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一种新型电磁力传动反应釜的结构设计

来源:杭州惠合机械设备有限公司  发布日期:2017-06-19  点击次数:1198

  不锈钢反应釜随着人们日常生活的提高,对聚醚多元醇行业生产品种及工 艺的需求也越来越高。如何研制大容量、无泄的反应釜,快速生产出多批次、多牌号的聚醚产品满足行业需求,成为反应釜设计行业亟待解决的一个难题。

不锈钢反应釜

不锈钢反应釜

反应釜

反应釜

  现有的磁力反应釜容量过小,靠永磁铁磁力驱动,存在磁力 驱动不足的缺陷,属于试验级反应釜,山东某国营化工企业与威海某磁力反应釜制造企业共同设计制造了电磁力驱动3000L反应釜,其设计理念先进,制造工艺精良,磁力驱动力大,搅拌及转子不打滑,搅拌充分,成功生产出了多批次、合格的聚醚产品。多批次、多牌号的聚醚产品满足了泡沫塑料,造纸、纺织、印染、 合成革、涂抖,粘合剂、弹性体、密封剂及石油开发等行业的特殊需求。填补了国内大型电磁力反应釜设计的空白,获得了一项国家专利。

  设计思路和方法

  1.1 电磁力传动原理

  电磁力传动原理就是利用三相交流电通过绕组产生出的旋转 磁场,吸引反应釜内的转子一起旋转,转于带动搅拌达到物料的 搅拌目的。其机械机构为电磁力驱动器。电磁力驱动器通常由3个主要部件组成:(l)内磁转子部件;(2)外部 相绕组部件;(3)变频器。外部三相绕组部件作为动力源。由380V三相交流电通过绕组产生旋转磁场,带动反应釜内部的转子旋转。 内磁部件动力源来自于外部电磁绕组的空间磁场作用。反应釜的壳体则是把外磁部件、内磁转子隔离在两个工况完全不同的腔休 内。外部三相绕组产生磁场通过壳体吸引内部转子以此完成它们之间空间距离的力矩传递,从而达到搅拌目的。先进的设计理念 改变传统搅拌轴的动密封,做到了由原来的动密封变成了静密封机构设计。做到了真正意义上的无泄漏搅拌。见图l所示。

  1.2设备特点和设计要求。

  高压电磁力釜在设计时严格按照《压力容器安全技术检查规 程》设计,属于第三类高压反应容器,依据GH150--1998《钢制压力容器》的规定进行设计、制造、检验和验收。改备釜体和上 下封头均采用压力容器低合金钢板和不锈钢板复台(16MnR+OCr18Ni9)焊接而成。焊缝采用射线探伤。换热采用的盘管采用不锈钢,所有工艺接管均采用不锈制锻压件一次成型。所 有与反应物料接触面均采用不锈钢贴合,防止介质对材料造成腐蚀而产生应力腐蚀。在反应釜上安全装置采用弹簧式安全阀,防 止釜内压力超标。安全阀登记为3MPa。通径为50mm。材质为OCr18Ni9。开启压力为2.8Mpa。工作温度为-10-180度。根据 工艺要求和反应物料的特点,釜腔内设置组合式搅拌。

  这种搅拌器由于桨叶面积大,转速较低,其借助挡板的作用, 来强化轴向的混合。它的桨叶端部较长.叶片附近的湍动漩涡区 较大,有利于分散且物料不易沉于釜底。这种搅拌器在搅拌功率相同的情况下,能产生更大的循环湍流,可以将沉积于釜底的 催化剂固体颗粒在高速搅拌下充分与气液界面接触反应.提高反应效率,加快反应产品的生成。整个搅拌过程采用变频调速控制。

  反应釜采用电磁力传动装置后,目的是将传动轴动密封结构改变为静密封结构,使整台设备在高温高压工况下很好地解决密封问题:

  (1)人孔盖和人孔法兰连接处静密封;

  (2)磁力传动装置与人孔盖之间静密封;

  (3)磁力传动装置构件间静密封。严格按压力容器设计规程设计,采用金属齿形垫能保证长时间内设备在高温高压状态下无泄漏。

  结构特点与技术参数

  高压磁力釜结构如图1所示。反应釜的主体为上下封头(球形) 和中间釜体组成,结构形式为闭式。采用U形夹套蒸汽加热。釜 内按工艺要求设置4m2不锈钢盘管既可加热又可冷却。釜顶部(上 封头)中心开设大孔,整个电磁传动机构置于釜体两侧。工艺管道 接口布置于人孔周围开孔范围之内。该反应釜设计结构紧凑,布 置合理,适合各类有毒有害的工况使用。反应釜的各项设计参数 如表l所示。

  使用效果

  高压电磁力反应釜经国内同行多家用户使用证明性能优越, 在设备的安全运行、高效环保,特别是在有毒有害的工况下使用 效果显著,做到了无泄漏,保障操作工人的人身安全。

  (1)设备采用电磁力传动技术,电磁力搅拌反应釜以其优良密 封性能克服了机械密封和填料密封无法解决的泄漏问题,是易燃, 易爆、剧毒、贵重介质加温、加压搅拌反应首选设备,是目前国 内外最理想的无泄漏反应釜。实现了无泄漏操作,使用安全可靠, 避免了物料泄漏对人员和环境造成的各种事故。

  (2)该设备满足聚醚多元醇反应工艺,同采用传统反应釜反应 工艺相比,反应时间缩短3-4倍。反应短时间完成,产品转化率 比较高,产生副产品少,生产效率得到数倍的提高。

  (3)采用电磁力传动运转平稳,加工安装简单。维侈方便,反 应釜无泄漏,使用周期长。

  (4)电磁力传动采用空间传递力矩,几乎没有摩擦功耗,节能 效果明显。反应釜操作简单,反应时间缩短,节约了维修时间和 宝贵的维修经费。高压状态无泄漏,操作安全可靠,企业采纳后, 经济效益明显。

  结语

  磁力驱动反应釜设计理念先进,结构新颖,价格造价便宜, 成功实现了设备的动密封泄漏问题,结构属于国内首创。该设备首台造价在60万元左右,从国外进口同样设备是国内的6倍之多。 单从国外进口同样设备一套机械密封,价格就近35万元之多。而制作搅拌效果相同的套电磁力传动装置价格在15万元左右,其使用寿命几乎同反应釜的寿命样长,可达15年左右。该设备的投入运行,标志着我国的反应釜设计达到了国际领先水平,具有极大的使用、推广价值。

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