雙向調(diào)溫型反應(yīng)釜系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種雙向調(diào)溫型反應(yīng)釜系統(tǒng)，包括反應(yīng)釜和制冷制熱機構(gòu)；反應(yīng)釜包括殼體，殼體內(nèi)設(shè)有空腔，殼體頂部設(shè)有攪拌電機，攪拌電機的軸向下通入空腔底部并連接有攪拌葉片；殼體側(cè)壁及底壁外套設(shè)有水夾套，殼體底部中心處向下連接有出料管；殼體頂部設(shè)有進(jìn)料口；制冷制熱機構(gòu)包括壓縮機、四通電磁閥、輔助電磁閥、第一盤管、第二盤管、第三盤管和節(jié)流裝置，四通電磁閥具有Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ四個接口；四通電磁閥的Ａ口選擇連通Ｃ口或者Ｄ口，四通電磁閥的Ｂ口選擇連通D口或者C口；第一盤管位于水夾套內(nèi)，第二盤管位于殼體空腔的側(cè)上部。本實用新型中的制冷制熱機構(gòu)既可加熱反應(yīng)液又可冷卻反應(yīng)液，且調(diào)溫速度均較快。
【專利說明】
雙向調(diào)溫型反應(yīng)釜系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種化工設(shè)備，尤其涉及反應(yīng)釜系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]反應(yīng)釜是化工常用設(shè)備，包括殼體，殼體內(nèi)設(shè)有空腔，工作時將反應(yīng)物(經(jīng)常是反應(yīng)液)和催化劑投入殼體的空腔內(nèi)，通過攪拌促使反應(yīng)物充分反應(yīng)，從而獲得預(yù)定的目標(biāo)物質(zhì)。攪拌裝置在高徑比較大時，可用多層攪拌槳葉，也可根據(jù)用戶的要求任意選配。
[0003]隨著技術(shù)的發(fā)展，化工行業(yè)對反應(yīng)釜產(chǎn)生了越來越高的需求，如恒溫性能、溫度調(diào)控性能、加熱(或冷卻)速度、壓力控制性能等等。反應(yīng)釜在使用時多數(shù)情況下需要進(jìn)行加熱，這就需要使用熱能。目前普遍使用的加熱手段是采用恒溫水浴，使用溫度恒定的熱水加熱反應(yīng)釜。生產(chǎn)熱水的通用手段是采用鍋爐加熱水，能耗很高，且加熱反應(yīng)液的速度較慢。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的在于提供一種能耗低、既能夠加熱反應(yīng)液又能夠冷卻反應(yīng)液的雙向調(diào)溫型反應(yīng)釜系統(tǒng)，加熱和冷卻的速度均較快。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的雙向調(diào)溫型反應(yīng)釜系統(tǒng)，包括反應(yīng)釜和制冷制熱機構(gòu);反應(yīng)釜包括殼體，殼體內(nèi)設(shè)有用于容納反應(yīng)液的空腔，殼體頂部中心處固定連接有攪拌電機，攪拌電機的軸向下通入所述空腔的底部，攪拌電機的下端部連接有攪拌葉片;殼體側(cè)壁及底壁外套設(shè)有水夾套，水夾套底部設(shè)有排水管，排水管上設(shè)有排水閥;殼體底部中心處向下連接有出料管，出料管上設(shè)有出料閥;殼體頂部設(shè)有進(jìn)料口；水夾套上部連接有進(jìn)水管；
[0006]制冷制熱機構(gòu)包括壓縮機、四通電磁閥、輔助電磁閥、第一盤管、第二盤管、第三盤管和節(jié)流裝置，四通電磁閥具有A、B、C、D四個接口，四通電磁閥的A 口選擇連通C 口或者D 口，四通電磁閥的B 口選擇連通D口或者C口；
[0007]壓縮機的排氣口通過制冷劑管路連接四通電磁閥的A口，壓縮機的吸氣口通過制冷劑管路連接四通電磁閥的B 口；第一盤管和輔助電磁閥均通過制冷劑管路與四通電磁閥的C 口相連接，輔助電磁閥通過制冷劑管路連接所述第二盤管，第二盤管和第一盤管均通過制冷劑管路與所述節(jié)流裝置的一端相連接，所述節(jié)流裝置的另一端連接所述第三盤管，第三盤管與四通電磁閥的D 口相連接；
[0008]所述第三盤管位于反應(yīng)釜外，第一盤管位于水夾套內(nèi)，第二盤管位于殼體空腔的側(cè)上部，第二盤管上方的殼體內(nèi)設(shè)有調(diào)溫用循環(huán)栗，調(diào)溫用循環(huán)栗出口朝向第二盤管，調(diào)溫用循環(huán)栗的進(jìn)口連接有吸液管，吸液管向下延伸至殼體空腔的底部。
[0009]所述反應(yīng)釜的殼體頂部設(shè)有壓力表和溫度表。
[0010]所述節(jié)流裝置為毛細(xì)管或節(jié)流閥。
[0011 ]所述殼體頂部設(shè)有泄壓電磁閥。
[0012]所述水夾套外壁上設(shè)有電控裝置;所述殼體的空腔內(nèi)設(shè)有壓力傳感器和溫度傳感器，所述壓力傳感器和溫度傳感器分別與電控裝置信號連接，所述電控裝置與壓縮機、四通電磁閥、泄壓電磁閥和調(diào)溫用循環(huán)栗分別控制連接。
[0013]本實用新型適用于進(jìn)行液體反應(yīng)。本實用新型中，正常情況下第一盤管(初始工作時第二盤管也作為冷凝器)作為冷凝器加熱反應(yīng)液，第三盤管作為蒸發(fā)器。第二盤管設(shè)置在反應(yīng)釜殼體空腔內(nèi)，可以與第一盤管同時工作，能夠直接、迅速地加熱反應(yīng)液。四通電磁閥可以使壓縮機排氣口選擇性地連接第一第二盤管或第三盤管，同時壓縮機吸氣口選擇性地連接第三盤管或第一第二盤管，從而使第一和第二盤管既可以作為冷凝器用來加熱反應(yīng)液，在冷卻液溫度過高時又可以作為蒸發(fā)器用來冷卻反應(yīng)液，并且加熱和冷卻的速度均較快。由于使用壓縮機進(jìn)行制冷或制熱的效率高于電加熱或者鍋爐加熱，因此本實用新型較為節(jié)能。
[0014]電控裝置可以在反應(yīng)釜內(nèi)壓力過高時自動打開泄壓電磁閥泄壓，還可以根據(jù)溫度傳感器的信號自動控制壓縮機的啟停以及四通電磁閥和輔助電磁閥的工作狀態(tài)，實現(xiàn)對反應(yīng)過程的自動控制和調(diào)節(jié)，保證反應(yīng)的順利進(jìn)行。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0016]圖2是本實用新型中的制冷制熱機構(gòu)原理圖；
[0017]圖3是第一、第二和第三盤管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4是本實用新型的電控原理圖。
【具體實施方式】
[0019]如圖1至圖4所示，本實用新型公開了一種雙向調(diào)溫型反應(yīng)釜系統(tǒng)，包括反應(yīng)釜和制冷制熱機構(gòu)。反應(yīng)釜包括殼體I，殼體I內(nèi)設(shè)有用于容納反應(yīng)液的空腔2，殼體I頂部中心處固定連接有攪拌電機3，攪拌電機3的軸向下通入所述空腔2的底部，攪拌電機3的下端部連接有攪拌葉片4;殼體I的側(cè)壁及底壁外套設(shè)有水夾套5，水夾套5底部設(shè)有排水管6，排水管6上設(shè)有排水閥7 ；殼體I底部中心處向下連接有出料閥8，出料閥8上設(shè)有出料閥9;殼體I頂部設(shè)有進(jìn)料口 10，進(jìn)料口 10處設(shè)有用于密封進(jìn)料口 10的蓋體11;水夾套5上部連接有進(jìn)水管12 ；進(jìn)水管12上設(shè)有進(jìn)水閥13。
[0020]制冷制熱機構(gòu)包括壓縮機14、四通電磁閥15、輔助電磁閥16、第一盤管17、第二盤管18、第三盤管19和節(jié)流裝置22，四通電磁閥15具有A、B、C、D四個接口，四通電磁閥15的A 口選擇連通C 口或者D 口，四通電磁閥15的B 口選擇連通D 口或者C 口；
[0021]壓縮機14的排氣口20通過制冷劑管路連接四通電磁閥15的A口，壓縮機14的吸氣口21通過制冷劑管路29連接四通電磁閥15的B 口 ；第一盤管17和輔助電磁閥16均通過制冷劑管路29與四通電磁閥15的C 口相連接，輔助電磁閥16通過制冷劑管路29連接所述第二盤管18，第二盤管18和第一盤管17均通過制冷劑管路29與所述節(jié)流裝置22的一端相連接，所述節(jié)流裝置22的另一端連接所述第三盤管19，第三盤管19與四通電磁閥15的D 口相連接；
[0022]所述第三盤管19位于反應(yīng)釜外。第三盤管既可以對應(yīng)設(shè)置風(fēng)機成為風(fēng)冷式結(jié)構(gòu)，也可以對應(yīng)設(shè)置循環(huán)冷卻水系統(tǒng)成為水冷式結(jié)構(gòu)。
[0023]第一盤管17位于水夾套5內(nèi)，第二盤管18位于殼體空腔2的側(cè)上部，第二盤管18上方的殼體I內(nèi)設(shè)有調(diào)溫用循環(huán)栗36，調(diào)溫用循環(huán)栗36出口朝向第二盤管18，調(diào)溫用循環(huán)栗36的進(jìn)口連接有吸液管37，吸液管37向下延伸至殼體空腔2的底部。
[0024]所述反應(yīng)釜的殼體I頂部設(shè)有壓力表38和溫度表39，便于操作人員隨時直觀地觀測到殼體I內(nèi)的壓力和溫度狀況。
[0025]所述節(jié)流裝置22為毛細(xì)管或節(jié)流閥。毛細(xì)管和節(jié)流閥均為本領(lǐng)域常規(guī)技術(shù)，其具體結(jié)構(gòu)不再詳述。圖1是本實用新型整體的結(jié)構(gòu)示意圖，制冷制熱機構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理詳見圖2。
[0026]所述殼體I頂部設(shè)有泄壓電磁閥44。設(shè)置泄壓電磁閥44，就能夠在反應(yīng)釜殼體I內(nèi)壓力過高時隨時進(jìn)行泄壓。
[0027]所述水夾套5外壁上設(shè)有電控裝置45;所述殼體I的空腔2內(nèi)設(shè)有壓力傳感器46和溫度傳感器47，所述壓力傳感器46和溫度傳感器47分別與電控裝置45信號連接，所述電控裝置45與壓縮機14、四通電磁閥15、泄壓電磁閥44和調(diào)溫用循環(huán)栗36分別控制連接。
[0028]所述第一至第三盤管17、18和19上均設(shè)有翅片48，第一盤管17、第二盤管18和第三盤管19的結(jié)構(gòu)均相同，翅片48是現(xiàn)有常規(guī)結(jié)構(gòu)，能夠增強換熱性能，圖未詳示其具體結(jié)構(gòu)。第二盤管18外優(yōu)選覆設(shè)有惰性材料層，如較薄的導(dǎo)熱陶瓷層，從而使第二盤管18在導(dǎo)熱性能受影響較小的前提下能夠適應(yīng)更多種類的反應(yīng)液。導(dǎo)熱陶瓷為現(xiàn)有技術(shù)，具體不再詳述。
[0029]防凍液為現(xiàn)有材料，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以選用不同廠家生產(chǎn)的防凍液。所述電控裝置45采用P L C或集成電路或單片機。
[0030]工作時，使排水管6上的排水閥7處于關(guān)閉狀態(tài)，打開進(jìn)水閥13，通過進(jìn)水管12向水夾套5內(nèi)注水。注水后關(guān)閉進(jìn)水閥13。使四通電磁閥15的A 口連通四通電磁閥15的C 口，四通電磁閥15的B 口連通四通電磁閥15的D 口；輔助電磁閥16默認(rèn)處于關(guān)閉狀態(tài)，此時第二盤管18關(guān)閉。啟動壓縮機14，高溫高壓的氣態(tài)制冷劑通過壓縮機14的排氣口 20進(jìn)入四通電磁閥15的A 口，經(jīng)C 口進(jìn)入第一盤管17冷凝為液態(tài)，然后進(jìn)入節(jié)流裝置22節(jié)流降壓，成為低溫低壓的液態(tài)制冷劑。液態(tài)制冷劑接著進(jìn)入第三盤管19蒸發(fā)吸熱。制冷劑在第三盤管19中蒸發(fā)后變成低溫低壓的氣態(tài)制冷劑，經(jīng)四通電磁閥15的D 口和B 口進(jìn)入壓縮機14的吸氣口21，完成一個完整的制冷循環(huán)。
[0031 ]工作時，電控裝置45還啟動攪拌電機3，使攪拌葉片4在反應(yīng)液中旋轉(zhuǎn)，對反應(yīng)液及催化劑起到攪拌作用，加快反應(yīng)過程。
[0032]在上述過程中，第一盤管17作為冷凝器并加熱水夾套5內(nèi)的水，第三盤管19作為蒸發(fā)器對外釋放冷量。
[0033]將反應(yīng)液和催化劑從進(jìn)料口10投入反應(yīng)釜殼體I內(nèi)的空腔2，然后通過電控裝置45啟動攪拌電機3，對反應(yīng)液進(jìn)行攪拌，水夾套5內(nèi)的熱水使反應(yīng)Il內(nèi)的反應(yīng)液保持適宜的溫度，從而加快反應(yīng)。初始狀態(tài)下，為了迅速將反應(yīng)液加熱到合適的反應(yīng)溫度，可以通過電控裝置45打開輔助電磁閥16和調(diào)溫用循環(huán)栗36，此時第一盤管17和第二盤管18并聯(lián)起來作為冷凝器工作。調(diào)溫用循環(huán)栗36不斷將殼體空腔2底部的反應(yīng)液通過吸液管37抽上去，然后噴灑到第二盤管18上，反應(yīng)液被第二盤管18加熱后再重新落下。在第一盤管17通過水夾套5加熱反應(yīng)液的基礎(chǔ)上，通過第二盤管18直接加熱反應(yīng)液可以大大提高加熱速度，進(jìn)而提高反應(yīng)效率。當(dāng)反應(yīng)液溫度升高后，就可以通過電控裝置45關(guān)閉輔助電磁閥16從而關(guān)閉第二盤管18、同時關(guān)閉調(diào)溫用循環(huán)栗36，不再通過第二盤管18進(jìn)行輔助加熱。
[0034]電控裝置45接收溫度傳感器47和壓力傳感器46的信號，當(dāng)反應(yīng)釜內(nèi)壓力過高時打開泄壓電磁閥44進(jìn)行泄壓，壓力正常后再關(guān)閉泄壓電磁閥44;當(dāng)反應(yīng)釜內(nèi)溫度正常時，關(guān)閉壓縮機14;當(dāng)反應(yīng)釜內(nèi)溫度較低時，開啟壓縮機14(此時輔助電磁閥16處于關(guān)閉狀態(tài))；當(dāng)反應(yīng)釜內(nèi)的溫度低于設(shè)定值(本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)具體反應(yīng)的需要進(jìn)行確定此設(shè)定值，屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的常規(guī)技能)或者反應(yīng)釜內(nèi)的溫度長時間不能上升到正常值時，開啟輔助電磁閥16以啟用第二盤管18。當(dāng)反應(yīng)釜內(nèi)的溫度過高(如反應(yīng)過程伴隨熱量釋放時可能出現(xiàn)反應(yīng)釜內(nèi)溫度過高的情況)時，電控裝置45調(diào)節(jié)四通電磁閥15，使四通電磁閥15的A口連通D 口、B 口連通C 口，這樣就使第一盤管17和第二盤管18作為蒸發(fā)器、同時第三盤管19作為冷凝器，從而得以對反應(yīng)液進(jìn)行迅速冷卻。
[0035]本實用新型長期不使用時，可以打開排水閥7，將水夾套5內(nèi)的水排空。反應(yīng)完成后，打開出料閥9，將反應(yīng)液排出、得到反應(yīng)物。
【主權(quán)項】
1.雙向調(diào)溫型反應(yīng)釜系統(tǒng)，其特征在于:包括反應(yīng)釜和制冷制熱機構(gòu)；反應(yīng)釜包括殼體，殼體內(nèi)設(shè)有用于容納反應(yīng)液的空腔，殼體頂部中心處固定連接有攪拌電機，攪拌電機的軸向下通入所述空腔的底部，攪拌電機的下端部連接有攪拌葉片;殼體側(cè)壁及底壁外套設(shè)有水夾套，水夾套底部設(shè)有排水管，排水管上設(shè)有排水閥;殼體底部中心處向下連接有出料管，出料管上設(shè)有出料閥;殼體頂部設(shè)有進(jìn)料口；水夾套上部連接有進(jìn)水管； 制冷制熱機構(gòu)包括壓縮機、四通電磁閥、輔助電磁閥、第一盤管、第二盤管、第三盤管和節(jié)流裝置，四通電磁閥具有A、B、C、D四個接口，四通電磁閥的A 口選擇連通C 口或者D口，四通電磁閥的B 口選擇連通D口或者C口； 壓縮機的排氣口通過制冷劑管路連接四通電磁閥的A 口，壓縮機的吸氣口通過制冷劑管路連接四通電磁閥的B 口 ；第一盤管和輔助電磁閥均通過制冷劑管路與四通電磁閥的C口相連接，輔助電磁閥通過制冷劑管路連接所述第二盤管，第二盤管和第一盤管均通過制冷劑管路與所述節(jié)流裝置的一端相連接，所述節(jié)流裝置的另一端連接所述第三盤管，第三盤管與四通電磁閥的D 口相連接； 所述第三盤管位于反應(yīng)釜外，第一盤管位于水夾套內(nèi)，第二盤管位于殼體空腔的側(cè)上部，第二盤管上方的殼體內(nèi)設(shè)有調(diào)溫用循環(huán)栗，調(diào)溫用循環(huán)栗出口朝向第二盤管，調(diào)溫用循環(huán)栗的進(jìn)口連接有吸液管，吸液管向下延伸至殼體空腔的底部。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向調(diào)溫型反應(yīng)釜系統(tǒng)，其特征在于:所述反應(yīng)釜的殼體頂部設(shè)有壓力表和溫度表。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向調(diào)溫型反應(yīng)釜系統(tǒng)，其特征在于:所述節(jié)流裝置為毛細(xì)管或節(jié)流閥。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的雙向調(diào)溫型反應(yīng)釜系統(tǒng)，其特征在于:所述殼體頂部設(shè)有泄壓電磁閥。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙向調(diào)溫型反應(yīng)釜系統(tǒng)，其特征在于:所述水夾套外壁上設(shè)有電控裝置;所述殼體的空腔內(nèi)設(shè)有壓力傳感器和溫度傳感器，所述壓力傳感器和溫度傳感器分別與電控裝置信號連接，所述電控裝置與壓縮機、四通電磁閥、泄壓電磁閥和調(diào)溫用循環(huán)栗分別控制連接。
【文檔編號】B01J19/18GK205517749SQ201620277291
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月6日
【發(fā)明人】呂名秀, 曹偉娜, 李林璐, 喬奧克, 杜賽賽
【申請人】河南工程學(xué)院