CN211463068U - 一种可控容积和压力的高温高压反应釜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可控容积和压力的高温高压反应釜，包括反应釜盖、设置于反应釜盖下端的反应釜体和分别设置于反应釜盖上的进料阀与分流阀，还包括从反应釜盖上端贯穿至反应釜体内腔底部的测温导管，所述测温导管内设有热电偶；所述反应釜盖上还设有分别通过管道连接的安全阀和压力传感器；所述反应釜盖下端依次设有嵌合反应釜内腔的第一扩展凸台和第一容积调变组件。本实用新型在反应釜外附加连接扩容釜，可以缓解反应釜随温度快速上涨的压力，以提高反应釜体内初始压力条件；选择性在反应釜体或扩容釜体内增加容积调变组件来调控反应釜体或扩容釜体内的容积，从而使得反应釜适用于不同规模大小的反应情况，以期达到一釜多用的效果。

Description

一种可控容积和压力的高温高压反应釜

技术领域

本发明涉及一种可控容积和压力的高温高压反应釜，属于反应釜技术领域。

背景技术

高温高压反应釜对固、液、气的物质分别能达到充分接触反应的效果功能，适用于石油化工、冶金、精细化工、化肥、医药、食品、海水淡化、科研单位等化学实验及工业生产领域。传统的高温高压反应釜容积固定，受到反应物料及实验环境等因素限制，存在实验能力范围受限的问题。

目前，CN204583131U公布了一种可变容积的高温高压反应釜，通过釜体内螺旋状管道实现对其控温，通过驱动与釜体内压板相连的伸缩杆对下箱体容积进行调节，实现容积可变。上述装置可以实现对反应釜容积进行调控，但设备存在要求高，下箱内气体容易泄露至上箱，且设备不易清洗等问题。

鉴于此，如何设计出一种可控容积和压力的高温高压反应釜，克服上述现有技术中所存在的缺陷，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种容积和压力可调的高温高压反应釜，在同一设备前提下，在反应釜内增加容积调变组件来调控反应釜体内的容积；在反应釜外附加连接扩容釜，可以缓解反应釜随温度快速上涨的压力，以提高反应釜体内初始压力条件；选择性在反应釜体或扩容釜体内增加容积调变组件来调控反应釜体或扩容釜体内的容积，从而使得反应釜适用于不同规模大小的反应情况，以期达到一釜多用的效果。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种可控容积和压力的高温高压反应釜，包括反应釜盖、设置于反应釜盖下端的反应釜体和分别设置于反应釜盖上的进料阀与分流阀，还包括从反应釜盖上端贯穿至反应釜体内腔底部的测温导管，所述测温导管内设有热电偶；所述反应釜上还设有分别通过管道连接的安全阀和压力传感器；所述反应釜盖下端依次设有至少一个嵌合于反应釜体内腔的第一容积调变组件，第一容积调变组件与反应釜盖通过可拆卸方式固定设置。

通过采用上述技术方案，反应釜盖盖置于反应釜体上，反应釜盖上分别设有进料阀和分流阀，分别用于反应物的进入和分流；反应釜盖上还分别设有通过管道连接的安全阀和压力传感器，压力传感器实时测量反应釜体内反应***的压力，从而达到可控压的效果；安全阀在压力传感器检测到反应釜体内超过极限压力时起到泄压作用，以保护反应釜；在反应釜盖上端***一根延伸至反应釜体内腔底部的测温导管，保护了设置于测温导管内的热电偶的同时也能让热电偶更好接触反应釜体内腔底部的温度，热电偶实现了实时监测反应釜体内反应体系的温度，提高了安全性；在反应釜盖下端一侧设置至少一个嵌合与反应釜体的第一容积调变组件，将第一容积调变组件可拆卸连接于反应盖体上；通过连接不同数量的第一容积调变组件用于改变反应釜体内的腔体容积，从而调控容积的需求。

本实用新型进一步设置为：所述反应釜盖上设有贯穿式螺栓孔，所述反应釜体上设有配合螺栓孔的内螺栓孔，所述反应釜盖与反应釜体通过套设有螺帽的螺母贯穿螺栓孔和内螺栓孔密封设置，密封处配合设有密封组件。

通过采用上述技术方案，反应釜体的釜盖边缘开设中心对称以及角度相等的贯穿式螺孔，反应釜体的边缘开设相对应螺孔的内螺栓孔，通过套设有螺帽的螺母贯穿螺栓孔和内螺栓孔密封设置将反应釜盖和反应釜体稳定的固定成一体，螺帽防止反应釜在工作的时候引起的螺母松动，提高了安全性；在反应釜盖与反应釜体连接的密封面之间配合设置密封组件，提高了反应釜盖和反应釜体的密封性，确保了实验生产最后的精确度以及在实验生产过程中的安全性。

实用新型进一步设置为：所述密封组件包括设置于反应釜盖密封面的第一凸槽、设置于反应釜体密封面的第二凸槽和设置于第一凸槽和第二凸槽之间的垫片，所述第一凸槽和第二凸槽相互契合设置。

通过采用上述技术方案，密封组件分为上下两个相互契合设置的凸槽，分别设置于反应釜盖和反应釜体连接的密封面上，便于垫片的设置，通过设置垫片提高密封性。

本实用新型进一步设置为：还包括至少一个用于反应釜扩容的扩容釜，所述的扩容釜包括扩容釜盖、设置于扩容釜盖下端的扩容釜体和从扩容釜盖上端贯穿至扩容釜体内腔的测温导管；所述扩容釜盖上端设有与分流阀连通的连接管。

通过采用上述技术方案，在未连接扩容釜体情况下，反应釜内压力会随温度而显著变化，过大则会超过釜体极限耐压值。在反应釜外附加至少一个扩容釜，并通过反应釜盖的分流阀进行控制连接，调控了反应釜体内的容积，能进一步缓解反应釜体的压力的随温升高而快速增大；扩容釜的测温导管和反应釜的测温导管功能是相同的，同样能实现实时监测扩容釜反应体系的温度，提高了安全性。

本实用新型进一步设置为：所述扩容釜盖下端依次设有至少一个嵌合于扩容釜体内腔的第二容积调变组件，第二容积调变组件与扩容釜盖通过可拆卸方式固定设置。

在扩容釜盖下端依次设置至少一个嵌合于扩展釜体内腔的第二容积调变组件，通过连接不同数量的第二容积调变组件用于改变反应釜体内的腔体容积从而使得扩容釜适用于不同规模大小的反应情况，以期达到一釜多用的效果，减少成本。

本实用新型进一步设置为：所述扩容釜盖上设有贯穿式螺栓孔，所述扩容釜体上设有配合螺栓孔的内螺栓孔，所述扩容釜盖与扩容釜体通过套设有螺帽的螺母贯穿螺栓孔和内螺栓孔密封设置，密封处配合设有密封组件。

通过采用上述技术方案，扩容釜体的釜盖边缘开设中心对称以及角度相等的贯穿式的螺孔，扩容釜体的边缘开设相对应螺孔的内螺栓孔，通过套设有螺帽的螺母贯穿螺栓孔和内螺栓孔密封设置，将扩容釜盖和扩容釜体稳定的固定成一体，螺帽提高了安全性；在扩容釜盖与扩容釜体的密封面之间配合设置密封组件，提高了扩容釜盖和扩容釜体的密封性，确保了实验生产最后的精确度以及在实验生产过程中的安全性。

本实用新型进一步设置为：所述的一种可控容积和压力的高温高压反应釜，其特征在于：所述密封组件包括设置于扩容釜盖密封面的第一凸槽、设置于扩容釜体密封面的第二凸槽和设置于第一凸槽和第二凸槽之间的垫片，所述第一凸槽和第二凸槽相互契合设置。

通过采用上述技术方案，密封组件分为上下两个相互契合设置的凸槽，分别设置于反应釜盖和反应釜体连接的密封面上，便于垫片的设置，通过设置垫片提高密封性。

本实用新型进一步设置为：所述的第一容积调变组件和第二容积调变组件分别包括金属填充物和设置于金属填充物上端的外螺纹。

通过采用上述技术方案，金属填充物具有通量大、耐冷热、分离效果好等特点，使得第一容积调变组件和第二容积调变组件的容积调变效率大大提高，外螺纹方便于可拆卸连接。

本实用新型进一步设置为：所述扩容釜盖和反应釜盖下端均设有扩展凸台，反应釜盖下端的扩展凸台嵌合于反应釜体内腔，下端的内壁配合第一容积调变组件外螺纹设有内螺纹；扩容釜盖下端的扩展凸台嵌合于扩容釜体内腔，下端的内壁配合第二容积调变组件外螺纹设有内螺纹。

通过采用上述技术方案，在扩容釜盖和反应釜盖下端均设置扩展凸台，一个扩展凸台为嵌合于反应釜体内的第一扩展凸台，另一个为嵌合与扩容釜体内的第二扩展凸台，将第一容积调变组件的外螺纹对准第一扩展凸台下端的内螺纹，第二容积调变组件的外螺纹对准第二扩展凸台下端的内螺纹，从而达到可拆卸连接方式，可拆卸式容积调变组件可根据实际需求定做成为不同的体积规格，实现反应釜釜内容积的灵活调控。

本实用新型进一步设置为：所述的第一凸槽和第二凸槽分别为环形锯齿状凸槽，所述垫片为环形密封垫片。

通过采用上述技术方案，将第一凸槽和第二凸槽均设置成相互契合的环形锯齿状凸槽，环形锯齿状凸槽便于发生形变，将环形密封垫片设置于第一凸槽和第二凸槽的锯齿螺纹之间，利用螺栓的压紧作用使其形变，从而提高密封的效果。第一扩展凸台和第二扩展凸台也起到了安装反应釜盖时进行限位的作用，分别实现了反应釜盖与反应釜体、扩容釜盖与扩容釜体在压紧时上下环形凹凸锯齿状螺纹的对齐。

本发明的有益效果是：本发明的高温高压反应设备体系可根据实际需求对腔体容积进行调控，克服了一个釜体一种规格的限制，从而起到一釜多用的效果。扩容釜体可缓解反应釜体内压力随温度的变化，进一步提高反应压力的初始值。利用环形密封垫片的压紧形变作为密封方式，有效适用于低温至高温条件下的耐高压情况。同时，配备压力传感器以及温度传感器精确测量反应釜体及扩容釜体内实时的压力及温度情况，可通过精确控制腔体内温度及压力，避免出现超出釜体极限耐压耐温值的危险情况。

附图说明

图1：为反应釜的釜盖的结构示意图；

图2：为反应釜的釜体的结构示意图；

图3：为扩容釜的釜盖的结构示意图；

图4：为扩容釜的釜体的结构示意图；

图5：为容积调变组件的结构示意图；

图中：1、反应釜盖；2、内螺栓孔；3、管道；4、进料阀；5、分流阀；6、压力传感器；7、安全阀；8、测温导管；9、热电偶；10、螺栓孔；11、第一凸槽；12、第一扩展凸台；13、内螺纹；14、第二凸槽； 16、反应釜体；17、连接管；21、扩容釜盖；22、第二扩展凸台；27、扩容釜体；28、外螺纹；29、金属填充物。

具体实施方式

下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。

实施例1

如图1、图2所示，一种可控容积和压力的高温高压反应釜，包括反应釜，所述反应釜包括反应釜盖1、设置于反应釜盖1下端的反应釜体16和从反应釜盖1上端贯穿至反应釜体16内腔的测温导管8，热电偶9***测温导管8，用于测量反应釜体内底部的温度，从而测量反应釜内样品实时温度，将热电偶9连接信号输出设备，温度的信号通过信号传输设备输出，可进行数据分析，实现对釜内初始温度以及反应过程中温度的检测，以满足实际使用需求；

反应釜盖1上可设置多个金属管道3，一根金属管道3上设有进料阀4；用于反应物的进入；一根金属管道3上设置分流阀5，用于连接附加的扩容釜；进料阀4和分流阀5可分别设置成流量控制阀，可用于通气体或是液体，同时也可控制通气或同液体的流速。一根金属管道3设置压力传感器6，压力传感器6能检测釜内压力，与一个信号输出设备连接。压力的信号通过信号传输设备输出，可进行数据分析，实现对釜内初始压力以及反应过程中压力的检测和调控，以满足实际使用需求；一个金属管道3设置安全阀7，用于泄压作用。

所述反应釜盖1与反应釜体16通过螺栓连接方式固定设置，配合连接方的反应釜盖1与反应釜体16的密封面之间设有密封组件，所述螺栓连接方式包括贯穿于反应釜盖1的螺栓孔10和配合螺栓孔10设置于反应釜体16上的内螺栓孔2。

所述密封组件包括设置于反应釜盖1密封面的第一凸槽11、设置于反应釜体16密封面的第二凸槽14和设置于第一凸槽11和第二凸槽14之间的垫片，所述第一凸槽11和第二凸槽14相互契合设置；所述第一凸槽11和第二凸槽14分别为多个环形锯齿状凸槽，所述垫片为环形密封垫片，环形密封垫片置于反釜体上下锯齿螺纹之间，利用螺栓的压紧作用使其形变，从而起到密封作用，适用于高温并且高压的极限条件；所述反应釜盖1下端设有嵌合反应釜体16内腔的第一扩展凸台12，第一扩展凸台12可对安装固定反应釜盖1的时候进行限位作用，使得第一凸槽11和第二凸槽14能更准确的对齐。

实施例2

在实施例1的基础下，与实施例1不同的区别特征在于：如图5所示，所述反应釜盖1下依次设有嵌合反应釜体16内腔的第一扩展凸台12和第一容积调变组件，所述第一扩展凸台12与第一容积调变组件通过可拆卸连接方式固定设置；所述第一容积调变组件包括金属填充物29和设置于金属填充物29上端的外螺纹28，第一扩展凸台12下端的内壁配合外螺纹28设置内螺纹13,将外螺纹28对准内螺纹13，将第一容积调变组件旋转固定在第一扩展凸台12的下端，可拆卸式第一容积调变组件可由多段式组成，对反应釜体16的容积调控范围在0.1~99.9％之间。

通过实施例1与实施例2，应釜体不连接容积调变组件时，反应釜的反应釜体16腔内体积V1；若在反应釜内连接容积调变组件，反应釜的反应釜体16腔内体积V2；容积调变组件通过内外螺纹28形成可拆卸形式，其体积可定制，实现了一个反应釜实现多种容积规格的应用，适用于大小规模不同的实验生产。

实施例3

在实施例1的基础下，与实施例1不同的区别特征在于：如图3、图4所示，所述反应釜一侧附加连接一个扩容釜，所述扩容釜包括扩容釜盖21、设置于扩容釜盖21下端的扩容釜体27和从扩容釜盖21上端贯穿至扩容釜体27内腔的测温导管8，测温导管8内***热电偶9，用于测量扩容釜底部的温度，从而测量扩容釜内样品实时温度，将热电偶9连接信号输出设备，温度的信号通过信号传输设备输出，可进行数据分析，实现对釜内初始温度以及反应过程中温度的检测，以满足实际使用需求；

所述扩容釜盖21上端设有与分流阀5连通的连接管17；通过控制分流阀5，将反应釜内的反应物分离出扩容釜内；所述扩容釜盖21与扩容釜体27通过螺栓连接方式固定设置，配合连接方式的密封面设有密封组件，所述螺栓连接方式包括贯穿于扩容釜盖21的螺栓孔10和配合螺栓孔10设置于反应釜体16的内螺栓孔2。

所述密封组件包括设置于扩容釜盖21密封面的第一凸槽11、设置于扩容釜体27密封面的第二凸槽14和设置于第一凸槽11和第二凸槽14之间的垫片，所述第一凸槽11和第二凸槽14相互契合设置。所述第一凸槽11和第二凸槽14分别为环形锯齿状凸槽，所述垫片为环形密封垫片。环形密封垫片置于反釜体上下锯齿螺纹之间，利用螺栓的压紧作用使其形变，从而起到密封作用，适用于高温并且高压的极限条件；

在未连接扩容釜体27情况下，反应釜内压力会随温度而显著变化，过大则会超过釜体极限耐压值。增加扩容釜体27，能进一步缓解反应釜体16的压力的随温升高而快速增大。

实施例4

在实施例3的基础下，与实施例3不同的区别特征在于：如图3所示，所述扩容釜盖21下端依次设有嵌合扩容釜内腔的第二扩展凸台22和第二容积调变组件，所述第二扩展凸台22与第二容积调变组件通过可拆卸连接方式固定设置。可拆卸式第二容积调变组件可由多段式组成，对扩容釜体16的容积调控范围在0.1~99.9％之间。

所述扩容釜盖21与扩容釜体27通过螺栓连接方式固定设置，配合连接方式的密封面设有密封组件，所述螺栓连接方式包括贯穿于扩容釜盖21的螺栓孔10和配合螺栓孔10设置于反应釜体16的内螺栓孔2。

通过实施例3、实施例4和结合实施例2与实施例3，连接扩容釜情况下，反应釜体16不连接容积调变组件时，反应釜的反应釜体16腔内体积V3；若在反应釜内连接容积调变组件，反应釜的反应釜体16腔内体积V4；若在扩容釜内连接容积调变组件，反应釜的反应釜体16腔内体积V5。容积调变组件通过内外螺纹28形成可拆卸形式，其体积可定制，实现了一个反应釜实现多种容积规格的应用，适用于大小不同规模的实验生产。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (10)

1.一种可控容积和压力的高温高压反应釜，包括反应釜盖（1）、设置于反应釜盖（1）下端的反应釜体（16）和分别设置于反应釜盖（1）上的进料阀（4）与分流阀（5），其特征在于：还包括从反应釜盖（1）上端贯穿至反应釜体（16）内腔底部的测温导管（8），所述测温导管（8）内设有热电偶（9）；所述反应釜盖（1）上还设有分别通过管道（3）连接的安全阀（7）和压力传感器（6）；所述反应釜盖（1）下端依次设有至少一个嵌合于反应釜体（16）内腔的第一容积调变组件，第一容积调变组件与反应釜盖（1）通过可拆卸方式固定设置。

2.根据权利要求1所述的一种可控容积和压力的高温高压反应釜，其特征在于：所述反应釜盖（1）上设有贯穿式螺栓孔（10），所述反应釜体（16）上设有配合螺栓孔（10）的内螺栓孔（2），所述反应釜盖（1）与反应釜体（16）通过套设有螺帽的螺母贯穿螺栓孔（10）和内螺栓孔（2）密封设置，密封处配合设有密封组件。

3.根据权利要求2所述的一种可控容积和压力的高温高压反应釜，其特征在于：所述密封组件包括设置于反应釜盖（1）密封面的第一凸槽（11）、设置于反应釜体（16）密封面的第二凸槽（14）和设置于第一凸槽（11）和第二凸槽（14）之间的垫片，所述第一凸槽（11）和第二凸槽（14）相互契合设置。

4.根据权利要求1所述的一种可控容积和压力的高温高压反应釜，其特征在于：还包括至少一个用于反应釜扩容的扩容釜，所述的扩容釜包括扩容釜盖（21）、设置于扩容釜盖（21）下端的扩容釜体（27）和从扩容釜盖（21）上端贯穿至扩容釜体（27）内腔的测温导管（8）；所述扩容釜盖（21）上端设有与分流阀（5）连通的连接管（17）。

5.根据权利要求4所述的一种可控容积和压力的高温高压反应釜，其特征在于：所述扩容釜盖（21）下端依次设有至少一个嵌合于扩容釜体（27）内腔的第二容积调变组件，第二容积调变组件与扩容釜盖（21）通过可拆卸方式固定设置。

6.根据权利要求4所述的一种可控容积和压力的高温高压反应釜，其特征在于：所述扩容釜盖（21）上设有贯穿式螺栓孔（10），所述扩容釜体（27）上设有配合螺栓孔（10）的内螺栓孔（2），所述扩容釜盖（21）与扩容釜体（27）通过套设有螺帽的螺母贯穿螺栓孔（10）和内螺栓孔（2）密封设置，密封处配合设有密封组件。

7.根据权利要求6所述的一种可控容积和压力的高温高压反应釜，其特征在于：所述密封组件包括设置于扩容釜盖（21）密封面的第一凸槽（11）、设置于扩容釜体（27）密封面的第二凸槽（14）和设置于第一凸槽（11）和第二凸槽（14）之间的垫片，所述第一凸槽（11）和第二凸槽（14）相互契合设置。

8.根据权利要求5所述的一种可控容积和压力的高温高压反应釜，其特征在于：所述的第一容积调变组件和第二容积调变组件分别包括金属填充物（29）和设置于金属填充物（29）上端的外螺纹（28）。

9.根据权利要求8所述的一种可控容积和压力的高温高压反应釜，其特征在于：所述扩容釜盖（21）和反应釜盖（1）下端均设有扩展凸台，反应釜盖（1）下端的扩展凸台嵌合于反应釜体（16）内腔，下端的内壁配合第一容积调变组件外螺纹（28）设有内螺纹（13）；扩容釜盖（21）下端的扩展凸台嵌合于扩容釜体（27）内腔，下端的内壁配合第二容积调变组件外螺纹（28）设有内螺纹（13）。

10.根据权利要求3或7所述的一种可控容积和压力的高温高压反应釜，其特征在于：所述的第一凸槽（11）和第二凸槽（14）分别为环形锯齿状凸槽，所述垫片为环形密封垫片。

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