一种相容剂生产系统及其真空运行装置的制作方法

1.本发明涉及改性聚丙烯树脂技术领域，特别是涉及一种真空运行装置。此外，本发明还涉及一种包括上述真空运行装置的相容剂生产系统。


背景技术：

2.以聚丙烯(pp)和聚乙烯(pe)为代表的聚烯烃是用途广泛的通用塑料，具有性价比高、热性能和加工性能好的优点，在高分子材料中占有十分重要的地位。但由于它们是非极性材料与极性材料的相容性比较差，在实际应用中受到很多的限制。为了改善其与极性材料的相容性能，马来酸酐接枝聚烯烃应运而生，目前已成为聚烯烃材料的重要功能性助剂之一。
3.现有技术中，采用熔融挤出方法生产相容剂是国内应用最为广泛的接枝改性方法之一，其具有成本低、易操作、接枝率高等优点，但是由于相容剂是对聚烯烃进行化学改性，在实际生产应用中也存在很多问题。
4.现在的技术难题如下：
5.1.马来酸酐是相容剂最主要和最常用的功能性原料，但是其熔点在51-56℃，采用某种方法加入到双螺杆挤出机进行反应后仍有部分残留，该残留会随着聚烯烃中的挥发性物质抽至真空管线中。当残留物遇冷凝结后，极易造成管线堵塞，若对管线进行简单加热又会将残留物抽至真空泵中导致设备损坏；
6.2.真空管线堵塞后需要人工清理，由于相容剂采用苯乙烯、马来酸酐、过氧化物等化学助剂，在清理时对工人的呼吸系统、眼睛有不同程度的损害；
7.3.因存在析出物的原因，所以无法采用干式真空泵，多采用水环式真空泵，然而，采用水环式真空泵，在生产过程中会有污水产生，产生大量废水，该废水具有腐蚀性极易腐蚀管线并造成环保问题；
8.4.产量提量困难，产量越高，残留物单位时间析出量越大，管线清理频次越高；
9.5.产品气味较大，为控制产品气味往往需要加大真空度，真空度的提高也会加快管线堵塞的速度，造成清理频次增加。
10.因此，如何提高真空运行装置的适用性，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。


技术实现要素：

11.本发明的目的是提供一种真空运行装置，该真空运行装置清理快速、真空运行时间长、污水产生量少。本发明的另一目的是提供一种包括上述真空运行装置的相容剂生产系统。
12.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
13.一种真空运行装置，应用于相容剂挤出机，所述相容剂挤出机内的挥发物由真空口流出；包括：
14.真空管，所述真空管内分隔设有供所述挥发物流通的真空腔和供换热介质流动的保温腔，所述真空腔的第一端与所述真空口连通；
15.加热部件，用于存储并加热所述换热介质，所述加热部件的进口和出口分别与所述保温腔的两端连接，以供所述换热介质在所述保温腔与所述加热部件之间循环流动；
16.真空冷却部件，所述真空腔的第二端与所述真空冷却部件连通以供所述挥发物进入所述真空冷却部件内部；
17.控制器，用于根据所述真空管内换热介质的温度，控制所述加热部件。
18.优选地，还包括干式真空泵，所述干式真空泵与所述真空冷却部件连接。
19.优选地，所述真空管与所述真空口之间，和/或，所述真空管与所述真空冷却部件之间，通过快拆机构连接。
20.优选地，所述真空冷却部件包括罐体和冷却盘管，所述罐体内设有冷却介质，所述冷却盘管环绕设在所述冷却介质中；所述冷却盘管外接有冷却管路，所述冷却盘管与所述冷却管路可拆卸连接。
21.优选地，所述真空管上安装有用于检测所述保温腔内换热介质温度的第一温度检测部件，所述第一温度检测部件与所述控制器连接。
22.优选地，所述加热部件包括箱体和温控加热盘管，所述换热介质位于所述箱体内，所述温控加热盘管环绕于所述换热介质中；所述温控加热盘管与所述控制器连接。
23.优选地，还包括水泵，所述水泵连接于所述水箱的出口与所述真空管之间。
24.优选地，还包括第二温度检测部件和切断阀；所述第二温度检测部件安装于所述相容剂挤出机的真空口上，用于检测所述真空口的温度；所述切断阀连接于所述真空口与所述真空管之间；所述控制器还用于根据所述真空口的温度控制所述切断阀的开闭。
25.优选地，所述真空管包括第一管和套接在所述第一管外部的第二管，所述第一管中心构成所述真空腔，所述第一管与所述第二管之间构成所述保温腔；所述第一管的长度大于所述第二管的长度，所述第一管的第一端与所述真空口连通，第二端与所述真空冷却部件连通；所述第二管的两端与所述第一管的周部密封连接，且所述第二管的外壁第一端设有出口，第二端设有进口，所述第二管的出口与所述加热部件的进口连接，所述第二管的进口与所述加热部件的出口连接。
26.本发明还提供一种相容剂生产系统，包括相容剂挤出机和上述任意一项所述的真空运行装置，所述真空运行装置与所述相容剂挤出机的真空口连接。
27.本发明所提供的真空运行装置，应用于相容剂挤出机，所述相容剂挤出机内的挥发物由真空口流出；包括：真空管，所述真空管内分隔设有供所述挥发物流通的真空腔和供换热介质流动的保温腔，所述真空腔的第一端与所述真空口连通；加热部件，用于存储并加热所述换热介质，所述加热部件的进口和出口分别与所述保温腔的两端连接，以供所述换热介质在所述保温腔与所述加热部件之间循环流动；真空冷却部件，所述真空腔的第二端与所述真空冷却部件连通以供所述挥发物进入所述真空冷却部件内部；控制器，用于根据所述真空管内换热介质的温度，控制所述加热部件。本发明所提供的真空运行装置，通过所述真空管的设置，利用所述真空管中保温腔的设置，对进入所述真空腔中的挥发物进行加热，避免所述挥发物在所述真空管中凝结而导致所述真空管堵塞；同时，通过所述真空冷却部件的设置，并利用所述真空管将所述挥发物引入所述真空冷却部件中，所述挥发物在所
述真空冷却部件中凝结，所述真空冷却部件更换方便，容易清理，不影响所述真空管的正常使用；另外，还通过所述控制器的设置，根据所述真空管内换热介质的温度，控制所述加热部件工作，可保证所述保温腔的温度恒定在目标温度范围内，保证所述挥发物顺利进入所述真空冷却部件中。
28.在一种优选实施方式中，还包括第二温度检测部件和切断阀；所述第二温度检测部件安装于所述相容剂挤出机的真空口上，用于检测所述真空口的温度；所述切断阀连接于所述真空口与所述真空管之间；所述控制器还用于根据所述真空口的温度控制所述切断阀的开闭。上述设置，通过判断所述相容剂挤出机的真空口温度，判断是否存在真空返料现象，当出现真空返料时，则自动关闭所述切断阀，避免将熔融的物料吸到该真空运行装置中，而造成装置损坏。
29.本发明所提供的相容剂生产系统设有上述真空运行装置，由于所述真空运行装置具有上述技术效果，因此，设有该真空运行装置的相容剂生产系统也应当具有相应的技术效果。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1为本发明所提供的真空运行装置一种具体实施方式的结构示意图；
32.其中：1-加热部件；2-温控加热盘管；3-水泵；4-真空管；5-第一温度检测部件；6-切断阀；7-真空冷却部件；8-冷却盘管；9-第二温度检测部件；10-干式真空泵；11-进水管；12-出水管；13-管线；14-保温阀。
具体实施方式
33.本发明的核心是提供一种真空运行装置，该真空运行装置可以有效的控制产品的气味、提高运行产量、改善工人工作环境和解决环保问题。本发明的另一核心是提供一种包括上述真空运行装置的相容剂生产系统。
34.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。
35.请参考图1，图1为本发明所提供的真空运行装置一种具体实施方式的结构示意图。
36.在该实施方式中，真空运行装置应用于相容剂挤出机，相容剂挤出机内的挥发物由真空口流出，相容剂挤出机内的相容剂物料由出料口挤出，相容剂挤出机的出料口处设有滤网，用于过滤相容剂物料中的杂质，相容剂挤出机的主体结构可参考现有方案。
37.该真空运行装置包括：
38.真空管4，真空管4内分隔设有供挥发物流通的真空腔和供换热介质流动的保温
腔，真空腔的第一端与真空口连通；
39.加热部件1，用于存储并加热换热介质，加热部件1的进口和出口分别与保温腔的两端连接，以供换热介质在保温腔与加热部件1之间循环流动；
40.真空冷却部件7，真空腔的第二端与真空冷却部件7连通以供挥发物进入真空冷却部件7内部；
41.控制器，用于根据真空管4内换热介质的温度，控制加热部件1。
42.具体的，真空管4中真空腔与保温腔应分隔设置，避免保温腔中的换热介质进入真空腔中；相容剂挤出机的真空口吸出的挥发物进入真空管4的真空腔中，加热部件1将换热介质的温度控制在目标温度范围内，例如80-90℃；换热介质优选为除盐水，也可以为其他成分的水、油等换热介质。加热部件1的进口与保温腔的出口连接，加热部件1的出口与保温腔的进口连接；加热部件1的进口与保温腔的出口之间通过进水管11连接，进水管11用于将保温腔中的换热介质回流至加热部件1中，加热部件1的出口与保温腔的进口之间通过出水管12连接；优选地，进水管11和/或出水管12为金属波纹管，方便布置，弯曲灵活；进一步，由于挥发物在进入真空管4后，温度逐渐降低，因此，保温腔的进口优选设置在靠近真空冷却部件7的一侧，保温腔的出口优选设置在靠近相容剂挤出机的真空口的一侧，从而保证在真空腔中的挥发物一直处于设定的温度范围内，避免凝结。更进一步，真空冷却部件7通过对挥发物降温的方式，使得挥发物快速凝结在真空冷却部件7内部。
43.本发明所提供的真空运行装置，通过真空管4的设置，利用真空管4中保温腔的设置，对进入真空腔中的挥发物进行加热，避免挥发物在真空管4中凝结而导致真空管4堵塞；同时，通过真空冷却部件7的设置，并利用真空管4将挥发物引入真空冷却部件7中，挥发物在真空冷却部件7中凝结，真空冷却部件7更换方便，容易清理，不影响真空管4的正常使用；另外，还通过控制器的设置，根据真空管4内换热介质的温度，控制加热部件1工作，可保证保温腔的温度恒定在目标温度范围内，保证挥发物顺利进入真空冷却部件7中。
44.在一些实施方式中，还包括干式真空泵10，干式真空泵10与真空冷却部件7连接。由于采用了真空冷却部件7，所以真空泵可以选择干式真空泵10，避免了污水的产生，提高管线13的使用寿命。
45.在一些实施方式中，真空管4与真空口之间，和/或，真空管4与真空冷却部件7之间，通过快拆机构连接。具体的，真空管4与真空口之间优选通过快拆机构连接，方便该装置与相容剂挤出机的拆装，当相容剂挤出机的真空口安装有切断阀6时，则在切断阀6与真空管4之间设置快拆机构，快拆机构可以为快拆接头，或者其他方便拆装的结构，例如卡扣、螺栓连接等。
46.在一些实施方式中，真空冷却部件7包括罐体和冷却盘管8，罐体内设有冷却介质，冷却盘管8环绕设在冷却介质中；冷却盘管8外接有冷却管路，冷却盘管8与冷却管路可拆卸连接；干式真空泵10与罐体通过管线13连接。具体的，冷却盘管8中设有冷却水，或者其他形式的介质，冷却盘管8中的介质来自冷却管路，通过将冷却盘管8与冷却管路可拆卸连接，可以方便罐体的更换，即方便真空冷却部件7的更换。
47.具体的，真空冷却部件7经过负荷计算具有一定的容积，可以对真空管4带出的挥发物，例如马来酸酐等有机挥发性气体或者液体凝结物进行冷却，使其形成固体并沉积到底部，当真空度降低到指标后只需对真空缓冲罐进行更换，无需停机处理，沉积的固体因在
水中浸泡十分方便清理并且清理速度较快，清理间隔也实现了延长。
48.在一些实施方式中，真空管4上安装有用于检测保温腔内换热介质温度的第一温度检测部件5，第一温度检测部件5与控制器连接。具体的，第一温度检测部件5的设置，方便控制器获取保温腔内换热介质的温度作为反馈，从而调整加热部件1的加热功率，提高控制精度。
49.在一些实施方式中，加热部件1包括箱体和温控加热盘管2，换热介质位于箱体内，温控加热盘管2环绕于换热介质中；温控加热盘管2与控制器连接。具体的，温控加热盘管2可以为发热管，直接通电加热，或者，也可以在温控加热盘管2中设置介质，通过外接发热管路的方式，对箱体内的换热介质进行加热。
50.在一些实施方式中，还包括水泵3，水泵3连接于水箱的出口与真空管4之间；水泵3可以为换热介质提供动力。
51.在一些实施方式中，真空管4的保温腔入口设有保温阀14，当需要检修时，可以通过关闭保温阀14，停止对真空管4的保温腔中加入换热介质。
52.在一些实施方式中，第一温度检测部件5和/或第二温度检测部件9为热电偶，取材方便，成本低。
53.在一些实施方式中，还包括第二温度检测部件9和切断阀6；第二温度检测部件9安装于相容剂挤出机的真空口上，用于检测真空口的温度；切断阀6连接于真空口与真空管4之间；控制器还用于根据真空口的温度控制切断阀6的开闭。上述设置，通过判断相容剂挤出机的真空口温度，判断是否存在真空返料现象，由于挥发性物质抽出时最高温度一般为120℃，如果第二温度检测部件9检测到相容剂挤出机的真空口温度大于120℃时，则说明相容剂挤出机中可能存在过滤网堵塞的问题，导致相容剂挤出机中的物料无法从出料口排出，而是进入了真空口，此时应当关闭切断阀6，对相容剂挤出机进行修复后，再次开启切断阀6，整个过程可通过控制器自动控制，当出现真空返料时，则自动关闭切断阀6，避免将熔融的物料吸到该真空运行装置中，而造成装置损坏。具体的，切断阀6优选为气动切断阀6，切断阀6与控制器连接，可实现自动开关，保证装置的可靠运行。
54.在一些实施方式中，真空管4包括第一管和套接在第一管外部的第二管，第一管中心构成真空腔，第一管与第二管之间构成保温腔；第一管的长度大于第二管的长度，第一管的第一端与真空口连通，第二端与真空冷却部件7连通；第二管的两端与第一管的周部密封连接，且第二管的外壁第一端设有出口，第二端设有进口，第二管的出口与加热部件1的进口连接，第二管的进口与加热部件1的出口连接。上述第一管的长度大于第二管的长度，可以方便第一管的第一端与相容剂挤出机的真空口连接，第二端与真空冷却部件7连接的同时，不影响保温腔中换热介质的循环流动。
55.在一种具体实施例中，该真空运行装置，包括加热部件1，加热部件1上部设有进口，与进水管11连接，加热部件1下部设有出口，与水泵3的入口连接，加热部件1采用温控加热盘管2对换热介质进行加热，并设置有温度控制器来控制加热部件1内换热介质的温度恒定；水泵3的出口通过出水管12与真空管4的保温腔进口连接，并设置有保温阀14，真空管4采用套管设计并保温，中部设有第一温度检测部件5，可以实现温度实时监测，真空管4的保温腔出口与加热部件1的进口连接；真空管4的第一端采用快拆接头与切断阀6连接，切断阀6另一侧与相容剂挤出机的真空口连接，并在真空口管线13上设置有第二温度检测部件9；
第二温度检测部件9与切断阀6联锁控制，当温度高于设定值时，切断阀6动作来切断物料以保护后端设备；真空管4的第二端采用快拆接头与真空冷却部件7的顶部入口连接，真空冷却部件7采用水封式设计，内部需要注一定液位的水，并在内部设置有冷却盘管8，冷却盘管8通过软管与冷却管路中的循环水连接；真空冷却部件7顶部一侧通过管线13与干式真空泵10连接。
56.该真空运行装置，加热部件1可以将换热介质的温度控制在80-90℃，换热介质打入真空管4后，可以对析出的马来酸酐等有机挥发性介质进行加温，有效的防止了在真空管4中凝结而导致真空管4堵塞；相容剂挤出机的真空口处的挥发性物质抽出时最高温度为120℃，设置温度控制的切断阀6，可以在真空返料时执行切断操作，避免将熔融的聚烯烃物料吸到该真空装置中，而造成装置损坏；真空冷却部件7的更换方便，无需停机处理，清理速度较快，清理间隔也实现了延长，效率明显提高。
57.除了上述真空运行装置以外，本发明还提供了一种包括相容剂挤出机和上述真空运行装置的相容剂生产系统，真空运行装置与相容剂挤出机的真空口连接，该相容剂生产系统的其他各部分结构请参考现有技术，本文不再赘述。
58.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
59.以上对本发明所提供的真空运行装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

技术特征：
1.一种真空运行装置，应用于相容剂挤出机，所述相容剂挤出机内的挥发物由真空口流出；其特征在于，包括：真空管(4)，所述真空管(4)内分隔设有供所述挥发物流通的真空腔和供换热介质流动的保温腔，所述真空腔的第一端与所述真空口连通；加热部件(1)，用于存储并加热所述换热介质，所述加热部件(1)的进口和出口分别与所述保温腔的两端连接，以供所述换热介质在所述保温腔与所述加热部件(1)之间循环流动；真空冷却部件(7)，所述真空腔的第二端与所述真空冷却部件(7)连通以供所述挥发物进入所述真空冷却部件(7)内部；控制器，用于根据所述真空管(4)内换热介质的温度，控制所述加热部件(1)。2.根据权利要求1所述的真空运行装置，其特征在于，还包括干式真空泵(10)，所述干式真空泵(10)与所述真空冷却部件(7)连接。3.根据权利要求1所述的真空运行装置，其特征在于，所述真空管(4)与所述真空口之间，和/或，所述真空管(4)与所述真空冷却部件(7)之间，通过快拆机构连接。4.根据权利要求1所述的真空运行装置，其特征在于，所述真空冷却部件(7)包括罐体和冷却盘管(8)，所述罐体内设有冷却介质，所述冷却盘管(8)环绕设在所述冷却介质中；所述冷却盘管(8)外接有冷却管路，所述冷却盘管(8)与所述冷却管路可拆卸连接。5.根据权利要求1所述的真空运行装置，其特征在于，所述真空管(4)上安装有用于检测所述保温腔内换热介质温度的第一温度检测部件(5)，所述第一温度检测部件(5)与所述控制器连接。6.根据权利要求1所述的真空运行装置，其特征在于，所述加热部件(1)包括箱体和温控加热盘管(2)，所述换热介质位于所述箱体内，所述温控加热盘管(2)环绕于所述换热介质中；所述温控加热盘管(2)与所述控制器连接。7.根据权利要求6所述的真空运行装置，其特征在于，还包括水泵(3)，所述水泵(3)连接于所述水箱的出口与所述真空管(4)之间。8.根据权利要求1至7任意一项所述的真空运行装置，其特征在于，还包括第二温度检测部件(9)和切断阀(6)；所述第二温度检测部件(9)安装于所述相容剂挤出机的真空口上，用于检测所述真空口的温度；所述切断阀(6)连接于所述真空口与所述真空管(4)之间；所述控制器还用于根据所述真空口的温度控制所述切断阀(6)的开闭。9.根据权利要求1至7任意一项所述的真空运行装置，其特征在于，所述真空管(4)包括第一管和套接在所述第一管外部的第二管，所述第一管中心构成所述真空腔，所述第一管与所述第二管之间构成所述保温腔；所述第一管的长度大于所述第二管的长度，所述第一管的第一端与所述真空口连通，第二端与所述真空冷却部件(7)连通；所述第二管的两端与所述第一管的周部密封连接，且所述第二管的外壁第一端设有出口，第二端设有进口，所述第二管的出口与所述加热部件(1)的进口连接，所述第二管的进口与所述加热部件(1)的出口连接。10.一种相容剂生产系统，包括相容剂挤出机和真空运行装置，其特征在于，所述真空运行装置为权利要求1至9任意一项所述的真空运行装置，所述真空运行装置与所述相容剂挤出机的真空口连接。

技术总结
本发明公开了一种相容剂生产系统及其真空运行装置，真空运行装置包括：真空管，真空管内分隔设有供挥发物流通的真空腔和供换热介质流动的保温腔，真空腔的第一端与真空口连通；加热部件，用于存储并加热换热介质，加热部件的进口和出口分别与保温腔的两端连接，以供换热介质在保温腔与加热部件之间循环流动；真空冷却部件，真空腔的第二端与真空冷却部件连通；控制器，用于根据真空管内换热介质的温度，控制加热部件。本发明所提供的真空运行装置，利用真空管中保温腔的设置，避免挥发物在真空管中凝结而导致真空管堵塞，还通过控制器的设置，可保证保温腔的温度恒定在目标温度范围内，保证挥发物顺利进入真空冷却部件中。保证挥发物顺利进入真空冷却部件中。保证挥发物顺利进入真空冷却部件中。


技术研发人员：刘文 韩志高 古金銮 杨程
受保护的技术使用者：山东天风新材料有限公司
技术研发日：2023.05.06
技术公布日：2023/7/12