化工設(shè)備課程設(shè)計-M3帶攪拌裝置的反應(yīng)釜設(shè)( 35

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1、1 化工設(shè)備課程設(shè)計 題目：2 m3帶攪拌裝置的反應(yīng)釜設(shè) 前言化工設(shè)備課程設(shè)計的目的和要求：(1)課程設(shè)計的目的 化工設(shè)備課程設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計能力的重要實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。在教師指導(dǎo)下，通過課程設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生獨立地運用所學(xué)到的基本理論并結(jié)合生產(chǎn)實際的知識，綜合地分析和解決工程實際問題的能力。當(dāng)學(xué)生完成課程設(shè)計后，應(yīng)達到下列目的：1)通過課程設(shè)計，能夠?qū)⒒ぴO(shè)備課程和有關(guān)先修課程所學(xué)的知識，在設(shè)計中綜合地加以運用，使學(xué)到的知識得到鞏固、加深和提高。2)初步培養(yǎng)學(xué)生獨立進行工程設(shè)計的工作能力，樹立正確的設(shè)計思想，掌提化工容器及設(shè)備設(shè)計的基本方法和程序，為今后從事工程設(shè)計打下良好的基礎(chǔ)。3)使學(xué)生能夠熟

2、悉和運用設(shè)計資料，如有關(guān)國家（部頒）標準，以完成作為工程技術(shù)人員在機械設(shè)計方面所必備的基本訓(xùn)練。2(2)化工設(shè)備課程設(shè)計的要求通過課程設(shè)計應(yīng)達到以下要求：1)樹立正確的設(shè)計思想能夠結(jié)合生產(chǎn)實際綜合地考慮先進、安全、經(jīng)濟、可靠實用等方面的要求，嚴肅認真地進行設(shè)計。2)具有積極主動的學(xué)習(xí)態(tài)度在課程設(shè)計中遇到的問題，要隨時查閱有關(guān)教科書或文獻，通過積極思考，提出個人見解盡可能自己解決，不要太多地依靠指導(dǎo)老師幫助解決問題。3)正確處理好幾個關(guān)系 繼承和發(fā)展的關(guān)系 強調(diào)獨立思考，并不等于設(shè)計者憑空假想，不依靠設(shè)計資料和繼承前人經(jīng)驗，這樣是得不出高質(zhì)量設(shè)計的。對于初學(xué)設(shè)計的人來說，學(xué)會收集、理解、熟悉和使

3、用各種資料，正是培養(yǎng)設(shè)計能力的重要方面。因此正確處理好繼承和發(fā)展條件下的抄、搬、套問題，正是設(shè)計能力強的重要表現(xiàn)。正確使用標準規(guī)范 化工設(shè)備設(shè)計非常強調(diào)標準規(guī)范。但是并不是限制設(shè)計的創(chuàng)造和發(fā)展，因此遇到與設(shè)計要求有矛盾時，經(jīng)過必要的手續(xù)可以放棄標準而服從設(shè)計要求。但非標準件中的參數(shù)，一般仍宜按標準選用。學(xué)會統(tǒng)籌兼顧、抓主要矛盾)計算結(jié)果要服從結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求：對初學(xué)設(shè)計者，最易把設(shè)計片面劃解為就是理論上的強度、剛度、穩(wěn)定性等計算，認為這些計算結(jié)果不可更改，實際上，對一個合理的設(shè)計，這些計算結(jié)果只對零件尺寸提供某一個方面的依據(jù)。而部件實用尺寸一定要符合結(jié)構(gòu)等方面的要求。)按幾何等式關(guān)系計算而得的尺

4、寸，一般不能隨意圓整變動；按經(jīng)驗公式得來的尺寸一般應(yīng)圓整使用。)處理好計算與繪圖的關(guān)系：設(shè)計中要求算、畫、選、改同時進行，但零件的尺寸以最后圖樣確定的為準。對尺寸作出修改后，有時并不一定要求再對零件強度等進行計算，可以據(jù)修改幅度、計算準確程度等來判斷是否有必要再行計算。課程設(shè)計的設(shè)計內(nèi)容設(shè)計條件及設(shè)計內(nèi)容分析由設(shè)計條件單可知，設(shè)計的反應(yīng)釜容積為 2.0m3、操作容積為 1.6m3：攪拌裝置配置的電動機功率為 3.0KW、攪拌軸的轉(zhuǎn)速為 85r/min、攪拌漿的形式為框式；加熱的方式為用夾套內(nèi)的導(dǎo)熱油進行電加熱：裝置上設(shè)有 8 個工藝接管、2 個視鏡、4 個耳式支座、12 個電加熱器套管、1 個

5、人孔（或固體物料進口）、1 個測控接管。反應(yīng)釜設(shè)計的內(nèi)容主要有：（1）釜體的強度、剛度、穩(wěn)定性計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計（2）夾套的強度、剛度計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計；3（3）設(shè)計釜體的法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)、選擇接管、管法蘭；（4）人孔的選型及補強計算；（5）支座選型及驗算；（6）視鏡的選型；（7）焊縫的結(jié)果與尺寸設(shè)計；（8）電機、減速機的選型；（9）攪拌軸及框式攪拌槳的尺寸設(shè)計；（10）選擇聯(lián)軸器；（11）設(shè)計機架結(jié)構(gòu)及尺寸；（12）設(shè)計底蓋結(jié)構(gòu)及尺寸；（13）選擇軸封形式；（14）繪總裝配圖及攪拌軸零件圖等。目目 錄錄反應(yīng)釜設(shè)計的有關(guān)內(nèi)容反應(yīng)釜設(shè)計的有關(guān)內(nèi)容.1第一章第一章 反應(yīng)釜釜體的設(shè)計反應(yīng)釜釜體的設(shè)計1 1.1

6、釜體 DN、PN 的確定.1 1.1.1 釜體 DN 的確定.1 1.1.2 釜體 PN 的確定.1 1.2 釜體筒體壁厚的設(shè)計.1 1.2.1 設(shè)計參數(shù)的確定.1 1.2.2 筒體壁厚的設(shè)計.1 1.3 釜體封頭的設(shè)計.2 1.3.1 封頭的選型.2 1.3.2 設(shè)計參數(shù)的確定.24 1.3.3 封頭的壁厚的設(shè)計.2 1.3.4 封頭的直邊尺寸、體積及重量的確定.2 1.4 筒體長度 H 的設(shè)計.2 1.5 外壓筒體壁厚的設(shè)計.2 1.5.1 設(shè)計外壓的確定.21.5.2 試差法設(shè)計筒體的壁厚.21.6 外壓封頭壁厚的設(shè)計.31.6.1 設(shè)計外壓的確定.31.6.2 封頭壁厚的計算.31.6

7、.3 封頭的結(jié)構(gòu)與尺寸.3第二章第二章 反應(yīng)釜夾套的設(shè)計反應(yīng)釜夾套的設(shè)計32.1 夾套釜體 DN、PN 的確定.42.1.1 夾套釜體的確定.42.1.2 夾套釜體的確定.42.2 夾套筒體的設(shè)計.42.2.1 設(shè)計參數(shù)的確定.42.2.2 夾套筒體壁厚的設(shè)計.42.2.3 夾套筒體長度的初步設(shè)計42.3 夾套封頭的設(shè)計.42.3.1 封頭的選型42.3.2 設(shè)計參數(shù)的確定42.3.3 封頭壁厚的設(shè)計52.3.4 封頭結(jié)構(gòu)與尺寸的確定.52.4 傳熱面積的校核5第三章第三章 反應(yīng)釜釜體及夾套的壓力試驗反應(yīng)釜釜體及夾套的壓力試驗.6 3.1 釜體的水壓試驗63.1.1 水壓試驗壓力的確定.63.

8、1.2 液壓試驗的強度校核63.1.3 壓力表的量程、水溫及水中濃度的要求63.1.4 水壓試驗的操作過程63.2 釜體的氣壓試驗6 3.2.1 氣壓試驗壓力的確定63.2.2 氣壓試驗的強度校核73.2.3 氣壓試驗的操作過程73.3 夾套的液壓試驗.73.3.1 液壓試驗壓力的確定73.3.2 液壓試驗的強度校核73.3.3 壓力表的量程、水溫的要求73.3.4 液壓試驗的操作過程7第四章第四章 反應(yīng)釜附件的選型及尺寸設(shè)計反應(yīng)釜附件的選型及尺寸設(shè)計.8 4.1 釜體法蘭聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)的設(shè)計8 4.1.1 法蘭的設(shè)計.84.1.1.1 法蘭的選型、標準代號、材料.84.1.1.2 法蘭的結(jié)構(gòu)與主要

9、尺寸.854.1.2 密封面形式的選型84.1.3 墊片的設(shè)計84.1.3.1 法蘭墊片的選型、材料.84.1.3.2 墊片的結(jié)構(gòu)與尺寸.84.1.4 螺栓、螺母、墊圈的尺寸規(guī)格.84.1.4.1 螺栓、螺母、墊圈的選型.84.1.4.2 螺栓、螺母、墊圈的尺寸、標準號.84.1.5 螺栓、螺母、墊圈的材料.84.2 工藝接管的設(shè)計8 4.3 管法蘭尺寸的設(shè)計94.3.1 管法蘭的選型94.3.2 管法蘭的尺寸.10 4.4 墊片尺寸及材質(zhì).10 4.5 固體物料進口的設(shè)計.11 4.6 視鏡的設(shè)計.114.6.1 視鏡的選型.114.6.2 視鏡的規(guī)定標記、標準圖號、視鏡的尺寸及材料.11第

10、五章第五章 攪拌裝置的選型與尺寸設(shè)計攪拌裝置的選型與尺寸設(shè)計.13 5.1 攪拌軸直徑的初步計算.135.1.1 攪拌軸直徑的設(shè)計.135.1.2 攪拌軸剛度的校核.135.1.3 攪拌抽臨界轉(zhuǎn)速校核計算.135.2 聯(lián)軸器的型式及尺寸的設(shè)計.135.2.1 聯(lián)軸器型式的確定.135.2.2 聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)及尺寸.135.2.3 聯(lián)軸節(jié)的零件及材料.14 5.3 攪拌槳尺寸的設(shè)計.145.3.1 框式攪拌槳的結(jié)構(gòu).145.3.2 框式攪拌槳的尺寸.155.4 攪拌軸的結(jié)構(gòu)及尺寸的設(shè)計.155.4.1 攪拌軸長度的設(shè)計155.4.2 攪拌軸的結(jié)構(gòu)16第六章第六章 傳動裝置的選型與尺寸設(shè)計傳動裝置的

11、選型與尺寸設(shè)計.17 6.1 電動機的選型176.2 減速器的選型17 6.3 機架的設(shè)計17 6.4 底座的設(shè)計18 6.5 反應(yīng)釜的軸封裝置設(shè)計18第七章第七章 支座的選型及設(shè)計支座的選型及設(shè)計.19 7.1 支座的選型及尺寸的初步設(shè)計197.1.1 懸掛式支座的選型197.1.2 懸掛式支座的尺寸的初步設(shè)計197.2 支座載荷的校核計算19第八章第八章 焊縫結(jié)構(gòu)的設(shè)計焊縫結(jié)構(gòu)的設(shè)計.206 8.1 釜體上主要焊縫結(jié)構(gòu)的設(shè)計20 8.2 夾套上的焊縫結(jié)構(gòu)的設(shè)計21第九章第九章 固體物料進口的開孔及補強計算固體物料進口的開孔及補強計算.22 9.1 封頭開固體物料進口后被消弱的金屬面積 A

12、的計算.229.2 有效補強區(qū)內(nèi)起補強作用的金屬面積的計算.22 9.2.1 封頭起補強作用金屬面積的計算.229.2.2 接管起補強作用金屬面積的計算.229.2.3 焊縫起補強作用金屬面積的計算.229.3 判斷是否需要補強的依據(jù).22 9.4 補強圈的設(shè)計.22第十章第十章 反應(yīng)釜的裝配圖及部件圖反應(yīng)釜的裝配圖及部件圖.23 反應(yīng)釜的裝配圖及部件圖見附圖 1、2鳴謝鳴謝.23參考文獻參考文獻.23第一章第一章 反應(yīng)釜釜體的設(shè)計反應(yīng)釜釜體的設(shè)計1.1 釜體釜體 DN、PN 的確定的確定1.1.1 釜體 DN 的確定對于直立的反應(yīng)釜來說，釜體的設(shè)備容積通常是指圓柱形筒體及下封頭所包含的容積，

13、即 V=VT+VF式中 VT 設(shè)備筒體部分容積，m3;VF 封頭容積，m3。根據(jù) V 及選定的 L/Di 值，將釜體視為圓柱形筒體，可以初步估算筒體內(nèi)徑，且取L/Di=1.3。由題可知 L/Di=1.3 且=2.0 查的 DN=1200mm1.1.2釜體 PN 得確定因操作壓力為 PW=0.40MPa，查的 PN=0.6MPa1.2 釜體筒體壁厚的設(shè)計釜體筒體壁厚的設(shè)計71.2.1 設(shè)計參數(shù)的確定 取 P=1.1PW P=1.1PW=1.10.40=0.44MPa 由于 PL/P=100%=3%P 則 Sn=6mm 設(shè)計合理。1.6 外壓封頭壁厚得設(shè)計外壓封頭壁厚得設(shè)計1.6.1 設(shè)計外壓得確

14、定 PC=0.1MPa1.6.2封頭壁厚得計算設(shè)封頭的壁厚為 Sn=6mm Se=Sn-C=4.75mm對于標準橢球形封頭 K=0.9，Ri=KDi=0.91200=1080mmRi/Se=1080/5.75=187.8計算系數(shù) A=0.125/(Ri/Se)=6.65610-4 由 A=5.496910-4可確定 B查表 15-7 得 B=63MPa，E=1.91=1.91105MPa由P=B/(Ri/Se)得P=63/(1080/4.75)=0.2770Mpa=2.770Kgf/cm2P=1.0Kgf/cm2P=2.770Kgf/cm2假設(shè) Sn=6mm 合理。1.6.3封頭得結(jié)構(gòu)與尺寸公

15、稱直徑DN/mm總深度 H/mm內(nèi)表面積A/m2容積 V/m312003251.65520.2545 取內(nèi)壓和外壓兩者中最大壁厚，即取 Sn=6mm。釜體封頭的結(jié)構(gòu)與尺寸第二章第二章 反應(yīng)釜夾套得設(shè)計反應(yīng)釜夾套得設(shè)計92.1 夾套釜體夾套釜體 DN，PN 得確定得確定2.1.1 夾套釜體 DN 得確定 Dj=Di+300=1200+100=1300mm 由于夾套的筒體卷卷焊而成 所以 DN=1400mm2.2.2夾套釜體 PN 得確定因操作壓力為常壓 查得 PN=0.25MPa2.2夾套筒體的設(shè)計夾套筒體的設(shè)計2.2.1 設(shè)計參數(shù)的確定 因為釜體內(nèi)反應(yīng)物濃度與水相近，故按水計算反應(yīng)物靜壓，即：

16、P液=1.01039.81.56510-6=0.0153MPa P液不能忽略 PC=P+P液=0.11.1+0.0153=0.1253MPa，t=65，=0.6，C2=1mm C1=0.252.2.2夾套筒體壁厚的設(shè)計設(shè)夾套筒體壁厚 Sn=3mm 查 Q235-B 的t=113MPa 且 C1=0.25由公式 Sd=PCDi/12t-PC+C得 Sd=(0.12531400)/(21130.6-0.1253)+1.25=2.545mm圓整 Sd=3mm Sn=Sd 因此假設(shè)合理由 PC=0.1MPa0.3MPa 按強度設(shè)計的壁厚不能滿足剛度要求，需按剛度條件重新計算Di=1400P+0.1=0

17、.5MPa PT=0.55MPa3.1.2液壓試驗的強度校核由得=69.749MPa查表 14-4 =203MPa得=69.749MPa0.9=0.92031.0=182.7MPa因此液壓強度足夠113.1.3壓力表得量程壓力表的最大量程：P表=2PT=20.55=1.10MPa水溫：t153.1.4水壓試驗的操作過程 在保持釜體表面干燥的條件下，首先用水將釜體內(nèi)的空氣排空，再將水的壓力緩慢升至 0.44，保壓不低于 30，然后將壓力緩慢降至 0.35，并保壓足夠長時間，檢查所有焊縫和連接部位有無泄露和明顯的殘留變形。若質(zhì)量合格，緩慢降壓，將釜體內(nèi)的水排凈，用壓縮空氣吹干釜體。若質(zhì)量不合格，修

18、補后重新試壓直至合格為止。3.2 釜體的氣壓試驗釜體的氣壓試驗3.2.1 氣壓試驗壓力的確定 由公式 PT=1.15P 得 PT=1.150.441=0.506MPa3.2.2氣壓試驗的強度校核由公式得=64.169MPa=64.1690.8=0.82031.0=162.4MPa因此氣壓強度足夠3.2.3 氣壓試驗的操作過程 做氣壓試驗時，將壓縮空氣的壓力緩慢升至 0.0506MPa 時，保持 5min 進行初檢合格后繼續(xù)升至 0.253 MPa，其后按每級 0.0506MPa 為級差升至 0.506MPa，保持 10min，然后降至 0.4048 MPa 并保持足夠長時間同時進行檢查，如有泄

19、露，修補后重新進行試驗，至合格為止。3.3 夾套的液壓試驗夾套的液壓試驗3.3.1 水壓試驗壓力的確定且不小于(+0.1)，當(dāng)1.8 時取 1.8。PT=1.250.1253=0.1566MPa 因為 PTP+0.1=0.2253MPa得 PT=0.2253MPa3.3.2液壓試驗的強度校核由得=33.31MPa=33.31MPa0.9=0.92350.6=126.9MPa因此強度足夠3.3.3壓力表的量程、水溫的要求壓力表得量程：P表=2PT=20.2253=0.4506MPa水溫 t53.3.4水壓試驗的操作過程 在保持夾套表面干燥的條件下，首先用水將夾套內(nèi)的空氣排空，再將水的壓力緩慢升至

20、 2253，保壓不低于 30min，然后將壓力緩慢降至 0.180，保壓足夠長時間，檢查所有焊縫和連接部位有無泄露和明顯的殘留變形。若質(zhì)量合格，緩慢降壓將夾套內(nèi)的水排凈，用壓縮空氣吹干。若質(zhì)量不合格，修補后重新試壓直至合格為止。12第四章第四章 反應(yīng)釜附件的選型及尺寸設(shè)計反應(yīng)釜附件的選型及尺寸設(shè)計4.1 釜體法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)的設(shè)計釜體法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)的設(shè)計 設(shè)計內(nèi)容包括：法蘭的設(shè)計、密封面形式的選型、墊片設(shè)計、螺栓和螺母的設(shè)計。4.1.1法蘭的設(shè)計（1）法蘭的選型：甲型平焊法蘭法蘭的標準代號：法蘭 FF1200-0.6 JB/T4701法蘭的材料：0Cr18Ni10Ti （2）法蘭的結(jié)構(gòu)與尺寸D D1

21、 D2 D3 D4 b d 規(guī)格 數(shù)量1330 1290 1255 1241 1238 58 23 M20 484.1.2 密封面形式的選型 因為 Pg=0.25MPa1.6MPa,介質(zhì)溫度：55 查文獻1P331 表 16-14 知密封面采用光滑面4.1.2墊片的設(shè)計（1）墊片法蘭的選型、材料 墊片選用耐油石棉橡膠墊片，材料為耐油橡膠石棉板（2）墊片的結(jié)構(gòu)與尺寸內(nèi)徑 d/mm 外徑 D/mm 厚度 S/mm1200 1240 24.1.4 螺栓、螺母的尺寸規(guī)格 （1）螺栓、螺母的選型 六角頭螺栓 A 級 I 型六角螺母-A 級（2）螺栓、螺母的尺寸標準號六角頭螺栓 A 級 數(shù)量：48螺紋規(guī)格

22、 amax emin K（公稱）rmin SmaxM20 10 32.95 12.5 0.8 30I 型六角螺母-A 級（摘自 GB/T41-2000 等效 ISO4031:1999）螺紋規(guī)格 emin mmax mmin Smax Smin 螺距M20 32.95 16.9 30 29.16 2.5螺栓長度的計算：L=2S法蘭+S墊片+S螺母=258+3+30+2310%=155.3mm圓整 L=155mm4.1.5螺栓、螺母、墊圈的材料螺栓螺母墊圈A 級鋼A 級鋼0Cr18Ni10Ti4.2 工藝接管的設(shè)計工藝接管的設(shè)計（1）水進口采用無縫鋼管，罐內(nèi)的接管與夾套內(nèi)表面磨平。配用突面板式平焊

23、管法蘭：HG20592 法蘭 PL25-0.1 RF 20。13（2）N2（氣）進口采用無縫鋼管，接管與封頭內(nèi)表面磨平。配用突面板式平焊管法蘭：HG20592 法蘭 PL25-0.6 RF 0Cr18Ni10Ti。HG20592 法蘭 PL65-0.6 RF 0Cr18Ni10Ti。（3）工藝物料進口采用無縫鋼管，管的一端切成，伸入罐內(nèi)一定長度。配用的突面板式平焊管法蘭：HG20592 法蘭 PL50-0.6 RF 0Cr18Ni10Ti。（4）放料口采用無縫鋼管，接管與封頭內(nèi)表面磨平。配用突面板式平焊管法蘭：HG20592 法蘭 PL100-0.6 RF 0Cr18Ni10Ti。與其配套的是

24、手動下展式鑄不銹鋼放料閥，標記：放料閥 6-100 HG5-11-81-3.（5）水出口采用無縫鋼管，接管與封頭內(nèi)表面磨平。配用突面板式平焊管法蘭：HG20592 法蘭 PL25-0.1 RF 20。（6）安全閥接口采用無縫鋼管，接管與封頭內(nèi)表面磨平。配用突面板式平焊管法蘭：HG20592 法蘭 PL25-0.6 RF 0Cr18Ni10Ti。(7)冷凝器接口采用無縫鋼管，接管與封頭內(nèi)表面磨平。配用突面板式平焊管法蘭：HG20592 法蘭 PL100-0.6 RF 0Cr18Ni10Ti。（8）加熱器套管采用無縫鋼管，罐內(nèi)的接管與下封頭內(nèi)表面磨平磨平。配用突面板式平焊管法蘭：HG20592 法

25、蘭 PL80-0.1 RF 20。4.3 管法蘭尺寸的設(shè)計管法蘭尺寸的設(shè)計4.3.1 管法蘭的選型 突面板式平焊法蘭 代號 PL 標準號 HG205934.3.2管法蘭的尺寸連 接 尺 寸接管名稱公稱直徑接管外徑法蘭厚度密封面厚度法蘭內(nèi)徑坡口寬度b 安全閥接口、N2接口253210075581141014233工藝物料進口5057140110881441216259水進口5057140110881441216259溫度計接口65761601301181441216278冷凝器接口、放料口100108210170144184M16182110水出口5057140110881441216259加熱

26、器套管80891901501241841618291144.4 墊片尺寸及材質(zhì)墊片尺寸及材質(zhì) 管道法蘭用軟墊片密封面形式及墊片尺寸墊片尺寸()接管名稱密封面型式外徑內(nèi)徑厚度墊片材質(zhì)安全閥接口、N2接口RF64342中壓石棉橡膠板工藝物料進口RF96612中壓石棉橡膠板水進口RF96612中壓石棉橡膠板冷凝器接口、放料口RF1521152中壓石棉橡膠板水出口RF96612中壓石棉橡膠板加熱器套管RF132892耐油石棉橡膠板4.5 固體物料進口的設(shè)計固體物料進口的設(shè)計固體物料進口的尺寸螺栓公稱壓力（）密封面形式公稱直徑規(guī)格數(shù)量4004266540495300125M2016總重()0.6MPa突

27、面2002101082824282084人孔的尺寸件 號名稱數(shù) 量材 料件號名稱數(shù)量材料1人 孔 接 管100 08銷 軸1452螺母16259開 銷口2353螺栓163510墊圈21 1 0 0 0 0 H H V V4法蘭11 11 18 81 19 911軸 耳1Q 2 3 5-A5墊片112軸耳1Q Q2 23 35 5-A AA法 蘭蓋113軸耳1Q Q2 23 35 5-A A7手柄114軸耳1Q Q2 23 35 5-a a4.6 視鏡的設(shè)計視鏡的設(shè)計視鏡主要用來觀察設(shè)備內(nèi)物料及其反應(yīng)情況，也可以作為頁面指示鏡。常用的視鏡有視鏡、帶頸視鏡和壓力容器視鏡（分別有帶頸和不帶頸兩種）幾

28、種，他們的結(jié)構(gòu)型式見圖4.6.1 視鏡的選型帶頸視鏡 JB595-64 鋼制不銹鋼帶頸視鏡154.6.2視鏡的尺寸和材料視鏡的尺寸雙頭螺柱雙頭螺柱視鏡玻璃視鏡玻璃數(shù)量直徑長度150165202302002218801591008M1240視鏡的材料件號名稱數(shù)量材料件號名稱數(shù)量材料1視鏡玻璃1鋼化硼硅玻璃(SJ-6)4壓緊環(huán)1Q235-A-F2襯 墊2耐酸石棉橡膠板5雙頭螺柱8Q235-A(GB/T901-1988)3接 緣11Cr18Ni9Ti6螺母16Q235-A(GB/T6170-1986)4.7 支座的選型支座的選型4.7.1 支座的選型及尺寸的初步設(shè)計 懸掛式支座的選型由于設(shè)備外部設(shè)置

29、有 100 的保溫層，所以選耳式 B 型支座，支座數(shù)量為 4 個4.7.2 懸掛式支座的尺寸的初步設(shè)計 反應(yīng)釜總質(zhì)量的估算：mF=m1+m2+m3+m4+m5 式中：m1釜體的質(zhì)量（Kg）；m2夾套的質(zhì)量（Kg）；m3攪拌裝置的質(zhì)量（Kg）m4附件的質(zhì)量（Kg）；m5保溫層的的質(zhì)量（Kg）物料總質(zhì)量的估算：mw=mj+md式中：mj釜體介質(zhì)的質(zhì)量（Kg）；md夾套內(nèi)水的質(zhì)量（Kg）反應(yīng)釜的總質(zhì)量估算為 2000Kg，物料的質(zhì)量為 2484Kg（以水裝滿釜體和夾套計算），裝置的總質(zhì)量：m=mF+mw=2000+2484 =4484（Kg）每個支座承受的重量 Q 約為：44849.81/221.9

30、716(KN)根據(jù) DN=1200、Q=21.9716KN 由文獻1附表 16-23 初選 B 型耳式支座，支座號為 3。B 型耳式支座的尺寸(mm)底板筋板墊板地腳螺栓支座重量H2001601051050205125825020083030M248.3164.7.3 支座載荷的校核計算支座載荷的校核計算耳式支座實際承受的載荷按下式近似計算：D=1000+26+28+2(205-50)=1632mmGe=15009.81=14715N，m0=4484kg，k=0.83，n=4，p=0，Se=500Q=10-3=4.526KN因為 Q=4.526KNQ=60KN，所以選用的耳式支座滿足要求第五章

31、第五章 攪拌裝置的選型與尺寸設(shè)計攪拌裝置的選型與尺寸設(shè)計5.1 攪拌軸直徑的初步計算攪拌軸直徑的初步計算5.1.1 攪拌軸直徑的設(shè)計 電機的功率 P3.0KW，攪拌軸的轉(zhuǎn)速 n85r/min，材料為 45 鋼，40，剪切彈性模量 G8104MPa，許用單位扭轉(zhuǎn)角1.0/m。由得：（）利用截面法得：()由 得：攪拌軸為實心軸，則：得=34.799mm取 d=40mm5.1.2攪拌軸剛度校核 得 =0.943744/m=1.0/m 所以圓軸的剛度足夠，考慮到攪拌軸與聯(lián)軸器配合，取 d=50mm5.1.3攪拌軸臨界轉(zhuǎn)速校核計算 由于反應(yīng)釜的攪拌軸轉(zhuǎn)速=85200，故不作臨界轉(zhuǎn)速校核計算。5.2 聯(lián)軸

32、器的型式及尺寸的設(shè)計聯(lián)軸器的型式及尺寸的設(shè)計5.2.1 聯(lián)軸器型式的確定 由于選用擺線針齒行星減速機，所以聯(lián)軸器的型式選用立式夾殼聯(lián)軸節(jié)（D 型）。標記為：DN 50 HG 5-213-65，結(jié)構(gòu)如圖。由文獻分別確定聯(lián)軸節(jié)的尺寸和零件及材料，尺寸如表，零件及材料如表。由于聯(lián)軸節(jié)軸孔直徑 DN=50mm，因此攪拌軸的直徑 d 調(diào)整至 50mm。5.2.2 聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)及尺寸立式夾殼聯(lián)軸節(jié)171-夾殼；2-懸吊環(huán)；3-墊圈；4-螺母；5-螺栓夾殼聯(lián)軸節(jié)的尺寸螺栓數(shù)量規(guī)格135624290190248366M12*53軸孔直徑509457010018160.60.45.2.3 聯(lián)軸節(jié)的零件及材料夾殼

33、聯(lián)軸節(jié)的零件及材料件號名 稱材 料件 號名 稱材 料1左、右半聯(lián)軸器ZG-1Cr18Ni9Ti(GB2100)4螺 母0Cr18Ni9Ti(GB/T 6170)2吊 環(huán)0Cr18Ni9Ti(GB4385)5螺 栓A2-50A2-70(GB/T 5782)3墊 圈A-140(GB/T 97.2)5.3 攪拌槳尺寸的設(shè)計攪拌槳尺寸的設(shè)計5.3 槳式攪拌槳的結(jié)構(gòu) 槳式攪拌槳的結(jié)構(gòu)如圖所示。由文獻4表 3-1-17 確定不銹鋼框式攪拌槳的尺寸見表，零件明細表見表。框式攪拌槳的結(jié)構(gòu)1-槳葉 2-橫梁 3-筋板 4-連接螺栓 5-螺母 6-穿軸螺栓 7-螺母5.3.2 槳式攪拌槳的尺寸槳式攪拌槳的尺寸化工

34、設(shè)計手冊(上)表 10-18螺栓銷螺釘螺孔數(shù)量數(shù)量85050M124M1211663重量73023735017051203515不大于 0.0885.3.3 槳式攪拌槳零件明細表零件明細表件號名稱數(shù)量材料件號名稱數(shù)量材料1槳葉21Cr18Ni9Ti5螺母81Cr18Ni9Ti2橫梁21Cr18Ni9Ti6穿軸螺栓21Cr18Ni9Ti3筋板41Cr18Ni9Ti7螺母41Cr18Ni4Ti4連接螺栓81Cr18Ni9Ti5.4攪拌軸的結(jié)構(gòu)及尺寸的設(shè)計攪拌軸的結(jié)構(gòu)及尺寸的設(shè)計5.4.1 攪拌軸長度的設(shè)計攪拌軸的長度 L 近似由釜外長度 L1、釜內(nèi)未浸入液體的長度 L2、浸入液體的長度 L3 三部

35、分構(gòu)成。即：=L1+L2+L318其中 L1=H-M (H:機架高；M:減速機輸出軸長度)L1=750-79=671mm L2=HT+HF-Hi(HT:釜體封頭容積;HF:封頭深度;Hi:液體的裝填高度)液體裝料高度 Hi的確定：釜體筒體的裝填高度式中 VC操作容積(m3)；VF釜體封頭容積(m3)；Di筒體的內(nèi)徑(m)H1=1.1903m液體的總裝填高度 Hi=H1+h1+h2=1190.3+25+300=1515.3mm L2=1545+2(25+300)-1515.3=679.7 浸入液體攪拌軸的長度 L3的確定：攪拌槳的攪拌效果和攪拌效率與其在釜體的位置和液柱高度有關(guān)。攪拌槳浸入液體內(nèi)

36、的最佳深度為：（見文獻4215）當(dāng) Di=Hi時為最佳裝填高度；當(dāng) DiDi=1200mm，本設(shè)計使用兩個攪拌槳 攪拌槳浸入液體內(nèi)的最佳深度為：S=2Hi/3=21515.3/3=1010.3mm 故浸入液體的長度 L3=320mm 攪拌軸的長度 L 為：L=671+679.7+1010.3=2360.9mm 圓整 取 L=2365 mm5.4.2攪拌軸的結(jié)構(gòu)由于攪拌軸的長度較大，考慮加工的方便，將攪拌軸設(shè)計成兩部分。與減速機相聯(lián)的攪拌軸軸長為：L/=H-M+L4 (L4:攪拌軸深入釜內(nèi)的長度，d=50mm 時取350mm 文獻4表 3-5-23)L/=500-69+350=781mm 取 L

37、/=785mm攪拌軸下部分的軸長為 L/=L-L/=1290-785=505mm第六章第六章 傳動裝置的選型與尺寸設(shè)計傳動裝置的選型與尺寸設(shè)計196.1 電動機的選型電動機的選型 由于反應(yīng)釜里的物料具有易燃性和一定的腐蝕性，故選用隔爆型三相異步電機（防爆標志 dAT4）。根據(jù)電機的功率 P3.0KW、轉(zhuǎn)速 n1500r/min，由機械設(shè)備通用手冊表 32-16 選用的電機型號為：Y100L2-4。6.2 減速器的選型減速器的選型根據(jù)電機的功率 P3.0KW、攪拌軸的轉(zhuǎn)速 n1500r/min、傳動比為 1500/8517.65，選用直聯(lián)擺線針輪減速機（HG5-745-78），標記 ZLD2.0

38、4A17。由文獻5表 9-2-41確定其安裝尺寸，直聯(lián)擺線針輪減速機的外形見圖、安裝尺寸如表。直連擺線針輪減速機減速機的外形安裝尺寸n1 260230200432006-1224224 b11516148.514430796156.3 機架的設(shè)計機架的設(shè)計 由于反應(yīng)釜傳來的軸向力不大，減速機輸出軸使用了帶短節(jié)的夾殼聯(lián)軸節(jié)，且反應(yīng)釜使用不帶內(nèi)置軸承的機械密封，故選用 WJ 型無支點機架（HG2156695）。由攪拌軸的直徑 d50mm 可知，機架的公稱直徑 250。結(jié)構(gòu)如圖。WJ 型無支點機架6.4 底座的設(shè)計底座的設(shè)計對于不銹鋼設(shè)備，本設(shè)計采用圖底座的結(jié)構(gòu)，其上部與機架的輸出端接口和軸封裝置采

39、用可拆相聯(lián)，下部伸入釜內(nèi)，結(jié)構(gòu)與尺寸如圖。6.5 反應(yīng)釜的軸封裝置設(shè)計反應(yīng)釜的軸封裝置設(shè)計反應(yīng)釜中應(yīng)用的軸封結(jié)構(gòu)主要有兩大類，填料箱密封和機械密封?？紤]到釜內(nèi)的物料具有易燃性和一定的腐蝕性，因此選用機械密封。根據(jù) PW0.40MPa、t55、n=85r/min、d=50mm。由文獻5表 7-3-79 選用 2001 型單端面平衡型機械密封，其結(jié)構(gòu)如圖、主要尺寸如表所示。釜用機械密封的主要尺寸（）20軸徑dD1D2D3n螺柱50225188180818M18第七章第七章 焊縫結(jié)構(gòu)的設(shè)計焊縫結(jié)構(gòu)的設(shè)計7.1 釜體上主要焊縫結(jié)構(gòu)的設(shè)計釜體上主要焊縫結(jié)構(gòu)的設(shè)計 設(shè)計內(nèi)容：（a）筒體的縱向焊縫）筒體的縱

40、向焊縫 （b）筒體與下封頭的環(huán)向焊縫）筒體與下封頭的環(huán)向焊縫 （c）固體物料進口與封頭的焊縫）固體物料進口與封頭的焊縫 （d）進料管與封頭的焊縫）進料管與封頭的焊縫 （e）冷卻器接管與封頭的焊縫）冷卻器接管與封頭的焊縫 （f）溫度計接管與封頭的焊縫）溫度計接管與封頭的焊縫（h）出料口接管與封頭的焊縫）出料口接管與封頭的焊縫 7.2 夾套上的焊縫結(jié)構(gòu)的設(shè)計夾套上的焊縫結(jié)構(gòu)的設(shè)計夾套上的焊縫結(jié)構(gòu)及尺寸如圖。（a）筒體的縱向焊縫）筒體的縱向焊縫 （b）筒體與封頭的橫向焊縫）筒體與封頭的橫向焊縫 （c）導(dǎo)熱油進口接管與筒體的焊縫）導(dǎo)熱油進口接管與筒體的焊縫 （e）導(dǎo)熱油出口接管與筒體的焊縫）導(dǎo)熱油出口

41、接管與筒體的焊縫（f）釜體與夾套的焊縫）釜體與夾套的焊縫第八章第八章 固體物料進口的開孔及補強計算固體物料進口的開孔及補強計算釜體上主要焊縫結(jié)構(gòu)圖218.1 封頭開固體物料進口后被削弱的金屬面積封頭開固體物料進口后被削弱的金屬面積 A 的計算的計算 d=di+2C=400+20.25=400.5mm =1.9285mm A=S0+2S0Set(1-fr)=400.53.01=772.36mm28.2 有效補強區(qū)內(nèi)起補強作用的金屬面積的計算有效補強區(qū)內(nèi)起補強作用的金屬面積的計算8.2.1 封頭起補強作用金屬面積 A1的計算 A1=(B-d)(Se-S0)-0 取兩者中較大值 因此 B=801mm

42、 Se=Sn-C=5-0.25=4.75mm Set=Snt-C=6-0.25=5.75mm =1 A1=400.5(4.75-1.9285)-2 Set(Se-S0)(1-fr)=136.53mm28.2.2 接管起補強作用金屬面積 A2的計算 取兩者中較小值 因此 h1=49.02 St=0.64mm h2=0 C2=0 A2=249.02(5.75-0.64)1+20(5.75-0)1=500.57mm28.2.3 焊縫起補強作用金屬面積 A3的計算 A3=K2/2=62/2=18mm28.3 判斷是否需要補強的依據(jù)判斷是否需要補強的依據(jù) A1+A2+A3=1130+500.57+18=

43、1648.57mm2 因為 A A1+A2+A3 所以不需補強8.4 補強圈的設(shè)計補強圈的設(shè)計補強圈（21506-92）取 Di=426 D0=626 SC=3.8608mm 圓整取 4mm 從筒體壁厚 5mm 來看，補強圈可取得較薄，但為制造方便取為 5mm，材料為 0Cr18Ni10Ti22第九章第九章 反應(yīng)釜的裝配圖及部件圖反應(yīng)釜的裝配圖及部件圖應(yīng)釜的裝配圖及部件圖見附圖 1 反 25 9 5 8 26 27 e 6 28 7 6 5 6 4 3 894 3120573.5 4002001085 16 c 20057 3.5 d d3001200200140050 85r/min 104

44、040440360 10111213141516171819d A A 950 222324d d20 215 23 b a 2 1 30 29 31 32 33 2280 34 35 e b1-12均布均布 39 38 37 36f 2068 2208 45 45 1000 1300 C C B B i h m k d d g2 g1 f 290 c a 24技技 術(shù)術(shù) 要要 求求（1）本設(shè)備按 GB150鋼制壓力容器和 HGJ18-89鋼制化工容器制造技術(shù)要求進行制造、試驗和驗收，并接受勞動部頒發(fā)壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程的監(jiān)督。（2）焊接采用電弧焊，釜體焊條牌號 A132；夾套焊條牌號 E

45、4303。（3）焊接接頭型式及尺寸除圖中注明外，按 HGJ17-89 中規(guī)定，對接焊縫為 DU19，接管與筒體、封頭的焊縫為 G1，角焊縫的焊角尺寸按較薄板的厚度，法蘭的焊接按相應(yīng)法蘭標準中的規(guī)定。（4）反應(yīng)釜上的類和類焊縫應(yīng)進行無損探傷檢查，探傷長度 20%，射線探傷符合GB332389 規(guī)定中級合格；超聲波探傷符合 JB 115281 規(guī)定中級合格。（5）壓力試驗和致密性試驗釜體制造完畢后，以 0.55 進行水壓試驗，合格后再以 0.506 的壓縮空氣進行致密性試驗。釜體合格后焊上夾套，在夾套內(nèi)以 0.21 進行水壓試驗。（6）設(shè)備組裝后，在攪拌軸上端密封處測定軸的徑向擺動量不得大于 0.

46、5，攪拌軸軸向串動量不得大于2.0；攪拌軸下端擺動量不大于 1.0。（7）組裝完畢后，以水代料嚴禁空轉(zhuǎn)，并使設(shè)備內(nèi)達到工作壓力；進行試運轉(zhuǎn)，時間不少于 4h，在試運轉(zhuǎn)過程中，不得有不正常的噪音（85dB(A)）和震動等不良現(xiàn)象。（8）攪拌抽旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)和圖示相符，不得反轉(zhuǎn)。（9）端面密封以 0.55 進行壓力試驗，泄漏量不大于 5。（10）夾套用石棉水泥保溫，厚度為 100。（11）所有管接口除注明外伸長度外，其余為 150（12）管口及支座方位圖見管口方位圖。25技術(shù)特性表 技術(shù)特性表 釜體 0.40 釜體 55 工作壓力/夾套 常壓 工作溫度/夾套 65 釜體 0.44 釜體 65 設(shè)計壓力

47、/夾套 0.11 設(shè)計溫度/夾套 65釜體：二價鐵離子、三價鐵離子,氫氧化鈉溶液 N2（氣）釜體 0.0物料名稱夾套 水腐蝕裕度/mm夾套 1.0 釜體 1.0公稱容積/m31.6焊縫系數(shù)夾套 0.6 操作容積/m30.8837電機功率/KW 3.0 攪拌轉(zhuǎn)速/rpm85 安全閥啟動壓力 0.66容器類別 接 管 表接 管 表編號公稱尺寸聯(lián)接尺寸標準聯(lián)接面形式名 稱a500.150HG20592RF水出口b18800.180 HG20592RF電加熱器套管c400PN0.1DN400HG20592RF固體物料進口d500.650 HG20592RF工藝物料進口e500.150 HG20592R

48、F水進口f1250.6125 HG20592RF放料口g1、g21500.6150HG20592RF視鏡、h1000.6100HG20592RF冷凝器接口i250.625 HG20592RFN2(氣)接口k250.625 HG20592RF安全閥接口2639HG20593法蘭 250.611Cr18Ni9Ti38接管 323.510Cr18Ni110Ti37HG20593法蘭 250.611Cr18Ni9Ti36GB13296接管 323.510Cr18Ni110Ti35HG20593法蘭 1000.611Cr18Ni9Ti34GB13296接管 108410Cr18Ni110Ti33JB 5

49、93648視鏡0.6，1502組合件9.118.232HG20593法蘭 650.611Cr18Ni9Ti31GB13296接管 76410Cr18Ni110Ti30HG20593法蘭 1000.611Cr18Ni9Ti29GB13296接管 108510Cr18Ni110Ti=20028HG/T212391框式攪拌器1組合件1327HG20593法蘭 500.112026GB8164接管 573.512025JB/T4704-2000墊片1石棉橡膠板24GB/T95-2002墊圈 44/26 80100HV23GB/T41-2000螺母 M24402522GB/T5780-2000螺栓 M2

50、4190403521HG20593法蘭 500.611Cr18Ni9Ti20GB13296接管 573.510Cr18Ni10Ti=30019HG/T2156595底座11Cr18Ni9Ti18GB/T8163-87電動機 YB112M-4外購17JB/T2982-1994擺線針輪減速機 ZLD4.04A171組合件外購16攪拌軸 5011Cr18Ni9Ti15HG 209891206 型機械密封1組合件14HG2156695機架 2501A 型13HG 2157095夾殼聯(lián)軸節(jié)2組合件10.8512HG 2151795人孔1組合件16811JB/T4746-2002釜體封頭 EHA14005

51、20Cr18Ni11Ti10621210JB/T4702-2000法蘭 14000.621Cr18Ni9Ti9橢球形封頭10Cr18Ni11Ti8JB/T4725-2000耳式支座 B34組合件15.762.87釜體筒體 12005=132010Cr18Ni11Ti1806夾套筒體 14006 =119020Cr18Ni11Ti127.85JB/T4746-2002夾套封頭 EHA140061Q235-A1374HG20593法蘭 500.112203GB8164接管 573.512202HG20593法蘭 650.11201GB8164接管 764120件號圖號或標準號名 稱數(shù)量材料單重總重

52、備注27總量安徽理工大學(xué)化工學(xué)院設(shè)計設(shè)計項目課程設(shè)計制圖設(shè)計階段課程設(shè)計校核審核審定2.0 反應(yīng)釜的裝配圖050110012008.07比例1：20 第 1 張 共 3 張鳴謝：鳴謝：本次課程設(shè)計得到 xxx 老師的全面指導(dǎo)，x 教授深入淺出的課程設(shè)計講解，以及細微之處的獨到見解，使我對工程設(shè)計的概念由模糊到清晰。平時我對于查閱資料、選用公式、收集數(shù)據(jù)、文字與圖表表達、化工制圖、計算機編輯等方面，都不是很擅長。通過這次化工設(shè)備機械基礎(chǔ)課程設(shè)計，這些方面都得到全面的訓(xùn)練和提高，且培養(yǎng)了我綜合應(yīng)用的能力。在此衷心感謝張教授提供這種寶貴的學(xué)習(xí)實踐機會和教書育人的諄諄教誨！由于我初次設(shè)計，中間遇見很多

53、學(xué)術(shù)上的困難，我班 xx 等同學(xué)給予我很多幫助，在此感謝！限于我基礎(chǔ)知識有限、缺乏經(jīng)驗，缺點和錯誤不可避免，懇切希望老師批評指正。參考文獻參考文獻1湯善甫、朱思明編，化工設(shè)備基礎(chǔ)（第二版），上海：華東理工大學(xué)出版社 2004.122朱有庭、曲文海、于浦義主編，化工設(shè)備設(shè)計手冊（上、下卷），北京：化學(xué)工業(yè)出版社 2004.83吳宗澤主編，機械設(shè)計實用手冊，北京：化學(xué)工業(yè)出版社 2001.54張展主編，機械設(shè)計通用手冊，北京：機械工業(yè)出版社 2008.55巨勇智、靳士主編，過程設(shè)備機械基礎(chǔ)，北京：國防工業(yè)出版社 2005.46曲文海主編，壓力容器與設(shè)備實用手冊，北京：化學(xué)工業(yè)出版社 2000.3 28