Реактор для обработки высоковязких полимерных расплавов

012105 Изобретение относится к реактору для обработки высоковязких полимерных расплавов, который состоит из горизонтального, цилиндрического, снабженного подогреваемым двойным корпусом (рубашкой), закрытого с обоих концов крышками резервуара с расположенными в зоне его жидкого расплава,снабженными прорезями, образующими отдельные камеры стенками из листового металла, с впускным отверстием для расплава на одной стороне резервуара и выпускным, при необходимости с расположенной перед ним перегородкой, - на другой стороне резервуара, с расположенным по сторонам крышек резервуара горизонтальным валом с несколькими размещенными на нем последовательно, закрепленными на спицах, служащими в качестве мешалок кольцевыми дисками, с вытяжкой для паров по окружности резервуара или в крышке на выпускной стороне для расплава, с образованной в зоне верхнего сектора резервуара между наружной окружностью кольцевых дисков и внутренней стороной резервуара, серповидной полостью, причем в промежуточные полости кольцевых дисков введены соответственно по два противолежащих друг другу, стационарно соединенных с внутренней стороной резервуара рамочных скребка с угловым смещением друг относительно друга и проведены с небольшим зазором вблизи к торцам кольцевых дисков и наружной окружности вала. Преимущественно изобретение относится к устройству для производства полимеров методом поликонденсации при высоких температурах в вакууме из предварительно образующихся в процессе расплавления конденсатов. Известно, что при применении, например, описанных в заявке на патент Германии DE-B-1745541 реакторов для получения разлагаемых сшивкой поликонденсатов всегда в реакторе вследствие их высокой вязкости остается небольшое количество субстанции, что сказывается на качестве продукта вследствие сшивания и/или изменения ее окраски. Эти недостатки частично устраняются при применении реакторов с круглокольцевыми перемешивающими дисками. Такие реакторы с кольцевыми дисками состоят из горизонтального, цилиндрического резервуара с двойным наружным кожухом, который предназначен для нагрева и установки необходимых температур в реакционном объеме. У простого (по конструкции) реактора с кольцевыми дисками предконденсат поступает в резервуар спереди через впускной патрубок и, в зависимости от стадии процесса, предконденсат или поликонденсат выходит из реактора сзади через выпускной патрубок для продукта. В самом резервуаре на проходящем в нем насквозь, при необходимости подогреваемом валу, который может быть также полым валом, установлены с возможностью вращения, закрепленные на спицах кольцевидные перемешивающие диски. Эти кольцевые диски, которые в зависимости от вязкости подлежащего переработке расплава размещены по отдельности или в соединении по несколько штук, вращаются в камерах, находящихся в нижнем, содержащем продуктовый отстойник сегменте резервуара, которые разделены листовыми стенками и препятствуют тому, чтобы части поступающего в резервуар расплава не попадали неперемешанными к выпуску продукта. Размеры этих камер подбираются в зависимости от вязкости подлежащего переработке расплава таким образом,чтобы при увеличивающейся вязкости дистанцирование разделительных стенок было большим. При необходимости нагреваемые, разделительные стенки (перегородки) снабжены прорезями особой конфигурации, которые обеспечивают целенаправленный обмен расплава между камерами. Испаряющиеся продукты расщепления (выпар) отводятся через размещенный на задней стороне или в кожухе резервуара отводной патрубок. Для того чтобы обеспечить без помех выпуск предполиконденсата или поликонденсата, а также время пребывания и заполнения расплава, в камере, из которой отводится предполиконденсат или поликонденсат, необходим достаточно высокий и постоянный уровень расплава; поэтому в этой камере не предусмотрено никаких регулярных кольцевых дисков. Эти кольцевые диски захватывают расплав из заполненных расплавом до 50% их радиальной высоты камер и перемещают его на поверхности кольцевых дисков. При переходе горизонтальной плоскости, проходящей через ось вала, на расплав действует сила тяжести, так что стекающий вниз с кольцевых дисков расплав натыкается на поднятый выше кольцевыми дисками расплав, и образуется подпор, которым обуславливаются вертикальный сток и стекание по каплям с внутренней кромки кольцевого диска и образование первого помутнения расплава и пленки расплава. Если вязкость расплава и окружная скорость кольцевых дисков находятся в определенном соотношении друг с другом, то образуются по всем свободным поверхностям кольцевых дисков тонкие пленки расплава с большой поверхностью, которые стекают назад в жидкий расплав и там снова перемешиваются. Такого типа реакторы с кольцевыми дисками пригодны для переработки расплавов с вязкостью до 300 Пас (Pas). При переработке расплавов с высокой вязкостью и термочувствительных полимеров в местах кольцевых дисков и у стенок реактора, у которых расплав перемешивается недостаточно, это может привести к явлениям деструкции, вызывающим изменение окраски. Чтобы избежать этого, между соседними кольцевыми дисками размещены сдвиговые элементы, которые очищают кольцевые диски и стенки реактора, а расплавы снова разделяются и соответственно смешиваются. К обычно принятым условиям процесса наряду с высокими температурами относится также вакуум. Чтобы поддерживать по возможности малой потерю давления по реактору, необходим служащий в качестве парового пространства свободный объем над кольцевыми дисками для отвода испаряющихся паров. Этот объем создается за счет того, что вал расположен эксцентрично к оси резервуара, и в паровом пространстве образуется большее, чем у основания (днища), расстояние между наружной окружностью кольцевых дисков и внутренней стороной резервуара. Тогда через это имеющее в поперечном сечении серповидную форму пространство пары устремляются беспрепятственно к отводному патрубку. Оторванные-1 012105 паром капли продукта осаждаются на кольцевых дисках и снова возвращаются в процесс. Согласно заявке на патент Германии DE-A-3743051 между двумя соседними кольцевыми дисками предусмотрен соответственно один стационарно соединенный с внутренней стороной реактора скребковый элемент и один элемент подпора. Элементы подпора, размещенные над горизонтальной плоскостью,проходящей через ось вала, имеют сферический, расширенный вблизи вала профиль, участок которого со стороны вала раньше, чем его нижний конец со стороны резервуара, сцепляется с расплавом. Тем самым осуществляется направленное наружу вытеснение расплава так, что создается препятствие более раннему, нежелательному для полной загрузки расплава и для самоочистки стенок резервуара стеканию расплава во внутрь резервуара. Скопившийся на элементах подпора расплав подвергается сдвигу кольцевыми дисками и в окружном направлении вытягивается со свежей поверхностью. Перемещение расплава и регулярное распределение расплава по стенке резервуара осуществляют расположенные по наружному периметру кольцевых дисков подвижные (шлеперные) пластины. Размещенными под горизонтальной плоскостью, проходящей через ось вала, рамочными, периферийными скребковыми элементами перед погружением кольцевых дисков в жидкий расплав прилипшие к валу, боковым поверхностям кольцевых дисков и к внутренним поверхностям шлеперных пластин слои расплава подвергаются новому сдвигу и пленкообразованию, а кольцевые диски подвергаются очистке. Кольцевые диски могут быть выполнены подогреваемыми. Такие дисковые реакторы успешно применимы там, где уже больше невозможно производить высоковязкие полимеры в вышеописанных, обычных дисковых реакторах. Недостаток таких реакторов с кольцевыми дисками заключается в сравнительно высоких затратах при монтаже и особенно при демонтаже, так как демонтаж вала в осевом направлении возможен только после нарушения сварного соединения между скребком и внутренней стороной резервуара или при применении таких кольцевых дисков, которые соответственно могут быть разобраны на несколько участков(сегментов) при их соответствующей конструкции. Сваривание скребков с внутренней стороной резервуара должно осуществляться с большой точностью и должно быть подогнано под расстояние размещенных на валу кольцевых дисков. Последующая корректировка этого расстояния невозможна при такой форме выполнения. В основу изобретения положена задача создания такой конструкции вышеописанного типа реактора, у которого было бы возможно простое осуществление монтажа и демонтажа и вала, и скребков. Эта задача решена за счет того, что скребки закреплены на внутренней стороне резервуара соединением с геометрическим замыканием, как то штифтовое, болтовое или клиновое соединение. Прилипшие к торцам кольцевых дисков слои расплава снимаются выводимыми со стороны погружения скребками и подвергаются сдвигу. Размещенными со стороны всплытия скребками обеспечивается то, чтобы толщина образовавшегося на кольцевых дисках слоя расплава была ограничена пределами 30-75 мм и тем самым была обеспечена возможность образования тонких пленок с определенной поверхностью. Это все обеспечивает равномерное время реакции, устойчивый ход диффузии и тем самым получение гомогенного продукта. В аксиальном направлении расстояние торцов перемешивающих дисков до непосредственно противолежащих плоскостей скребкового элемента составляет 1-20 мм, предпочтительно 5-15 мм. Скребковые элементы выполнены прямоугольной или трапецеидальной формы, причем удлиненная сторона из параллельных сторон трапеции расположена рядом с валом. Согласно особому признаку изобретения проходящая параллельно перемешивающим дискам рамная полка скребковых элементов и кромка со стороны расплава проходящей рядом параллельно к валу рамной полки скребковых элементов снабжены острокромочным шлифом на сторонах, обращенных в сторону от перемешивающих дисков и вала, с целью достижения хорошего и полного отделения расплава. В рамках выполнения изобретения лежащие параллельно перемешивающим дискам и параллельно валу лежащие рядом с валом рамные полки скребковых элементов расположены наклонно к проходящей поперек вала вертикальной плоскости и соответственно наклонно к вертикальной плоскости, включающей ось вала, для того, чтобы в зависимости от потребности получить только одно воздействие сдвига или одно воздействие сдвига и сжатия. Сдвиговое воздействие получается, если рамные полки скребковых элементов относительно вертикальной плоскости образуют острый угол с перемешивающими дисками. За пределами тупого угла рамных полок достигается обработка сдвига и сжатия расплава. При остроугольной компоновке рамных полок скребковых элементов сдвинутый расплав снова возвращается рамками в жидкий расплав, в то время как при компоновке за пределами тупого угла рамных полок скребковых элементов сдвинутый/сжатый расплав проходит через рамное отверстие снизу вверх и через рамные полки наружу перемещается снова в жидкий расплав. По направлению внутрь реактора противолежащие торцам кольцевых дисков рамные полки скребков, снимающих расплав только с торцов, выступают от 5 до 20 мм за внутреннюю окружность кольцевых дисков. Для того чтобы обеспечить позиционирование скребковых элементов в условиях большой нагрузки,противолежащие друг к другу скребковые элементы с целью достижения необходимой прочности на изгиб размещены соответственно каждый на установленной поперек оси вала опорной пластине, которая-2 012105 со стороны жидкого расплава закреплена на внутренней стороне резервуара путем быстрой фиксации. За счет выемки в форме угломерного круга, которая находится на конце со стороны вала, опорная пластина охватывает обращенный к жидкому расплаву участок вала, причем между валом и выемкой остается зазор от 0,5 до 5 мм. Таким образом, опорная пластина препятствует тому, чтобы прилипший к валу расплав перемещался в аксиальном направлении к месту выгрузки расплава без попадания в ванну жидкого расплава. Особую форму выполнения изобретения нужно усматривать в том, что при установке вала по центру радиус кривизны располагающихся между спицами кольцевых дисков вырезов больше радиуса кривизны внутренней стороны реактора. Согласно следующему признаку изобретения центрально расположенный вал установлен с возможностью колебательного движения и/или аксиального смещения. Ниже изобретение более подробно поясняется на примерах выполнения со ссылкой на чертежи, на которых показано: фиг. 1 - перспективное изображение сечения реактора с круглокольцевыми дисками, с размещенными между ними рамочными прямоугольными скребками; фиг. 2 - поперечное сечение части реактора с кольцевыми дисками круглой формы с расположенными между ними скребками вдоль горизонтальной плоскости, включающей ось вала; фиг. 3-5 - соответственно каждая представляет сечение части реактора с круглокольцевыми дисками с расположенными между этими дисками скребками с различной формой их рамок вдоль горизонтальной плоскости, проходящей через ось вала; фиг. 6 и 7 - соответственно каждая является схематическим изображением принципа действия соседствующих с кольцевыми дисками рамных полок скребков при разных углах наклона; фиг. 8 - вид спереди на отличающейся от круглой формы кольцевой диск с уменьшенной по отношению к кривизне внутренней стороны резервуара кривизной расположенных между спицами вырезов в кольцевых дисках; фиг. 9 - схематическое изображение соединения с геометрическим замыканием, выполненного в виде болтового соединения, между внутренней стороной реактора и скребком. При вязкостях расплавов 300 Пас (Pas) и обработке сильно термочувствительных полимеров требуется интенсивное перемешивание расплава во избежание явлений разложения и связанных с этим изменений окраски. Чтобы достичь этого, применен в качестве реактора горизонтальный резервуар (1) с подогреваемым двойным корпусом (рубашкой) (2) и плоскими непоказанными на чертеже крышками на обоих торцах резервуара. В реакторе внутри установлен подогреваемый установленный эксцентрично по сторонам крышек полый вал (3), на котором закреплены непоказанными на чертеже спицами служащие в качестве мешалок кольцевые диски (4, 5). Эксцентричная установка полого вала (3) необходима для того,чтобы создать в верхнем сегменте резервуара (1) сборник для образующихся при перемешивании расплава паров, которые впоследствии отводятся через непоказанное на чертеже отверстие в рубашке (2) реактора. Между двумя соседними кольцевыми дисками (4, 5) размещено соответственно по два противолежащих друг другу, рамкообразных скребка (6, 7) с угловым смещением на 190. Эти скребки (6, 7) соответственно, каждый, соединены с приваренной к внутренней стороне резервуара (1) зажимной плитой (12) размещенными на осепараллельных рамных полках (8, 9) несущими элементами (10, 11). Этот несущий элемент (10, 11) снабжен отверстием, через которое вставлен стопорный болт (13). Непоказанным на чертеже вильчатым зажимным приспособлением в зажимной плите (12) обеспечивается легкая установка несущего элемента (10, 11) при уже смонтированном вале (3). Обращенные к торцам кольцевых дисков (4, 5) рамные полки (14, 15; 16, 17) скребков (6, 7) дистанцированы от торцов кольцевых дисков (4, 5) с незначительным расстоянием около 3 мм. Обращенная к полому валу (3) периферийная, рамная полка (18) скребка (6) отделяет расплав от полого вала (3) и перемещает его в аксиальном направлении, в то время как скребком (7) расплав снимается только с кольцевых дисков (4, 5). Воздействующие на скребки (6, 7) изгибающие и крутящие усилия воспринимаются соединенными геометрическим замыканием (19) с внутренней стороной резервуара (2), если смотреть в аксиальном направлении, имеющими гиперболическую форму, размещенными поперек направления потока расплава опорными пластинами(20). В обращенной к полому валу (3) краевой зоне опорной пластины (20) выполнена в форме угломерного круга (в виде делительной окружности) выемка, в которой вращается полый вал (3) с зазором около 2,5 мм относительно края опорной пластины (20). Опорная пластина (20) препятствует тому, чтобы расплав на полом валу (3) был перемещаем в аксиальном направлении к отверстию для выпуска расплава без того, чтобы быть направленным через жидкий расплав (21) (через ванну жидкого расплава). Скребки(6, 7) очищают торцы вращающихся кольцевых дисков (4, 5) и поверхность полого вала (3), причем прилипший к кольцевым дискам (4, 5) и полому валу (3) расплав в зависимости от формы рамы скребков (6,7) подвергается сдвигу и/или сжатию. Обычно скребки (6, 7), как показано на фиг. 3, имеют форму прямоугольной рамки или согласно фиг. 4 трапецеидальную форму рамки, у которой удлиненная сторона рамки из проходящих параллельно друг к другу рамных сторон обращена к полому валу (3). На фиг. 5 показана трапецеидальная форма рамки, у которой удлиненная сторона рамки из параллельно проходящих друг к другу рамных сторон-3 012105 обращена к внутренней стороне резервуара (1). Как показано на фиг. 6, обращенные к торцам кольцевых дисков (4, 5) рамные полки (14, 15; 16, 17) скребков (6, 7) образуют с торцами кольцевых дисков (4, 5) острый уголв 20 сверху или снизу, как это показано на фиг. 7. Установленными по направлению сверху вниз согласно фиг. 6 под острым углом к торцам кольцевых дисков (4, [5]) рамными полками (14, [15], 16 [17]) прилипший к кольцевым дискам (4, [5]) слой расплава (20) подвергается, по существу, сдвиганию перед новым погружением в жидкий расплав (8), в то время как установленные согласно фиг. 7 по направлению снизу вверх под острым углом к торцам кольцевых дисков (4, [5]) рамные полки (14, [15], 16 [17]) создают напряжения сдвига и сжатия в приставшем к кольцевым дискам (4, [5]) слое расплава (22). Таким образом, рамками скребков (6, 7) расплав возвращается в ванну расплава (8). Установка под острым углом рамных полок (14, [15], 16 [17]) в комбинации с размещенной на стороне рамных полок, повернутой в сторону от торца кольцевых дисков (4, [5]), ножевидной заточкой (23) обеспечивают легкое и щадящее отделение слоя расплава (22). У резервуара (24), служащего в качестве реактора, поперечное сечение которого схематически изображено на фиг. 8, с центрально расположенным валом (25) для обычных спиц (26) соединен кольцевой диск (27) с формой, отличающейся от круговой формы, у которого находящиеся между спицами (26) вырезы кольцевых дисков имеют радиус кривизны (R) больше, чем радиус кривизны (R) внутренней стороны резервуара (24), так что в зоне максимума кривизны резервуара (24) образуется серповидная свободная полость (28), через которую могут предпочтительно улетучиваться пары. В предпочтительном исполнении эта серповидная полость (28) перемещается при вращении кольцевого диска (27) и тем самым способствует очистке внутренней стороны резервуара (24). В комбинации с периодическим, аксиальным перемещением (сдвигом) вала (25) обеспечивается особенно хорошее удаление отложений с внутренней стороны резервуара (24). Схематически изображенное на фиг. 9 соединение с геометрическим замыканием обеспечивает значительно упрощенную смену кольцевых дисков и/или вала в процессе технического обслуживания или ремонта реактора, так как втыкаемые и съемные скребки могут быть демонтированы без особых затрат. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Реактор для обработки высоковязких полимерных расплавов, содержащий горизонтально расположенный цилиндрический резервуар (1, 24), имеющий подогреваемый двойной корпус (2) и закрытый с обоих концов крышками, имеющий на одной стороне резервуара впускное отверстие для расплава, а на другой стороне резервуара выпускное отверстие для расплава, имеющее при необходимости затвор,перегородки из листового металла, расположенные в области ванны с расплавом (21) этого резервуара (1, 24), образующие раздельные камеры и имеющие прорези, которые дают возможность расплаву проходить из одной камеры в другую,горизонтально установленный между крышками вал (3, 25) с несколькими служащими в качестве мешалок кольцевыми дисками (4, 5, 27), последовательно закрепленными на нем при помощи спиц (26),вытяжку для паров на окружности резервуара или на крышке этого резервуара (1, 24), находящейся на стороне выхода расплава, и серповидное свободное пространство, образованное в области верхнего сектора резервуара между внешней окружностью кольцевых дисков и внутренней стороной резервуара(1, 24) и служащее в качестве парового пространства для беспрепятственного отвода паров, образующихся во время реакции, к вытяжке для паров, и два рамочных скребка (6, 7), которые расположены друг против друга и неподвижно соединены с внутренней поверхностью резервуара и которые установлены в пространствах между кольцевыми дисками (4, 5, 27) над ванной с расплавом (21) с угловым смещением по отношению друг к другу и находятся на расстоянии от торцевых сторон кольцевых дисков, корпуса (2) и вала (3, 25),отличающийся тем, что каждый скребок (6, 7) соединен с внутренней стороной резервуара (1, 24) посредством соединения с замыканием геометрического контура при помощи несущего элемента (10, 11) и предпочтительно зажимной плиты (12). 2. Реактор по п.1, отличающийся тем, что соединение с замыканием геометрического контура представляет собой штифтовое, болтовое (13) или клиновое соединение. 3. Реактор по одному из пп.1 или 2, отличающийся тем, что скребки (6, 7) имеют прямоугольную форму. 4. Реактор по одному из пп.1 или 2, отличающийся тем, что каждый из скребков (6, 7) имеет трапецеидальную форму, а его полка, расположенная в большем основании трапеции, обращена к валу (3, 25) или к внутренней стороне резервуара (1, 24). 5. Реактор по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что кромки рамных полок (14, 15, 16, 17) скребков (6, 7), обращенные к ванне с расплавом (21) и расположенные рядом с торцами кольцевых дисков (4,5, 27), и кромки рамных полок (18) скребков (6), обращенные к ванне с расплавом и к валу (3, 25), выполнены в виде ножевидных заточек (23), заостренные концы которых предпочтительно направлены в-4 012105 сторону от вала и кольцевого диска. 6. Реактор по одному из пп.1-5, отличающийся тем, что рамные полки (14, 15, 16, 17), обращенные к торцам кольцевых дисков (4, 5, 27), образуют с торцами этих кольцевых дисков сверху или снизу острый угол . 7. Реактор по одному из пп.1-6, отличающийся тем, что на внутренней стороне резервуара (1, 24) в секторе с расплавом (21) в промежутках между кольцевыми дисками (4, 5, 27) установлено по одной опорной пластине (20) для скребков (6, 7), которые проходят перпендикулярно оси вала и соединены с внутренней стороной резервуара посредством соединения (19) с замыканием геометрического контура. 8. Реактор по пп.1-7, отличающийся тем, что расстояние между торцами кольцевых дисков (4, 5, 27) и/или валом (3, 25) и соответственно расположенными рядом рамными полками (14, 15, 16, 17, 18) скребков (6, 7) составляет от 1 до 20 мм. 9. Реактор по одному из пп.1-8, отличающийся тем, что рамные полки (16, 17) скребков (7), находящиеся против торцов кольцевых дисков (4, 5, 27) и удаляющие расплав только с торцов кольцевых дисков, выступают на 50-200 мм внутрь на внутренней окружности кольцевых дисков. 10. Реактор по одному из пп.1-9, отличающийся тем, что вал (3) установлен эксцентрично. 11. Реактор по одному из пп.1-9, отличающийся тем, что вал (3, 25) установлен по центру, а радиус кривизны вырезов кольцевых дисков, проходящих между спицами (26) кольцевых дисков (27), больше радиуса кривизны внутренней стороны резервуара (1, 24). 12. Реактор по одному из пп.1-9 или 11, отличающийся тем, что вал (3, 25) установлен по центру с возможностью совершения колебательных движений в аксиальном направлении или сдвига в аксиальном направлении.