搅拌反应釜冷却装置中半管夹套的设计

[摘要]本文首先介绍半管夹套的结构以及半管成型原理和夹套设计注意要点，然后通过半管机的主要结构及其作用讲述了一种半管夹套的设计生产方法，此装置已经投入生产使用，实践证明，此方法利于材料节省和提高生产效率，适于推广。

【关键词】搅拌反应釜；冷却装置；半管夹套；滚压

1、半管夹套的结构特点以及半管成型原理

半管夹套中间部分为釜体，釜体外纵向环绕着半管，且半管内装有循环冷却水，半管横截面为半圆形，釜体与环绕的半管之间是焊接在一起的。

半管采用的原料为金属板料，然后将板料通过前后直排的数组成型辊轮（凹凸轮），凹凸轮的回转带动金属板料向前输送，紧接着进行横向弯曲形成半圆形，随后纵向弯曲呈环状。

2、夹套设计注意要点

（1）设计时要注意保证半管夹套内循环介质物的流通截面积以及其导热或保温性能：一般夹套内直径和容器内直径存在以下关系，在设计时可遵照这种关系进行设计：当容器内直径小于600mm时，半管内直径为容器内直径+L（L≤100mm）；当容器内直径介于600mm和1800mm之间时，半管内直径为容器内直径+100mm；当容器内直径大于2000mm时，半管内直径为容器内直径+200mm。

（2）设计时要注意设置防冲板：为了避免夹套蒸汽或其他介质污染容器入口处外壁，就需要在设计时设计一个防冲板，此防冲板焊接在容器外壁且正对着夹套介质入口处。当容器和夹套之间存在一个大于50mm的空间距离时则要设计一个进口挡板。

（3）设计时要注意设置排气孔：为了能够使夹套空间内充满介质，就需要排除夹套空间所有气体，这就需要在夹套顶端设计一个直径不小于10mm的排气孔，且越是处于夹套顶端其排气效果越好。

（4）做好探伤检测和热处理工作：若容器内介质为高度危害介质或极度危害介质时，要做好100%射线探伤检测，然后进行封闭件和容器焊接后的热处理工作；对于有热处理要求的要在完成封闭件和容器的焊接工作之后再进行热处理工作。

3、半管机的主要结构及其作用

半管机工作流程主要包括四个步骤，带料支撑装置放置金属带料，通过导入装置进入半管滚压装置，最后滚压完成通过输出托辊输出半管，其具体解释如下：

带料支撑装置一端放置卷成卷的金属带料，其可围绕一中心轴转动而被不断输入到滚压装置内，带料导入装置主要是调节带料导入方向的，使带料能够不偏移导入方向且恰好能够被导入到初级成型滚轮之间。

半管滚压装置内部包括摆线减速机、多组传动齿轮、多组滚压辊部件、箱体以及移动凸轮等，其主要用于半管成型。装置内部凹轮同轴且和主齿轮一起由电机驱动，电机转速恒定，然后经多个导向齿轮传动，与传动齿轮相匹配的被动齿轮连同与其同轴的凹轮也会以同样的转速朝相同方向运转，由此与凹轮匹配的凸轮也被带动。就这样伴随着凹凸轮的转动，夹在其间的半管便会向前匀速输送且在多级压辊轮组的作用下顺序弯曲，最后逐步滚压便会从金属带料变为半管输送出去，如图1所示。第1节中提到，半管所需截面为半圆形状，所以从原料的平板变为半圆截面不是一次完成的，需要逐级滚压变形，最有再由最后一级滚压轮组进行截面的修整。

凸轮的弧面半径是逐渐缩小并不断趋于半管内径的，直至最后与半管内径相等，同理凹弧的弧面半径也是逐渐缩小，不同的是其是不断趋于半管外径的。在滚压辊组运行时，凹轮和凸轮之间的间隙要正好与金属带料厚度匹配。

限位装置设置于凸轮上，在进行半管成型滚压时来确保凸面弧长与带料形成的半圆形截面周长相等。除此之外，此限位装置还可起到固定带料的作用，避免在进行成型过程中带料的窜上窜下，其大小也是逐渐变小。凹凸轮间间隙是可调整的，其中凸轮的移动可起到引导带料输送方向的作用。

搅拌反应釜釜体外壁也是圆环形的，要满足半管很好地缠绕釜体外壁，就需要使压出的半管环形与釜体外壁内径相等，因此将最后一组滚压辊组的凸轮和凹轮之间的中心位置错开了一定距离a，如图2所示进行了偏心压制，在进行压制半管时就可使半管具有一个纵向半径的圆环形状，如此循环经过数组凹凸轮组的滚压之后就会成型出具有一定弯曲弧度的半管。

为了更好的匹配不同反应釜釜体外壁，因此在设计时要考虑到半管弯曲成弧形的内径是具有可调性的，所以在最后一级的凹轮和凸轮上分别安装移动可调装置。安装在凹轮上的移动可调装置用于改变a的大小，a的大小与所弯成弧形半径呈反比，a越大则半径越小；此外安装在凸轮的移动可调装置是用来改变凹凸轮之间间隙的，此装置要配凹轮可调装置进行调节，同样a的大小与凹凸轮之间的间隙大小呈反比，a越大则它们之间的间隙越小。掌握好两个可调移动装置之间的关系后就可根据实际情况进行调节，直至满足凹凸轮之间的间隙恰好为金属材料的厚度。第1节中介绍釜体外壁的半管要呈螺旋形环绕，这就还需要另外两个移动调节装置用于调节凹轮和凸轮轴的两端，使轴有一定的倾斜，然后在经过反复调整得到适合的角度，即可完成螺旋形环绕状的半管。

4、结论

根据设计要点设计好相关参数，然后利用滚压装置进行半管生产，这种方法既节省材料又提高了生产效率，对于成本的节约和公司效益大有裨益，这种方法适于推广。