CN219777202U - 用于反应釜的pH取样测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及pH取样测量装置，反应釜是密封形成的容器，内部设置搅拌桨，pH取样测量装置包括设置在反应釜上的引水罐、泵和设置在引水罐上的pH计，引水罐设置有顶部的检测口用于插入pH计、顶部灌水口用于灌水、侧壁上部的引水罐入口通过引水管道连通反应釜、侧壁下部的引水罐出口通过中间管道连通泵的入水口，泵的出水口通过排水管道连通反应釜。从灌水口向引水罐内灌水后，再开启引水管道、中间管道、排水管道上的阀，依靠引水罐内的水的下落就能够形成将料浆引入的负压，再开启泵就能将反应釜内的料浆不断抽出、注入形成循环，pH计测量这些循环的料浆即能测量反应釜内的料浆的pH值，对泵的负担很小，且不会造成泵空转的情况。

Description

用于反应釜的pH取样测量装置

技术领域

本实用新型涉及化工生产设备领域，具体涉及用于大型反应釜的pH取样测量装置。

背景技术

反应釜是一种反应设备，是用于将料浆按反应条件混配的容器，广泛用于化工、石油、医药等领域的生产中，也广泛用于实验室的研究试验中。

在利用反应釜混配料浆的过程中，反应釜内的搅拌桨快速旋转，搅拌料浆，同时再根据pH计获取料浆的pH的测量值反应釜的进出料。由于反应釜的搅拌桨转速很快，pH计的测量端是一个很薄的玻璃球，直接将pH计插入反应釜容易造成玻璃球被旋转的料浆磨损、甚至破裂的情况。

为解决上述问题，现有技术中公开了一些设在反应釜外的实时取样装置。例如，如图5所示，申请号201821729928.3的实用新型专利提供的“一种设在反应釜外的实时取样装置”中，该实时取样装置主要包括取样器5、蠕动泵2，取样器5是通过取样管8与反应釜4内部连通的容器，蠕动泵2通过排样管1连通取样器5、通过回样管3连通反应釜4，料浆由蠕动泵2产生的负压提取到取样器5内，再泵回反应釜4内，形成料浆循环，pH计(在线pH探头6)插入取样器5内测量料浆的pH。蠕动泵2与取样器5的侧壁上方相连，循环料浆的流动完全依赖蠕动泵2提供的负压。

但是，在反应釜容积较大的情况下，反应釜内取样管较长，取样管内部料浆的重量较大，容易出现泵提供的负压不足以克服料浆的重力、无法将料浆泵入取样器的情况。并且，上述现有的取样装置在启动时，泵必须先空转一定时间，因此该装置只能装配不受空转影响的泵(如蠕动泵)，若采用动力强的化工泵，泵空转会大幅缩减化工泵使用寿命。

实用新型内容

本实用新型的第一目的是，解决现有技术中设在反应釜外的实时取样装置开车时泵所提供的负压不足以将料浆泵入取样器的问题，第二目的是，解决现有技术中设在反应釜外的实时取样装置开车时造成的泵空转的问题。为了上述目的，本实用新型提供用于反应釜的pH取样测量装置。反应釜是由水平的釜盖将釜体顶部密封形成的容器，反应釜内部设置垂直于釜盖的搅拌桨，搅拌桨与釜体外电动机的转轴通过传动装置相连，其特征在于，包括设置在反应釜上的引水罐、泵和设置在引水罐上的pH计。

引水罐封闭，其上部设置有引水罐入口，引水罐入口通过引水管道与反应釜的内部连通，引水管道的入口靠近搅拌桨，引水管道上设置引水阀。引水罐下部设置有引水罐出口，引水罐出口与泵的入水口通过中间管道连通，中间管道上设置中间阀。引水罐设置检测口，pH计设置在检测口上。引水罐的上部设置灌水口，灌水口上设置有灌水阀。

泵的出水口通过排水管道与反应釜的内部连通，排水管道上设置排水阀。

由于引水罐内的水的靠自身重力下落就能够形成将料浆引入的负压，将料浆提升。这个过程对泵的负担很小，且不会造成泵空转的情况，能够延长泵的使用寿命。

优选的，引水管道呈直角弯折，包括管径相等的水平管段和竖直管段。

水平管段位于反应釜外，平行于釜盖。竖直管段部分进入反应釜内，平行于搅拌桨。水平管段和竖直管段通过平滑的直角弯头相连，水平管段远离直角弯头的端部与引水罐入口连通，竖直管段进入反应釜的一端作为引水管道的进水口。

由于引水管道仅在直角弯头处弯折，所以能避免管内料浆因与引水管道的管壁有过多摩擦碰撞，最大程度减小了对流体的阻力，以保证能够上提料浆。

优选的，引水管道的入口位于搅拌桨的桨叶的正上方或侧下方。

由于上述入口端设置的位置位于反应釜内料浆流经的路线上，所以如此设置即能提取到能充分代表反应釜内料浆pH值的料浆样品。

优选的，中间管道7是水平的直管或是向泵倾斜的直管。

由于中间管道是水平的直管，没有弯曲，所以能最大程度减小了对流体的阻力，利于引水罐内的液体流向泵，促进料浆循环，减小泵的负荷。

优选的，引水罐的容积大于水平管段和竖直管段的长度之和与引水管道的横截面积的乘积。

由于引水罐容积大于引水管道的管内容积，所以能保证引水罐内的水形成的负压能够将引水管线内的水提起。

优选的，引水罐的容积不小于水平管段和竖直管段的长度之和L与引水管道的横截面积的乘积的7倍。

因此能够确保引水罐的容积大于水平管段和竖直管段的长度之和与引水管道的横截面积的乘积，也就能确保引水罐内的水形成的负压能够将引水管线内的水提起。

优选的，引水罐设置有透明的液位观察窗，用于观察引水罐内的液位。

优选的，引水罐上设置吊耳，吊耳上设置有通孔，便于在安装、检修时利用吊车搬运引水罐。

优选的，泵是化工泵，泵的入水口的口径大于引水管的管径。因此，能够保证泵所提供的吸力能够维持料浆循环。

优选的，引水罐底部设置有连接法兰，与釜盖固定连接。因此，能够避免引水罐因泵震动而倾倒。

附图说明

图1是反应釜的剖视说明图；

图2是图1中A部分的放大说明图；

图3引水罐的说明图；

图4是引水管道和引水罐的关系说明图；

图5是设有实时取样装置的反应釜说明图。

具体实施方式

下面以工业生产高纯氢氧化镁(氢氧化钠法)工艺中的反应釜上设置的pH取样测量装置为例，对本实用新型的技术方案进行详细阐述。工业生产高纯氢氧化镁工艺中的反应釜用于混合氯化镁溶液和氢氧化钠溶液。

图1是反应釜的剖视说明图，以下结合图1对反应釜4、pH取样测量装置整体结构进行说明：

如图1所示，反应釜4是由水平的釜盖401将釜体402顶部密封形成的容器，呈倒锥型，釜盖401上设置两个进料口41a、41b用于进料，釜体402底部设置有出料口42用于出料，侧部上方设置溢流口43用于溢流，下方设置温度测量口44用于插入测温元件。反应釜4的内部设置垂直于釜盖401的搅拌桨403，搅拌桨403与设置在釜体402外电动机405的转轴405a通过传动装置405b相连。反应釜4由设置有人孔45的筒形的支撑座404提供支撑。

生产时，氯化镁溶液和氢氧化钠溶液分别通过进料口41a、41b进入反应釜4，搅拌桨403在电机动机405提供的动力下高速旋转，氯化镁溶液和氢氧化钠溶液被充分搅拌制备均匀的氢氧化镁料浆，再由出料口42连接的输送管线(图中未示出)将料浆输送给下游设备。

图1的右上方示出了pH取样测量装置的整体结构，如图1所示，pH取样测量装置包括引水罐1、泵2、pH计6，引水罐1和泵2设置在覆盖401上方。

引水罐1通过引水管道3与反应釜4的内部连通，引水管道3的入口302a靠近搅拌桨403。引水罐1和泵2通过中间管道7连通。

泵2与反应釜4的内部通过排水管道5连通。

图2是图1中A部分的放大说明图，图3是引水罐的说明图，图4是引水管道和引水罐的关系的说明图，以下结合图2、图3、图4说明pH取样测量装置的具体结构。

如图3所示，引水罐1是密闭的罐形容器。

引水罐1的顶部设置检测口11、灌水口12，侧壁上部设置引水罐入口14，侧壁下部设置引水罐出口13。引水罐1上还设置有用于透明的液位观察窗(图中未示出)。引水罐1底部设置有连接法兰(图中未示出)，与釜盖401固定连接。因此，能够避免引水罐因泵震动而倾倒

如图2所示，pH计6从检测口11检测引水罐1内的pH值。灌水口12上设置灌水阀接通工业水管(图中未示出)，用于向引水罐1内注入工业水。

引水管道3连通反应釜4的内部和引水罐入口14，中间管道7连通引水罐出口13和泵2的入水口21，排水管道5连通泵2的出水口22和反应釜4的内部。引水管道3上设置有引水阀31，中间管道7上设置中间阀71，排水管道5上设置排水阀51。

生产时，先关闭引水阀31、中间阀71、排水阀51和泵2，从灌水口12向引水罐1内灌入工业水，灌满后，开启引水阀31、中间阀71，再启动泵2，泵2开始正常运行后开启排水阀51。图2中的箭头a、b、c分别指示了生产时引水管道3、中间管道7和排水管道5的液体流向。

如图2所示，引水罐1中的工业水依靠自身重力沿箭头b流动，在引水罐1的上部形成负压，将反应釜1内的液体(料浆)沿箭头a方向引入引水罐1；泵2将从泵的入口21进入的液体，沿箭头c方向从排水管道5送回反应釜4内，形成料浆循环。

由于引水罐1内的水的靠自身重力下落就能够形成将料浆引入的负压，对泵的负担很小，且不会造成泵空转的情况，所以料浆不需要靠泵的吸力，能够延长泵的使用寿命。

如图2所示，中间管道7是水平的直管，没有弯曲，所以能最大程度减小了对流体的阻力，利于引水罐1内的液体流向泵2，促进料浆循环，减小泵2的负荷。为进一步保证引水罐1内的液体能够流向泵2。作为替换的实施方式，可将中间管道7设置成向泵2倾斜的直管。

如图3所示，在引水罐1的外侧壁上部设置有吊耳15，用于插入吊钩，以便在安装、检修时利用吊车搬运引水罐1。吊耳15上具有用于插入吊钩的通孔，远离通孔的一端形成直角片状的连接端部，连接端部焊接在引水罐1侧壁上方。

如图2、图4所示，引水管道3呈直角弯折，包括长度为D1的水平管段301和长度为D2的竖直管段302，二者通过平滑的直角弯头303连通。

如图2所示，竖直管段302进入反应釜内的一端，即引水管道3的入口端302a，靠近搅拌桨403的浆叶403a，可设置在如图2中所示的浆叶403a的正上侧，上述入口端302a设置的位置位于反应釜4内料浆流经的路线上，所以如此设置即能提取到能充分代表反应釜4内料浆pH值的料浆样品。作为替换的实施方式，入口端302a可设置在浆叶403a的下侧、浆叶403外侧(图中未示出)。

如图4所示，水平管段301位于反应釜4外，平行于釜盖401，竖直管段302部分进入反应釜内，平行于搅拌桨403(图4中未示出)。水平管段远离直角弯头303的端部与引水罐入口14连通，竖直管302段进入反应釜的一端作为引水管道3的进水口302a。

由于引水管道3仅在直角弯头303处弯折，所以能避免管内料浆因与引水管道的管壁有过多摩擦碰撞，最大程度减小了对流体的阻力，以保证能够上提料浆。

图4中，引水管道3的水平管段301和竖直管段302的总长度设为D(D＝D1+D2)，引水管道3的截面积设为S，引水罐1的容积设为V，引水罐1和引水管道3之间的关系为，V＞D·S，即引水罐。为保证上式成立，可依照V≥7D·S设计引水罐大小和引水管道长度、管径，即引水罐1的容积大于等于七倍的水平管段301和竖直管段302的总长度与引水管道3的截面积设为S的乘积。

不等式V＞D·S的含义物理是，引水罐1容积大于引水管道3的管内容积，只要满足此条件，就能保证引水罐1内的水形成的负压能够将引水管线3内的水提起。

应该注意的是，上述实施例对本实用新型进行说明而不是对本实用新型进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。例如，引水罐的入水口与出水口设置在引水罐的同侧，或是根据需要设置两套或两套以上pH取样测量装置测量反应釜内不同位置的pH值。

Claims (10)

1.用于反应釜的pH取样测量装置，所述反应釜（4）是由水平的釜盖（401）将釜体（402）顶部密封形成的容器，内部设置垂直于釜盖（401）的搅拌桨（403），所述搅拌桨（403）与釜体（402）外电动机的转轴通过传动装置相连，其特征在于，

包括设置在反应釜（4）上的引水罐（1）、泵（2）和设置在引水罐（1）上的pH计（6），

所述引水罐（1）封闭，其上部设置有引水罐入口（14），所述引水罐入口（14）通过引水管道（3）与所述反应釜（4）的内部连通，所述引水管道（3）的入口靠近所述搅拌桨（403），所述引水管道（3）上设置引水阀（31），

所述引水罐（1）下部设置有引水罐出口（13），所述引水罐出口（13）与泵（2）的入水口（21）通过中间管道（7）连通，所述中间管道（7）上设置中间阀（71），

所述引水罐（1）设置检测口（11），所述pH计（6）设置在所述检测口（11）上，

所述引水罐（1）的上部设置灌水口（12），所述灌水口（12）上设置有灌水阀，

所述泵（2）的出水口（22）通过排水管道（5）与所述反应釜（4）的内部连通，所述排水管道（5）上设置排水阀（51）。

2.根据权利要求1所述的pH取样测量装置，其特征在于，所述引水管道（3）呈直角弯折，包括管径相等的水平管段（301）和竖直管段（302），

所述水平管段（301）位于反应釜外，平行于所述釜盖（401），所述竖直管段（302）部分进入反应釜内，平行于所述搅拌桨（403），

所述水平管段（301）和所述竖直管段（302）通过平滑的直角弯头（303）相连，所述水平管段远离所述直角弯头（303）的端部与引水罐入口（14）连通，所述竖直管段（302）段进入反应釜的一端作为引水管道（3）的进水口（302a）。

3.根据权利要求2所述的pH取样测量装置，其特征在于，所述引水管道（3）的入口位于所述搅拌桨（403）的桨叶（403a）的正上方或侧下方。

4.根据权利要求3所述的pH取样测量装置，其特征在于，所述中间管道（7）是水平的直管或是向泵（2）倾斜的直管。

5.根据权利要求3所述的pH取样测量装置，其特征在于，所述引水罐（1）的容积大于所述水平管段（301）和竖直管段（302）的长度之和D与所述引水管道（3）的横截面积S的乘积。

6.根据权利要求5所述的pH取样测量装置，其特征在于，所述引水罐（1）的容积不小于所述水平管段（301）和竖直管段（302）的长度之和L与所述引水管道（3）的横截面积S的乘积的7倍。

7.根据权利要求6所述的pH取样测量装置，其特征在于，所述引水罐（1）设置有液位观察窗。

8.根据权利要求1~7任一所述的pH取样测量装置，其特征在于，所述引水罐（1）上设置吊耳（15），所述吊耳（15）上设置有通孔。

9.根据权利要求1~7任一所述的pH取样测量装置，其特征在于，所述泵（2）是化工泵，所述泵（2）的入水口（21）的口径大于所述引水罐（1）的管径。

10.根据权利要求1~7任一所述的pH取样测量装置，其特征在于，所述引水罐（1）底部设置有连接法兰，与所述釜盖（401）固定连接。