聚乙烯搅拌反应釜的设计开题报告(4)
在控制理论的运用上，早期的反应釜控制系统多为两位式调节的单回路调节系统，对于重要的环节设计有串级调节系统。后来人们越来越多地使用PID控制，它的算法简单，易于用各种廉价的微控制器实现，控制效果较以前也有很大提高。但是，由于PID控制主要是具有确切模型的线性过程，而反应釜对象具有非线性和时滞性等特点，难以建立精确的数学模型，故PID控制难以满足复杂的过程控制。随着智能控制理论研究的深入，人们开始研究智能化的反应釜过程控制装置。各种智能控制方法，如专家系统、模糊控制、神经网络、遗传算法等，都已在反应釜控制中有所运用。事实上，对于一个复杂的，不仅具有严重非线性和时滞特性，而且还在变化的过程，采用任何一种单一的控制策略都难以取得理想的控制效果[14]。
反应釜的控制指标主要是反应的转化率、产量、收率、主要产品的含量和产物分布等。如果把这些指标直接作为被控对象，反应要求就直接得到了保证。但是，由于化学反应的机理十分复杂，这些综合性参数的测量十分复杂。由于在反应过程中，温度和上述指标的密切相关，又便于测量，所以本论文中将温度作为被控变量。由于在恒温过程中，釜内温度是由夹套中冷剂吸收反应放热量的多少来保证，故可以通过冷剂的流量变化来稳定反应温度。冷剂的流量通过调节冷剂阀门的开度来控制。此外，由于冷剂的流量相对较小，当釜温与冷剂温差较大，釜内温度不均匀时，容易造成局部过热或过冷。为了解决这一问题，本论文在釜内不同位置设置了多个传感器来测量温度，通过釜内各点温差来调节搅拌速度，在局部温差较大时，通过提高搅拌速度来加快传热，以确保各点温度均一。
4 课题研究的内容
本文介绍了聚乙烯搅拌反应釜的设计。夹套反应釜的机械设计是在工艺设计之后进行的，设计依据是工艺提出的要求和条件。在总体结构设计时，需根据工艺要求，如容器内和夹套内的压力和温度，并考虑制造、安装和文护检修的方便，确定部分结构型式，如封头型式、传热面积、搅拌类型、传动型式、轴封和各种附件的结构形式。容器设计时需根据工艺参数确定各部分几何尺寸，同时要考虑压力、温度、腐蚀因素，选择釜体和夹套材料，对罐体、夹套等进行强度和稳定性计算、校核。根据搅拌器类型确定搅拌器相关位置和尺寸。并在轴封技术上选用机械密封。
5 创新点及难点分析
常规机械密封设计主要解决三个泄漏点: 分别是动环与轴接触部位，静环与机座接触部位，动静环接触端面。前两者基本为静密封，因此关键是解决动、静环接触端面的动密封，而完全剖分式机械密封的所有零件全部分为两瓣，包括机械密封的静环座法兰、弱簧座、动环、静环、橡胶圈等，这样密封泄漏点大大增多，给这类密封的研制工作带来很大困难。现研究密封为单端面非平衡型多弹簧式机械密封， 通过静环座法兰将机械密封合为整体，封液通过法兰座进、出口通孔进入密封腔体并循环之， 整套密封完全剖分。
剖分式机械密封的优点是能在不拆卸轴上零部件的情况下完成机械密封件的更换。静环座法兰采用两瓣哈夫式。哈夫面通过螺钉联接， 其间密封通常有两种形式，一种是平垫片密封；另一种是在面上有沟槽，橡胶密封条圈放置在槽内，垫片密封结构简单，但是很难控制两瓣合并后的圆度。由于静环及其辅助密封圈直接安装在其中，必须保证静环合并后的圆度，因此采用后一种密封形式，保证静环座两瓣合并后的圆度。
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