合反應(yīng)釜的工作效率。

中國實用新型專利(申請?zhí)枺?01420178903.4)公開了一種單軸雙向攪拌箱，包括箱體，箱體的中部設(shè)有水平布置的中隔板，中隔板的中部，設(shè)有通孔三，通孔三的上端面上設(shè)有軸承一，通孔三的下端面上設(shè)有軸承二，中隔板的兩側(cè)設(shè)有固定軸，箱體內(nèi)設(shè)有主動軸，主動軸的上部外壁設(shè)有錐齒輪一，且主動軸的下部外壁設(shè)有從動軸，從動軸的中部外壁設(shè)有錐齒輪二，固定軸的外壁上設(shè)有軸承三，軸承三的外圈連接錐齒輪三，錐齒輪一、錐齒輪二和錐齒輪三垂直啃合。

如同上述專利一樣，在傳統(tǒng)的制備中間相瀝青聚合蒸餾反應(yīng)過程中，也有采用雙向攪拌槳的，但是這種雙向攪拌槳存在著以下問題：

首先是其采用的水平動力輸入，將動力分解成垂直的兩個異向旋轉(zhuǎn)軸，動力分解依靠的水平布置的單個圓錐齒輪將動力傳遞給兩個垂直布置的圓錐齒輪，這種傳動結(jié)構(gòu)存在動力載荷分布不平衡的問題，無法在高轉(zhuǎn)速、大負載工況下正常工作，而中間相瀝青在制備溫度下是粘度很大的粘稠狀熔融體，對其進行負壓蒸餾脫揮需要高轉(zhuǎn)速和大扭矩，否則無法對其進行有效的攪拌脫揮。這種雙向攪拌槳一旦運轉(zhuǎn)速度過高或者負載過大，這種動力載荷分布不平衡的現(xiàn)象將會更加明顯，整個傳動機構(gòu)將會產(chǎn)生振動和異響，長時間運行時傳動齒將發(fā)生磨損、斷裂等故障，因此這種型式的雙向攪拌槳不適合在制備中間相瀝青的高轉(zhuǎn)速、大負載工況下使用。