CN103230762B - 卧式油加热空心桨叶承压反应釜 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种卧式油加热空心桨叶承压反应釜，用以解决现有技术中使用导热油加热粘稠物料时加热效果不好的问题。该反应釜包括水平放置的反应釜筒体，反应釜筒体内设有空心轴，其上固定有若干与其连通的空心桨叶，空心轴两端分别为进油端和出油端；反应釜筒体的上半部固定有位于其外表面上的上夹套，两者之间形成上腔体；反应釜筒体的下半部固定有位于其内表面上的下筒体，反应釜筒体位于下筒体以下的部分为下夹套，两者之间形成下腔体；下夹套开有进油口，反应釜筒体开有连通上腔体与下腔体的腔体开孔，上夹套上开有出油口，该反应釜通过夹套和空心桨叶双重加热方式大大提高了加热效率，而且空心桨叶能够起到搅拌物料的作用，适用于粘稠物料。

Description

卧式油加热空心桨叶承压反应釜

技术领域

本发明涉及卧式反应釜技术领域，特别是指一种卧式油加热空心桨叶承压反应釜。

背景技术

目前市场上的反应釜多是垂直搅拌的立式反应釜，搅拌器有锚式、框式、桨式、涡轮式、推进式等，这些结构形式不适用于大直径、低转速以及反应物料较粘稠的情况。釜内物料的上下搅拌效果差，温差大，均匀性差，即便是安装导流筒也没有多少改善效果。当料浆达到一定浓度时，釜内物料会严重粘壁，影响传热。另外，立式反应釜的搅拌轴转速一般在100～400转/分，增加了密封的难度，密封套易损坏。目前，少数卧式反应釜的搅拌装置采用水平搅拌桨、水平搅拌耙以及设置多个垂直搅拌器的方式，同样不适宜用于粘稠物料的场合。

反应釜的加热方式主要三种：蒸汽加热、电加热、导热油加热。其中，电加热运行成本太高，很少被采用。蒸汽加热需配备高压蒸汽锅炉，设备成本高，锅炉和反应釜都需要专业人员操作，安全性差，运行费用高。实践中，蒸汽加热釜内温度一般不超过180℃，压力不超过1Mpa，只适用于低压反应釜。导热油加热方式热效率高（比蒸汽加热高25～40%），最高工作温度可达到350℃，运行成本低，加热系统常压操作安全性高，节能（比蒸汽加热节约25～30%的燃煤费用），对设备和管线无腐蚀。随着导热油使用技术的提高，导热油加热系统原来的泄露等安全问题已得到有效解决。

目前导热油加热主要采用的结构形式是夹套和内置盘管。夹套加热的加热面受容器壁面限制，传热系数不高；如果釜内物料搅拌不均，则夹套的传热效果就会受较大影响。当反应釜工作温度较高时，单纯采用夹套加热的方式会导致传热面不足。使用内置盘管加热的反应釜直径受到限制，机械搅拌受到限制，同时釜体内壁易结垢难清洗。

发明内容

本发明提出一种卧式油加热空心桨叶承压反应釜，解决了现有技术中卧式反应釜使用导热油加热粘稠物料时加热效果不好的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：卧式油加热空心桨叶承压反应釜，包括水平放置的反应釜筒体，所述反应釜筒体的中心设有水平放置的搅拌轴，所述搅拌轴上固定有若干搅拌桨叶；所述反应釜筒体的上半部固定有位于其外表面上的上夹套，所述反应釜筒体与所述上夹套之间形成上腔体；所述反应釜筒体的下半部固定有位于其内表面上的下筒体，所述反应釜筒体位于所述下筒体以上的部分为上筒体，所述反应釜筒体位于所述下筒体以下的部分为下夹套，所述下筒体与所述下夹套之间形成下腔体；所述下夹套上开有与所述下腔体相连通的进油口，所述反应釜筒体上开有连通所述上腔体与所述下腔体的腔体开孔，所述上夹套上开有与所述上腔体相连通的出油口；所述搅拌轴为空心轴，其一端为进油端，另一端为出油端；所述搅拌桨叶为空心桨叶，所述空心轴与所述空心桨叶之间连通。

作为一种优选的实施方式，所述空心轴内固定有中心隔板，所述中心隔板将所述空心轴的内腔分为热油腔、冷油腔，所述热油腔与所述进油端连通；相邻两个所述的空心桨叶之间以所述中心隔板为中心对称设置，每个所述的空心桨叶上均开有与所述热油腔相连通的进油孔、与所述冷油腔相连通的出油孔；在所述空心轴内设有若干半圆挡板，相邻两个所述的半圆挡板以所述中心隔板为中心对称设置。

作为一种优选的实施方式，所述空心桨叶呈楔形，所述空心桨叶的末端固定有螺旋刮板。

作为对上述技术方案的改进，所述空心桨叶内设有多个起导流作用的弧形导流板，还设有多根起支撑作用的支撑管。

作为一种优选的实施方式，所述上腔体内设有与其适配的多个夹套隔板，多个所述的夹套隔板将所述上腔体分为多个独立的油室，所述油室与所述进油口一一对应，所述油室与所述出油口一一对应，每个所述的油室内均开有所述的腔体开孔。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述下腔体内设有多个与其适配的圆弧筋板，所述圆弧筋板上开有若干开孔；相邻两个所述圆弧筋板之间的间距为20～50cm。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述反应釜筒体的端部固定有外压椭圆封头，所述反应釜筒体端部的平盖上固定有端盖筒体，所述外压椭圆封头固定于所述端盖筒体内，所述平盖上还固定有穿过所述外压椭圆封头的密封套。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：该卧式油加热空心桨叶承压反应釜中存在两种加热途径：一是通过进油口向下腔体内注入导热油，下腔体内先充满导热油，之后导热油会经过腔体开孔进入到上腔体内，然后上腔体内会充满导热油，最终导热油从出油口排出，在此过程中，因为导热油的整体流动方向是从下向上流动，则下腔体和上腔体内的空气会被逐渐排出，直至下腔体和上腔体内全部充满温度较高的导热油；二是通过进油端向空心轴内注入导热油，使空心轴与空心桨叶中全部充满导热油，最终从出油端排出，这样，空心轴与空心桨叶不仅能够起到搅拌物料的作用，而且能够有效地增加与物料之间的热传递面积，提高加热效率。

由于通过中心隔板将空心轴的内腔分为热油腔和冷油腔，则在将导热油从进油端注入热油腔内后，导热油会经进油孔流入空心桨叶内，再经出油孔流入冷油腔内，而且，在空心轴内间隔对称设置的半圆挡板能够形成一条供导热油流动的唯一通道，使导热油始终不会滞留，一直处于不断流动的过程中，保证对物料的充分加热，同时，中心隔板和半圆挡板还可增加空心轴的抗压能力；以中心隔板为中心对称设置的空心桨叶不仅导热油提供了流动的通道，而且使导热油整体呈“S”型向前流动，大大增加了导热油的流动行程，充分利用了导热油的热量。另外，上述结构所形成的唯一通道能够使导热油将空心轴内、空心桨叶内的空气逐渐排出，消除了其中存在的安全隐患。

由于空心桨叶采用的是楔形桨叶，在转动时能够减小与物料之间的运转阻力，同时将物料向外侧推动，加强了物料的搅拌和传热效果。同时在空心桨叶末端固定的螺旋刮板可以清理下筒体内表面上的存料，在螺旋刮板转动至最高处时，螺旋刮板与上筒体会存在一定的间隙，物料在此处会发生自由落体。从而进一步增强了物料的搅拌效果。

由于在空心桨叶内设置了多个弧形导流板，可以使导热油按照设定的路线流动，而且该弧形导流板和其内部设置的支撑管还可以增加空心桨叶的抗压能力。

由于通过多个夹套隔板将上腔体分为多个相互独立的油室，每个油室都对应一套进油口、腔体开孔、出油口的导热油流动路线，这样可将长度较长的反应釜筒体分段进行加热，避免加热不均。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种实施例的局部剖视示意图；

图2为本发明反应釜筒体的横截面示意图；

图3为本发明空心轴与空心桨叶的结构示意图；

图4为本发明反应釜筒体端部一种实施例的结构示意图；

图5为本发明反应釜筒体端部另一种实施例的结构示意图；

图中：1-反应釜筒体；11-上筒体；12-下筒体；13-平盖；21-上夹套；22-下夹套；3-空心轴；31-空心桨叶；311-螺旋刮板；312-弧形导流板；313-支撑管；32-进油端；33-出油端；34-中心隔板；35-热油腔；36-冷油腔；37-进油孔；38-出油孔；39-半圆挡板；41-上腔体；42-圆弧筋板；421-开孔；51-进油口；52-腔体开孔；53-出油口；54-排污嘴；6-夹套隔板；61-油室；7-圆形平盖封头；81-端盖筒体；82-外压椭圆封头；83-密封套；84-外筋板；85-内筋板；86-筋板；91-加料口；92-放料口。

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作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。

实施例：

如图1所示，为本发明卧式油加热空心桨叶承压反应釜一种实施例的局部剖视图。反应釜筒体1水平放置，在反应釜筒体1的上部设有与其内腔相连通的加料口91，在反应釜筒体1的下部设有与其内腔相连通的放料口92，物料在从加料口91加入到反应釜筒体1的内腔后，经搅拌和加热作用后，即可从放料口92排出。

该实施例中对物料采用的是双重加热方式：

一、夹套加热。如图2所示，夹套加热是本技术领域内常用的技术手段，该实施例中，在反应釜筒体1的上半部固定有位于其外表面上的上夹套21，在反应釜筒体1的下半部固定有位于其内表面上的下筒体12。这样，即将反应釜筒体1分为上、下两部分，反应釜筒体1位于下筒体12以上的部分为上筒体11，反应釜筒体1位于下筒体12以下的部分为下夹套22。

上夹套21与上筒体11之间形成的是上腔体41，下筒体12与下夹套22之间形成的是下腔体。为了使夹套加热这种方式充分发挥其作用，在下夹套22上开有与下腔体相连通的进油口51，在反应釜筒体1上开有连通上腔体41与下腔体的腔体开孔52，在上夹套21的顶部还设有与上腔体41相连通的出油口53。这样，导热油在从进油口51注入下腔体后，首先是充满整个下腔体，然后通过腔体开孔52进入到上腔体41内并充满上腔体41，最终从出油口53排出，导热油在此处的整体流动方向是从下向上，上腔体41和下腔体内的空气会被逐渐排出，这样就保证了夹套加热的高效率和安全性。

当反应釜筒体1的长度较长时，从进油口51注入下腔体、上腔体41内的导热油可能存在对物料加热不均的情况，因此，本实施例所采取的技术方案是：

在上腔体41内设置多个与其相适配的夹套隔板6，这些夹套隔板6将整个的上腔体41分为多个独立的油室61，在下夹套22上设有与油室61一一对应的进油口51，在上夹套21上设有与油室61一一对应的出油口53，同时每个油室61内均开有腔体开孔52。这样可将长度较长的反应釜筒体1分段进行加热，避免出现加热不均的情况。

另外，在下腔体内还设有多个与其适配的圆弧筋板42，相邻的两个圆弧筋板42之间间距为20～50cm，而且每个圆弧筋板42上均开有若干供导热油通过的开孔421，这样即可将下筒体12承受的压力通过圆弧筋板42传至下夹套22上，从而保证了反应釜承压的安全性。在下夹套22的底端还设有与下腔体相连通的排污嘴54。

二、空心轴与空心桨叶加热。如图3所示，在反应釜筒体1的中心处设有水平放置的搅拌轴，搅拌轴上固定有若干的搅拌桨叶，该实施例中的搅拌轴为空心轴3，搅拌桨叶为空心桨叶31，每一个空心桨叶31均与空心轴3相连通，在空心轴3的一端设有进油端32，另一端设有出油端33，进油端32与出油端33均位于反应釜筒体1的外部。

在空心轴3内固定有中心隔板34，将空心轴3的内腔分为热油腔35和冷油腔36，其中的热油腔35与进油端32相连通。

相邻的两个空心桨叶31之间以中心隔板34为中心对称设置，每个空心桨叶31上均开有进油孔37和出油孔38，其中，进油孔37与热油腔35相连通，出油孔38与冷油腔36相连通。在空心轴3内还设有若干的半圆挡板39，相邻的两个半圆挡板39之间同样以中心隔板34为中心对称设置，这样即将热油腔35和冷油腔36进行了分段。

该实施例中，为了安装方便，每隔两个空心桨叶31即设置一个半圆挡板39。在每个空心桨叶31内还设有多个起导流作用的弧形导流板312和支撑管313，能够大大地增强空心桨叶31的抗压能力。这样能够通过导热油将空心轴3内、空心桨叶31内的空气逐渐排出，消除了其中存在的安全隐患。

另一方面，空心桨叶31的形状设置成楔形，其小端在转动方向，能够减小运转的阻力，同时将物料向外侧推动。而且相邻一对空心桨叶31错开90°，使得物料快速左右推动，加强了搅拌和传热的效果。在空心桨叶31的大面端安装有成45°角的螺旋刮板311，且空心轴3两端空心桨叶31的角度相反，空心轴3在运转过程中使物料向反应釜筒体1中部集中运动。空心桨叶31在运转过程中，物料在上部依靠自身的重力向两侧运动，使物料在反应釜筒体1内形成循环，加强了搅拌，同时有利于放料。而且螺旋刮板311在转动过程中可以清理下筒体12上的存料。

如图1所示，反应釜筒体1的端部通过圆形平盖封头7进行密封，此密封方式适合低压反应釜，压力范围为0～1.6Mpa，如图5所示，即为其具体的结构示意图，在反应釜筒体1的平盖13上固定有筋板86，通过筋板86在平盖13上还固定有密封套83。

如图4所示，为反应釜筒体1的另一种密封方式，此密封方式适合中压反应釜，压力范围为1.6～10Mpa，也适合高压反应釜，压力范围为10Mpa以上，该结构包括固定在反应釜筒体1端部的平盖13，在该平盖13上固定有端盖筒体81，在该端盖筒体81内固定有外压椭圆封头82，此外还包括穿过外压椭圆封头82并固定在平盖13上的密封套83。而且，使用这种结构形式能够对反应釜筒体1内的所有空间进行搅拌，避免封头结构带来的侧边存料无法搅拌的问题。

为了增强此处的整体强度，在外压椭圆封头82与密封套83之间固定有外筋板84，在外压椭圆封头82与平盖13之间固定有内筋板85。

该卧式油加热空心桨叶承压反应釜通过夹套加热和空心桨叶加热双重加热方式大大提高了加热效率，而且空心桨叶同时能够起到均匀搅拌物料的作用，适用于粘稠物料。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.卧式油加热空心桨叶承压反应釜，包括水平放置的反应釜筒体，所述反应釜筒体的中心设有水平放置的搅拌轴，所述搅拌轴上固定有若干搅拌桨叶；

所述反应釜筒体的上半部固定有位于其外表面上的上夹套，所述反应釜筒体与所述上夹套之间形成上腔体；

所述反应釜筒体的下半部固定有位于其内表面上的下筒体，所述反应釜筒体位于所述下筒体以上的部分为上筒体，所述反应釜筒体位于所述下筒体以下的部分为下夹套，所述下筒体与所述下夹套之间形成下腔体；

所述下夹套上开有与所述下腔体相连通的进油口，所述反应釜筒体上开有连通所述上腔体与所述下腔体的腔体开孔，所述上夹套上开有与所述上腔体相连通的出油口；

所述搅拌轴为空心轴，其一端为进油端，另一端为出油端；

所述搅拌桨叶为空心桨叶，所述空心轴与所述空心桨叶之间连通，其特征在于：

所述空心轴内固定有中心隔板，所述中心隔板将所述空心轴的内腔分为热油腔、冷油腔，所述热油腔与所述进油端连通；

相邻两个所述的空心桨叶之间以所述中心隔板为中心对称设置，每个所述的空心桨叶上均开有与所述热油腔相连通的进油孔、与所述冷油腔相连通的出油孔；

在所述空心轴内设有若干半圆挡板，相邻两个所述的半圆挡板以所述中心隔板为中心对称设置。

2.如权利要求1所述的卧式油加热空心桨叶承压反应釜，其特征在于：每隔两个所述的空心桨叶设置一个所述的半圆挡板。

3.如权利要求1所述的卧式油加热空心桨叶承压反应釜，其特征在于：所述空心桨叶呈楔形，所述空心桨叶的末端固定有螺旋刮板。

4.如权利要求1所述的卧式油加热空心桨叶承压反应釜，其特征在于：所述空心桨叶内设有多个起导流作用的弧形导流板，还设有多根起支撑作用的支撑管。

5.如权利要求1至4任一项所述的卧式油加热空心桨叶承压反应釜，其特征在于：所述上腔体内设有与其适配的多个夹套隔板，多个所述的夹套隔板将所述上腔体分为多个独立的油室，所述油室与所述进油口一一对应，所述油室与所述出油口一一对应，每个所述的油室内均开有所述的腔体开孔。

6.如权利要求5所述的卧式油加热空心桨叶承压反应釜，其特征在于：所述下腔体内设有多个与其适配的圆弧筋板，所述圆弧筋板上开有若干开孔；

相邻两个所述圆弧筋板之间的间距为20～50cm。

7.如权利要求1所述的卧式油加热空心桨叶承压反应釜，其特征在于：所述反应釜筒体的端部固定有外压椭圆封头，所述反应釜筒体端部的平盖上固定有端盖筒体，所述外压椭圆封头固定于所述端盖筒体内，所述平盖上还固定有穿过所述外压椭圆封头的密封套。

8.如权利要求7所述的卧式油加热空心桨叶承压反应釜，其特征在于：所述外压椭圆封头与所述密封套之间固定有外筋板，所述外压椭圆封头与所述平盖之间固定有内筋板。

9.如权利要求1所述的卧式油加热空心桨叶承压反应釜，其特征在于：所述下夹套的底端设有排污嘴。