一种精准控温的反应系统及其温度控制方法技术方案

本发明专利技术涉及工业生产设备及控制技术领域，具体是一种精准控温的反应系统及其温度控制方法，包括反应釜，所述反应釜设置夹套，反应釜夹套连接蒸汽模块、稳定真空度产生模块及喷淋模块。所述蒸汽模块向反应釜夹套内通入低温蒸汽，用来加热反应釜；稳定真空度产生模块使反应釜夹套内产生一定的真空度；喷淋模块设置喷液雾化装置，向夹套内喷淋液体，液体在夹套内气化，用来冷却反应釜；所述反应釜内部设置冷媒冷却系统，冷媒冷却系统用来保持反应釜内低温，保存物料。上述结构通过多种方式来控制反应釜内的温度，可满足反应过程高温、反应后再快速冷却至低温进行物料保存的需求，并且温度调整速度快，温度精准。温度精准。温度精准。

【技术实现步骤摘要】
一种精准控温的反应系统及其温度控制方法


[0001]本专利技术涉及工业生产设备及控制
，具体是一种精准控温的反应系统及其温度控制方法。

技术介绍

[0002]在医药、食品、化工等行业，反应釜是生产系统的主体设备，反应釜内物料根据反应的进程，其温度需求也不同。现有技术可采用水浴、油浴、盘管换热等方式对反应釜内温度进行调整。但是，现有的水浴、油浴、盘管换热等方式均存在加热效率低、加热不均匀、温度控制不精准、耗能高等劣势。
[0003]针对上述问题，申请人设计并申请了“一种低温蒸汽加热系统及其控制方法”的中国专利技术专利，其公布号为CN115025730A，该技术利用低温蒸汽为反应釜加热，加热效率高，并且温度均匀。
[0004]上述技术仅针对有加热需求的反应釜，但是，有的反应工艺在加热物料进行反应后，需要再对物料快速降温然后低温保存。现有技术多数采用水冷等方式降温，无法做到快速冷却。另外，现有技术通常采用盘管式的冷却保温方式，盘管设置在夹套内，换热效率低，热量损失较高。
[0005]另外，过热蒸汽需要经过减温减压处理后，再进入反应釜夹套内，进入反应釜夹套之前，需经过气液分离处理，现有的气液分离器结构简单，分离效率较低，并且无法自动排水。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种精准控温的反应系统及其温度控制方法，可精准调整到所需的温度要求。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了如下的技术方案：
[0008]一种精准控温的反应系统，包括反应釜，所述反应釜设置夹套，反应釜夹套连接蒸汽模块、稳定真空度产生模块及喷淋模块。所述蒸汽模块向反应釜夹套内通入低温蒸汽，用来加热反应釜；稳定真空度产生模块使反应釜夹套内产生一定的真空度；喷淋模块设置喷液雾化装置，向夹套内喷淋液体，液体在夹套内气化，用来冷却反应釜；所述反应釜内部设置冷媒冷却系统，冷媒冷却系统用来保持反应釜内低温，保存物料。
[0009]上述结构通过多种方式来控制反应釜内的温度，可满足反应过程高温、反应后再快速冷却至低温进行物料保存的需求，并且温度调整速度快，温度精准。
[0010]所述冷媒冷却系统包括多组换热管，多组换热管围绕反应釜中心均匀分布。每组包括多根依次连通的换热管，换热管竖直设置在反应釜的内胆内侧，与反应釜中轴线平行，相比于现有技术设置在夹套中的盘管，换热管直接在反应釜内胆中，浸泡在待冷却介质中，可极大的提高冷却效率。所述换热管为纺锤形管，并且其纺锤形的长轴沿着反应釜内壁圆周倾斜设置，其倾斜方向与反应釜搅拌的方向一致，从而可以增加待冷却介质与换热管在
旋转流动状态下的接触面积，进而提高冷却效率，减少介质流动阻力。
[0011]所述换热管纺锤形的长轴与穿过纺锤形中心的反应釜半径轴线之间的夹角为0
°‑
90
°
。
[0012]所述蒸汽模块包括过热蒸汽预处理模块及气液分离装置，所述气液分离装置包括壳体，壳体两端分别设置进口及出口，壳体内设置多级筛网，低温蒸汽在壳体内通过筛网进行气液分离。
[0013]所述壳体底部连通有液体收集腔，液体收集腔设置有液位传感器，液体收集腔底部连接有自动疏水装置，所述自动疏水装置包括疏水壳体，疏水壳体上开设有冷凝水排出口，所述疏水壳体内设置联动杆，所述联动杆的顶部设有伞形阀体，伞形阀体用来封堵或打开液体收集腔底部的伞形开口，联动杆外部套装有弹簧，弹簧一端固定连接在弹簧调位板上，另一端靠近伞形阀体，所述弹簧调位板与疏水壳体内壁固定连接，联动杆一端穿过弹簧调位板设置，所述伞形阀体受控制阀门的控制可直线移动，控制阀门动作受液位传感器信号的控制。上述结构可实现气液分离后液体自动疏水排放。
[0014]具体的，所述疏水壳体连接进气管，进气管上设置控制阀门，联动杆的一端设置滑动板，滑动板受进气管气体的推动可沿着疏水壳体移动，从而控制联动杆连通其上的伞形阀体移动。
[0015]所述壳体内容腔的截面积由进口至出口方向为逐渐增大然后再逐渐缩小的变化趋势，进口及出口设置在同一水平面，壳体形状控制气流方向由进口至出口方向为逐渐向下、水平、逐渐向上的流动路线。上述特殊结构的设计，是为了增加气液混合物在壳体内停留的时间，液体充分与筛网接触，从而实现充分分离。
[0016]所述筛网为球面结构，其球面朝向出口，其开设有多个筛孔，所述筛孔为上宽下窄的倒水滴形，所述筛网两端连线与竖直面成10
°‑
40
°
夹角，筛网朝向进口一面设置有多个导流板，导流板用来将液体导向下部。上述结构的设计，均可为液体停留及向下流动提供良好的条件，可提高液体被分离的效果。
[0017]所述稳定真空度产生模块包括水泵及射流泵，所述射流泵包括喷射器主体，喷射器主体包括气液混合室，气液混合室分别连接射流喷入管、物体吸入管及出口管，所述射流喷入管内设置有旋流装置，所述旋流装置包括两个或多个旋流渐变叶片，两个或多个旋流渐变叶片均匀分布固定在射流喷入管的内壁，所述旋流渐变叶片围绕射流喷入管轴线成螺旋结构，并且旋流渐变叶片的宽度由射流喷入口向气液混合室逐渐增加；多个旋流渐变叶片形成旋流引导槽，使得由射流喷入管进入的液体产生旋流，并且由于旋流渐变叶片逐渐变化，使其形成的旋流引导槽逐渐变窄，产生高速效果。旋流液体进入混合室时形成旋转绕合力，使其与气体可充分融合，从而增加了介质的融合度，增加了射流泵的抽吸能力，提高喷射效率。
[0018]所述物体吸入管连接有第一防倒流装置，第一防倒流装置为U形管结构，U形管两端分别与物体吸入管连通。当气体通过物体吸入管进入气液混合室后产生回流气体时，回流气体会通过U形管结构流至物体吸入管当中，借助回流力的推动，增加了气液向前的推动力，从而增加了气液通过率，并增加了气体流动方向的一致性，实现气体的高通过性。
[0019]精准控温的反应系统，其温度控制方法为：
[0020]首先，蒸汽模块向反应釜夹套通入蒸汽用来为反应釜加热，快速达到物料反应所
需的高温；
[0021]反应完成保温一段时间后，喷淋模块向夹套内喷射水，稳定真空度产生模块保持反应釜夹套极限真空度，当水被喷至处于极限真空度下的反应釜夹套内并与相对高温的反应釜内胆接触时会瞬间气化，此时水气化会吸收大量热量，使反应釜内物料快速减温；
[0022]待反应釜内物料减温至一定较低温度后，关闭喷淋模块，启动冷媒冷却系统继续冷却，保持一定温度的低温模式，用来保存物料。
[0023]本专利技术所达到的有益效果是：
[0024]本专利技术能有效解决目前普遍存在的加热效率低、冷却速度慢、温度控制不精准的问题，通过多种方式来精准调整反应釜内的温度，满足物料反应及保存的需求；
[0025]反应釜冷媒冷却系统的结构优化，可提高冷却速度及效率，减少热量损失；
[0026]另外，蒸汽模块中的气液分离装置结构改进，大大提高了分离效率，实现高效气液分离，并且分离后的液体可自动疏本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种精准控温的反应系统，包括反应釜(9)，其特征在于，所述反应釜(9)设置夹套(10)，反应釜夹套(10)连接蒸汽模块、稳定真空度产生模块及喷淋模块，蒸汽模块向反应釜夹套(10)内通入低温蒸汽，用来加热反应釜(9)；稳定真空度产生模块使反应釜夹套(10)内产生一定的真空度；喷淋模块设置喷液雾化装置，向夹套(10)内喷淋液体，液体在夹套(10)内气化，用来冷却反应釜(9)；所述反应釜(9)内部设置冷媒冷却系统。2.根据权利要求1所述的精准控温的反应系统，其特征在于，所述冷媒冷却系统包括多组换热管(16)，每组包括多根依次连通的换热管(16)，换热管(16)竖直设置在反应釜(9)的内胆内侧，所述换热管(16)为纺锤形管，并且其纺锤形的长轴沿着反应釜(9)内壁圆周倾斜设置。3.根据权利要求2所述的精准控温的反应系统，其特征在于，所述换热管(16)纺锤形的长轴与穿过纺锤形中心的反应釜半径轴线之间的夹角为0
°‑
90
°
。4.根据权利要求1所述的精准控温的反应系统，其特征在于，所述蒸汽模块包括过热蒸汽预处理模块及气液分离装置(4)，所述气液分离装置(4)包括壳体，壳体两端分别设置进口(41)及出口(43)，壳体内设置多级筛网(42)。5.根据权利要求4所述的精准控温的反应系统，其特征在于，所述壳体底部连通有液体收集腔(44)，液体收集腔(44)设置有液位传感器(46)，液体收集腔(44)底部连接有自动疏水装置，所述自动疏水装置包括疏水壳体(45)，疏水壳体(45)上开设有冷凝水排出口(49)，所述疏水壳体(45)内设置联动杆(47)，所述联动杆(47)的顶部设有伞形阀体(410)，伞形阀体(410)用来封堵或打开液体收集腔底部的伞形开口，联动杆(47)外部套装有弹簧(411)，弹簧(411)一端固定连接在弹簧调位板(412)上，另一端靠近伞形阀体(410)，所述弹簧调位板(412)与疏水壳体(45)内壁固定连接，联动杆(47)一端穿过弹簧调位板(412)设置，所述伞形阀体(410)受控制阀门(48)的控制可直线移动，控制阀门(48)动作受液位传感器(46)信号的控制。6.根据权利要求5所述的精准控温的反应系统，其特征在于，所述疏水壳体(45)连接进气管，进气管上设置控制阀门(48)，联动杆(47)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：高锋，刘玉凤，刘德营，丁浩，
申请(专利权)人：山东科川节能环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：