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經典案例
SuoFu Machinery高粘自清式脫泡機在高分子材料碳纖維工藝中應用
一、前言
在高粘流體脫泡高分子材料碳纖維工藝中，涉及到蒸發和混合等單元操作。為了滿足工藝對設備的要求，索孚公司開發和設計了特殊的WZD型自清潔攪拌脫泡機，以保證設備在處理高粘度物料時能具有最佳的傳熱、傳質、混合的機械性能。
對脫泡過程，傳統的方法是在落條式設備及釜式設備中進行處理。隨著產品中揮發組分的揮發以及剩余單體量的減少，產品的粘度逐漸增加，脫泡越來越困難。因此，該設備整個過程是在高真空下進行的，以盡可能地降低揮發組份在氣相中的分壓。為了提高生產能力，增大熔體比表面積和提高表面更新速率，進而增加揮發組分在熔體中的擴散速率成為提高反應速率的關鍵。
WZD型自清潔脫泡器以其具備如下性能而成功應用于該工藝過程：
● 強力混合、捏合作用；
● 傳熱面積大；
●并具有自清潔能力，以阻止物料在傳熱面上粘結。
●有效容積大，物料停留時間長。
二、構造
WZD型自清潔脫泡器結構主要由電機、減速機、鏈輪、機架、密封、臥式筒體、一根帶刮板的傳動軸、與刮板相嚙合的勾爪、旋轉接頭、支座等組成。
WZD型自清潔脫泡機外形圖
三、工作原理
圖1. WZD型自清潔脫泡器的工作原理 1.軸 2.攪拌槳 3.刮板 4.勾爪
WZD型自清潔脫揮器為連續式操作，用于對混合(或嚙合)要求很高的高粘物料的反應、脫泡等工藝過程。其由一套傳動裝置、一個水平殼體和與其同軸心的水平軸組成。水平軸上安裝有與軸垂直的攪拌槳，攪拌槳上帶刮板，殼體上安裝有對應的勾爪。攪拌槳既清潔筒體兩個端面，又帶動刮板清潔筒體內壁，勾爪是靜止的，它能清潔運轉的軸及攪拌槳。所有部件均可被用來進行熱傳遞。如圖1所示。
為了盡量增大單位設備容積的傳熱面積，WZD型自清潔脫泡器的殼體、攪拌軸和攪拌槳都通有導熱介質。強勁的混合和捏合作用能有效地使物料更快地表面更新，該作用與具有自清潔功能的傳熱面相結合，從而確保熱、質傳遞所需的高表面更新速率。
WZD型自清潔脫泡器的裝料系數通常范圍是50%左右，為氣－液分離和流動留出了足夠的自由空間。與螺桿擠壓類設備不同WZD型自清潔脫泡器內物料的軸向輸送速度與攪拌軸轉速無關，使之對進料量和組成的變化都具有極好的適應性，并可減少設備的磨損。
為了適應在真空狀態下的操作，專門安裝了適用于高粘度物料的齒輪泵式出料器(客戶自配齒輪泵)。齒輪泵式出料器在稍微超負荷的條件下工作，以保證物料能連續地排出，并輸入下一工段。
安裝在反應器頂部的聚氣室用于氣體排放。由于聚氣室的口徑較大，汽體在聚氣室里的流速極低，即使在高真空的條件下，液滴的夾帶量仍極小。
| 強烈混合和捏合作用 | 強化傳熱和傳質。能適應物料的各種狀態變化。 |
| 加熱、冷卻面積大 | 保證能量輸入、輸出與擴散速率。 |
| 具有自清潔功能 | 增加傳熱系數。 |
| 物料界面更新速率高 | 強化邊界層的熱、質傳遞。 |
| 有效容積大 | 處理量高，并使物料的停留時間延長。 |
| 軸向返混小 | 接近平推流，停留時間分布極窄。 |
| 截面積大 | 允許輸入和分離氣體，并且閃蒸過熱液體。 |
| 封閉結構 | 可在真空狀態下操作。 |
本項目設備技術參數，設備參數如下表：
| 設備名稱 | 設備主材料 | 變頻電機功率(Kw) | 轉速(rpm) | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| WZD-4型自清潔脫泡機 | SUS316L | 15 | ≤xx | |||
| 有效全容積 (m3) | 工作壓力 (MPa) | 工作溫度(°C) | 傳熱面積 (m2) | 設備自重 (Kg) | ||
| 0.3 | 設備內 | 夾套內 | 1-150 | 設備內 | 夾套內 | -3800 |
| -0.1 | 0.3 | 1.7 | 2.3 | |||
| 進料口尺寸 (mm) | 出料口尺寸 (mm) | 最大外形尺寸 (長X寬X高mm) | ||||
| φ80 | φ65 | 4200X1200X2200 | ||||