課程設(shè)計(jì)反應(yīng)釜設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上化工工藝課程設(shè)計(jì)（本）題 目 反應(yīng)釜的設(shè)計(jì) 班 級(jí) 10工藝2班 學(xué) 號(hào) 5 姓 名 何東寶 指導(dǎo)教師 黃相璇 完成日期 2013年12月30日 專心-專注-專業(yè)目錄*一.六.課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 20132014學(xué)年第1學(xué)期組員：第五組 專業(yè)班級(jí)：化學(xué)工程與工藝2班 指導(dǎo)教師：黃相璇一、課程設(shè)計(jì)作業(yè)題目：反應(yīng)釜的設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)內(nèi)容（含技術(shù)指標(biāo)）1反應(yīng)介質(zhì)：6m3的水乳膠涂料；2. 容器內(nèi)壓：常壓；3. 反應(yīng)溫度：80±10；4. 電機(jī)功率：5KW；5. 攪拌轉(zhuǎn)速：6 0rpm。6. 作業(yè)成果：計(jì)算書1份，設(shè)備圖1張（A1圖紙手工繪制）。三、進(jìn)度安排112月20日：

2、分配任務(wù)；212月22日-6月03日：查詢資料、初步設(shè)計(jì)；312月25日-6月08日：設(shè)計(jì)計(jì)算，完成報(bào)告。四、基本要求1. 課程設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容（1）設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)介 對(duì)給定或選定的工藝流程，主要的設(shè)備型式進(jìn)行簡(jiǎn)要的論述；（2）主要設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 包括工藝參數(shù)的選定、物料衡算、熱量衡算、設(shè)備的工藝尺寸計(jì)算及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；（3）典型輔助設(shè)備的選型和計(jì)算 包括典型輔助設(shè)備的主要工藝尺寸計(jì)算和設(shè)備型號(hào)規(guī)格的選定；（4）帶控制點(diǎn)的工藝流程簡(jiǎn)圖 以單線圖的形式繪制，標(biāo)出主體設(shè)備和輔助設(shè)備的物料流向、物流量、能流量和主要化工參數(shù)測(cè)量點(diǎn)；（5）主體設(shè)備工藝條件圖 圖面上應(yīng)包括設(shè)備的主要工藝尺寸，技術(shù)特性表和接管表

3、；2013 年12月25日一.概述1.設(shè)計(jì)任務(wù)及條件（1）反應(yīng)介質(zhì)：6m3的水乳膠涂料；（2）容器內(nèi)壓：常壓；（3）反應(yīng)溫度：80±10；（4）電機(jī)功率：5KW；（5）攪拌轉(zhuǎn)速：60rpm。（6）作業(yè)成果：計(jì)算書1份，設(shè)備圖1張。設(shè)計(jì)方案：根據(jù)給定的條件合理選擇設(shè)備的結(jié)構(gòu)以及合適的材料，立式容器或臥式容器的筒體和封頭、鋼板卷制焊接結(jié)構(gòu)接頭、鋼板材料的型號(hào)及熱處理?xiàng)l件等。設(shè)計(jì)計(jì)算：依據(jù)材料的性能，對(duì)選用設(shè)備的壁厚進(jìn)行計(jì)算、穩(wěn)定性進(jìn)行校核；輔助設(shè)備的選型：包括典型輔助設(shè)備的主要尺寸計(jì)算及型號(hào)規(guī)格：人孔或手孔設(shè)計(jì)、法蘭的型號(hào)規(guī)格、接管開孔結(jié)構(gòu)、視鏡或液面鏡以及容器的支座選型等。2.設(shè)計(jì)方案

4、簡(jiǎn)介由設(shè)計(jì)條件單可知，設(shè)計(jì)的反應(yīng)釜體積為=6/0.85=7.06,圓整V=7.1m3；攪拌軸的轉(zhuǎn)速為60r/min,電機(jī)功率5kW（1=0.9），軸的功率為P=P0×1=0.45kW;攪拌槳的形式為推進(jìn)式；裝置上設(shè)有3個(gè)工藝接管、2個(gè)視鏡、4個(gè)耳式支座、1個(gè)溫度計(jì)管口，1個(gè)人孔。反應(yīng)釜設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要有：（1）釜體的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；（2）夾套的的強(qiáng)度、剛度計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；（3）輔助設(shè)備的計(jì)算及選型；（3）設(shè)計(jì)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(bǔ)強(qiáng)計(jì)算；（5）支座選型及驗(yàn)算；（6）視鏡的選型；（7）焊縫的結(jié)構(gòu)與尺寸設(shè)計(jì)；（8）電機(jī)、減速器的選型；（9

5、）攪拌軸及框式攪拌槳的尺寸設(shè)計(jì)；（10）選擇聯(lián)軸器；（11）設(shè)計(jì)機(jī)架結(jié)構(gòu)及尺寸；（12）設(shè)計(jì)底蓋結(jié)構(gòu)及尺寸；（13）選擇軸封形式；（14）設(shè)計(jì)結(jié)果匯總表；（15）設(shè)計(jì)評(píng)述及設(shè)計(jì)者對(duì)本設(shè)計(jì)有關(guān)問(wèn)題的討論；（16）工藝流程圖及設(shè)備工藝條件圖；（14）繪總裝配圖及攪拌軸零件圖等。3.水乳膠物性及參數(shù)表由于水性涂料不用有機(jī)溶劑，對(duì)人體無(wú)毒害，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，固而近年來(lái)發(fā)展十分迅速。凡是用水作溶劑或者分散在水中的涂料部可稱之為水性涂料。水性涂料包括水溶性涂料和水膠乳涂料兩種，采用乳液聚合工藝制備成合成樹脂水膠乳，膠粒徑0.1-10。在合成樹脂水膠乳中，加入顏料、體質(zhì)顏料、保護(hù)膠體、各種添加劑后，經(jīng)過(guò)研磨或

6、分散處理，即成為水乳膠涂料。目前，世界上使用較廣的水膠乳涂料有聚醋酸乙烯水膠乳涂料、聚丙烯酸酯水膠乳涂料、醇酸樹脂水膠乳涂料和偏氯乙烯共聚樹脂水膠乳涂料。水乳膠可用：丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、而烯酸丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸2乙基己酯 2一甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯，苯乙烯、氯乙烯和丙烯腈。以上這些單律在使用時(shí)不少于一種使用量最好為單體總量的4-45%。在進(jìn)行操作時(shí)可將水乳膠的密度近似于水的密度進(jìn)行計(jì)算。二.工藝設(shè)計(jì)計(jì)算1反應(yīng)釜釜體設(shè)計(jì)1.1釜體的DN、PN的確定1.1.1釜體DN的確定將釜體視為筒體，取L/D=1.4,V=6m3。由V=(/4)（1-1）式中V操作體積，m3;Di釜

7、體的直徑，m；L釜體的長(zhǎng)度，m。L=1.4，則，圓整得釜體的DN=1800mm。1.1.2釜體PN的確定由設(shè)計(jì)說(shuō)明書知常壓反應(yīng)，所以釜體的設(shè)計(jì)壓力0.2MPa。1.2 釜體筒體壁厚的設(shè)計(jì)1.2.1設(shè)計(jì)參數(shù)的確定設(shè)計(jì)壓力P1： P10.2MPa；液柱靜壓力P1H：P1H=10(-6)×1.8×1.4×103×10=0.0252MPa 計(jì)算壓力P1c： P1c= P1+ P1H =0.2+0.0252=0.2252MPa；設(shè)計(jì)溫度t1：t1<100；焊縫系數(shù)：0.85許用應(yīng)力：根據(jù)材料Q235-B、設(shè)計(jì)溫度<100，由文獻(xiàn)1,6知113；鋼板負(fù)偏

8、差：0.6（GB6654-96）；腐蝕裕量：3.0。1.2.2 筒體壁厚的設(shè)計(jì)由公式：（1-2）式中：受力物體的厚度，mm;Pc計(jì)算的壓力，kPa; Di釜體的直徑，m；焊縫系數(shù)：許用應(yīng)力，MPaC腐蝕裕量和偏差的和，mm。得：圓整剛度校核：碳素鋼的故筒體的壁厚取。1.3 釜體封頭的設(shè)計(jì)1.3.1 封頭的選型釜體的下封頭選標(biāo)準(zhǔn)橢球型，代號(hào)EHA、標(biāo)準(zhǔn)JB/T47462002。1.3.2 設(shè)計(jì)參數(shù)的確定見(jiàn)1.2.1的相關(guān)數(shù)據(jù)。1.3.3 封頭的壁厚的設(shè)計(jì)由公式（1-2）得圓整得，又根據(jù)JB/T47462002，D=1800mm的封頭的名義厚度為。故。1.3.4封頭的直邊尺寸、體積及重量的確定根據(jù)

9、，由文獻(xiàn)6根據(jù)JB/T47462002知：直邊高度h2： 25mm容積V： 0.8270m3曲邊高度h1： 450mm內(nèi)表面積A： 13.6535m2質(zhì)量m: 225kg1.4筒體長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)1.4.1筒體長(zhǎng)度H1的設(shè)計(jì)筒體高度：（1-3）式中H1筒體高度，m;V操作體積，m3;V封封頭體積，m3；S筒體截面積，m2。H1=(6-0.827)/2.543=2.033m圓整H1至2050mm1.4.2釜體長(zhǎng)徑比L/Di的復(fù)核 (1-4)式中L/Di釜體的長(zhǎng)徑比，H1筒體高度，m；h2直邊高度，mm；Di釜體的直徑，m；h1曲邊高度，mm。L/Di=2525 / 1800 = 1.403在1.31.

10、5的范圍內(nèi)，故所求長(zhǎng)徑比滿足要求。1.5 外壓筒體壁厚的設(shè)計(jì)1.5.1設(shè)計(jì)外壓的確定由設(shè)計(jì)條任務(wù)書可知，夾套內(nèi)介質(zhì)的壓力為常壓，取設(shè)計(jì)外壓=0.101MPa。1.5.2試差法設(shè)計(jì)筒體的壁厚設(shè)筒體的壁厚n=12mm，則：有效厚度筒體外徑：=1824mm，由（1-5）式中Lcr當(dāng)量長(zhǎng)度，mm；D0筒體外直徑，mm；e有效厚度，mm。得：Lcr=1.17×1824= 31828mm。筒體的計(jì)算長(zhǎng)度=2050+ 150 + 25 = 2225mmLcr= 31828mm> ；該筒體為短圓筒。圓筒的臨界壓力為： (1-6)式中Pcr臨界壓力，kPa；L筒體的計(jì)算長(zhǎng)度，mm；D0筒體外徑，

11、mm；E設(shè)計(jì)溫度下的彈性模量，MPae有效厚度，mm；m穩(wěn)定系數(shù)。E=2.0×105MPa，Pcr對(duì)于圓筒m=3 , P=0.5554/3=0.185MPa故P=1.01 < P；所以假設(shè)n=12mm滿足穩(wěn)定性要求。1.5.3 圖算法設(shè)計(jì)筒體的壁厚設(shè)筒體的壁厚n=12mm，則： =12-3.8 = 8.2mm，=1016mm , 在文獻(xiàn)6圖9-7中的坐標(biāo)上找到1.22的值，由該點(diǎn)做水平線與對(duì)應(yīng)的線相交，沿此點(diǎn)再做豎直線與橫坐標(biāo)相交，交點(diǎn)的對(duì)應(yīng)值為：0.00032。再由文獻(xiàn)6圖9-9中選取，在水平坐標(biāo)中找到=3.2×10-4點(diǎn)，由該點(diǎn)做豎直線與對(duì)應(yīng)的材料溫度線相交，沿此

12、點(diǎn)再做水平線與右方的縱坐標(biāo)相交，得到系數(shù)的值為：47MPa、=2.00×105MPa。根據(jù)=（1-7）式中 P許用壓力，MPa；B查表對(duì)應(yīng)壓力，MPa；D0筒體外徑，mm；e有效厚度，mm。得： =0.211（MPa）因?yàn)?.101MPa<0.211MPa，所以假設(shè)12mm合理，取筒體的壁厚12mm。1.6 外壓封頭壁厚的設(shè)計(jì)1.6.1 設(shè)計(jì)外壓的確定封頭的設(shè)計(jì)外壓與筒體相同，即設(shè)計(jì)外壓=0.101MPa。1.6.2 封頭壁厚的計(jì)算設(shè)封頭的壁厚=10mm，則: =10-3.8 = 6.2mm，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)橢球形封頭=0.9，0.9×1800=1620（mm）， =1620

13、/6.2= 261.29計(jì)算系數(shù)：= 4.784×10-4在文獻(xiàn)6圖9-7中選取，在水平坐標(biāo)中找到=4.784×10-4點(diǎn)，由該點(diǎn)做豎直線與對(duì)應(yīng)的材料溫度線相交，沿此點(diǎn)再做水平線與右方的縱坐標(biāo)相交，得到系數(shù)的值為值為：65MPa、=2.00×105MPa根據(jù)（1-7）=得： =0.249（MPa）因?yàn)?.101<0.249，所以假設(shè)10mm合理，考慮到與筒體的焊接，符合封頭的壁厚與筒體一致，故取12mm。由JB/T 473795知釜體封頭尺寸，封頭質(zhì)量：339（kg）。圖1-1 釜體封頭的結(jié)構(gòu)與尺寸2表 1-1釜體封頭結(jié)構(gòu)與尺寸表Di/mmH/mmH0/mm

14、/mm180045025122反應(yīng)釜夾套的設(shè)計(jì)2.1 夾套的、的確定2.1.1夾套的確定由夾套的筒體內(nèi)徑與釜體筒體內(nèi)徑之間的關(guān)系可知：1800+100=1900（mm）考慮到1900mm一般不再取值范圍，故取=2000mm2.1.2 夾套PN的確定由設(shè)備設(shè)計(jì)條知，夾套內(nèi)介質(zhì)的工作壓力為常壓，取0.25MPa。2.2 夾套筒體的設(shè)計(jì)2.2.1夾套筒體壁厚的設(shè)計(jì)由公式（1-2）得：圓整剛度校核：碳素鋼的，筒體的壁厚取。2.2.2夾套筒體長(zhǎng)度H筒的初步設(shè)計(jì)由H筒=（2-1）式中H筒夾套的筒體長(zhǎng)度，m;V操作體積，m3;V封內(nèi)徑封頭體積，m3；S筒體截面積，m2。圓整后H筒=1600mm。2.3 夾套

15、封頭的設(shè)計(jì)2.3.1 封頭的選型夾套的下封頭選標(biāo)準(zhǔn)橢球型，內(nèi)徑與筒體相同（Dj2000mm）。代號(hào)EHA，標(biāo)準(zhǔn)JB/T47462002。夾套的上封頭選帶折邊錐形封頭，且半錐角。2.3.2 橢球形封頭壁厚的設(shè)計(jì)因?yàn)镻W為常壓0.3MPa，所以需要根據(jù)剛度條件設(shè)計(jì)封頭的最小壁厚。因?yàn)镈j2000mm3800mm，取2 Di /1000且不小于3 mm另加，所以 min3+3=6（mm），圓整=8mm。對(duì)于碳鋼制造的封頭壁厚取=8mm。2.3.3橢球形封頭結(jié)構(gòu)尺寸的確定夾套封頭的尺寸見(jiàn)下表： 表 2-1 夾套封頭的尺寸直邊高度h1曲面高度h2容積VF質(zhì)量?jī)?nèi)表面積25mm500mm1.126m386.

16、49kg4.493m2封頭的下部結(jié)構(gòu)如圖 2-1：圖 2-1封頭的下部結(jié)構(gòu)圖由設(shè)計(jì)條知：下料口的50mm，封頭下部結(jié)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)尺寸146mm。2.3.4帶折邊錐形封頭壁厚的設(shè)計(jì)考慮到封頭的大端與夾套筒體對(duì)焊，小端與釜體筒體角焊，因此取封頭的壁厚與夾套筒體的壁厚一致，即8mm。2.3.5 封頭結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)表 2-2封頭結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表公稱直徑DN/mm總深H/mm內(nèi)表面積A/m2容積V/m320002001.22460.3232.3.6 帶折邊錐形封頭壁厚的設(shè)計(jì)由于封頭過(guò)渡部分與錐體部分受力情況不同，分兩部分計(jì)算過(guò)渡部分：，K=0.8181 ，f=0.645 ，選型為CHB，由式（1-2）：（2

17、-2）式中受力物體的厚度，mm；Pc計(jì)算的壓力，KPa；K過(guò)渡區(qū)形狀系數(shù)；焊縫系數(shù)；f椎體形狀系數(shù)；Di釜體的直徑，m；許用應(yīng)力，MPaC腐蝕裕量，mm。錐體部分：考慮到與夾套筒體的焊接，故圓整。2.4 傳熱面積的校核=1800mm釜體下封頭的內(nèi)表面積Fh= 3.6535m2=1800mm筒體（1m高）的內(nèi)表面積= 5.655m2夾套包圍筒體的表面積Fs =×H筒= 5.655×1.6=9.048m2Fh+Fs=3.6535+9.048=12.70 m2釜內(nèi)進(jìn)行的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，則需進(jìn)行傳熱面積的校核，即：將Fh+Fs = 12.70m2與工藝需要的傳熱面積進(jìn)行比較。Fh+

18、Fs>F=11.57m2，滿足要求。3反應(yīng)釜釜體及夾套的壓力試驗(yàn)3.1釜體的水壓試驗(yàn)3.1.1水壓試驗(yàn)壓力的確定水壓試驗(yàn)的壓力： (3-1)式中PT水中壓力，MPa；P設(shè)計(jì)壓力，MPa； 水中應(yīng)力，MPa； t許用應(yīng)力，MPa。查.0，。3.1.2液壓試驗(yàn)的強(qiáng)度校核由（3-2）式中Di釜體直徑，m；e有效厚度，mm；PT水中壓力，MPamax最大應(yīng)力，MPa。得：MPa 0.9 =0.9×235×0.85=179.8MPa由：27.56MPa< 0.9=179.8MPa故液壓強(qiáng)度足夠。3.1.3壓力表的量程、水溫及水中濃度的要求壓力表的最大量程：P表=2=2&#

19、215;0.25=0.5MPa或1.5PTP表4PT即0.375MPaP表1MPa水溫15水中濃度25mg/L3.1.4水壓試驗(yàn)的操作過(guò)程操作過(guò)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0.25MPa，保壓不低于30，然后將壓力緩慢降至0.2MPa，保壓足夠長(zhǎng)時(shí)間，檢查所有焊縫和連接部位有無(wú)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，修補(bǔ)后重新試壓直至合格為止。水壓試驗(yàn)合格后再做氣壓試驗(yàn)。3.2夾套的液壓試驗(yàn)3.2.1液壓試驗(yàn)壓力的確定液壓試驗(yàn)的壓力由式（3-1）：查=1.0 PT=1.25×0.

20、25×1.0=0. 3125MPa，取PT =0.3125MPa。3.2.2液壓試驗(yàn)的強(qiáng)度校核由式（3-2），得： =50.56MPa50.56MPa0.9=0.9×235×10.85=179.8MPa液壓強(qiáng)度足夠3.2.3壓力表的量程、水溫的要求壓力表的量程：P表= 2 PT =2×0.3125=0.75MPa或1.5 PTP表4 PT即 0.46875MPaP表1.25MPa水溫5。3.2.4液壓試驗(yàn)的操作過(guò)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0.3125MPa，保壓不低于30min，然后將壓力緩慢降至0.3

21、MPa，保壓足夠。長(zhǎng)時(shí)間，檢查所有焊縫和連接部位有無(wú)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(bǔ)后重新試壓直至合格為止。4反應(yīng)釜附件的選型及尺寸設(shè)計(jì)4.1釜體法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：法蘭的設(shè)計(jì)、密封面形式的選型、墊片設(shè)計(jì)、螺栓和螺母的設(shè)計(jì)。4.1.1密封面形式的選型根據(jù)0.6MPa1.6MPa、介質(zhì)溫度<100和介質(zhì)的性質(zhì)，由文獻(xiàn)知密封面形式為光滑面。4.1.2螺栓、螺母和墊圈的尺寸規(guī)格及材料的選擇本設(shè)計(jì)選用六角頭螺栓（雙頭螺柱B級(jí)、GB90188）、型六角螺母（A級(jí)和B級(jí)、GB/T61712000）。平墊圈（100HV、GB/T

22、95-2002）。螺栓長(zhǎng)度L的計(jì)算：螺栓4的長(zhǎng)度由法蘭的厚度（）、墊片的厚度（S）、螺母的厚度（H）、墊圈厚度（h）、螺栓伸出長(zhǎng)(0.30.5d)確定。其中=80mm、S=3mm、H=21.5mm、h=3.2mm、螺栓伸出長(zhǎng)度取0.3d=0.3×33.7。螺栓的長(zhǎng)度為：=201.01 mm取L200mm螺柱標(biāo)記：螺柱 M24×200 GB 90188螺母標(biāo)記：螺母 M24 GB/T61702000 墊圈標(biāo)記：墊片 24-100HV GB/T952002 根據(jù)乙型平焊法蘭、工作溫度t<100的條件，由文獻(xiàn)1,3法蘭、墊片、螺栓、螺母材料匹配表進(jìn)行選材，結(jié)果如表4-1表所

23、示。 表 4-1 法蘭、墊片、螺栓、螺母材料表法蘭墊片螺栓螺母墊圈16Mn聚四氟乙烯3520100HV4.2工藝接管的設(shè)計(jì)由文獻(xiàn)6表6-4（HG2059297）查無(wú)縫鋼管（1）進(jìn)水口，出水口采用45×2.5無(wú)縫鋼管，罐內(nèi)的接管與夾套內(nèi)表面磨平。配用突面板式平焊管法蘭：法蘭 PL400.6 RF HG2059397。（2）進(jìn)、放料口采用57×3.5無(wú)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：法蘭 PL500.6 RF HG2059397。（3）溫度計(jì)接口采用25×2.5無(wú)縫鋼管，伸入釜體內(nèi)一定長(zhǎng)度。配用突面板式平焊管法蘭：法蘭 PL200.6 RF HG

24、2059297 （4）人孔采用480×15無(wú)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：法蘭 PL4500.6 RF HG2059397 （5）視鏡采用108×4.0無(wú)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：法蘭 PL1000.6 RF HG2059397 4.3管法蘭尺寸的設(shè)計(jì)根據(jù)1800mm、0.6MPa，由文獻(xiàn)6表10-3，確定法蘭的類型為乙型平焊法蘭。標(biāo)記：法蘭-RF 1800-0.6 JB/T4701-2000材料：16M工藝接管配用的突面板式平焊管法蘭的結(jié)構(gòu)如圖。由文獻(xiàn)6得并根據(jù)PN=0.6MPa、和接管的公稱直徑，由板式平焊管法蘭標(biāo)準(zhǔn)（

25、HG20592）確定法蘭的尺寸。表 4-2 法蘭結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)表公稱直徑DN/mm法蘭/mm螺栓DD1D2D3D4d規(guī)格數(shù)量1800196019151876185618538027M2452表 4-3 法蘭尺寸接管名稱公稱直徑接管外徑連接尺寸法蘭厚度密封面法蘭內(nèi)徑坡口寬度Th厚度進(jìn)水口4045130100144M1216346出水口4045130100144M1216346視鏡100108210170184M16183110溫度計(jì)接口20259060114M1014326人孔4504805955502216M203044854.3墊片及材質(zhì)由文獻(xiàn)表610-12得墊片選用非金屬軟墊片，材料為聚四氟乙烯

26、包覆墊片（JB/T 47022002），結(jié)構(gòu)及尺寸如圖 4-1、表4-4。圖4-1 墊片結(jié)構(gòu)表 4-4 墊片尺寸D0/mmdi/mm/mm185518013工藝接管配用的突面板式平焊管法蘭的墊片尺寸、材質(zhì)見(jiàn)文獻(xiàn)6。4.3.2 密封面形式及墊片尺寸表 4-5 墊片尺寸接管名稱密封面型式墊片尺寸mm墊片材質(zhì)外徑D0內(nèi)徑di厚度進(jìn)水口RF80493聚四氟乙烯出水口RF80493聚四氟乙烯視鏡RF1511153聚四氟乙烯溫度計(jì)接口RF50273聚四氟乙烯人口RF5284584聚四氟乙烯進(jìn)、放料口RF92613聚四氟乙烯4.5視鏡的選型由于釜內(nèi)介質(zhì)壓力較低（Pc=0.2MPa），且考慮DN=100mm，

27、本設(shè)計(jì)選用兩個(gè)DN=100mm、PN=0.6MPa的帶頸視鏡。由文獻(xiàn)6，確定視鏡的規(guī)定標(biāo)記、標(biāo)準(zhǔn)圖號(hào)、視鏡的尺寸及材料。標(biāo)記：視鏡PN0.6，DN 100標(biāo)準(zhǔn)圖號(hào)：HG501-1986-7。視鏡的尺寸見(jiàn)表4-6：表 4-6視鏡尺寸DN視鏡玻璃dH×SDD1b1B2hdHH1雙頭螺柱數(shù)量直徑×長(zhǎng)度100108×42001652626801081428133×4表 4-7視鏡材料序號(hào)名稱數(shù)量材料序號(hào)名稱數(shù)量材料1視鏡玻璃1鋼化硼硅玻璃4壓緊環(huán)1Q235-A2襯墊2聚四氟乙烯5雙頭螺柱8Q235-A3接緣11Cr18Ni9Ti6螺母16Q235-A4.6支座的

28、選型及設(shè)計(jì)夾套反應(yīng)釜多為立式安裝，最常用的支座為耳式支座。標(biāo)準(zhǔn)耳式支座（JB/T 4725-92）分為A型和B型兩種。當(dāng)設(shè)備需要保溫或支承在樓板上時(shí)選B型，否則選A型。4.6.1支座的選型及尺寸的初步設(shè)計(jì)這里初步將支座定為B型耳式支座，數(shù)目為4個(gè)。每臺(tái)反應(yīng)釜常用4個(gè)支座，但作承重計(jì)算時(shí)，考慮到安裝誤差造成的受力情況變壞，應(yīng)按兩個(gè)支座計(jì)算。(1)粗略估算反應(yīng)釜的總質(zhì)量m0釜體筒體質(zhì)量m1DN=1800mm，=12mm的筒節(jié)，每米的質(zhì)量q1=536kg所以m1= q1×H1=536×2.05=1098.8kg釜體封頭的質(zhì)量m2DN=1800mm，=12mm，直邊高度h=25mm

29、的標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，其質(zhì)量m2=339kg夾套筒體質(zhì)量m3DNj=2000mm，=8mm的筒節(jié)，每米的質(zhì)量q2=39kg所以m3= q2×H筒=396×1.6=633.6kg夾套封頭質(zhì)量m4由文獻(xiàn)查得m4=276kg物料質(zhì)量m5,將水溶膠的密度按水的密度計(jì)算。m5=5×1.0×103=5×103kg附件質(zhì)量m6m6=100kg所以反應(yīng)釜的總質(zhì)量m0= m1+ m2+ m3+ m4+ m5+ m6=1098.8+339+633.6+276+5000+100 =7447.4kg(2)粗選耳式支座的型號(hào)每個(gè)支座承受的重量Q=mg/2=7447.4

30、15;9.8/2=36492N根據(jù)DN=1800mmQ=36.49kN由文獻(xiàn)6表13-6初選B型耳式支座，支座號(hào)4。標(biāo)記： JB/T4725-92 耳座B4材料：Q235-BB型耳座的尺寸參數(shù)見(jiàn)表4-8表 4-8B型耳座的尺寸參數(shù)H底板筋板墊板地腳螺栓支座重量ed規(guī)格kg25020014014702901601031525084030M2415.74.6.2支座載荷的校核計(jì)算耳式支座實(shí)際承受的載荷按下式近似計(jì)算：（6-1）式中Q實(shí)際承載荷，kNm0實(shí)際重量，kg; D安裝尺寸，mm; Ge偏心載荷，N； n支座數(shù)目，個(gè)； k安全系數(shù)； h質(zhì)心高度，mm; P水平力，N； g重力加速度，m/s2

31、； Se偏心距，mm。D=2467.2mm，9.8，h=800mm，k=0.83 ，Se=1200mmGe=10000N，=7447.4，=4，P=15812N，將已知值代入得 =34.99KN因?yàn)?34.99KNQ=60KN，所以選用的耳式支座滿足要求。5攪拌軸及漿的設(shè)計(jì)5.1攪拌軸直徑的初步計(jì)算5.1.1攪拌軸直徑的設(shè)計(jì)軸的功率4.5kW，攪拌軸的轉(zhuǎn)速50，材料為45 ，35MPa，系數(shù)C=112,剪切彈性模量G2×105MPa，許用單位扭轉(zhuǎn)角0.35°/m。軸所傳遞的扭矩T=9.55×106P/n=（Nmm）=191×10³（Nmm）攪拌

32、軸為實(shí)心軸，開一個(gè)鍵槽，軸徑擴(kuò)大5%，d=50.2×1.05=52.7mm（2）攪拌軸剛度的校核其中IP=d4/32攪拌軸的直徑應(yīng)同時(shí)滿足強(qiáng)度和剛度兩個(gè)條件，故取兩者中的較大值，圓整后得d=52mm,考慮到直葉槳式攪拌器的尺寸選擇，可將軸端直徑圓整至60mm。5.1.2攪拌抽臨界轉(zhuǎn)速校核計(jì)算由文獻(xiàn)6知，攪拌軸的轉(zhuǎn)速n>200r/min時(shí)，都應(yīng)做臨界轉(zhuǎn)速校核。由于反應(yīng)釜的攪拌軸轉(zhuǎn)速=60，故不作臨界轉(zhuǎn)速校核計(jì)算。5.2聯(lián)軸器的型式及尺寸的設(shè)計(jì)聯(lián)軸器的型式選用剛性凸緣聯(lián)軸器（C型1,3）由文獻(xiàn)6確定聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)和尺寸。表 5-1 C型凸緣聯(lián)軸器的剛性及尺寸表標(biāo)定符號(hào)軸徑MnmaxN

33、m主要尺寸,mm質(zhì)量kgDL1L2LH1H2l1M d4l2bC60976170859820381683M84201820.05.3直葉槳式攪拌器尺寸的設(shè)計(jì)由于攪拌軸轉(zhuǎn)速=50，選擇直葉槳式攪拌器。查工具書1,6可知直葉槳式攪拌器的結(jié)構(gòu)參數(shù)如下：DJ=(0.25-0.75)DN , b=(.01-0.25)DJ, h=(0.2-1)DJ, Z=2直葉槳的直徑：DJ=0.5DN=900mm槳底距槽底：h=0.8DJ=720mm槳葉厚度：b=0.15DJ=135mm6傳動(dòng)裝置的選型和尺寸計(jì)算6.1電動(dòng)機(jī)的選型由于反應(yīng)釜里的物料腐蝕情況微弱且沒(méi)有防爆要求，所以可選擇最常用的Y系列全封閉自扇冷式三相異

34、步電動(dòng)機(jī)。電機(jī)功率必須滿足攪拌器運(yùn)轉(zhuǎn)功率與傳動(dòng)系統(tǒng)、軸封系統(tǒng)功率損失的要求，還要考慮到有時(shí)在攪拌操作中會(huì)出現(xiàn)不利條件造成功率過(guò)大。6.2減速機(jī)的選型反應(yīng)釜用的立式減速機(jī)，主要類型有諧波減速機(jī)、擺線針輪行星減速機(jī)、二級(jí)齒輪減速機(jī)和V帶傳動(dòng)減速機(jī)。根據(jù)電機(jī)的功率P=5kW、攪拌軸的轉(zhuǎn)速n=60 r/min，查文獻(xiàn)可選用BLD行星減速機(jī)，其型號(hào)尺寸從HG 574578標(biāo)準(zhǔn)中查得BLD5029。6.3機(jī)架的設(shè)計(jì)由于反應(yīng)釜傳來(lái)的軸向力不大，減速機(jī)輸出軸使用了剛性凸緣聯(lián)軸器，且反應(yīng)釜使用不帶內(nèi)置軸承的機(jī)械密封，故選用WJ型單支點(diǎn)機(jī)架（HG2156695）。DJ單支點(diǎn)機(jī)架的主要尺寸見(jiàn)表 6-1：表 6-1

35、DJ單支點(diǎn)機(jī)架主要尺寸機(jī)架公稱直徑傳遞軸徑A型B型mmd/mmH1/mmH2/mmH1/mmH2/mm3006079527910403996.4反應(yīng)釜的軸封裝置設(shè)計(jì)6.4.1反應(yīng)釜的軸封裝置的選型軸封是攪拌設(shè)備的一個(gè)重要組成部分，其任務(wù)是保證攪拌設(shè)備內(nèi)處于一定的正壓和真空狀態(tài)及防止反應(yīng)物料逸出和雜質(zhì)的滲入。鑒于攪拌設(shè)備以立式容器中心頂插式攪拌為主，很少滿釜操作，軸封的對(duì)象主要為氣體；而且攪拌設(shè)備由于工況復(fù)雜，軸的偏擺振動(dòng)大，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性差等特點(diǎn)，故不是所有形式的軸封都能用于攪拌設(shè)備上。反應(yīng)釜攪拌處的軸封，屬于動(dòng)密封，常用的軸封結(jié)構(gòu)主要有兩大類，填料箱密封和機(jī)械密封。填料密封式攪拌設(shè)備最早采用的一

36、種軸封結(jié)構(gòu)，它的基本結(jié)構(gòu)是由填料、填料箱、壓蓋、壓緊螺栓及油杯等組成。特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制造，在攪拌設(shè)備上曾得到廣泛應(yīng)用。一般用于常壓、低壓、低轉(zhuǎn)速及允許定期維護(hù)的攪拌設(shè)備。機(jī)械密封是一種功耗小、泄漏率低，密封性能可靠，使用壽命長(zhǎng)的轉(zhuǎn)軸密封。主要用于腐蝕、易燃、易爆、劇毒及帶有固體顆粒的介質(zhì)中工作的有壓和真空設(shè)備。由設(shè)計(jì)任務(wù)書知，釜內(nèi)介質(zhì)的腐蝕性微弱，釜內(nèi)壓力較低，所以可以選擇應(yīng)用廣泛的填料密封。6.4.2 填料密封的結(jié)構(gòu)及尺寸根據(jù)軸徑60，選擇公稱壓力PN=0.6的填料密封。表 6-2 填料密封結(jié)構(gòu)及尺寸軸徑dD1D2D3HPN0.6法蘭螺栓孔填料規(guī)格質(zhì)量kgn¢60240210

375×12.515.47焊縫結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)7.1 釜體上主要焊縫結(jié)構(gòu)的設(shè)機(jī)圖 7-1 筒體的縱向焊縫 圖 7-2 筒體與下封頭的環(huán)向焊縫圖 7-3 固體物料進(jìn)口與封頭的焊縫圖 7-4 進(jìn)料管與封頭的焊縫圖 7-5 溫度計(jì)接管與封頭的焊縫圖 7-6 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(jì)圖 7-7 夾套的縱向焊縫 圖 7-8 夾套與封頭的橫向焊縫圖 7-9進(jìn)水口接管與筒體的焊縫 圖 7-10出水口接管與筒體的焊縫圖 7-11 釜體與夾套的焊縫三.設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表設(shè)計(jì)結(jié)果一覽容器內(nèi)夾套內(nèi)工作壓力 ，Mpa設(shè)計(jì)壓力 ，Mpa0.70.9工作溫度 ，設(shè)計(jì)溫度 ，<110<140介質(zhì)水膠乳涂料及有機(jī)溶劑冷卻水或蒸汽全容積 ，m³7.5操作容積 ，m³7傳熱面積 ，m³7腐蝕情況微弱推薦材料Q235-A攪拌器型式漿式攪拌軸轉(zhuǎn)速 ，r/min60軸功率 ，KW5設(shè)備一覽表序號(hào)設(shè)備名稱位號(hào)規(guī)格型號(hào)容積（m3）材質(zhì)數(shù)量1袋式卸料器V-0101不銹鋼32輸送泵P-0101鋼33接收罐V-0101鋼34預(yù)混合罐V-020112不銹鋼15輸送泵P-0102不銹鋼36聚合釜R-010120502016MnR鋼17聚合釜R-02012050