专利名称：强磁力耦合搅拌高温高压反应釜的制作方法
技术领域：
强磁力耦合搅拌高温高压反应釜技术领域[0001]本实用新型强磁力耦合搅拌高温高压反应釜属于压力容器领域。
背景技术：
[0002]超临界水，是指当气压和温度达到一定值时，因高温而膨胀的水的密度和因高压而被压缩的水蒸气的密度正好相同时的水。此时，水的液体和气体便没有区别，完全交融在一起，成为一种新的呈现高压高温状态的液体。在此条件下水具有许多独特的性质，如烃类等非极性有机物与极性有机物一样可完全与超临界水互溶，氧气、氮气、一氧化碳、二氧化碳等气体也都能以任意比例溶于超临界水中，无机物尤其是盐类在超临界水中的溶解度很小。超临界水还具有很好的传质、传热性质。这些特性使得超临界水成为一种优良的反应介质。因此超临界水氧化及气化技术成为一个国际前沿热点，在废弃物资源化领域及环保领域很有应用前景。高温高压反应釜是能在超临界水状态下进行化学反应的核心设备，可利用该设备在超临界水状态下进行不同的化学反应试验或其他化学合成。目前常用的反应釜在高温工作中易产生变形，耐腐蚀性能较弱，采用机械密封方式的机械搅拌器在高压过程中易产生泄漏，同时采用填料密封反应釜密封效果不好，而采用圆弧面与平面、圆弧面与圆弧面的线接触的密封形式，依靠接触面的高精度和光洁度，当密封面稍有刮花磨损就难以达到良好的密封效果，同样易产生泄露现象，导致难以形成高温高压的环境进行超临界水状态的化学反应。发明内容[0003]本实用新型的目的在于提供一种可以通过调控不同的温度、压力使介质产生不同的反应，能进行超临界水状态下的化学反应，釜体与釜盖之间的密封耐温耐腐蚀的强磁力耦合搅拌高温高压反应釜。[0004]本实用新型的目的是通过以下措施来达到的，强磁力耦合搅拌高温高压反应釜包括反应装置模块、搅拌转速控制模块、温度控制模块、控制模块，反应装置模块包括底架、釜体、釜盖、高温高压截止阀、安全爆破装置、高温溶体压力变送器、升降支架、保护罩，釜体安装在升降支架上，升降支架安装在底架上，釜盖固定在底架的固定支架上，釜体与釜盖连接，在釜体上安装高温高压截止阀，在釜体上安装安全爆破装置，在釜体上安装高温溶体压力变送器，在釜体上安装保护罩，釜盖安装在釜体上，搅拌转速控制模块包括强磁力耦合搅拌器、霍尔元件，强磁力耦合搅拌器包括磁力偶合器、搅拌器、电机，搅拌器与电机通过磁力偶合器联接，霍尔元件安装在搅拌器上，在釜体与釜盖之间设置有密封垫，釜盖上设置有凹槽，密封垫设置在釜盖上的凹槽内，在釜体设置有凸台，在釜体的凸台与釜盖上的密封垫对应，釜体和釜盖通过半月型夹持器连接，釜体与釜盖法兰压安装在半月型夹持器内，锁紧压片设置在釜盖法兰上，螺栓压紧锁紧压片。[0005]在釜盖上部设置有磁力耦合机械搅拌器，磁力耦合机械搅拌器包括电机、支架、外磁钢体、内磁钢体、搅拌轴、密封筒体、连接体、搅拌桨叶，电机安装在支架上，外磁钢体安装在电机上，外磁钢体安装在支架内，密封筒体安装在外磁钢体内，内磁钢铁安装在密封筒体内，内磁钢铁与搅拌轴用连轴器联为一体，搅拌轴连接搅拌桨叶。[0006]温度控制模块包括PID微电脑控制器、加热器、加热器热电偶、U型冷却盘管、电磁阀及不锈钢球阀，不锈钢球阀连接电磁阀，加热器热电偶设置在加热器内，U型冷却盘管安装在釜体上，加热器安装在釜体上，PID微电脑控制器连接电磁阀，PID微电脑控制器连接加热器，PID微电脑控制器连接U型冷却盘管。[0007]控制模块包括控制柜、数显表，控制柜的控制面板上设置数显表、相位电力控制器、功能开关、调节旋钮。[0008]本实用新型结构设计合理，能在超临界水状态下进行化学反应，并可通过控制不同的温度压力使介质产生不同的反应，具有性能稳定、压力高，控温精度高的特点。
[0009]图I是本实用新型的结构示意图。[0010]图2是附图I的侧面示意图。[0011]图3是附图I的俯视不意图。[0012]图4是本实用新型的立体示意图。[0013]图5是本实用新型的数显表示意图。[0014]图6是本实用新型的控制柜示意图。[0015]图7是本实用新型的半月型夹持器结构示意图。[0016]图8是本实用新型的磁力耦合搅拌器结构示意图。[0017]图9是本实用新型的磁力耦合搅拌器结构示意图。
具体实施方式
[0018]
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。[0019]图中底架I、升降支架2、釜体3、釜盖4、U型冷却盘管5、半月型夹持器6、不锈钢球阀7、高温熔体压力变送器8、电磁阀9、磁力耦合搅拌器10、霍尔元件11、高温高压截止阀 12、反应釜热电偶13、保护罩14、加热器15、加热器热电偶16、安全爆破装置17、控制柜18、 数显表19、PID微电脑控制器20、电机21、支架22、外磁钢体23、内磁钢体24、搅拌轴25、密封筒体26、连接体27、搅拌桨叶28、螺栓31、压紧锁片32、密封垫33。[0020]如附图I、附图2、附图3、附图4、附图5、附图6所示，本实用新型强磁力耦合搅拌高温高压反应釜包括底架I、升降支架2、釜体3、釜盖4、U型冷却盘管5、半月型夹持器6、 不锈钢球阀7、高温熔体压力变送器8、电磁阀9、磁力耦合搅拌器10、霍尔元件11、高温高压截止阀12、反应釜热电偶13、保护罩14、加热器15、加热器热电偶16、安全爆破装置17、控制柜18、数显表19、PID微电脑控制器20。强磁力耦合搅拌高温高压反应釜包括反应装置模块、搅拌转速控制模块、温度控制模块、控制模块，反应装置模块包括底架、釜体、釜盖、高温高压截止阀、安全爆破装置、高温溶体压力变送器、升降支架、保护罩，釜体安装在升降支架上，升降支架安装在底架上，釜盖固定在底架的固定支架上，釜体与釜盖连接，在釜体上安装高温高压截止阀，在釜体上安装安全爆破装置，在釜体上安装高温溶体压力变送器，在釜体上安装保护罩，釜盖安装在釜体上，搅拌转速控制模块包括强磁力耦合搅拌器、霍尔元件，强磁力耦合搅拌器包括磁力偶合器、搅拌器、电机，搅拌器与电机通过磁力偶合器联接， 霍尔元件安装在搅拌器上，温度控制模块包括PID微电脑控制器、加热器、加热器热电偶、 U型冷却盘管、电磁阀及不锈钢球阀、不锈钢球阀连接电磁阀，加热器热电偶设置在加热器内，U型冷却盘管安装在釜体上，加热器安装在釜体上，PID微电脑控制器连接电磁阀，PID 微电脑控制器连接加热器，PID微电脑控制器连接U型冷却盘管。控制模块包括控制柜、数显表，控制柜的控制面板上设置数显表、相位电力控制器、功能开关、调节旋钮。[0021]釜体安装在升降支架上，升降支架安装在底架上，釜盖固定在底架的固定支架上， 釜体与釜盖通过半月型夹持器相连接，在釜体上安装高温高压截止阀，在釜体上安装安全爆破装置，在釜体上安装高温溶体压力变送器，在釜体上安装保护罩，搅拌转速控制模块包括强磁力耦合搅拌器10、霍尔元件11，强磁力耦合搅拌器包括磁力偶合器、搅拌器、电机， 搅拌器与电机通过磁力偶合器联接，霍尔元件安装在搅拌器上。温度控制模块包括PID微电脑控制器20、加热器15、加热器热电偶16、U型冷却盘管5、电磁阀9及不锈钢球阀7，不锈钢球阀7连接电磁阀9，加热器热电偶16设置在加热器15内，U型冷却盘管安装在釜体上，加热器15安装在釜体上，PID微电脑控制器连接电磁阀，PID微电脑控制器连接加热器 15，PID微电脑控制器连接U型冷却盘管。控制模块包括控制柜18、数显表19，控制柜的控制面板上设置数显表、相位电力控制器、功能开关、调节旋钮。在釜盖上部设置有磁力耦合机械搅拌器，内磁钢铁与搅拌轴用连轴器联为一体，外磁钢体通过磁力线带动内磁钢体、搅拌轴及搅拌桨叶转动，由于其无接触的传递力矩，以静密封取代动密封，使整个介质各搅拌部件完全处于绝对密封的状态中进进行。[0022]反应釜为圆柱形反应器，由哈氏合金C276制成，具有良好的受热与受力性能，具有强的耐腐蚀性能，高温变形少，最高工作温度为450°C，最高工作压力为35MPa，工作有效容积350mL，反应釜分成釜体与釜盖两部，釜盖固定在底架的固定架上，釜体与釜盖采用半月型夹持器使釜体与釜盖相连接，并通过收紧夹持器上均匀分布的螺栓把夹持器上的半月型锁紧压片压紧，同时锁紧压片把釜体与釜盖法兰部分压紧在夹持器内，使釜体上部分的凸台与釜盖下部分密封沟槽内装着的石墨密封垫相互压紧，使之得到良好的密封性能，半月型锁紧压片既能使螺栓施加的力让釜盖与釜体所受压力均匀，而且能减少反应过程中釜体与釜盖把过多的热量传至螺栓使螺栓受热变形。釜盖上部装有3个高温高压截止阀满足高温高压反应功能，通过对截止阀开、关实现对反应釜内进气、排气、取样功能。同时，反应釜上装有安全爆破装置，当反应时超出允许的工作压力、温度时，爆破片内侧压力差达到预定温度下的预定压力值时，爆破片爆破即可动作泄放出压力介质，通过引伸管向外排出，从而保护容器和系统的安全。反应釜上装有高温熔体压力变送器，可准确的测出釜体内的压力。底架上装有升降装置可使釜体随意升降，操作便捷。反应装置上设置有保护罩，避免因工作中操作有误导致在反应过程中反应釜有液体或气体泄漏时得到一个及时安全的保护。[0023]搅拌转速控制模块由强磁力耦合搅拌器10与霍尔元件11组成。磁力耦合机械搅拌器设置在釜盖上部，搅拌器与电机传动间采用磁力偶合器联接，内磁钢铁与搅拌轴用连轴器联为一体，外磁钢体通过磁力线带动内磁钢体、搅拌轴及搅拌桨叶转动，由于其无接触的传递力矩，以静密封取代动密封，使整个介质各搅拌部件完全处于绝对密封的状态中进行工作，同时具有高扭矩，适合于搅拌高粘度的物质，因此，更适合用于高温、高压情况下进行化学介质反应。外磁钢体处装有霍尔元件测速，能把搅拌器即时测出搅拌器的转速反馈到控制仪上，便于对搅拌转速及时监控。[0024]温度控制模块，由电加热装置15、微电脑控制器20、反应釜热电偶11、加热炉热电偶16、U型冷却盘管5、电磁阀9及不锈钢球阀7组成。对反应釜的升温加热器采用加热电阻丝串联在碳化硅中，表层由硅酸铝纤维保温材料制造，形成圆形的红外辐射区，具有导热效果均匀、加热速度快等特点，出线通过接线盒，耐高温电缆线与控制柜相联。反应釜上设置有热电偶Pt 100，利用温差产生不同的电量转换成电讯号，传输至PID微电脑控制器，并将相应的信号进行显示的同时，分别通过温度信号与温度设定信号进行比较后，对加热功率进行PID规律的通断式或调相式调节，使实际温度达到与设定温度一致的目的，温度分辨率为O. 1°C，温度精度±2°C。同时加热电路采用相位电力控制器来调压，调节电位器的大小从而改变加热输出电压的大小达到无级调压，如果调节适当就能满足升温速度和恒温的目的。当系统温度高于微电脑控制器所设置温度报警值时，电磁阀自动打开，外接水源引入冷却U型盘管，对釜体内进行及时冷却，当温度降至设置报警值时电磁阀及时关闭，使釜内温度保持在设定值范围内，反应釜需降温时可打开电磁阀开关，对反应釜进行冷却。当在反应过程中突然停电或控制部分出现故障时，反应釜需要冷却可立刻打开不锈钢球阀引入冷却水让反应釜冷却，并能保证系统的安全。加热器上设由热电偶PtlOO，可即时反馈加热器的温度至控制仪上。[0025]如附图5、附图6所示，控制模块由控制柜18、PID微电脑控制器20、相位电力控制器、控制面板上各种控制数显仪表19及所需功能的开关、旋钮及相关的电器元件组成。控制面板上装有一个对加热器温度控制带自整定功能的PID微电脑控制器，显示加热器的电流，电压智能数字显示表一个，显示加热器温度，搅拌器转速的数显表一个，电源总开关、加热器开关、冷却电磁阀开关各一个，调节搅拌器速度与加热器升温速度的电位器各一个及相关所需功能的开关、旋钮，其余的电器元件则设置在控制柜内，使整个操作界面清晰，使之对整个系统控制实现操作稳定、安全、方便简捷。[0026]如附图7、附图9所示，本实用新型在釜体4与釜盖3之间设置有密封垫33，釜盖上设置有凹槽，密封垫设置在釜盖上的凹槽内，在釜体设置有凸台，在釜体的凸台与釜盖上的密封垫对应，釜体和釜盖通过半月型夹持器6连接，釜体与釜盖法兰压安装在半月型夹持器内，锁紧压片32设置在釜盖法兰上，螺栓31压紧锁紧压片。半月型夹持器与釜体和釜盖相连接，锁紧压片把釜体与釜盖法兰压紧在半月型夹持器内，釜体上部的凸台与釜盖底部内装着的石墨密封垫相互压紧。[0027]如附图9所示，本实用新型在釜盖上部设置有磁力耦合机械搅拌器，磁力耦合机械搅拌器包括电机21、支架22、外磁钢体23、内磁钢体24、搅拌轴25、密封筒体26、连接体 27、搅拌桨叶28，电机安装在支架上，外磁钢体安装在电机上，外磁钢体安装在支架内，密封筒体安装在外磁钢体内，内磁钢铁安装在密封筒体内，内磁钢铁与搅拌轴用连轴器联为一体，搅拌轴连接搅拌桨叶，外磁钢体通过磁力线带动内磁钢体、搅拌轴及搅拌桨叶转动，由于其无接触的传递力矩，以静密封取代动密封，使整个介质各搅拌部件完全处于绝对密封的状态中进进行。
权利要求1.一种强磁力耦合搅拌高温高压反应釜，包括反应装置模块、搅拌转速控制模块、温度控制模块、控制模块，反应装置模块包括底架、釜体、釜盖、高温高压截止阀、安全爆破装置、高温溶体压力变送器、升降支架、保护罩，釜体安装在升降支架上，升降支架安装在底架上，釜盖固定在底架的固定支架上，釜体与釜盖连接，在釜体上安装高温高压截止阀，在釜体上安装安全爆破装置，在釜体上安装高温溶体压力变送器，在釜体上安装保护罩，釜盖安装在釜体上，搅拌转速控制模块包括强磁力耦合搅拌器、霍尔元件，其特征是强磁力耦合搅拌器包括磁力偶合器、搅拌器、电机，搅拌器与电机通过磁力偶合器联接，霍尔元件安装在搅拌器上，在釜体与釜盖之间设置有密封垫，釜盖上设置有凹槽，密封垫设置在釜盖上的凹槽内，在釜体设置有凸台，在釜体的凸台与釜盖上的密封垫对应，釜体和釜盖通过半月型夹持器连接，釜体与釜盖法兰压安装在半月型夹持器内，锁紧压片设置在釜盖法兰上，螺栓压紧锁紧压片。
2.根据权利要求I所述的强磁力耦合搅拌高温高压反应釜，其特征是在釜盖上部设置有磁力耦合机械搅拌器，磁力耦合机械搅拌器包括电机、支架、外磁钢体、内磁钢体、搅拌轴、密封筒体、连接体、搅拌桨叶，电机安装在支架上，外磁钢体安装在电机上，外磁钢体安装在支架内，密封筒体安装在外磁钢体内，内磁钢铁安装在密封筒体内，内磁钢铁与搅拌轴用连轴器联为一体，搅拌轴连接搅拌桨叶。
3.根据权利要求I所述的强磁力耦合搅拌高温高压反应釜，其特征是温度控制模块包括PID微电脑控制器、加热器、加热器热电偶、U型冷却盘管、电磁阀及不锈钢球阀，不锈钢球阀连接电磁阀，加热器热电偶设置在加热器内，U型冷却盘管安装在釜体上，加热器安装在釜体上，PID微电脑控制器连接电磁阀，PID微电脑控制器连接加热器，PID微电脑控制器连接U型冷却盘管。
4.根据权利要求I所述的强磁力耦合搅拌高温高压反应釜，其特征是控制模块包括控制柜、数显表，控制柜的控制面板上设置数显表、相位电力控制器、功能开关、调节旋钮。
专利摘要本实用新型强磁力耦合搅拌高温高压反应釜属于压力容器领域，强磁力耦合搅拌高温高压反应釜包括反应装置模块、搅拌转速控制模块、温度控制模块、控制模块。反应装置模块包括底架、釜体、釜盖、高温高压截止阀、安全爆破装置、高温溶体压力变送器、升降支架、保护罩，在釜体与釜盖之间设置有密封垫，釜盖上设置有凹槽，密封垫设置在釜盖上的凹槽内，釜体和釜盖通过半月型夹持器连接，在釜盖上部设置有磁力耦合机械搅拌器，磁力耦合机械搅拌器包括电机、支架、外磁钢体、内磁钢体、搅拌轴、密封筒体、连接体、搅拌桨叶。本实用新型结构设计合理，具有性能稳定、压力高、控温精度高的特点。
文档编号B01J19/02GK202803201SQ20122035325
公开日2013年3月20日 申请日期2012年7月20日 优先权日2012年7月20日
发明者何子卫 申请人:广州东塑石油钻采专用设备有限公司