一种高温高压反应釜及发泡炭化装置论文和设计

全文摘要

本实用新型提供了一种高温高压反应釜及发泡炭化装置，属于化工设备技术领域，该种高温高压反应釜，包括：卧式筒体，一端封闭设置，另一端开口设置；釜盖，盖设于所述卧式筒体的开口端，所述釜盖的外侧壁与所述卧式筒体的外侧壁通过法兰可拆卸地连接。本实用新型的高温高压反应釜能够提高原料的受热均匀性，提高制得的泡沫炭的质量，而且具有结构简单、操作方便，釜腔容积大，便于维修等的优点，同时卧式筒体采用耐高温的S31008不锈钢材料制成，可以在同一设备中完成发泡和炭化两个过程，简化操作，降低劳动强度，方便大规模生产。

主设计要求

1.一种高温高压反应釜，其特征在于，包括：卧式筒体(11)，一端封闭设置，另一端开口设置；釜盖(12)，盖设于所述卧式筒体(11)的开口端，所述釜盖(12)的外侧壁与所述卧式筒体(11)的外侧壁通过法兰(121)可拆卸连接。

设计方案

1.一种高温高压反应釜，其特征在于，包括：

卧式筒体(11)，一端封闭设置，另一端开口设置；

釜盖(12)，盖设于所述卧式筒体(11)的开口端，所述釜盖(12)的外侧壁与所述卧式筒体(11)的外侧壁通过法兰(121)可拆卸连接。

2.根据权利要求1所述的高温高压反应釜，其特征在于，还包括：

进气口(111)和排气口(112)，分别设置于所述卧式筒体(11)的封闭端，用于调整卧式筒体(11)内的气压。

3.根据权利要求1或2所述的高温高压反应釜，其特征在于，还包括填充保温层(122)，填充于所述釜盖(12)内部并延伸至所述卧式筒体(11)内部靠近开口端的一侧。

4.根据权利要求3所述的高温高压反应釜，其特征在于，还包括保温套(123)，套设于所述釜盖(12)的外部和所述卧式筒体(11)靠近开口端的一侧的外部，所述法兰(121)位于所述保温套(123)内。

5.根据权利要求4所述的高温高压反应釜，其特征在于，还包括釜盖保温套移动小车(2)和釜盖保温套移动导轨(21)，所述釜盖保温套移动小车(2)与所述保温套(123)固定连接，所述釜盖保温套移动导轨(21)与所述釜盖保温套移动小车(2)滑动连接。

6.根据权利要求1或2所述的高温高压反应釜，其特征在于，还包括料盘料车(3)和运料导轨(31)，所述运料导轨(31)位于所述卧式筒体(11)内侧的底部，所述料盘料车(3)和运料导轨(31)滑动连接。

7.根据权利要求6所述的高温高压反应釜，其特征在于，还包括若干鞍座(4)，固定于所述卧式筒体(11)的底部，用于将所述卧式筒体(11)置于平台或地面上。

8.根据权利要求1或2所述的高温高压反应釜，其特征在于，所述卧式筒体(11)上设置有用于连接压力检测装置以检测反应釜釜腔压力的压力表口(63)，用于设置温度检测装置以测量反应釜内温度的测温口(61)，以及用于连接安全阀的爆破口(62)。

9.一种发泡炭化装置，其特征在于，包括权利要求1-8中任一所述的高温高压反应釜(1)，还包括：加热炉(5)和温度控制器。

10.根据权利要求9所述的发泡炭化装置，其特征在于，所述加热炉(5)为对开式加热炉，内设置有供所述卧式筒体(11)靠近封闭端的一侧伸入并加热的加热室。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及化工设备技术领域，具体涉及一种高温高压反应釜及发泡炭化装置。

背景技术

泡沫炭是一种由孔泡和相互连接的孔泡壁组成的具有三维网状结构的轻质多孔碳材料，除具有炭材料的常规性能外，泡沫炭还具有密度小、强度高、抗热震、易加工、耐高温、耐腐蚀等的优良性能，在化工、航空航天、电子等诸多技术领域极具应用潜力。

高温高压反应釜因能够满足泡沫炭生产过程中所需的高温高压环境而常用于生产泡沫炭，例如，中国专利文献CN108404814A公开了一种节能型高温高压反应釜，所述节能型高温高压反应釜包括釜体和设置在釜体上的釜盖，釜体的内部设置有加热盘管，釜体的外侧设置有夹套，夹套内用于注入导热油，夹套内均匀设置有若干电加热棒。为了方便于取出制备得到的泡沫炭产品，研发技术人员在该种高温高压反应釜的基础上，在反应釜的底部开设出料口，并设置盖设出料口的第二釜盖，通过法兰将反应釜与第二釜盖连接，以实现反应釜底部便于出料和维持密封的双重目的。然而，因第二釜盖上的法兰与反应釜内部的高温环境直接接触，加之法兰上需要设有多个具有较高散热性能的螺纹连接件，使得反应釜内部尤其是靠近反应釜底部的区域热量损失较为严重，使得发泡原料受热不均，从而影响产品质量的均一性，而且使得靠近反应釜底部发泡原料无法有效完成发泡炭化的过程，造成反应釜底部的有效利用空间大大降低。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中为方便取出泡沫炭产品在反应釜底部设置第二釜盖而加重了反应釜底部区域的散热造成反应釜有效利用空间和发泡原料受热均匀性降低的缺陷，从而提供一种高温高压反应釜及发泡炭化装置。

本实用新型提供了一种高温高压反应釜，包括：

卧式筒体，一端封闭设置，另一端开口设置；

釜盖，盖设于所述卧式筒体的开口端，所述釜盖的外侧壁与所述卧式筒体的外侧壁通过法兰可拆卸地连接。

进一步地，还包括：

进气口和排气口，分别设置于所述卧式筒体的封闭端，用于调整卧式筒体内的气压。

优选地，还包括填充保温层，填充于所述釜盖内部并延伸至所述卧式筒体内部靠近开口端的一侧。

进一步地，还包括保温套，套设于所述釜盖和所述卧式筒体靠近开口端的一侧的外部，所述法兰位于所述保温套内。

优选地，还包括釜盖保温套移动小车和釜盖保温套移动导轨，所述釜盖保温套移动小车与所述保温套固定连接，所述釜盖移动导轨与所述釜盖保温套移动小车滑动连接。

进一步地，还包括料盘料车和运料导轨，所述运料导轨位于所述卧式筒体内侧的底部，所述料盘料车和运料导轨滑动连接。

优选地，还包括若干鞍座，固定于所述卧式筒体的底部，用于将所述卧式筒体置于平台或地面上。

本实用新型还提供了一种发泡炭化装置，包括上述任一所述的高温高压反应釜，还包括：加热炉和温度控制器。

进一步地，所述加热炉为对开式加热炉，其内设置有供所述卧式筒体靠近封闭端的一侧伸入并加热的加热室。

优选地，所述卧式筒体上设置有用于连接压力检测装置以检测反应釜釜腔压力的压力表口，用于设置温度检测装置以测量反应釜内温度的测温口，以及用于连接安全阀的爆破口。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供的高温高压反应釜，包括一端封闭设置，另一端开口设置的卧式筒体和盖设于所述卧式筒体开口端的釜盖，釜盖的外侧壁与卧式筒体的外侧壁通过法兰可拆卸连接；首先通过卧式筒体与其一端设置的釜盖，不仅可以方便地打开釜盖而从卧式筒体的开口端放入原料或取出制得的泡沫炭，而且相比于现有的立式高温高压反应釜，由于无需在反应釜底部开设出料口和设置第二釜盖，能够极大改善高温高压反应釜底部散热严重的问题，提高反应釜底部空间的有效利用率；而且由于本实用新型的釜盖上的法兰连接于釜盖的外侧壁与卧式筒体的外侧壁之间，能够避免法兰上的螺纹连接件与反应釜内部的高温环境直接接触，从而能够进一步降低釜盖的散热量，提高能源利用率，提高高温高压反应釜内原料的受热均匀性，提高泡沫炭的质量；此外，本实用新型提供的高温高压反应釜具有结构简单、操作方便，釜腔容积大等的优点；而且本实用新型的卧式筒体采用耐高温的S31008不锈钢材料，可以在同一设备中完成发泡和炭化两个过程，简化操作，降低劳动强度，方便大规模生产。

2.现有的立式的高温高压反应釜，排气口常设置于反应釜顶部的釜盖上或者反应釜底部的釜盖上，当设置于反应釜顶部的釜盖上时，由于热流向上串流，易造成发泡原料受热不均匀，从而使得发泡原料发泡炭化不均匀，影响产品质量均一性；而当将排气口设置于反应釜底部的釜盖上时，又会造成排气不顺畅的情况，存在安全隐患；本实用新型通过采用卧式筒体，可以将进气口和排气口分别设置于所述卧式筒体的封闭端，既可用于调整卧式筒体内的气压，也能够改善现有的立式高温高压反应釜受热不均匀和排气不顺畅的问题，提高操作安全性。

3.本实用新型提供的高温高压反应釜，还包括填充保温层，填充于所述釜盖内部并延伸至所述卧式筒体内部靠近开口端的一侧，通过填充保温层的设置，能够减少釜盖自身、釜盖与卧式筒体之间的缝隙以及釜盖与卧式筒体连接的法兰的散热，极大提高卧式筒体内原料的受热均匀性，提高泡沫炭的质量，减少能源浪费；进一步地，本实用新型的高温高压反应釜还包括保温套，套设于所述釜盖和所述卧式筒体靠近开口端的一侧的外部，所述法兰位于所述保温套内，通过保温套能够与填充保温层形成优良的保温环境，以防止热量从釜盖与卧式筒体之间散失，极大提高能源利用率，提高卧式筒体内原料的受热均匀性。

4.本实用新型提供的高温高压反应釜，还包括釜盖保温套移动小车和釜盖保温套移动导轨，所述釜盖保温套移动小车与所述保温套固定连接，所述釜盖移动导轨与所述釜盖保温套移动小车滑动连接，可以方便地顺着釜盖保温套移动导轨推拉釜盖保温套移动小车从而将釜盖保温套盖到釜盖上或者从釜盖上卸下来，进而方便打开釜盖；进一步地，本实用新型提供的高温高压反应釜还包括料盘料车和运料导轨，所述运料导轨位于所述卧式筒体釜腔的底部，所述料盘料车和运料导轨滑动连接，可以方便地顺着运动导轨推拉料盘料车，从而将装有原料的料盘料车推入卧式筒体内，或者将制得的泡沫炭产品从卧式筒体内移出，操作方便，降低劳动强度，方便大规模生产。

5.本实用新型提供的发泡炭化装置，包括上述任一所述的高温高压反应釜，还包括加热炉和温度控制器，其中，所述加热炉为对开式加热炉，其内设置有供所述卧式筒体靠近封闭端的一侧伸入并加热的加热室，通过对开式加热炉可以对卧式筒体的四周进行均匀加热，而且方便维修，设备容积可达到立方米级。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例1中第一种实施方式中提供的高温高压反应釜的结构示意图；

图2为图1中A-A的剖视图；

图3为本实用新型实施例1中第二种实施方式中提供的高温高压反应釜的结构示意图；

图4为本实用新型实施例2中提供的发泡炭化装置的结构示意图；

附图标记说明：

1、高温高压反应釜；11、卧式筒体；111、进气口；112、排气口；12、釜盖；121、法兰；121a、第一法兰盘；121b、第二法兰盘； 121c、螺纹连接件；122、填充保温层；123、保温套；2、釜盖保温套移动小车；21、釜盖保温套移动导轨；3、料盘料车；31、运料导轨；4、鞍座；5、加热炉；6、补强管；61、测温口；62、爆破口； 63、压力表口。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

如图1所示的高温高压反应釜的一种具体实施方式，包括卧式筒体11，一端封闭设置，另一端开口设置；釜盖12，盖设于所述卧式筒体11的开口端，所述釜盖12的外侧壁与所述卧式筒体11的外侧壁通过法兰121可拆卸连接。具体的，卧式筒体11右端封闭设置，左端开口设置，釜盖12设置于左端的开口处。法兰121包括第一法兰盘121a、第二法兰盘121b和若干螺纹连接件121c，其中第一法兰盘121a位于所述卧式筒体11的开口端并沿径向向外延伸，第二法兰盘121b位于釜盖12靠近卧式筒体11的一侧沿径向向外延伸，若干螺纹连接件121c螺纹连接于所述第一法兰盘121a和第二法兰盘121b 之间，通过第一法兰盘121a、第二法兰盘121b和螺纹连接件121c 可实现卧式筒体11和釜盖12的可拆卸连接。螺纹连接件可以包括螺纹连接的全螺纹螺柱和螺母。

通过卧式筒体11以及卧式筒体11一端通过法兰121可拆卸连接的釜盖12，可以方便地打开釜盖12而从卧式筒体11的开口端放入原料或取出制得的泡沫炭，而且相比于现有的立式高温高压反应釜，由于无需在反应釜的底部开设出料口，也无需设置第二釜盖12，能够极大改善高温高压反应釜1底部散热严重的问题，提高反应釜底部空间的有效利用率；而且由于本实用新型的釜盖12上的法兰121连接于釜盖12的外侧壁与卧式筒体11的外侧壁之间，能够避免法兰 121上的螺纹连接件与反应釜内部的高温气体直接接触，从而能够进一步降低釜盖12的散热性，提高高温高压反应釜1内原料的受热均匀性，提高泡沫炭的质量；此外，本实用新型提供的高温高压反应釜 1具有结构简单、操作方便，釜腔容积大等的优点；而且本实用新型的卧式筒体11采用耐高温的S31008不锈钢材料，可以在同一设备中完成发泡和炭化两个过程，简化操作，降低劳动强度，方便大规模生产。

为了进一步改善现有的立式高温高压反应釜1受热不均匀或排气不顺畅的问题，提高发泡原料受热均匀性，提高操作安全性，所述高温高压反应釜1还包括进气口111和排气口112，分别设置于所述卧式筒体11的封闭端或分别设置于所述卧式筒体11的侧壁上，用于调整卧式筒体11内的气压，优选，进气口111和排气口112分别设置于所述卧式筒体11的封闭端。如图1所示，进气口111和排气口 112分别设置于所述卧式筒体11的封闭端上；如图3所示，进气口 111和排气口112分别设置于所述卧式筒体11的侧壁上。

此外，如图1和2所示，所述卧式筒体11上设置有用于连接压力检测装置以检测反应釜釜腔压力的压力表口63，用于设置温度检测装置以测量反应釜内温度的测温口61，以及用于连接安全阀的爆破口62，当压力检测装置所指示的釜腔内压力超过所需值时，打开排气口112，缓慢释放釜腔内压力至达到所需值时，关闭排气口112，当发泡原料发泡结束后，打开排气口112，缓慢释放釜腔内压力至常压状态。

为了减少反应釜顶部的釜盖12的散热以及釜盖12与卧式筒体 11连接的法兰121的散热，提高卧式筒体11内原料的受热均匀性，提高泡沫炭的质量，减少能源浪费，本实用新型提供的高温高压反应釜1还包括填充保温层122，填充于所述釜盖12内部并延伸至所述卧式筒体11内部靠近开口端的一侧；此外，为了与填充保温层122 相互配合更好发挥保温作用，本实用新型提供的高温高压反应釜1还包括保温套123，套设于所述釜盖12和所述卧式筒体11靠近开口端的一侧的外部，所述法兰121位于所述保温套123内。具体地，如图 1所示，填充保温层122的一侧紧密贴合于釜盖12的内壁上，且填充保温层122的形状与釜盖12内侧的形状相配合，填充保温层122 与釜盖12固定连接，本实施例中，填充保温层122的宽度超出釜盖 12内腔的宽度5-20cm，即填充保温层122位于背离釜盖12的一端伸入卧式筒体11内的距离为5-20cm，能够防止热量从釜盖12与卧式筒体11之间的缝隙处散失，减少能源浪费，提高受热均匀性。

此外，为了便于拆卸或安装保温套123，本实用新型提供的高温高压反应釜1还包括釜盖保温套移动小车2和釜盖保温套移动导轨 21，所述釜盖保温套移动小车2与所述保温套123固定连接，所述釜盖保温套移动导轨21与所述釜盖保温套移动小车2滑动连接，顺着导轨方向推动釜盖保温套移动小车2，与釜盖保温套移动小车2固定连接的保温套123将同步移动，即可方便地将保温套123从釜盖12 上取下或者扣到釜盖12上。

为了方便将原料放入卧式筒体11内，或者将泡沫炭产品从卧式筒体11内移出，降低劳动强度，方便大规模生产，本实用新型提供的高温高压反应釜1还包括料盘料车3和运料导轨31，所述运料导轨31位于所述卧式筒体11釜腔的底部，所述料盘料车3和运料导轨31滑动连接。运料导轨31的长度长于料盘料车3的长度，当将原料放入料盘料车3上，顺着运料导轨31向卧式筒体11封闭端的方向推动料盘料车3，即可将料盘料车3推入卧式筒体11进行加热。也可以在运料导轨31位于靠近卧式筒体11封闭端的端部设置定位滑块，当料盘料车3触碰到定位滑块时，即可停止移动；当需要将制得的泡沫炭移出时，可以顺着运料导轨31向卧式筒体11开口端的方向拉动料盘料车3，即可将料盘料车3拉到开口端，进行卸货。也可以在运料导轨31位于靠近卧式筒体11开口端的端部也设置定位滑块，当料盘料车3触碰到定位滑块时，即可停止移动。其中料盘料车3可以选用现有普遍使用的料盘车，底部带有滑轮，用于带动料盘车沿导轨滑动，还包括多层料盘架，用于放置发泡原料。本实用新型的料盘料车 3和运料导轨31均可使用S31603不锈钢材料制成，具有耐高温特性。

还包括若干鞍座4，固定于所述卧式筒体11的底部，用于将所述卧式筒体11置于平台或地面上。本实施例中，鞍座4对称设置有 2个。

作为高温高压反应釜1的一种改进的具体实施方式，如图3所示，釜盖保温套移动小车2上还固定连接有液压油缸，液压油缸的伸缩杆的端部固定连接在釜盖保温套移动小车2上，通过液压油缸控制伸缩杆的左右移动来带动釜盖保温套移动小车2沿釜盖保温套移动导轨 21左右滑行，实现自动控制，操作方便，降低劳动强度。

此外，法兰采用S30408衬S31008不锈钢材料制成，螺纹连接件采用Inconel625合金材料制成。

实施例2

如图4所示的一种发泡炭化装置，包括高温高压反应釜1、加热炉5和温度控制器，其中加热炉5选用对开式加热炉，其内设置有供所述卧式筒体11靠近封闭端的一侧伸入并加热的加热室，鞍座4一端固定于卧式筒体11的底部，另一端穿过卧式加热炉5的内壁固定于平台或底面上。对开式加热炉可以对卧式筒体11的四周进行均匀加热，而且方便维修。

其中，当保温套123盖在连接到卧式筒体11上的釜盖12时，保温套123远离釜盖12的一端抵接在加热炉5的开口端的侧壁上。

加热炉5的侧壁上位于测温口61、爆破口62和压力表口63处均设置有补强管6，卧式筒体11分别通过测温口61、爆破口62和压力表口63与温度检测装置、安全阀和压力检测装置相连通，多个补强管6分别设置在测温套管、安全阀连接的管道的外侧，与压力检测装置连接的管道的外侧，加热炉5上连接有PLC控制器，PLC控制器与温度检测装置电连接，用于启闭加热炉5并控制反应釜内的温度。

具体的使用过程：首先将发泡原料装入料盘料车3，通过运料导轨31推入卧式筒体11釜腔，盖上釜盖12，通过螺纹连接件将卧式筒体11与釜盖12紧固，将保温套123盖到釜盖12上以便保温；然后通过进气口111通入惰性气体比如氮气至指定压力，关闭进气口 111，在PLC控制设备上设置物料发泡及炭化的升温程序，启动加热炉5开始工作，对卧式筒体11进行加热；随着卧式筒体11釜腔内部温度的升高，发泡原料发生反应并发泡，当压力表所指示的釜腔内压力超过所需值时，打开排气口112，释放釜腔内部分气体直至釜腔内压力达到所需值，关闭排气口112；当物料发泡结束后，打开排气口 112，缓慢释放釜腔内压力至常压，之后保持排气口112以及进气口 111为常开状态使得釜腔内为常压状态，进一步升高温度进行已发泡物料的炭化，炭化结束后，通过PLC控制设备关闭加热炉5，停止加热，关闭进气口111和排气口112；自然冷却至室温后，即可打开釜盖12，取出料盘料车3即得到已经完成发泡炭化的泡沫炭产品。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

设计图

一种高温高压反应釜及发泡炭化装置论文和设计

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主设计要求

设计方案

设计说明书

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