一种大型螺旋半圆管夹套式反应釜及其操作方法与流程

本发明涉及化工设备技术领域，具体为一种大型螺旋半圆管夹套式反应釜及其操作方法。

背景技术：

反应釜(或称反应器)是化工生产中常用的典型设备。釜内的化学反应常伴有吸热或放热过程，为了维持最佳的工艺条件，以取得最好的反应结果，反应釜必须配备换热装置。

随着化学工业的发展，单套生产装置的产量越来越大，促使了反应设备的大型化，主要表现在反应釜的直径增加，筒体加长，特别是承受外压的内筒壁厚增加，给反应釜的夹套制造增加了难度，为了满足一定的设计条件，现在越来越多的反应釜采用螺旋半圆管夹套替换传统换热夹套。但是，现有的螺旋半圆管夹套不但有螺旋半径的变化，又有螺旋导角的变化，螺旋半圆对接容易存在焊接缺陷，给反应釜整体装配带来不少潜在的危险。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种大型螺旋半圆管夹套式反应釜及其操作方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种大型螺旋半圆管夹套式反应釜，包括釜体，所述釜体由上封头、筒体和下封头从上到下依次焊接而成，所述上封头焊接有进料口，上封头上方设有驱动搅拌轴旋转的驱动装置，所述下封头焊接有出料口，所述筒体外壁套设有螺旋半圆管夹套，所述螺旋半圆管夹套由若干个半圆管夹套呈螺旋式首尾焊接而成，所述筒体焊接有两排平行排列的轨迹块，所述轨迹块与螺旋半圆管夹套呈相同螺旋式排列，所述半圆管夹套与筒体外壁焊接，并且半圆管夹套的上、下端分别与两排轨迹块焊接，所述筒体焊接方块，所述方块螺栓连接环箍，所述环箍设有凹槽，所述凹槽设有环垫，所述环垫外表面与环箍固定连接，环垫内表面设有凸块，所述凸块与半圆管夹套相抵接，所述螺旋半圆管夹套外周套设有保护壳，所述保护壳设有换热流体进管和换热流体出管，所述换热流体进管和换热流体出管与螺旋半圆管夹套连通。

优选的，所述上封头焊接有电机座，所述电机座上设有驱动装置，所述驱动装置包括电机和减速机，所述电机的输出轴通过皮带传动连接减速机的输入端，所述减速机的输出端通过联轴器固定连接搅拌轴，所述搅拌轴设有轴套，所述轴套焊接有搅拌叶。

优选的，所述半圆管夹套和筒体采用的材料相同，半圆管夹套之间采用环形角焊，半圆管夹套的壁厚小于五毫米，相邻半圆管夹套的竖直管心间距大于一百四十毫米。

优选的，所述轨迹块由多块楔形块呈螺旋式首尾焊接而成，楔形块的竖直截面呈直角梯形，楔形块靠近半圆管夹套的一侧为斜面，且该斜面与水平面呈七十五度夹角。

优选的，所述凸块呈半圆块形，并且凸块与环垫一体成型，凸块沿着环垫内表面呈半圆形均匀分布。

优选的，所述保护壳筒体焊接，保护壳底部焊接换热流体进管，保护壳顶部焊接换热流体出管，换热流体进管位置和换热流体出管位置左右相对。

一种大型螺旋半圆管夹套式反应釜的操作方法，包括以下步骤：

步骤一：检查釜体、驱动装置和搅拌装置是否符合安全要求；

步骤二：选取合适的换热流体，向换热流体进管通入换热流体，对螺旋半圆管夹套进行预热10-15min后，将从换热流体出管流出的换热流体转移到换热器中进行换热，形成循环换热；

步骤三：开启搅拌后，向釜内加入反应物，反应，得到产物。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明通过轨迹块预先约束半圆管夹套的前进方向，保证半圆管夹套之间焊接的可靠性，并使得螺旋半圆管夹套与筒体相紧贴，保证焊接质量，提高了换热效率，结构简单，易于装配；

2.保护壳密封保护半圆管夹套，可以避免螺旋半圆管夹套受到外力破坏，保护壳作为换热流体进管和换热流体出管的支承结构，降低了换热流体进管和换热流体出管对螺旋半圆管夹套的负荷，通过保护壳底部焊接换热流体进管，保护壳顶部焊接换热流体出管，使得换热流体在可以半圆管夹套缓慢上升，延长了换热流体与筒体接触时间，并通过设计换热流体进管位置和换热流体出管位置左右相对，使得换热路径最大化，提高了换热效率；

3.环箍加强了螺旋半圆管夹套在筒体轴向的强度，通过环箍和半圆管夹套之间设有环垫，环垫内表面的凸块减少了半圆管夹套与环垫的接触面积，降低了环垫与半圆管夹套之间的热交换。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为图1中a部放大结构示意图；

图3为图2中b部放大结构示意图。

图中：1上封头、2筒体、3下封头、4半圆管夹套、5轨迹块、6方块、7环箍、8环垫、9凸块、10保护壳、11换热流体进管、12换热流体出管、13进料口、14出料口、15搅拌轴、16轴套、17搅拌叶、18电机座、19电机、20减速机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图3，本发明提供一种技术方案：一种大型螺旋半圆管夹套式反应釜，包括釜体，釜体由上封头1、筒体2和下封头3从上到下依次焊接而成，上封头1焊接有进料口13，下封头3焊接有出料口14。上封头1焊接有电机座18，电机座18上设有驱动装置，驱动装置包括电机19和减速机20，电机19的输出轴通过皮带传动连接减速机20的输入端，减速机20的输出端通过联轴器固定连接搅拌轴15，搅拌轴15通过紧定螺钉固定连接轴套16，轴套16焊接有搅拌叶17。

筒体2外壁套设有螺旋半圆管夹套，螺旋半圆管夹套由若干个半圆管夹套4呈螺旋式首尾焊接而成，筒体2焊接有两排平行排列的轨迹块5，轨迹块5与螺旋半圆管夹套呈相同螺旋式排列，半圆管夹套4与筒体2外壁焊接，并且半圆管夹套4的上、下端分别与两排轨迹块5焊接，筒体2焊接方块6，方块6螺栓连接环箍7，环箍7设有凹槽，凹槽设有环垫8，环垫8外表面与环箍7固定连接，环垫8内表面设有凸块9，凸块9与半圆管夹套4相抵接，螺旋半圆管夹套外周套设有保护壳10，保护壳10设有换热流体进管11和换热流体出管12，换热流体进管11和换热流体出管12与螺旋半圆管夹套连通。

半圆管夹套4之间采用环形角焊，焊接结束后，除了表面探伤外，还需对螺旋半圆管夹套做水压试验和气密性试验，一旦反生泄漏后及时补焊并进行重新探伤和再次做水压试验和气密性试验。在本实施例中，半圆管夹套4的壁厚为四毫米，相邻半圆管夹套4的竖直管心间距为一百四十二毫米，同时为了保证半圆管夹套4和筒体2之间易于焊接，半圆管夹套4和筒体2使用的材料相同。

轨迹块5由多块楔形块呈螺旋式首尾焊接而成，如图3所示，在本实施例中，楔形块的竖直截面呈直角梯形，楔形块靠近半圆管夹套4的一侧为斜面，且该斜面与水平面呈七十五度夹角，即该斜面为轨迹块5和半圆管夹套4的焊接面，轨迹块5和半圆管夹套4之间易于焊接，半圆管夹套4易于固定在筒体2上。

在筒体2上安装螺旋半圆管夹套时，首先将轨迹块5焊接在筒体2上，保证轨迹块5前进方向与螺旋半圆管夹套螺旋方向相同，然后依次将半圆管夹套4与筒体2进行焊接、半圆管夹套4与轨迹块5进行焊接、半圆管夹套4之间进行形角焊。半圆管夹套4按照轨迹块5的前进方向焊接组合成螺旋半圆管夹套。

为了提高螺旋半圆管夹套在在筒体2的结构强度，将四组呈环形均匀的方块6焊接在筒体2上，保证每组中的方块6呈竖直排列，然后将四个环箍7分别与四组方块6螺栓连接，并保证环箍7中的环垫8套设在相邻的半圆管夹套4外周，四个环箍7加强了螺旋半圆管夹套在筒体2轴向的强度。

如图3所示，在本实施例中，凸块9呈半圆块形，并且凸块9与环垫8一体成型，凸块9沿着环垫8内表面呈半圆形均匀分布，凸块9减少了环垫8与半圆管夹套4的接触面积，降低了环垫8与半圆管夹套4之间的热交换。

保护壳10筒体2焊接，保护壳10密封保护半圆管夹套4，避免螺旋半圆管夹套受到外力破坏，保护壳10作为换热流体进管11和换热流体出管12的支承结构，降低了换热流体进管11和换热流体出管12对螺旋半圆管夹套的负荷，通过保护壳10底部焊接换热流体进管11，保护壳10顶部焊接换热流体出管12，使得换热流体在可以半圆管夹套4缓慢上升，延长了换热流体与筒体2接触时间，并通过设计换热流体进管11位置和换热流体出管12位置左右相对，使得换热路径最大化，提高了换热效率。

针对螺旋半圆管夹套内流通的换热流体不同，有下列两个实施例：

实施例1

一种大型螺旋半圆管夹套式反应釜的操作方法，包括以下步骤：

步骤一：检查釜体、驱动装置和搅拌装置是否符合安全要求；

步骤二：选取合适的热流体，向换热流体进管11通入热流体，对螺旋半圆管夹套进行预热12min后，将从换热流体出管12流出的换热流体转移到加热器中进行加热，形成循环换热；

步骤三：开启搅拌后，向釜内加入反应物，反应，得到产物。

实施例2

一种大型螺旋半圆管夹套式反应釜的操作方法，包括以下步骤：

步骤一：检查釜体、驱动装置和搅拌装置是否符合安全要求；

步骤二：选取合适的冷流体，向换热流体进管11通入冷流体，对螺旋半圆管夹套进行预冷15min后，将从换热流体出管12流出的冷流体转移到制冷器中进行降温，形成循环换热；

步骤三：开启搅拌后，向釜内加入反应物，反应，得到产物。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。