有机硅流化床流态化效果实验装置的制作方法

本发明涉及有机硅流化床流态化效果实验装置。

背景技术：

有机硅是化工新材料产业的重要组成部分，以其优越的性能广泛应用在化工、机械、农业等各个领域，生产有机硅的核心设备是有机硅流化床。流化床在工作时需要使硅粉在设备内部流态化与氯甲烷产生气—固相反应生成甲基硅混合单体，该反应为放热反应且需将反应温度保持在300摄氏度左右。

通常的有机硅流化床流态化效果实验装置如图1包括机架，机架上通过螺栓固定连接筒体10，筒体10上部法兰连接有上封头40、筒体10下部法兰连接下封头30，上封头40顶部设有成品气出气管42和固体物料进料口41,筒体10内由上至下依次设置有网状钢梁区14、换热管束区15、侧旋进气区11，侧旋进气区11外部还设置有总进气管50用于连通插入侧旋进气区的侧旋进气管122，每个区域通过法兰连接，换热管束区14内设置换热管束，换热管束通过连接杆焊接固定连接在网状钢梁区的钢梁上，所述下封头30内部焊接有气体分布板31，底部设置反应物出料管32和辅助气体进气管33，正常来说该实验装置只能对硫化反应进行简单的实验。

存在以下问题，一、侧旋进气管按一定角度焊接固定连接于筒体外壁上，无法通过调节侧旋进气管的喷射角度来控制氯甲烷气气流形成总体螺旋向上的氯甲烷气流将硅粉吹起使之流态化，二、反应区内（换热管束区）由于测温探头较少无法有效的对反应温度进行有效监控，三，现有的气体分布板为平板，在反应废料排出时不能进行有效的收集，且气体分布板一般焊接与筒壁上拆装更换较为不便。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供有机硅流化床流态化效果实验装置，设置了喷射角度可调侧旋进气结构，可以更好的实验不同角度情况下氯甲烷螺旋气流所带来的反应效果，通过将气体分布板设置为锥形更好的废料进行排出，通过在装置反应区域内均匀设置多处测温点，实时观测流场变化带来的设备内部各处温度变化，方便测试不同进气状态下的流态化效果。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

有机硅流化床流态化效果实验装置，所述实验装置包括筒体，所述筒体包括侧旋进气区，所述侧旋进气区的筒体外壁上设有多组侧旋进气装置，所述侧旋进气装置包括固定连接于筒体外壁的连接块A，所述连接块A内设有与侧旋进气区连通的第一容置腔，所述第一容置腔内设有角度可调节的侧旋进气管，所述侧旋进气管一端沿水平方向伸入筒体内，另一端固定连接于转动轴的轴身，所述转动轴一端沿竖直方向插入所述第一容置腔内、轴身与第一容置腔壁转动密封连接，所述转动轴内设有连接通道，所述连接通道两端分别连通外部气源与侧旋进气管。通过将侧旋进气管水平固定连接于转动轴的轴身，并将转动轴竖直方向插入第一容置腔内，在转动轴内设置连接通道，分别连通外部气源与侧旋进气管，从而通过转动转动轴而实现侧旋进气管插入筒体内的角度调节，满足实验要求。

进一步地，位于第一容置腔腔壁外部的转动轴轴身上转动密封连接有连接块B，所述连接块B内设有第二容置腔，所述连接通道一端端口开设于第二容置腔内，所述第二容置腔连通气源。通过将设置连接块B，并将连接块B转动与转动轴轴身连接，在连接块B内设置第二容置腔，并将转动轴内连接通道的进气口设置于第二容置腔内，通过第二容置腔连通外部气源，将气源管道与连接块B固定连接，使得气源无需与转动轴同时转动。

进一步地，所述连接块B固定连接于连接块A，所述连接块A与连接块B之间固定连接有密封座A，所述密封座A包括密封底板，所述密封底板朝向第二容置腔内凸起、靠近第一容置腔一侧形成第三容置腔，所述转动轴穿过第三容置腔底部的通孔后插入第二容置腔，位于第三容置腔内的转动轴轴身套接有密封圈，所述第三容置腔内还嵌设有用于压紧密封圈的密封压板，所述密封压板固定连接于密封底板上，所述转动轴穿出第二容置腔处的轴身上套设有与密封座A对称设置的密封座B。通过连接块A与连接块B共用一个密封座A，结构更为简单。

进一步地，位于第一容置腔上部的筒体外壁上设有支撑平台，所述转动轴一端穿过支撑平台，位于支撑平台两侧的转动轴上设置有螺纹，所述转动轴通过螺母螺纹连接后夹紧支撑平台固定连接，所述转动轴轴身固定连接有转动把手，所述支撑平台上表面固定连接有角度盘，位于支撑平台上部的转动轴自由端端部固定连接有角度指针。设置支撑平台，将转动轴的轴端穿出支撑平台后通过螺母螺纹锁紧从而保证调整后的转动轴角度不在发生变化，再通过在转动轴上自由端端部设置角度指针，在支撑平台上表面固定设置角度盘从而明确侧旋进气管插入筒体内的角度。

进一步地，所述转动轴位于第一容置腔内的轴端插接于第一容置腔内壁上的支撑槽内。设置支撑槽对转动轴进行限位，并防止转动轴磨损第一容置腔内壁。

进一步地，所述实验装置包括九根测温管，所述筒体内还设有网状钢梁区以及换热管束区，所述测温管包括显示部、测温部，所述显示部穿出筒体、与筒体固定连接，测温部由网状钢梁区朝向换热管束区内插入，其中一根测温管的测温部位于筒体中心处，其余八根测温部沿筒体圆周均布。设置多根测温管可以更好的对筒体内的温度进行监控。

进一步地，所述测温部沿长度方向由上至下分别设有上测温探头、中测温探头、下测温探头，所述中测温探头位于换热管束中间位置，所述上测温探头到换热管束上端的距离与到换热管束中间距离之比为1:2，所述下测温探头到换热管束下端的距离与到换热管束中间的距离之比为1:2，所述显示部设有分别与三个测温探头相匹配的温度指示表。使每个测温探头的辐射范围一致，更有效的对反应温度进行监测。

进一步地，所述筒体还包括下封头，所述下封头上固定连接有反应物出料管，所述下封头与侧旋进气区之间通过法兰连接，所述下封头内设有气体分布板，所述气体分布板呈倒锥形，锥形边缘通过法兰夹紧固定连接于下封头与侧旋进气区之间，所述气体分布板板面上设有辅助进气口，位于气体分布板板面中心设有通孔，所述通孔直径略大于略大于反应物出料管外径，所述反应物出料管上自由端略插入通孔上方。气体分布板的结构对硅粉的流态化效果也有较大影响，此结构拆换方便，实验时方便拆换不同结构气体分布板实验工作效果，同时能够更好的对固体废料进行排出。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：设置了喷射角度可调侧旋进气结构，可以更好的实验不同角度情况下氯甲烷螺旋气流所带来的反应效果，通过将气体分布板设置为锥形更好的废料进行排出，通过在装置反应区域内均匀设置多处测温点，实时观测流场变化带来的设备内部各处温度变化，方便测试不同进气状态下的流态化效果。

附图说明

图1为实验装置结构示意图；

图2为侧旋进气装置结构示意图；

图3为侧旋进气装置处俯视结构示意图；

图4为支撑平台上部俯视结构示意图；

图5为侧旋进气管摆动轨迹结构示意图；

图6为转动轴上轴头处结构示意图；

图7为转动轴下轴头处结构示意图；

图8为测温管俯视结构示意图；

图9为测温管结构示意图；

图10为测温部套接管内部结构示意图；

图11为气体分布板处结构示意图。

具体实施方式

本发明有机硅流化床流态化效果实验装置，所述实验装置包括筒体10，所述筒体10包括侧旋进气区11，所述侧旋进气区11的筒体10外壁上设有多组侧旋进气装置12，所述侧旋进气装置12包括固定连接于筒体10外壁的连接块A121，所述连接块A121内设有与侧旋进气区11连通的第一容置腔1211，所述第一容置腔1211内设有角度可调节的侧旋进气管122，所述侧旋进气管122一端沿水平方向伸入筒体10内，另一端固定连接于转动轴123的轴身，所述转动轴123一端沿竖直方向插入所述第一容置腔1211内、轴身与第一容置腔1211壁转动密封连接，所述转动轴123内设有连接通道，所述连接通道两端分别连通外部气源与侧旋进气管122。

具体来说，位于筒体10的侧旋进气区11外筒壁上，焊接连接有连接块A121，连接块A121内设置有与侧旋进气区11连通的第一容置腔1211，第一容置腔1211内水平设置有侧旋进气管，侧旋进气管焊接密封固定在转动轴123的轴身上，转动轴123竖直方向插入第一容置腔1211内，并与其密封转动连接，在转动轴123上设置连接通道，从而分别连通外部气源与侧旋进气管122，使得转动轴123转动时，带动侧旋进气管122 插入筒体10里的角度发生变化，实现了侧旋进气管122角度可以变化。

进一步地，位于第一容置腔1211腔壁外部的转动轴123轴身上转动密封连接有连接块B122，所述连接块B122内设有第二容置腔1221，所述连接通道一端端口开设于第二容置腔1221内，所述第二容置腔1221连通气源。

具体来说，通过在转动轴123轴身上转动套接一个连接块B122，连接块122可以是一个三通结构的连接块，转动轴123密封转动连接于连接块B122，使得连接块B122另一个连接通道可按原本的设计要求通过开关阀直接连接进气总管，仅需转动转动轴123即可带动侧旋进气管122的转动，无需使得气源随之转动。

进一步地，所述连接块B122固定连接于连接块A121，所述连接块A121与连接块B122之间固定连接有密封座A124，所述密封座A124包括密封底板1241，所述密封底板1241朝向第二容置腔1221内凸起、靠近第一容置腔1211一侧形成第三容置腔，所述转动轴123穿过第三容置腔底部的通孔后插入第二容置腔1221，位于第三容置腔内的转动轴123轴身套接有密封圈1242，所述第三容置腔内还嵌设有用于压紧密封圈1242的密封压板1243，所述密封压板1243固定连接于密封底板1241上，所述转动轴123穿出第二容置腔1221处的轴身上套设有与密封座A124对称设置的密封座B125。

具体来说，连接块B122与连接块A121之间通过螺栓固定连接，在两者之间还通过螺栓连接密封座A124,通过密封座A124同时实现转动轴123相对于连接块A121、连接块B122的密封转动连接，结构更为简洁，安装方便。

进一步地，位于第一容置腔1211上部的筒体10外壁上设有支撑平台13，所述转动轴123一端穿过支撑平台13，位于支撑平台13两侧的转动轴123上设置有螺纹，所述转动轴123通过螺母螺纹连接后夹紧支撑平台13固定连接，所述转动轴123轴身固定连接有转动把手1231，所述支撑平台13上表面固定连接有角度盘131，位于支撑平台13上部的转动轴123自由端端部固定连接有角度指针1232。

具体来说，通过在连接块A121上方的筒体10外壁上焊接一个支撑平台13，通过将转动轴123设置有上轴头1235、轴筒1234以及下轴头1233组成，其中，上轴头1235通过螺纹连接与轴筒1234上端，再将上轴头1235穿过支撑平台13，同时使用螺母锁紧支撑平台13使得转动轴123在转动角度固定后不会再出现转动，在轴筒1234位于第二容置腔1221内的部分开设径向连接孔，并通过焊接三通后再将侧旋进气管122，再通过螺纹连接下轴头1233实现转动轴123通过连接通道连通第二容置腔1221与侧旋进气管122，通过在支撑平台13上设置角度盘131，并在上轴头1235上螺钉固定角度指针1232，方便操作人员记录角度，调节时松开上轴头1235上的锁紧螺母进行转动，转动到位后再锁紧螺母对角度进行固定，通过设置在上轴头1235上的转动白首1231方便对转动轴123进行角度调节。

进一步地，所述转动轴123位于第一容置腔内的轴端插接于第一容置腔1211内壁上的支撑槽12111内。

具体来说，通过在第一容置腔1211的内壁上焊接一个支撑槽12111用于对转动轴123的下轴头1233位置进行限位，同时也防止磨损第一容置腔1211内壁。

进一步地，所述实验装置包括九根测温管20，所述筒体10内还设有网状钢梁区14以及换热管束区15，所述测温管20包括显示部21、测温部22，所述显示部21穿出筒体10、与筒体10固定连接，测温部22由网状钢梁区14朝向换热管束区15内插入，其中一根测温管的测温部22位于筒体10中心处，其余八根测温部22沿筒体10圆周均布。

具体来说，在实验装置内设置9根测温管20，可以有效的对筒体10内的反应区进行温度检测，方便记录实验数据。

进一步地，所述测温部22沿长度方向由上至下分别设有上测温探头221、中测温探头222、下测温探头223，所述中测温探头222位于换热管束中间位置，所述上测温探头221到换热管束上端的距离与到换热管束中间距离之比为1:2，所述下测温探头223到换热管束下端的距离与到换热管束中间的距离之比为1:2，所述显示部21设有分别与三个测温探头相匹配的温度指示表。

具体来说，所述测温部22设置有一个套接管，三根探头线在套接管内部，周围以耐高温隔热棉填充保护，测温探头伸出探头口通过螺纹连接拧紧在探头固定帽的小螺纹孔上，螺纹固定帽的内螺纹与探头口的外螺纹配合使探头固定帽固定在探头口上，实现固定和密封的目的。此处温度计采用带长探头的数字温度计，如DTM-491型温度计。

进一步地，所述筒体10还包括下封头30，所述下封头30上固定连接有反应物出料管32，所述下封头30与侧旋进气区11之间通过法兰连接，所述下封头30内设有气体分布板31，所述气体分布板31呈倒锥形，锥形边缘通过法兰夹紧固定连接于下封头30与侧旋进气区11之间，所述气体分布板31板面上设有辅助进气口311，位于气体分布板板面中心设有通孔，所述通孔直径略大于略大于反应物出料管32外径，所述反应物出料管32上自由端略插入通孔上方。

具体来说，通过将气体分布板31设置为锥形，能够更好的将废料集中至反应物出料管32处排出。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。