(2) Куртка
Рубашка является наиболее часто используемой конструкцией теплопередачи в конструкции реактора с перемешиванием. Рубашка реактора состоит из цилиндрической оболочки и нижней крышки. Существует два способа соединения рубашки с внутренним цилиндром: разъемное соединение и неразъемное (сварное) соединение. Разъемная конструкция соединения используется в плохих условиях эксплуатации или при необходимости регулярного осмотра внешней поверхности внутреннего цилиндра и необходимости частой очистки рубашки. Разъемное соединение представляет собой соединение внутреннего цилиндра и рубашки через фланец.
Неразъемное соединение в основном используется для реакторов из углеродистой стали. Рубашка соединяется с внутренним цилиндром сваркой. Неразъемное соединение надежно в герметизации и просто в изготовлении и обработке. Рубашка снабжена входом и выходом пара, охлаждающей воды или другой нагревающей и охлаждающей среды. Если нагревающей средой является пар, то входная труба должна находиться близко к верхнему концу рубашки, а конденсат отводится снизу; если нагревающей (охлаждающей) средой является жидкость, то входная труба должна располагаться снизу, так чтобы жидкость подавалась снизу и выходила сверху, что способствует отводу газа и заполнению жидкости.
Материалом оболочки может быть углеродистая сталь или стекло. Они не требуются для коррозионной стойкости, так как оболочка обычно не контактирует с реагентом напрямую. Но, поскольку оболочка должна выдерживать определенное давление, материал должен выдерживать давление, поэтому необходима определенная антисиловая характеристика.
В практике проектирования инженеры обычно рассчитывают силу из давления, материала и размера корпуса реактора. Затем используют специализированные инструменты программного обеспечения, чтобы получить толщину оболочки, которая уже была описана в предыдущей статье.
WHGCM обычно применяет несъемную соединительную рубашку из-за ее преимуществ, таких как простота эксплуатации и отсутствие необходимости в обслуживании.
По профилю реактора мы можем определить, есть ли у него оболочка.
Реактор без рубашки обычно меньше в диаметре, его отношение высоты к диаметру больше, чем у реактора с рубашкой. Поэтому он выглядит очень тонким.
И наоборот, трудно сказать, имеет ли реактор рубашку или нет. Это происходит потому, что некоторые реакторы не имеют рубашек, но имеют слой изоляции. Слой изоляции также прикреплен к внешней стороне цилиндра реактора, как и рубашка. Просто по внешнему виду мы не можем сказать, является ли его внешняя структура слоем изоляции или рубашкой.
(3) Реакторная катушка
Катушка реактора в этой статье не та, что в Iron Man. Это компонент, используемый на корпусе реактора для нагрева и преобразования.
Катушка Железного Человека предназначена для генерации электромагнитной силы и иммобилизации радиоактивных реактивных материалов. А катушки здесь предназначены для регулирования температуры, это совсем не одно и то же.
При проектировании химического реактора, если требуется большая площадь теплопередачи, а теплопередача через рубашку не может удовлетворить требованиям или использование теплопередачи через рубашку нецелесообразно, можно применить змеевик в качестве теплопередачи для реактора при проектировании реактора.
Катушки либо размещаются внутри реактора, либо привариваются к его внешней стороне.
При помещении спирали в сосуд/котел, погруженный в реакционную среду, тепло может быть полностью использовано, а эффект теплопередачи лучше, чем в конструкции с рубашкой.
Поскольку он находится в непосредственном контакте с реагентами, если реагенты являются едкими, то материал змеевика должен быть устойчивым к коррозии.
Также, в больших котлах змеевики обычно большие и при проектировании следует проявлять осторожность, избегая агитатора. При этом, чтобы предотвратить деформацию змеевика, необходимо установить кронштейн для змеевика и закрепить кронштейн на котле.
Видно, что размещение спирали внутри котла увеличит тепловую эффективность, но вызовет трудности в производстве, а также в будущей очистке и обслуживании. В промышленном производстве, как правило, реакция используется в более легко очищаемых материалах, таких как растворимые или нелипкие жидкие среды или двухфазные газожидкостные среды с использованием встроенной спирали.
Катушку в цилиндрическом корпусе необходимо закрепить, закрепить в различных формах. Когда центральный диаметр катушки мал, число кругов меньше, катушка может использовать импортную и экспортную трубу, закрепленную в крышке котла или дне котла.
Однако, сложно отремонтировать змеевик, и эффект теплопередачи может быть снижен из-за накопления конденсата. Змеевик и рубашка могут использоваться одновременно для увеличения эффекта теплопередачи. Змеевик обычно с номинальным диаметром 25 ~ 70 мм бесшовной стальной трубчатой обмотки. Обычно используемые структурные формы - круглая спираль, плоское кольцо, U-образная вертикальная намотка, пружинная концентрическая круговая группа параллельной формы намотки.
Вход и выход моталки должны располагаться на одном конце, как правило, в верхней части, чтобы сделать конструкцию простой, легкой в установке и демонтаже.
Существует также форма, в которой катушка приварена к внешней стороне чайника. Катушка в основном охватывает около двух третей цилиндра. Хотя эта форма катушки не так высокоэффективна, как встроенная катушка, ее требования к материалам ограничиваются потребностями только теплопроводящей среды. Поэтому материалы, как правило, относительно недороги, и, соответственно, они обычно используются в очень больших количествах.
Кроме того, внешне сваренные змеевики имеют форму полутруб, поэтому их необходимо приваривать к корпусу котла по всей длине линий. По сравнению со встроенной катушкой, это, очевидно, требует больше работы, но из-за экономии материала и низкой стоимости рабочей силы внешний спиральный котел во многих случаях дешевле, чем котел со встроенными катушками.
(4)Крышка для реактора
Крышка (головка крышки) реактора часто делается съемной для удовлетворения потребностей сборки и разборки. В WHGCM мы обычно называем этот тип крышки реактором открытого типа. Соответственно, другой тип верхней крышки приваривается к цилиндру и не может быть открыт, такой реактор мы называем реактором закрытого типа.
Реактор открытого типа, его крышка соединена с цилиндром через фланец. В реакторе с рубашкой большая часть приемника открывается в верхней крышке. Кроме того, большая часть передаточного устройства котла также напрямую поддерживается верхней крышке. Поэтому верхняя крышка должна иметь достаточную прочность и жесткость. Конструктивные формы верхней крышки - плоская крышка, дисковая крышка, коническая крышка, а наиболее используемая - овальная крышка.
Для реакторов закрытого типа, чтобы минимизировать нагрузку на верхнюю крышку, обычно используют овальную крышку, а иногда используют и полукруглую крышку.
(5) Сопловые отверстия на реакторе
Существует множество целей использования портов сопла.
Отверстия для входа и выхода материала называются загрузочными и разгрузочными отверстиями.
Для монтажа и обслуживания имеется люк или смотровой люк.
Для наблюдения за процессом смешивания и реакции материалов используется смотровое стекло.
Для измерения температуры реакции мы могли бы сделать порт термометра на реакторе.
В целях обеспечения безопасности некоторые порты также могут быть открыты для установки предохранительных устройств. , и так далее.
Другие части
1. Трубка подачи
Питающая труба соединена с питающим отверстием реактора.
Подающая труба обычно располагается сверху. Нижний конец подающей трубы обычно срезан под углом 45°, чтобы предотвратить поток материала вдоль стенки.
2. Выпускная труба
Выпускные трубы соединяются с выпускным отверстием. Они бывают двух типов: верхняя выпускная труба и нижняя выпускная труба.
Нижний выпуск подходит для вязкой или содержащей твердые частицы среды. Когда материал необходимо транспортировать для очистки в более высокую позицию или требуется закрытая транспортировка, необходимо оснастить напорной трубой, чтобы материал можно было выгружать из верхней части.
Верхний выпуск часто использует сжатый воздух или другой благородный газ, материал из котла через давление трубы давления к следующему технологическому оборудованию. Для того, чтобы материал был исключен чисто, следует сделать нижний конец давления из положения трубы как можно ниже, а дно сделано и дно котла похожей формы.
3. Перемешивающее устройство реактора/реакционного котла
Перемешивающее устройство является ключевой частью реакционного котла. Реагенты в реакционном котле перемешиваются с помощью мешалки для достижения цели полного смешивания материалов, улучшения столкновения молекул материалов, ускорения скорости реакции, усиления эффекта массопереноса и теплопереноса, а также содействия химической реакции.
Поэтому проектирование и выбор разумного перемешивающего устройства являются важным средством для улучшения производительности реактора. Перемешивающее устройство обычно включает мешалку, перемешивающий вал, опорную конструкцию, а также перегородку, направляющий цилиндр и другие компоненты. Китай стандартизировал производство основных частей перемешивающего устройства для использования.
(1) Тип мешалок
① Пропульсивная мешалка/Пропеллерная мешалка/Пропеллерная мешалка
Форма пропульсивной мешалки похожа на форму гребного винта судна, рис. 1-4.
Пропульсивная мешалка обычно изготавливается методом интегрального литья, обычно используемыми материалами являются чугун или нержавеющая сталь, или также может использоваться сварное литье. Верхняя поверхность лопасти представляет собой спиральную поверхность, а количество лопастей обычно равно трем. Диаметр лопасти небольшой, обычно около 1/3 внутреннего диаметра цилиндра, ширина больше и постепенно расширяется от основания к внешней стороне. Пропульсивная мешалка проста по конструкции, удобна в изготовлении и обработке, и она производит осевое движение жидкости, когда она работает, с небольшим сдвиговым эффектом жидкости и хорошим эффектом опрокидывания вверх и вниз. В основном подходит для случаев низкой вязкости, большого расхода.
Рисунок 1-4 Пропульсивная мешалка
② Лопастная мешалка/Лопастная мешалка
Лопастные мешалки (рисунок 1-5) имеют простую конструкцию и обычно изготавливаются из полосовой стали или уголковой стали, легированной стали, цветных металлов и т. д. Лопастные мешалки делятся на два типа: с плоскими лопастями и согнутыми лопастями, как показано на рисунке 1-5. По способу установки лопасти лопастные мешалки делятся на два типа: с плоскими лопастями и согнутыми лопастями, как показано на рисунке 1-5.
Плоская лопасть и направление вращения лопасти перпендикулярно основному тангенциальному направлению потока материалов, если добавлена перегородка, также могут производить определенную степень эффекта осевого смешивания. Сложенный тип лопасти и направление вращения в угол наклона, что приводит к большему осевому шунтированию, чем плоская лопасть. Небольшое соединение лопасти и вала часто используется для сварки, то есть лопасть непосредственно приваривается к ступице, а затем ключ и стопорные винты будут соединены со ступицей на валу смешивания. Соединение лопасти и вала смешивания большего диаметра в основном является разъемным соединением. Один конец лопасти, чтобы сделать половину воротника, и две лопасти против болта, чтобы зажать воротник на валу смешивания.
③ Турбинная мешалка
Структура турбинной мешалки показана на рисунке 1-6. Структура турбины похожа на рабочее колесо центробежного насоса, а лопасти на лопастях имеют форму плоской и изогнутой. Турбинные мешалки образуют больше, и их можно разделить на две категории открытого типа и дисковые. Диаметр лопасти турбинной мешалки обычно составляет от 0,25 до 0,5 внутреннего диаметра цилиндра и обычно менее 700 мм. Соотношение внешнего диаметра, ширины и высоты лопастей обычно составляет 20:5:4, а окружная скорость обычно составляет 3-8 м/с. Турбинная мешалка подходит для смешивания различных вязких материалов.
Фигура 1-6 Турбинная мешалка
④ Якорные, рамные и ленточные мешалки
Мешалка якорного типа состоит из вертикальных лопастей и горизонтальных лопастей, имеющих ту же форму, что и нижняя головка (рисунок 1-7). Мешалка может быть закреплена на валу, а затем крышка вала может быть привинчена к нижнему концу вала. Если лопасти якорной мешалки укреплены поперечинами, она становится рамной мешалкой, см. рисунок 1-7(b) и рисунок 1-7(c).
Рисунок 1-7(b) для одноступенчатого типа и Рисунок 1-7(c) для многоступенчатого типа. Общей чертой якорной и рамной мешалки является вращающаяся часть большего диаметра, до 0,9 диаметра корпуса цилиндра, обычно принимая D / B = 10 ~ 14. Благодаря большему диаметру, можно заставить котел весь слой жидкости образовывать турбулентность и уменьшить седиментацию или агломерацию, поэтому в реакционном котле применение большего.
Рисунок 1-7 Якорная мешалка
Спирально-ленточная мешалка состоит из спиральной ленты, втулки вала и опорного стержня, как показано на рисунке 1-8.
Его лопасть представляет собой спиральную ленту определенной ширины и определенного шага, которая соединена с валом смешивания через поперечную стяжку. Наружный диаметр спиральной ленты близок к внутреннему диаметру цилиндра, при перемешивании жидкости наблюдается сложное движение, эффект смешивания и массообмена лучше.
Рисунок 1-8 Спиральная ленточная мешалка
(2) Стандарт и выбор мешалки
①Стандарт мешалки
Поскольку существует множество видов процессов перемешивания, условий эксплуатации и сред, мешалки бывают разных типов.
Для обеспечения качества производства агитаторов/мешалок, снижения производственных затрат и повышения взаимозаменяемости деталей существует множество соответствующих стандартов для конструктивных форм нескольких обычно используемых мешалок и технических условий для стандартных мешалок.
В Китае действующими стандартами для мешалок/агитаторов являются форма мешалки/агитатора и основные параметры (HG/T 3796.1-2006), серия диаметров вала мешалки (HG/T 3796.2-2006), лопастная мешалка (HG/T 3796.3-2006), открытая турбинная мешалка/агитатор (HG/T 3796.4-2006), дисковая турбинная мешалка (HG/T 3796.5-2006), мешалка пропеллерного типа (HG/T 3796.8-2006), мешалка с анкерной рамой (HG/T 3796.12) и серия диаметров вала мешалки (HG/T 3796.2-2006). (HG/T 3796.12-2006).
Содержание стандартной мешалки включает три части: конструктивная форма, основные параметры и размеры, технические требования, каталог чертежей и т. д. При необходимости стандартные мешалки могут быть выбраны в соответствии с производственными требованиями.
② Выбор типа мешалки
Поскольку факторы, влияющие на процесс смешивания и эффект, чрезвычайно сложны, включая поток жидкости, массопередачу, теплопередачу и многие другие аспекты. Разнообразные данные по выбору основаны на их собственном экспериментальном фокусе на основе вывода, не совпадают, в основном с эмпирическими. Фактический выбор, в соответствии с состоянием потока, целью перемешивания, производительностью перемешивания, диапазоном скоростей и наивысшей вязкостью жидкости и т. д., следует определить в соответствующем руководстве по инструменту.
③ Вал перемешивания
Вал мешалки — это компонент, который соединяет редуктор и мешалку для передачи мощности. Вал мешалки — это нестандартная деталь, и ее необходимо изготовить по индивидуальному заказу. Как производитель реакторов по индивидуальному заказу в Китае, WHGCM также является одним из основных поставщиков и изготовителей мешалок для реакторов. Мы можем изготовить все виды мешалок по индивидуальному заказу в соответствии с требуемой реакцией.
Материал вала мешалки в основном сталь № 45. Если прочность низкая, то можно использовать сталь Q235. Если среда едкая или загрязнение ионами железа недопустимо, следует использовать кислотостойкую нержавеющую сталь или антикоррозионные меры для обычной стали.
Структура смесительного вала такая же, как и у общего механического приводного вала. Смесительный вал обычно принимает сплошной вал круглого сечения или полый вал. Его структура будет определяться типом мешалки, формой опоры вала и требованиями к соединению.
Смесительный вал обычно поддерживается парой подшипников в редукторе, а опорой служит консольная балка.
Вал смесителя часто тонкий и длинный, он служит для приведения в действие мешалки.
Вал перемешивания работает под действием совместных усилий изгиба и кручения.
При серьезной деформации возникает большая центробежная сила, и вал не будет нормально вращаться и даже может быть поврежден.
Если допуск диаметра вала большой, мешалка прошла испытание на балансировку и допускается низкая скорость, то мы можем выбрать увеличение допуска.
Если вышеуказанные условия не допускаются, то следует установить средний подшипник или нижний подшипник.
Диаметр вала смешивания необходимо перепроверить расчетами прочности, жесткости и критической скорости. И мы должны также учитывать условия коррозии среды для вала.
а) Дважды проверьте диаметр смесительного вала с учетом условий прочности.
Смесительный вал находится под действием совместного кручения и изгиба. Вал будет поврежден, если поперечное сечение вала напряжения сдвига слишком велико. Поэтому максимальное напряжение сдвига должно быть меньше допустимого напряжения сдвига материала.
б) Еще раз проверьте диаметр смесительного вала с учетом условия жесткости.
Смесительный вал подвергается совместному воздействию крутящего момента и изгибающего момента. Превышение величины крутильной деформации приведет к вибрации вала и его деформации. И вал не сможет обеспечить хорошую герметичность.
Поэтому максимальный угол закручивания единичной длины должен оставаться в пределах допустимого диапазона.
Для установки компонентов или для удовлетворения производственных нужд вал перемешивателя обычно имеет шпоночный паз, буртик, резьбовые отверстия, фаску, канавку для отвода и другие конструкции.
Конструкции ослабят поперечное сечение несущей способности.
Поэтому диаметр вала следует соответственно увеличить в соответствии с расчетным диаметром.
В то же время необходимы также двойные проверки диаметра с учетом критической скорости и радиального смещения.
(3) Перегородка и дефлектор
① Перегородка
Установка перегородки может изменить тангенциальный поток на осевой и радиальный поток жидкости. Это также может увеличить турбулентность жидкости. Тогда эффект смешивания улучшается.
② Направляющий цилиндр
Дефлектор представляет собой цилиндр, установленный снаружи мешалки.
Обычно используется в пропеллерных и турбинных мешалках. Роль дефлектора заключается в том, чтобы заставить жидкость, выбрасываемую мешалкой, образовать циклический поток вверх-вниз внутри и снаружи дефлектора.
Таким образом, турбулентность жидкости увеличивается, а вероятность короткого пути уменьшается. Таким образом, это может увеличить скорость потока циркуляции и контролировать схему потока.
4. Устройство передачи реактора
Передаточное устройство реактора обычно располагается на крышке реактора.
Обычно используется вертикальное развертывание. Передаточное устройство включает двигатель, редуктор, кронштейн, муфту, перемешивающий вал и т. д., как показано на рисунке 1-9.
Рисунок 1-9 Передаточное устройство реакционного котла
1-двигатель; 2-редуктор; 3-муфта; 4-опора; 5-вал перемешивания; 6-осевое уплотнительное устройство; 7-фланец; 8-крышка
Функция передаточного устройства заключается в передаче вращения от двигателя к мешалке.
Скорость соотношения регулируется в соответствии со скоростью смешивания, требуемой редуктором. Затем муфта приводит в движение вал перемешивания. И, наконец, заставляет вращаться мешалку.
(1) Выбор двигателя
Двигатель реактора обычно используется с поддержкой редуктора. Таким образом, выбор двигателя и редуктора осуществляется одновременно. Как производитель реактора, мы поставляем двигатель и редуктор вместе во время изготовления реактора.
При проектировании реактора инженер обычно выбирает двигатель в соответствии с редуктором. А тип двигателя следует выбирать в соответствии с мощностью двигателя, рабочей средой и другими факторами.
Рабочая среда включает в себя взрывозащиту, уровень защиты, степень коррозионной стойкости и т. д.
Таким образом, при выборе двигателя в первую очередь необходимо учесть серию, мощность, скорость, способ установки и т. д.
