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1 课题介绍本课题研究丙烯酸树脂聚合釜的设计，以丙烯酸树脂为原料，在一定的压力和温度条件下，带有搅拌器进行搅拌，设计一台聚合釜。聚合釜是用来制备高分子化合物的主要设备，广泛应用于化工生产中。一般是立式圆柱形高压釜，带有夹套，以便通入蒸汽或冷水来加热或冷却。聚合时可以是单釜间歇生产，也可以是多釜串联连续生产。用于本体聚合的，则釜内不装搅拌器，且不串联；用于乳液聚合的聚合釜，内有不锈钢的水平桨式搅拌器，由电动机通过传动装置和减速器传动。釜的外壁常用碳钢制成，内衬不锈钢，也有内衬搪瓷的。聚合釜一般由釜体、釜盖、夹套、搅拌器、传动装置、轴封装置、支承等组成。聚合釜的材料一般可选1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12M02Ti、TA2等，特殊要求可进行加衬处理，以提高材料的抗腐蚀能力。31248
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2 课题研究的意义
2.1 丙烯酸树脂的使用意义
本次设计的物料是丙烯酸树脂，是由丙烯酸酯类和甲基丙烯酸酯类及其它烯属单体共聚制成的树脂，通过选用不同的树脂结构、不同的配方、生产工艺及溶剂组成，可合成不同类型、不同性能和不同应用场合的丙烯酸树脂，丙烯酸树脂根据结构和成膜机理的差异又可分为热塑性丙烯酸树脂和热固性丙烯酸树脂。热塑性丙烯酸树脂在成膜过程中不发生进一步交联，因此它的相对分子量较大，具有良好的保光保色性、耐水耐化学性、干燥快、施工方便，易于施工重涂和返工，制备铝粉漆时铝粉的白度、定位性好。热塑性丙烯酸树脂在汽车、电器、机械、建筑等领域应用广泛。热固性丙烯酸树脂是指在结构中带有一定的官能团，在制漆时通过和加入的氨基树脂、环氧树脂、聚氨酯等中的官能团反应形成网状结构，热固性树脂一般相对分子量较低。热固性丙烯酸涂料有优异的丰满度、光泽、硬度、耐溶剂性、耐候性、在高温烘烤时不变色、不返黄。最重要的应用是和氨基树脂配合制成氨基-丙烯酸烤漆，目前在汽车、摩托车、自行车、卷钢等产品上应用十分广泛。论文网
2.2 发展聚合釜的意义
聚合装置大型化和先进除热手段、先进的防粘釜技术和聚合工艺密闭化、计算机程序控制和故障判断处理技术、配方的改进和多种品牌树脂的开发等均是国外聚合技术发展的主要特点。聚合工艺的技术进步推动了聚合釜的技术发展，聚合釜技术水平的提高又保证了先进工艺得以实现。随着经济的稳步发展，国内市场对丙烯酸树脂的需求有了较大增长，特别是在汽车"建筑"电子和涂料等方面的需求显著增加[1]。近几年，我国在聚合釜设计、制造能力上都有了很大的提高。几十年来，锦西化工机械（集团）有限责任公司在聚合釜的试验、设计、开发、制造等方面，积累了丰富的经验，形成了多项专有专利技术[2]。随着聚合釜的广泛使用，许多聚合釜产品为我们的生活提供了方便，聚合釜的进一步发展也是一个巨大的挑战。在今后的发展中聚合釜将会被越来越多的用于生产中，聚合釜的合理严格设计至关重要，聚合釜具有非常重要的发展意义。
4 课题研究的内容
本课题的研究内容主要包括结构设计，材料选择；釜强度、稳定性计算；搅拌传动系统设计。主要根据设计原始条件以物料为丙烯酸树脂，设计温度 60-130℃设备内最高工作压力为0.5Mpa，夹套最高工作压力0.6Mpa，介质为水蒸汽，电动机功率7.5KW，搅拌转速20-130r/min，设备容积2m3在确定聚合釜的容积、工作压力、工作温度等规格参数后，应进行聚合釜主体结构以及零部件的设计和强度计算，主要包括筒体和封头的厚度计算及高度计算、釜体材料的选择、夹套的设计、传动装置和搅拌装置的设计、接管的设计，开孔补强计算，还有主要零部件（如联轴器、法兰等）和主要连接（包括封头和筒体的连接、搅拌轴和搅拌器的连接等）的设计。通过对这些数值的一一计算去确定丙烯酸树脂聚合釜的强度，并进行强度校核。丙烯酸树脂聚合釜通过筒体的厚度设计、筒体的高度设计、筒体的强度校核、夹套的设计等确定丙烯酸树脂聚合釜细部结构，从而计算丙烯酸树脂聚合釜的稳定性，进行稳定性校核。以上述条件为基准设计一个丙烯酸树脂聚合釜，绘制主要的装配图及相关零部件图，运用以前学过的知识和软件完成设计，对过程设备有一个更深层次的认识，动手实践，学以致用。