多功能反應釜點擊了解更多「譽金機械」

反應設備使用歷史悠久, 應用廣泛, 由于在多功能反應釜使用過程中涉及反應, 所以對反應設備本身安全要求較高。我國《壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》從管理及安全的角度出發(fā)對壓力容器進行分類時, 把反應容器提高了一個等級, 把中壓、介質為或毒性程度為危害介質、PV≥10 MPa· m3 的反應容器劃分為三類壓力容器, 而且把低壓、介質毒性為極度和高度危害、PV≥0.2 MPa· m3 的容器也劃分為三類容器。三類容器在設計、制造、檢驗和使用管理方面提出嚴格要求, 以防止意外事故的發(fā)生。文中所介紹的反應釜屬于三類容器, 其反應介質之一為, 工作壓力為0.7 MPa, 工作溫度接近180 ℃。無色有毒, 極其(在空氣中含3% ～ 100%均可), 屬高度危害介質。如何保證安全, 防止泄漏, 是設備設計時需重點解決的問題。目前,國內外的植物膠反應設備,均是對植物膠原粉進行反應加工,設備產量低,產品質量不易保證。而密封難點集中反映在頂蓋與筒體相連接的部位, 主要是因為其密封面積大、密封不易保證造成的。

由于多功能反應釜攪拌器組件由多點支撐, 而且在常規(guī)設計時考慮了機架、減速機和電機共同作用在頂蓋上壓力的影響和局部開孔的影響, 對封頭進行了整體補強設計, 所以有限元建模時, 為了簡化分析, 不考慮它們的影響, 只考慮跨頂蓋和筒體開人孔的復雜結構。由于結構具有對稱性, 所以取其1/2 作為研究對象。筒體與接管長度的取值都大于2.5 RT(R為接管與筒體半徑, T為接管與筒體的厚度), 筒體和封頭的厚度取值為13.4 mm(封頭成型后的實際厚度減去腐蝕裕量), 接管厚度為9 mm。從實際應用的效果來說，使用自適應模糊PID控制器，對反應釜溫度實施控制，可依據系統(tǒng)偏差以及偏差變化率的實際變化情況，進行參數優(yōu)化調整，不僅適應性好，而且魯棒性較好，能夠實現對反應釜溫度的把控。材料特性人孔接管、筒體和封頭的材質均為0Cr18Ni9,設計壓力為0.8 MPa, 工作壓力為0.7MPa, 設計溫度為200 ℃, 工作溫度為180 ℃,腐蝕余量為1 mm，在筒體底部的橫截面上施加軸向固定約束，對稱面上施加對稱約束, 并在筒體底部橫截面上一點(其坐標為(0, -475, 513.4))約束X方向的位移, 以防模型發(fā)生該方向的剛體運動。在封頭、筒體及人孔筒節(jié)的內表面上施加內壓載荷0.8MPa, 在人孔筒節(jié)的外端面上施加等效應力9.1MPa

開孔邊緣沿接管環(huán)向各向總應力及應力強度的變化情況可以看出:

1)內外壁相貫線應力強度沿橫坐標的變化趨勢基本相似, 且內部相貫線的應力強度值要比外部的大得多, 應力強度值大約在接管環(huán)向90°附近(該位置為封頭沒有開孔時環(huán)向應力為零的位置);

2)應力強度出現極值的位置與圖5徑向、經向與環(huán)向總應力出現極值的位置基本一致。在0°～ 45°范圍, 隨著環(huán)向應力的減小, 應力強度也在逐漸減小, 在0°附近環(huán)向應力達到負的值, 應力強度出現了一個極大值,而其余兩個應力幾乎保持不變或者發(fā)生緩慢的變化;在45°～ 90°范圍內, 隨著徑向和經向應力快速增加, 并達到值, 應力強度在此范圍內也快速增加, 在90°附近, 隨著這兩個應力達到值, 應力強度也出現了值, 此時環(huán)向應力幾乎保持不變;在90°～ 125°范圍, 徑向與經向應力快速下降, 應力強度也隨著快速減小且達到一個值, 在該范圍環(huán)向應力同樣幾乎保持不變;在125°～ 180°范圍內, 徑向與經向應力基本保持不變, 而環(huán)向應力的快速增加, 在180°出現一個極大值, 而應力強度也繼續(xù)增加, 在180°相應地出現了一個極大值。按GB/T25198-2010《壓力容器封頭》選取橢圓形封頭，查其容積V=0。

可以看出, 對應不同的位置, 起控制作用的應力是不同的, 所以在強度評定時不能單純控制一個方向的應力來滿足強度要求。開孔邊緣沿接管環(huán)向各向薄膜、彎曲應力加薄膜應力及總應力的變化情況內貫線上徑向、經向和環(huán)向應力的薄膜應力、薄膜應力加彎曲應力和總應力的分布曲線。三種組合曲線的變化趨勢是一致的, 薄膜應力加彎曲應力和總應力的分布曲線基本重合, 說明峰值應力很小, 可以忽略不計。經向和環(huán)向應力的薄膜應力分布曲線與薄膜應力加彎曲應力和總應力的分布曲線, 同一橫坐標下的應力相差很小, 部分位置甚至重合, 這說明彎曲應力也不大, 不是主要控制對象。常采用的辦法是將夾套做成外蛇管式結構,在夾套中裝設導流板或擾流噴嘴?？梢姳∧κ侵饕刂茖ο?。