由于水热反应釜搅拌器组件由多点支撑, 而且在常规设计时考虑了机架、减速机和电机共同作用在顶盖上压力的影响和局部开孔的影响, 对封头进行了整体补强设计, 所以有限元建模时, 为了简化分析, 不考虑它们的影响, 只考虑跨顶盖和筒体开人孔的复杂结构。本反应釜采用的是手工钨极气体保护焊接,这种焊接方法的质量与母材、焊丝质量及焊接工艺关系极大。由于结构具有对称性, 所以取其1/2 作为研究对象。筒体与接管长度的取值都大于2.5 RT(R为接管与筒体半径, T为接管与筒体的厚度), 筒体和封头的厚度取值为13.4 mm(封头成型后的实际厚度减去腐蚀裕量), 接管厚度为9 mm。材料特性人孔接管、筒体和封头的材质均为0Cr18Ni9,设计压力为0.8 MPa, 工作压力为0.7MPa, 设计温度为200 ℃, 工作温度为180 ℃,腐蚀余量为1 mm，在筒体底部的横截面上施加轴向固定约束，对称面上施加对称约束, 并在筒体底部横截面上一点(其坐标为(0, -475, 513.4))约束X方向的位移, 以防模型发生该方向的刚体运动。在封头、筒体及人孔筒节的内表面上施加内压载荷0.8MPa, 在人孔筒节的外端面上施加等效应力9.1MPa
水热反应釜加料口安装有球铰式压盖和加料漏斗, 压紧力可根据釜内压力无级调节, 以确保加料口的密封。若化工生产对控制速度以及控制精度的要求不高，那么运用常规PID控制法可获得不错的效果。通过旋转油缸的动作, 实现压紧动作与加料动作的有序转换。卸料口处安装有密封环和滑动轨道, 压紧液压缸推动密封***楔块, 将出料仓盖与密封环***压紧;启闭液压缸安装在出料仓盖下部, 带动出料仓盖沿滑动轨道做前后自由滑动, 实现卸料口的开闭。采用双向液压锁作为保压元件, 使压紧液压缸及加料口启闭液压缸始终保持正常工作压力, 防止因油液泄漏失压而造成密封失效。
进行了瓜尔胶羟丙基化工业试验。根据GB150-1998内外压圆筒、封头强度计算方法，先分别假设内筒体厚度：为δn1=18mm,内下封头为δn2=16mm。试验期间, 分为两班作业, 根据试验记录统计, 设备运行792h , 累计投料304 次, 得成品粉58t 。瓜尔胶胚片在反应釜中的装填量为200kg/次,根据客户对产品指标的要求, 反应时间为2h ,为0.6h , 生产出的羟丙基瓜尔胶产品之水不溶物均不大于8 %, 黏度不小于70mPa·s , 符合预定的产品性能要求。一个多月的工业试验表明,G200 植物胶反应釜操作方便、使用安全可靠, 达到了工艺设计的各项要求, 完全满足生产的需要。根据专利查新以及国内外相关研究文献的查阅, 未见有类似设备报道。G200 植物胶反应设备的研制成功, 标志着我国植物胶加工设备的研究已达到一个新的台阶, 具有水平。2003 年7 月24 日,G200 植物胶反应釜通过了中国有色金属工业协会***的***鉴定, 受到与会***的一致好评。
因油加热反应釜传热系数相对较低,应尽可能布置较多的传热面。夹套只受内压,其壁厚计算按式(1)进行,所得计算厚度加腐蚀裕量和钢板负偏差并经圆整即得终厚度(名义厚度)。在保持容积不变的前提下, 适当减小筒体直径可以增大传热面。加热面与冷却面的配置简单的夹套中, 流体处于自然流动状态, 传热情况不良。为了提高给热系数, 必须增加流体的扰动, 使流体处于湍流状态。常采用的办法是将夹套做成外蛇管式结构, 在夹套中装设导流板或扰流喷嘴。在设计的过程中从某造漆厂了解到, 在高温及温变较大的情况下, 不锈钢半圆蛇管与釜壁因温差应力有焊点开焊的现象, 因此, 我们从加工制造角度和安全性考虑, 采用了导流板结构。