Изготовление и применение спиральной полутрубчатой ​​рубашки для одноконусной вакуумной сушилки.

Многофункциональная импульсная вакуумная одноконусная сушилка — это одна из новых моделей вакуумных сушилок с мешалкой, разработанная компанией Wuxi ZhangHua Machinery в соответствии с технологическими требованиями линии по производству тонких сушильных мешков в химической промышленности. Она использует передовые технологии проектирования и изготовления и может обрабатывать влажные порошки и фильтрационные осадки, пасты, суспензии и другие материалы, особенно подходит для продуктов с высокой удельной плотностью, высокой вязкостью и высокой чувствительностью, а также содержащих токсичные или взрывоопасные растворители. Одноконусная импульсная смесительная сушилка подходит для работы в условиях низкого вакуума и может применяться на других этапах процесса, включая: реакцию-кристаллизацию, нагрев-охлаждение, стерилизацию, разделение жидкости и твердых веществ и дегазацию.

С развитием современной химической промышленности химическое производство стремится к крупномасштабности, увеличивается производительность отдельных производственных устройств, и одноконусные вакуумные сушилки также постепенно развиваются в крупномасштабном производстве. В это время диаметр одноконусной сушилки увеличивается, а конус удлиняется, особенно при давлении в рубашке выше 1,0 МПа, увеличивается толщина стенки внутреннего цилиндра, что усложняет проектирование и изготовление одноконусной вакуумной сушилки и, соответственно, увеличивает себестоимость оборудования.

Поэтому более экономичным и целесообразным способом достижения цели истончения стенок и увеличения несущей способности внутреннего цилиндра является выбор подходящей конструкции рубашки охлаждения.

Тип и характеристики нагревательной рубашки одноконусной вакуумной сушилки

(1) Цельная оболочка

Для нагрева или охлаждения перемешивающего оборудования наиболее распространенным типом является цельнорубашечник, представляющий собой контейнер с немного большим диаметром, расположенный снаружи оборудования. Он отличается от других типов благодаря отработанной технологии производства, простой конструкции и удобству изготовления, поэтому широко используется при проектировании химического оборудования.

Недостатком является то, что площадь нагрева ограничена геометрией цилиндра и не может быть слишком большой.

(2) Оболочка со спиральным дефлектором

Спиральная направляющая пластина устанавливается в рубашке, что позволяет не только направлять жидкость внутри рубашки, лучше нагревать или охлаждать материал в контейнере, но и уменьшать расчетную толщину стенки цилиндра контейнера за счет уменьшения расчетной длины внешнего давления. Недостатком является то, что при больших размерах дефлектора его невозможно установить между цилиндром и рубашкой, например, увеличивая расстояние между цилиндром и рубашкой или увеличивая количество витков дефлектора и толщину стенки цилиндра для уменьшения отклонения. Метод определения размеров пластины – это метод, когда телега стоит впереди лошади. Кроме того, цилиндр, усиливающее кольцо и рубашка жестко соединены. Различные материалы и температуры создают большие напряжения, поэтому такой конструкции следует по возможности избегать.

(3) Полукруглая трубная оболочка

Конструкция оболочки из полукруглых труб подразделяется на спиральную и рядную в зависимости от формы расположения, а также на стандартную полукруглую и дугообразную в зависимости от формы полукруглой трубы. По сравнению с цельной оболочкой, оболочка из полукруглых труб обладает следующими характеристиками: простая конструкция, высокая несущая способность, возможность эффективного уменьшения расчетной толщины стенки без изменения режима работы контейнера, экономия материалов и снижение затрат на оборудование, а также повышение прочности и жесткости оборудования при внешнем давлении и упрощение технического обслуживания. Это преимущество особенно очевидно для крупных одноконусных вакуумных сушилок с жесткими условиями внешнего давления.

Недостатком является большое количество сварных швов и значительный объем сварочных работ, что создает определенные трудности при обработке и изготовлении, а также увеличивает объем работ по неразрушающему контролю.

Проблемы и анализ изготовления кожуха спиральной полувозвратной трубы одноконусной вакуумной сушилки.

Оборудование с полукруглой спиральной рубашкой охлаждения (далее именуемое полутрубным) широко используется в странах Европы и Америки, а в Германии в 1979 году был разработан соответствующий стандарт. По сравнению с обычными сосудами с рубашкой охлаждения, полутрубное оборудование обладает такими преимуществами, как хорошее напряжение в цилиндре, высокая эффективность теплопередачи, энергосбережение и экономия стали и т.д. В настоящее время это относительно рациональная и передовая конструкция рубашек охлаждения.

Компания Wuxi ZhangHua Machinery провела углубленное исследование деятельности ряда производителей, ответственных за выпуск продукции, и выяснила, что одной из главных проблем, препятствующих продвижению и применению полутрубчатых контейнеров с рубашкой охлаждения, является проблема производства.

(1) Проблема формирования полутрубы

Некоторые производители изготавливают эту часть полутрубы, используя готовую круглую трубу, прокатывая её в форме, соответствующей внешнему диаметру цилиндра, а затем нанося на неё разметку. После разметки труба обрабатывается на фрезерном станке, где срезается половина трубы (она непригодна для использования).

Поэтому эта часть полутрубы требует больших затрат, объем обработки также значителен, а ее относительная стоимость довольно высока, и сложно гарантировать идеально ровный внутренний диаметр полутрубы после обработки.

(2) Некруговая задача о собственном весе цилиндра

Поскольку этот тип оборудования относительно длинный, его можно только опустить, а затем собрать и приварить полутрубы к цилиндрическому соединению. Из-за собственного веса самого оборудования, даже если оно имеет круглую форму, после опускания оно деформируется.

Однако некоторые производители не приняли никаких мер и напрямую собирали и сваривали полутрубы на соединениях стволов, что создавало скрытые опасности при дальнейшей эксплуатации оборудования.

(3) Проблема сборки спиральной полутрубы и цилиндра

Изготовленные полутрубы сначала закрепляются на стенке устройства, а затем между ними свариваются стыковые швы. Благодаря технологии обработки, после сварки в полутрубах не остается места для усадки. Следовательно, между стыковыми швами полутруб остается большое напряжение. Это напряжение обычно выражается как растягивающее напряжение, которое может легко вызвать трещины в сварном шве и снизить его прочность на растяжение.

Следовательно, технологию его обработки необходимо усовершенствовать.

Производственное решение для спиральной полутрубчатой ​​рубашки для одноконусной вакуумной сушилки

В ответ на вышеуказанные проблемы компания Wuxi ZhangHua Machinery потратила более месяца на изучение технических материалов, касающихся производства спиральных полутрубчатых рубашек в Японии, Германии и других странах. За месяц ей наконец удалось найти конкретную схему изготовления спиральной полутрубчатой ​​рубашки для одноконусной вакуумной сушилки и способ решения вышеуказанных проблем.

(1) прокатка

Оболочка полутрубы изготовлена ​​из стального листа вместо круглой трубы, а затем подвергнута профилированию с помощью самодельного прокатного стана для полутруб.

Стальные полосы формируются на прокатном стане в соответствии с «Кодом процесса круглой прокатки» для сосудов под давлением, чтобы обеспечить соответствие округлости требованиям пунктов 10 и 13 стандарта GB150-89 для сосудов под давлением.

(2) Сборка спиральной полукруглой трубки снаружи цилиндра

Процесс изготовления спиральных полукруглых труб сложен, так как изменение радиуса спирали и угла наклона спирали усложняет процесс производства. Если точные размеры не установлены, сборка и сварка становятся ещё более трудными. Спиральные полукруглые трубы имеют множество стыковых соединений, а угловые швы довольно длинные. Для обеспечения качества сварки стыковые соединения должны быть полностью проварены. Однако обнаружить дефекты в угловых швах полукруглых труб сложно, а также трудно выявить внутренние дефекты (такие как шлак от зажима, неполное проваривание, пористость, трещины и т. д.).

Это создает множество потенциальных опасностей при использовании оборудования, поэтому для решения вышеуказанных трудностей были разработаны специальные технологические меры.

(3) Подготовка цилиндра перед сваркой

Сначала установите сварной цилиндр на платформу, еще раз подтвердите верхнее положение цилиндра (0°, 90°, 180°, 270°) и начертите траекторию спиральной полукруглой трубы по четырем указанным выше линиям ориентации. Таким образом, гарантируется точность сборки, после чего спиральные полукруглые трубы последовательно собираются и свариваются снизу вверх. Для этого изготавливаются инструментальные и клиновые блоки, позволяющие плотно прикрепить полукруглые трубы к цилиндру, обеспечивая небольшое смещение стыковых соединений, что способствует обеспечению качества сварки.

(4) Процесс сварки

Для обеспечения полного проплавления стыковых соединений используются V-образные канавки, закругленные кромки (1±1) мм, зазоры от 2 до 3 мм, односторонняя сварка и двусторонняя формовка, а сварщики проходят специальную подготовку по сварке.

Для обеспечения качества сварки круглых угловых швов после сварки и термообработки, помимо проверки на наличие дефектов поверхности, проводится также испытание на герметичность под давлением воды и проверка на воздухонепроницаемость. При обнаружении утечки необходимо своевременно устранить дефект, повторно проверить герметичность и снова приложить давление. (После тщательных расчетов давление испытания увеличивается в несколько раз и поддерживается в течение достаточно длительного времени).

(5) Испытание давлением

Из-за сложной конструкции одноконусной вакуумной сушилки сварочный шов получается слишком длинным, а положение сварного шва — неудовлетворительным. Для обеспечения качества сварки необходимо проводить испытание внешней катушки под давлением после сварки и термообработки, а также испытание на герметичность под давлением воды, чтобы соответствовать требованиям к продукции.

Одноконусный вакуумный сушильный реактор со спиральной полукруглой трубчатой ​​рубашкой имеет высокие технические требования, сложную конструкцию и значительные сложности в изготовлении. Необходимо в полной мере учитывать эти сложности в процессе изготовления и сборки, разработать рациональные технологические решения и заблаговременно изготовить необходимую вспомогательную оснастку.

В процессе производства детали изготавливаются в строгом соответствии с чертежами и технологическими требованиями, а также предотвращается деформация большого фланца после сварки в процессе сборки и сварки, что позволяет улучшить качество сварки катушки и цилиндра и контролировать все ключевые проблемы.