一种聚羧酸减水剂自动控温反应装置的制作方法

1.本实用新型涉及减水剂反应装置技术领域，特别涉及一种聚羧酸减水剂自动控温反应装置。


背景技术：

2.聚羧酸减水剂水溶液自由基聚合主要有常温和加热两种方式。常温聚合采用氧化还原引发体系，聚合过程中无需额外提供热源，节约能源，绿色环保，但是常温聚合需要较大量的氧化剂与还原剂，这些氧化剂与还原剂在反应过程中并未完全消耗，随着时间的推移，仍有可能会引发未聚合的单体进行聚合，从而影响聚羧酸减水剂的质量稳定性；加热聚合采用氧化剂或者氧化还原引发体系，聚合过程中需提供额外的热源，加热聚合制备的聚羧酸减水剂，引发剂的利用率高，残留较少，产品的转化率与稳定性都较高，但目前聚羧酸减水剂反应釜的加热主要通过烧锅炉制备水蒸气方式提供，这种加热方式能耗大，且温度控制不稳定，而反应温度过高或过低都会影响产物的质量，因此，反应釜的温度控制是加热法制备聚羧酸减水剂的一个重点。
3.申请号为201620129495.2的《一种温度可控式液体反应釜》，公开了一种温度可控式液体反应釜，其公开日为2016年8月31日，所述反应釜，包括反应釜主体、冷却水管道和循环管道，反应釜主体左侧顶端设有进料管，进料管顶端外壁上设有进料管盖，反应釜主体底端设有出料管，反应釜主体内部轴心处竖直设有搅拌转轴，本实用新型温度可控式液体反应釜，设计合理，通过搅拌和将底部反应釜抽入顶端实现了对反应釜的充分搅拌混合，大大的提高了反应效率，保证了反应效果，搅拌过程中对反应液进行加热，加热充分、迅速，热效率高，在反应釜外壁上均匀缠绕冷却水管道，采用循环水冷却对反应液进行降温，冷却降温效果好、效率高，且节约了水资源、降低了使用成本，另外反应釜工作过程中噪音小，改善了操作工的工作环境。
4.但是，采用将冷却水管道设置于反应釜外壁上，将水温通过反应釜壁传导至反应釜内的降温效率太低，在实际反应时，难以及时实现降温。


技术实现要素：

5.为解决上述背景技术中提及的，现有的反应釜降温效果不佳的问题，本实用新型提供一种聚羧酸减水剂自动控温反应装置，包括装置本体，所述装置本体上设有入料口和出料口，其特征在于：
6.所述装置本体的内表面绕设有冷却管道，所述冷却管道的进液端设于所述装置本体上，所述冷却管道的出液端设于所述装置本体上。
7.在上述结构的基础上，进一步地，所述装置本体外接有一外罩，所述装置本体与所述外罩之间用于填充可加热物质；所述外罩内设有加热装置，所述加热装置用于对可加热物质进行加热。
8.在上述结构的基础上，进一步地，所述外罩上设有一用于监测可加热物质温度的
第二温度传感器。
9.在上述结构的基础上，进一步地，所述加热装置上连接有导热体，所述导热体绕设于所述装置本体的外表面并用于传导热量。
10.在上述结构的基础上，进一步地，所述加热装置设置有4个，均匀分布在所述外罩的底部。
11.在上述结构的基础上，进一步地，所述外罩上设有至少一开口，所述开口用于添加或取出所述可加热物质。
12.在上述结构的基础上，进一步地，所述进液端与一供液装置连接，所述出液端与一收集装置连接。
13.在上述结构的基础上，进一步地，所述供液装置上设有用于控制供液通断的通断装置。
14.在上述结构的基础上，进一步地，所述装置本体上设有一用于监测所述装置本体内物料温度的第一温度传感器。
15.在上述结构的基础上，进一步地，所述装置本体内设有搅拌装置。
16.本实用新型提供的一种聚羧酸减水剂自动控温反应装置，与现有技术相比，具有以下优点:
17.通过在所述装置本体内绕设的冷却管道，可以大大加快对反应装置内反应物的降温效率，同时降温的分布更为均匀。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本实用新型提供的一种聚羧酸减水剂自动控温反应装置的结构示意图；
20.图2为本实用新型提供的一种聚羧酸减水剂自动控温反应装置的底部结构示意图。
21.附图标记：
22.100装置本体
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110入料口
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120出料口
23.130冷却管道
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131进液端
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132出液端
24.140第一温度传感器
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150搅拌装置
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200外罩
25.210第二温度传感器
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220加热装置
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221导热体
26.231进油口
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232出油口
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300供液装置
27.310通断装置
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320水泵
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400收集装置
28.500控制系统
具体实施方式
29.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描
述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
30.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
31.本实用新型提供一种聚羧酸减水剂自动控温反应装置，包括装置本体100，所述装置本体100上设有入料口110和出料口120；
32.所述装置本体100的内表面绕设有冷却管道130，所述冷却管道130的进液端131设于所述装置本体100上，所述冷却管道130的出液端132设于所述装置本体100上。
33.具体实施时，如图1所示，具体实施时，如图1所示，所述聚羧酸减水剂控温反应装置包括装置本体100，所述装置本体100上设有入料口110和出料口120，所述入料口110用于向装置本体100内加入各种反应的物料，所述出料口120则用于将反应完成后获得的产物通过出料口120排出，当然，可以理解的是，根据实际情况，所述出料口120和入料口110可以合并为仅设置一进出料口；
34.在所述装置本体100的内表面还绕设有冷却管道130，采用绕设的方式，使得冷却效果更为均匀的分布在装置本体100内部，所述冷却管道130的进液端131和出液端132均设于所述装置本体100上，通过外接供液渠道向管道内通入冷却液或者水，冷却液或水经由进液端131进入，出液端132流出，从而实现循环，增加冷却的效率；
35.通过在所述装置本体100内绕设的冷却管道130，可以大大加快对反应装置内反应物的降温效率，同时降温的分布更为均匀。
36.作为一种优选方案，所述冷却管道130均匀绕设于与所述装置本体100内表面上。
37.优选地，所述装置本体100外接有一外罩200，所述装置本体100与所述外罩200之间用于填充可加热物质；所述外罩200内设有加热装置220，所述加热装置220用于对可加热物质进行加热。
38.具体实施时，如图1所示，所述装置本体100外接有一外罩200，所述外罩200与所述装置本体100之间可以用于填充可加热物质，通过对所述可加热物质进行加热，再将热量通过该可加热物质传递至装置本体100内，从而实现对装置本体100内反应物质进行加热，为此，在所述外罩200内设置有加热装置220，通过所述装置对可加热物质进行加热，所述加热装置220可以为加热棒等，该加热装置220主要为可加热物质提供热源，使其得以升温，从而将热量传递至装置本体100内；
39.需要说明的是，所述可加热物质可以为水、油的液体，也可以为固体形态的可加热物质；通过将所述可加热物质填充在所述装置本体100与所述外罩200之间，热量可以通过热传递的方式缓慢传递至装置本体100内，避免了直接将加热棒等加热装置220直接置于装置本体100内，使得反应物料与加热装置220直接接触，一方面避免加热装置220被腐蚀，另一方面一定程度上可以避免反应物料直接接触加热装置220导致局部接触位置上温度过高
影响反应的进行。
40.作为一种优选方案，所述冷却管道130的进液端131和出液端132也可以均设于所述外罩200上，通过设有冷却管道130的冷却模块与加热模块搭配，从而实现对整个反应装置进行有效的冷热温度调节，充分控制反应温度，提升反应效率。
41.优选地，所述外罩200上设有一用于监测可加热物质温度的第二温度传感器210。
42.具体实施时，如图1所示，所述外罩200上设有第二温度传感器210，所述第二温度传感器210,则用于监测可加热物质当前的温度，从而可以在温度传递至装置本体100内之前，进行温度的监控，当温度达到阈值或者过高时，提前调节或关闭加热装置220，从而保证装置本体100内反应温度不会过高。
43.优选地，所述加热装置220上连接有导热体221，所述导热体221绕设于所述装置本体100的外表面并用于传导热量。
44.具体实施时，所述加热装置220上连接有一导热体221，所述导热体221加热装置220处延伸至所述装置本体100与所述外罩200之间的空间内并绕设于所述装置本体100的外表面上，采用绕设的方式，使得加热效果更为均匀，传导至所述装置本体100内的热量也被铺散的更为全面，所述导热体221可以采用传热效率高的材质，通过高传热效率，使得填充在该空间内的可加热物质得到更为充分均匀的加热，而非仅仅是从底部加热的固定方式；当然，所述导热体221为一环状结构均匀的绕设于所述装置本体100的外表面，使得热量的传导更为均匀全面。
45.优选地，所述加热装置220设置有4个，均匀分布在所述外罩200的底部。
46.具体实施时，如图1
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2所示，所述加热装置220设置有4个，并均匀分布在所述外罩200的底部，可以通过控制加热装置220开启的数量进而控制升温效率，当温度过高时关闭部分或全部的加热装置220，而均匀分布在底部则可以使得热传递更为均匀；
47.可以理解的是，所述加热装置220设置的数量可以根据实际情况进行调整，例如2个、3个等。
48.优选地，所述外罩200上设有至少一开口，所述开口用于添加或取出所述可加热物质。
49.具体实施时，所述外罩200上设置有开口，所述开口用于添加或去除所述可加热物质，本实施例中采用的可加热物质为油，为此，如图1所示，在所述外罩200的左侧偏上的位置上设置有一进油口231，同时在所述外罩200的底部设有一出油口232，通过对油加热使得油升温并将热量传递至装置本体100内，而由于油能够升至更高的温度，相较水的升温范围更大。
50.作为一种优选方案，所述进油口231、出油口232、进液端131、出液端132均安装在外罩上；所述进油口231位置高于出油口232，所述出油口232安装于底部，所述进油口231位置高于导热体221的高度，避免加油的时候因导热体221高度过高还未淹没而出现倒流或者导热体221未被油完全淹没而浪费热量；所述进液端131的位置低于出液端132，所述出液端132的位置高于进油口231。
51.优选地，所述进液端131与一供液装置300连接，所述出液端132与一收集装置400连接。
52.具体实施时，所述进液端131与一供液装置300连接，本实施例的冷却液采用水，如
图1所示，所述供液装置300为一供水管口，同时连接有一水泵320，通过水泵320将供水管口对接水源内的水抽出，再经由冷却管道130流至出液端132，进而流入与进液端131连接的收集装置400内。
53.优选地，所述供液装置300上设有用于控制供液通断的通断装置310。
54.具体实施时，所述供液装置300上设有通断装置310，所述通断装置310可以根据实际情况进行设置，例如，在本实施例中，如图1所示，所述痛断装置310为一电磁阀，设置在供水管口，当然也可以设置在水泵320上等。
55.优选地，所述装置本体100上设有一用于监测所述装置本体100内物料温度的第一温度传感器140。
56.具体实施时，如图1所示，所述装置本体100上设置有第一温度传感器140，所述第一温度传感器140用于监测所述装置本体100内物料温度，当温度达到阈值或者过高时，可以及时发现，并调节加热装置220的加热效率或者直接关闭。
57.优选地，所述装置本体100内设有搅拌装置150。
58.具体实施时，如图1所述，在所述装置本体100内设置有搅拌装置150，通过搅拌装置150的设置，得以有效的使得装置本体100内的温度更为均匀的分散。
59.优选地，为了实现手动与自动的结合，还设有一控制系统500，所述控制系统500与加热装置220、第一温度传感器140、第二温度传感器210、水泵320、电磁阀电连接，通过控制系统500对上述装置进行控制，例如，当温度过高时，则控制加热装置220，关闭全部或者部分加热装置220的方式，亦或者控制打开水泵320和电磁阀，开启冷却模块，进行冷却，而上述控制均可以基于第一温度传感器140和第二温度传感器210的实际监测温度进行判断，尤其是所述控制系统500内设置有温度阈值，当实际温度高于或低于设定的温度阈值则会控制加热模块或者冷却模块进行调节，同时所述控制系统500还包括一操作界面，所述操作界面上具备控制加热或冷却模块开关的控制模块以及温度显示的显示模块；需要说明的是，上述控制系统500以及与各装置、传感器、模块的连接方式均可以从现有技术中获得，因此不做过多的赘述，本领域技术人员基于上述描述即可了解并使用相应的设备予以实现。
60.由此可见，基于优选方案所实施的手动与自动并存的聚羧酸减水剂控温反应装置，得以实现以下技术效果：
61.(1)反应装置中的4个加热装置220的导热体221绕设在装置本体100上，可以使夹层中的可加热物质均匀稳定的受热，避免了由于局部过热导致的产品的质量问题。自动模式下，在升温阶段，温度传感器传递温度信号促使加热控制系统500驱动四个加热装置220有的开启，使可加热物质温度快速上升，当温度达到设置温度时，加热装置220自动关闭；在保温阶段，当温度低于设置温度时，加热控制系统500驱动1
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2个加热元件进行加热；因此，温度传感器、控制系统500及加热装置220三者共同实现使可加热物质温度保持稳定。在手动模式下，可以根据需求选择开启加热装置220的个数来对物料进行加热。
62.(2)可加热物质温度的控制可以手动与自动相结合，升温阶段采取手动控温的方式，使温度更佳平稳的上升，在温度恒定阶段采取自动模式，提高效率。
63.(3)当可加热物质温度过高，导致物料温度高于合成所需温度时，物料温度传感器传递信号促使冷却控制系统500驱动电磁阀和水泵320打开对冷却模块进行加水，使可加热物质的温度快速下降，一旦物料温度下降到合成所需温度值时，冷却控制系统500驱动电磁
阀关闭。加热系统、冷却系统及搅拌桨协同作用，可以使反应装置的温度的保持恒定，有利于提高实验效率，并且自动控温，控温精度高，操作方便。
64.尽管本文中较多的使用了诸如装置本体、入料口、出料口、冷却管道、进液端、出液端、第一温度传感器、搅拌装置、外罩、第二温度传感器、加热装置、导热体、供液装置、通断装置、水泵、收集装置等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
65.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。