反應釜壓力容器在工作過程中會受到復雜的載荷作用，但基本的設計方針是保證反應釜釜體的在設定的壓力范圍內滿足基本的強度要求及穩(wěn)定性。為此我們在設計之前必須對筒體和上下封頭進行強度計算及穩(wěn)定性校核，以免釜體達不到強度設計要求而失穩(wěn)。根據(jù)GB150-1998 內外壓圓筒、封頭強度計算方法，先分別假設內筒體厚度：為δn1=18mm,內下封頭為δn2=16mm。但對于油加熱反應釜來說,結構型式選擇的要點在于是否適應加熱介質(導熱油)的特性。攪拌系統(tǒng)是反應釜工作過程中的重要的一部分，直接關系到物料在反應過程中的充分程度和傳熱過程中的均勻程度，對產(chǎn)品的質量影響至關重要。攪拌器設計由于客戶方使用的介質粘度較高，且使用過程中需要有較好的傳熱效果，所以選擇了錨式攪拌。

反應釜工作壓力為0.7 MPa, 設計壓力取0.8 MPa, 腐蝕裕量取1 mm, 鋼板負偏差取0.8 mm,材料的許用應力為130 MPa, 按GB150— 1998《鋼制壓力容器》設計出頂蓋的厚度約為5 mm。再按照文獻[ 1]的設計方法, 考慮到頂蓋密集開孔的削弱和攪拌器等附件重量的影響, 對頂蓋進行整體補強設計, 終頂蓋厚度圓整到8 mm。按外壓容器設計因為反應釜工作時可能出現(xiàn)負壓, 約為-0.077MPa, 設計時必須考慮筒體的失穩(wěn)現(xiàn)象, 需按外壓容器設計壁厚。同時,由于在原粉處理中需要使用大量的乙醇,因而對設備的防燃防爆性要求極高,使得原粉反應設備臺套數(shù)多、結構復雜、產(chǎn)品成本高。夾套的工作壓力為0.6 MPa, 設計外壓取為0.7 MPa。按外壓容器設計出筒體的名義厚度為14 mm, 為取材一致和開孔補強, 故將頂蓋厚度取與筒體相同。同樣, 考慮頂蓋密集開孔的削弱和攪拌器等附件重量的影響, 頂蓋厚度取16 mm。根據(jù)以上分析, 頂蓋的名義厚度的設計值16mm。

由于反應釜不銹鋼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。采用雙向液壓鎖作為保壓元件,使壓緊液壓缸及加料口啟閉液壓缸始終保持正常工作壓力,防止因油液泄漏失壓而造成密封失效。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。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

植物膠反應釜, 用于對植物膠干胚乳片進行加工處理。與原粉反應設備不同, 在反應過程中不使用大量的化學品。有關新型工業(yè)化植物膠反應設備在國內外均未見報道, 因此我們在確定技術方案時非常慎重。通過對國內外有關化工設備的性能、結構參數(shù)等進行深入的調研, 收集查閱了大量的相關資料, 經(jīng)過反復地研究與分析, 初步確定了設備技術方案, 完成了小型試驗設備的加工, 組建了植物膠中試生產(chǎn)車間, 進行了小規(guī)模的中試生產(chǎn), 生產(chǎn)出改性膠粉數(shù)噸, 產(chǎn)品質量優(yōu)異。做好攪拌器的日常維護從反應釜系統(tǒng)的組成角度來說，攪拌器為主要部分。在此基礎上, 完成了新型植物膠反應設備的加工圖紙, 并交專業(yè)廠家進行工藝審查和加工。經(jīng)調試、檢測, 其各項技術指標均達到設計要求后, 進行工業(yè)試驗。試驗期間, 設備運行時間均不少于500h , 各項技術指標均達到設計要求。試驗結果表明, 該套設備的研制是成功的。