一种连续式丙酮蒸发器制造技术

本发明专利技术公开了一种连续式丙酮蒸发器，本发明专利技术特指一种连续式丙酮蒸发器，包括一个四层结构模块式蒸发器，第一层含多组微波发生器组件的微波辐射层，第二层为高沸点极性溶剂的油浴层，第三层为挡板式层流板，第四层为多孔真空蒸发层；整个装置经密封为带电源接口、乳液输入口、乳液输出口和真空泵接入口的模块化结构。该发明专利技术适用于低粘度水性聚氨酯分散体或乳液在真空状态下连续脱除丙酮的过程，可应用于实验室小型装置、管道式反应器或工业上需要连续脱除丙酮的树脂水性化配套装置，本发明专利技术具有减少固定资产投资，降低设备空间，提高效率、降低能源消耗的效果。低能源消耗的效果。低能源消耗的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种连续式丙酮蒸发器


[0001]本专利技术涉及工业蒸发
，具体为一种连续式丙酮蒸发器。

技术介绍

[0002]在水性聚氨酯分散体或乳液的制备过程中，需要使用真空装置，利用有机溶剂在真空状态下其沸点降低至较低的温度的原理，在加热状态下对乳液进行有机溶剂的真空脱除，从而制备不含有机溶剂的水性树脂。在溶剂法制备水性聚氨酯树脂的过程中，最常使用的溶剂是丙酮。丙酮在常温常压下的沸点低于59℃，在真空度为0.07-0.09MPa下，乳液中的丙酮在36-45℃下即可顺利脱除。
[0003]工业上，脱除水性聚氨酯乳液中的丙酮，一般采用反应釜直接连接真空泵和冷凝器及丙酮受槽的形式，在加热状态下进行脱除；在实验室也可能采用旋蒸的方式进行。工业上的这种丙酮脱除方式存在一定的缺点。连接真空泵的真空系统往往带有很长的管道，丙酮受槽和反应釜空间较大，所以导致真空度较低。因此，在丙酮脱除时需要将乳液加热至接近丙酮常温常压下的沸点，甚至更高的温度，才能充分脱除丙酮，尤其是对于高固体含量的树脂乳液，丙酮的脱除过程需要更高的温度，才可以破坏液体汽化过程中的气液平衡。这样的后果是导致水性聚氨酯乳液长时间在较高的温度下蒸煮，影响最终产品的质量和后期储存稳定性。
[0004]利用微波辐射对于极性分子的热作用，并设计蒸发器成平流层的小型丙酮蒸发器，可以将丙酮脱除的过程形成一种连续式的装置。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种连续式丙酮蒸发器，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种连续式丙酮蒸发器，包括蒸发器本体、微波辐射层、油浴层、挡板式层流板、多孔真空蒸发层、微波发生器、冷凝组件和升降组件，蒸发器本体的内部自上而下依次设有冷凝组件、多孔真空蒸发层、挡板式层流板、油浴层和微波辐射层，蒸发之后的丙酮遇到冷凝组件之后再度从气体凝结成液态，并且沿着第一气体流动夹层流向收集斗中对丙酮进行收集再利用，油浴层的外侧两端设有升降组件，升降组件可通过升降调节油浴层与微波辐射层之间的距离，并以此控制对层流板中乳液的加热温度。
[0008]进一步的，微波辐射层位于蒸发器本体的第一层，微波辐射层内含多组微波发生器，每个微波发生器在蒸发器本体外壳部分设置有电源接入口，微波发生器的微波发送截面呈平面式，水平放置于微波辐射层在20-25cm范围内朝上形成辐射；微波发生器可以单组工作，也可以多组工作；微波同时对油浴层中的高沸点极性有机溶剂和含丙酮乳液中的水及极性分子产生热效应。
[0009]进一步的，油浴层位于蒸发器本体的第二层，油浴层的两端连接高沸点极性溶剂
输入口和高沸点极性溶剂输出口；油浴层内部填充的介质采用极性高沸点有机溶剂，通过微波辐射产生热能，为挡板式平流层提供恒定温度；热介质为极性高沸点溶剂，在微波辐射下产生热量；热介质还可以防止局部高温。
[0010]进一步的，层流板位于蒸发器本体的第三层，层流板的上方安装有聚四氟乙烯挡流板形成挡板式结构，为乳液中的丙酮蒸发提供足够的气液界面，并在高速流动中形成层流；乳液在挡板式层流板内部快速、均匀地流动形成层流，液体与气体间形成大面积的界面，加快丙酮的挥发，并且不会形成气液平衡的界面，有利于丙酮充分地挥发，层流板的两端连接乳液输入口和乳液输出口。
[0011]进一步的，多孔真空蒸发层位于蒸发器本体的第四层，多孔真空蒸发层与第三层的隔板为多孔聚四氟乙烯板，多孔真空蒸发层两端外侧安装有收集斗，收集斗的内部设有存储室，存储室用于存放液态水，其中一个收集斗的下方设有真空泵和冷凝器接口，受热的乳液中的水和丙酮在真空状态下由液态转化为气态，通过小孔蒸发至第四层，其中的水再通过冷凝组件进行将水蒸气转换成液态水，而气态丙酮再经过真空泵和冷凝器接口到达冷凝器进行气液分离。
[0012]进一步的，收集斗的下方安装有固定架，固定架的上端设有固定扣，固定扣的外侧包覆有磁性板，固定扣嵌入收集斗的下方并利用磁性板的磁性吸附住收集斗，收集斗能够取出并将已经液化的水倒出，使得水不会再度落回乳液中。
[0013]进一步的，收集斗的外侧设有第二气体流动夹层，第二气体流动夹层和第一气体流动夹层可连通让水蒸气液化之后依然不会因为高温再度蒸发，第二气体流动夹层的上方安装有单向阀，单向阀使得冷气只能够从第二气体流动夹层内部向外部流动，收集斗处在蒸发器本体内部的一端下方安装有隔温垫，隔温垫用于隔绝蒸发器本体内部的温度，使得处在蒸发器本体内部的收集斗的温度不会过高，使得液态的水落到收集斗之后不会因为温度过高而再度蒸发。
[0014]进一步的，单向阀的内部设有气体流通口，气体流通口的内壁设有支撑板，支撑板的上方安装有滑动轨和复位弹簧，滑动轨之间安装有移动盖，滑动轨的上端安装有限位块，当第二气体流动夹层中的气体积攒过多时可将移动盖向上推，而后冷气可排出，复位弹簧可将移动盖在不被气体推动时拉回原本的位置。
[0015]进一步的，冷凝组件包括冷气注入孔、吸水海绵和第一气体流动夹层，第一气体流动夹层安装在蒸发器本体的上表面，第一气体流动夹层的上方安装有冷气注入孔，冷气进入第一气体流动夹层之后会流到第二气体流动夹层，第一气体流动夹层的外侧两端安装有吸水海绵，吸水海绵能够吸收第一气体流动夹层外部因遇冷而凝结出的水珠。
[0016]进一步的，升降组件包括隔热板、上固定块、下固定块、齿条、齿轮和电机，隔热板的外侧安装有上固定块和下固定块，上固定块的下方安装有电机，电机的一侧安装有齿轮，齿轮的两侧安装有齿条，电机驱动能够使得整个蒸发器的油浴层、挡板式平流层和多孔真空蒸发层向上移动，使得油浴层、挡板式平流层和多孔真空蒸发层与微波辐射层之间的距离变大调整挡板式平流层中乳液受到加热的温度。
[0017]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：
[0018]本专利技术采用清洁能源-微波辐射提供丙酮脱除过程的热能，本专利技术设计成高效的层流装置，形成连续溶剂蒸发过程；本专利技术设计成模块化结构，通过模块并联可以形成批量
处理能力，综上所述，本专利技术能够减少固定资产投资，降低设备空间，提高效率、降低能源消耗。因此，本专利技术适用于低粘度水性聚氨酯树脂，在加热状态下真空脱除丙酮的过程，这是水性树脂制造的一种清洁技术。
[0019]本专利技术的冷凝组件能够将乳液中蒸发的成水蒸气的水再度变成液态，并且能够将变成液态的水再度收集起来，以防液态水再度落回乳液中，影响乳液的品质。除此之外，本专利技术的升降组件能够通过齿轮和齿条的配合使得油浴层、挡板式平流层和多孔真空蒸发层与微波辐射层之间的距离变大，并以此调整挡板式平流层乳液受到的加热温度，使得过高或者过低的温度不会影响最终产品的质量和后期储存稳定性。
附图说明
[0020]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：
[0021]图1是本专利技术的剖面结构示意图；
[0022本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种连续式丙酮蒸发器，其特征在于：包括蒸发器本体(12)、微波辐射层(1)、油浴层(2)、挡板式层流板(3)、多孔真空蒸发层(4)、微波发生器(5)、冷凝组件和升降组件，所述蒸发器本体(12)的内部自上而下依次设有冷凝组件、多孔真空蒸发层(4)、挡板式层流板(3)、油浴层(2)和微波辐射层(1)，所述油浴层(2)的外侧两端设有升降组件。2.根据权利要求1所述的一种连续式丙酮蒸发器，其特征在于：微波辐射层(1)位于蒸发器本体(12)的第一层，所述微波辐射层(1)内含多组微波发生器(5)，每个所述微波发生器(5)在蒸发器本体(12)外壳部分设置有电源接入口(6)。3.根据权利要求1所述的一种连续式丙酮蒸发器，其特征在于：所述油浴层(2)位于蒸发器本体(12)的第二层，所述油浴层(2)的两端连接高沸点极性溶剂输入口(7)和高沸点极性溶剂输出口(8)；所述油浴层(2)内部填充的介质采用极性高沸点有机溶剂。4.根据权利要求1所述的一种连续式丙酮蒸发器，其特征在于：所述层流板(3)位于蒸发器本体(12)的第三层，所述层流板(3)的上方安装有聚四氟乙烯挡流板(14)形成挡板式结构，所述层流板(3)的两端连接乳液输入口(11)和乳液输出口(9)。5.根据权利要求1所述的一种连续式丙酮蒸发器，其特征在于：所述多孔真空蒸发层(4)位于蒸发器本体(12)的第四层，所述多孔真空蒸发层(4)与第三层的隔板为多孔聚四氟乙烯板(13)，所述多孔真空蒸发层(4)两端外侧安装有收集斗(28)，所述收集斗(28)的内部设有存储室(10)，其中一个所述收集斗(28)的下方设有真空泵和冷凝器接口(30)。6.根据权利要求1所述的一种连续式丙酮蒸发器，其特征在于：所述收集斗(28...

【专利技术属性】
技术研发人员：张善志，
申请(专利权)人：温州国仕邦高分子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：