化工設(shè)備機械基礎(chǔ)課程設(shè)計夾套反應(yīng)釜設(shè)計

1、 化工設(shè)備機械基礎(chǔ)化工設(shè)備機械基礎(chǔ) 課程設(shè)計課程設(shè)計課程設(shè)計課程設(shè)計 簡圖簡圖設(shè)計參數(shù)要求設(shè)計參數(shù)要求 容器內(nèi)夾套內(nèi) 工作壓力, MPa 設(shè)計壓力, Mpa0.20.3 工作溫度, 設(shè)計溫度, 100150 介質(zhì)染料及 有機溶 劑 冷卻水 或蒸汽 全容積,m32.6 操作容積,m32.08 傳熱面積,m23 腐蝕情況微弱 推薦材料Q235-A 攪拌器型式推進式 攪拌軸轉(zhuǎn)速, r/min 200 軸功率,kw4 接管表 符號 公稱 尺寸 DN 連接 面形 式 用途 a25突面蒸汽入口 b25突面加料口 c80凸凹 面 視鏡 d65突面溫度計管 口 e25突面壓縮空氣 入口 f40突面放料口 g2

2、5突面冷凝水出 口 h100突面手孔 目錄目錄 1.概述概述.5 2.設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn).6 3.設(shè)計方案的分析和擬定設(shè)計方案的分析和擬定.6 4.各部分結(jié)構(gòu)尺寸的確定和設(shè)計計算各部分結(jié)構(gòu)尺寸的確定和設(shè)計計算.7 4.1 罐體和夾套的結(jié)構(gòu)設(shè)計罐體和夾套的結(jié)構(gòu)設(shè)計.7 411 罐體幾何尺寸計算罐體幾何尺寸計算.7 412 夾套幾何尺寸計算夾套幾何尺寸計算.8 4.2 夾套反應(yīng)釜強度計算夾套反應(yīng)釜強度計算.8 4.3 反應(yīng)釜的攪拌裝置設(shè)計反應(yīng)釜的攪拌裝置設(shè)計.12 431 攪拌裝置的攪拌器攪拌裝置的攪拌器.13 432 攪拌器的安裝方式及其與軸連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計攪拌器的安裝方式及其與軸連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計.1

3、3 433 攪拌裝置的攪拌軸設(shè)計攪拌裝置的攪拌軸設(shè)計.14 4.4 反應(yīng)釜的傳動裝置設(shè)計反應(yīng)釜的傳動裝置設(shè)計.15 441 常用電機及其連接尺寸常用電機及其連接尺寸.15 442 釜用減速機類型、標(biāo)準(zhǔn)及其選用釜用減速機類型、標(biāo)準(zhǔn)及其選用.15 443 V 帶減速機帶減速機.16 444 凸緣法蘭凸緣法蘭.18 445 安裝底蓋安裝底蓋.18 446 機架機架.18 446. 1 無支點機架無支點機架.19 446. 2 單支點機架單支點機架.19 446. 3 雙支點機架雙支點機架.19 447 聯(lián)軸器聯(lián)軸器.20 4.5 反應(yīng)釜的軸封裝置設(shè)計反應(yīng)釜的軸封裝置設(shè)計.20 451 填料密封填料密

4、封.20 452 機械密封機械密封.21 4.6 反應(yīng)釜的其他附件設(shè)計反應(yīng)釜的其他附件設(shè)計.22 4. 6. 1 支座支座.22 4. 6. 2 手孔和人孔手孔和人孔.22 4. 6. 3 設(shè)備接口設(shè)備接口.23 4. 6. 3. 1 接管與管法蘭接管與管法蘭.23 4. 6. 3. 2 補強圈補強圈.24 4. 6. 3. 3 液體出料管液體出料管.24 4. 6. 3. 4 過夾套的物料進出口過夾套的物料進出口.25 4. 6. 3. 5 夾套進氣管夾套進氣管.25 4. 6. 4 視鏡視鏡.25 5.設(shè)計小結(jié)設(shè)計小結(jié).26 6.參考資料參考資料.27 附表附表.28 附圖附圖.32 設(shè)計

5、說明書設(shè)計說明書 1.概述概述 帶攪拌的夾套反應(yīng)釜是染料、醫(yī)藥、試劑、食品及合成材料等工業(yè)中主要 的反應(yīng)設(shè)備之一。它是一種在一定壓力和溫度下，借助攪拌器將一定容積的兩 種（或多種）液體以及液體與固體或氣體物料混勻，促進其反應(yīng)的設(shè)備。 一臺帶攪拌的夾套反應(yīng)釜。它主要由攪拌容器、攪拌裝置、傳動裝置、軸封 裝置、支座、人孔、工藝接管和一些附件組成。攪拌容器分罐體和夾套兩部分， 主要由封頭和筒體組成，多為中、低壓壓力容器；攪拌裝置由攪拌器和攪拌軸 組成，其形式通常由工藝設(shè)計而定；傳動裝置是為帶動攪拌裝置設(shè)置的，主要 由電機、減速器、聯(lián)軸器和傳動軸等組成；封頭裝置為動密封；它們與支座、 人孔、工藝接管等

6、附件一起，構(gòu)成完整的夾套反應(yīng)釜。 夾套反應(yīng)釜的設(shè)計要注重反應(yīng)的條件，一般考慮夾套和攪拌器的材料、上 下進出口的設(shè)計，要注意的有： 溫度-這個一般都應(yīng)當(dāng)有嚴格的控制，所以在設(shè)計的時候要注意溫度計 選擇。要是反應(yīng)溫度高可能要使用油浸泡溫度計，所以要留可以裝油的管槽， 要是溫度低還要注意冰封現(xiàn)象發(fā)生。要是溫度在 0100 度之間，要求不高的情 況下，可以用塞子直接套溫度計（注意壓強） 。 壓強-壓強的高低要選擇合適的反應(yīng)釜，一般只要能承受兩倍的大氣壓 就可以了。 進料口和出料口-一般進料口做一定大就一個可以了，要注意一些比如 回流口、真空口什么的，還有就是出料口的大小，有些物質(zhì)反應(yīng)后不容易放出， 所

7、以要設(shè)計合適。 材料-一般反應(yīng)釜都是玻璃的，要是工業(yè)生產(chǎn)最好用搪瓷的，攪拌的金 屬要注意保護不要被腐蝕，放料活塞要可以防腐。 還有就是夾套的進出水的控制，防止部分比如鹽水的滯留。 2.設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) （1（HG/T 20569-94 機械攪拌設(shè)備 （2（GB 150-1998 鋼制壓力容器 （3（HG 2156321572-95 HG 21537.78-92 攪拌傳動裝置 （4（TCED S8-90 壓力容器強度計算書統(tǒng)一格式 （5（CD 130A20-86 化工設(shè)備設(shè)計文件編制規(guī)定 3.設(shè)計方案的分析和擬定設(shè)計方案的分析和擬定 由夾套反應(yīng)釜設(shè)計任務(wù)書可知一些設(shè)計參數(shù)及要求。比如容器內(nèi)的設(shè)計

8、壓 力為 0.2MPa，夾套內(nèi)的設(shè)計壓力為 0.3MPa，容器內(nèi)的設(shè)計溫度100，夾套 內(nèi)的設(shè)計溫度7 m2 封121 FHFF m 42 夾套反應(yīng)釜強度計算夾套反應(yīng)釜強度計算 強度計算強度計算( (按內(nèi)壓計算強度按內(nèi)壓計算強度) ) 據(jù)工藝條件或腐蝕情況確定，設(shè)備材料選用 Q235-A。 由工藝條件給定,設(shè)計壓力（罐體內(nèi)） p1=0.2MPa， 設(shè)計壓力（夾套內(nèi)） p2=0.3MPa， 設(shè)計溫度（罐體內(nèi)） t1100， 設(shè)計溫度（夾套內(nèi)） t2150。 液柱靜壓力 p1H =10-6*1000*10*1.4=0.014 MPaghp H 6 1 10 壓力 p1C =0.2+0.014=0.

9、214 MPa Hc ppp 111 液柱靜壓力 p2H忽略不計。 壓力 p2C =0.3 MPa 22 pp c 按表 焊接接頭系數(shù) ,選取罐體及夾套焊接接頭系數(shù) =0.85。 按表 壓力容器用碳素鋼鋼板的許用應(yīng)力,選取設(shè)計溫度下材料許用應(yīng)力 t=113 Mpa。 罐體筒體計算厚度 1 11 1 1 0.214 1400 1.56 2 113 0.850.214 2 c t c pD mm p 夾套筒體計算厚度 2 22 2 2 0.3 1500 =2.35mm 2 113 0.850.3 2 c t c p D p 罐體封頭計算厚度 1 11 1 1 0.214 1400 1.56 2 1

10、13 0.850.5 0.214 20.5 c t c pD mm p 夾套封頭計算厚度 2 22 2 2 0.3 1500 2.34 2 113 0.850.5 0.3 20.5 c t c p D mm p 按表 鋼板厚度負偏差,選取鋼板厚度負偏差 C1=0.6mm。 據(jù)經(jīng)驗規(guī)律，腐蝕裕量 C2 =2.0mm。 厚度附加量 C =0.6+2.0=2.6mm 21 CCC 罐體筒體設(shè)計厚度 1c =1.56+2.0=3.56mm 112c C 夾套筒體設(shè)計厚度 2c =2.35+2.0=4.35mm 222 C c 罐體封頭設(shè)計厚度 1c =1.56+2.0=3.56mm 2 1 1 C c

11、 夾套封頭設(shè)計厚度 2c =2.34+2.0=4.34mm 2 2 2 C c 圓整選取罐體筒體名義厚度 111 =+C =5mm nc 圓整選取夾套筒體名義厚度 2n21 =+ +C =6mm c 圓整選取罐體封頭名義厚度 111 =+C =5mm nc 圓整選取夾套封頭名義厚度 221 =+ +C =6mm nc 穩(wěn)定性校核穩(wěn)定性校核( (按外壓校核厚度按外壓校核厚度) ) 假設(shè)罐體筒體名義厚度 =8 mm n1 按表 鋼板厚度負偏差,選取鋼板厚度負偏差 C1=0.8mm 據(jù)經(jīng)驗規(guī)律，腐蝕裕量 C2 =2.0mm 厚度附加量 C =0.8+2.0=2.8 21 CCC 罐體筒體有效厚度 e

12、1 =8-2.8=5.2 mmC ne 11 罐體筒體外徑 O D1 =1400+2*8=1416mm nO DD 111 2 筒體計算長度 L =1100+350/3+25=1242 mm 212 31hhHL 系數(shù) =1242/1416=0.877 O DL 1 系數(shù) =1416/5.2=272.3 eO D 11 查附圖 1 曲線（用于所有材料） ，得系數(shù) A=0.00036 Oe O D LD fA, 查附圖 2 曲線，得系數(shù) B=48 AfB 許用外壓力 p 11 48 =0.1760.3MPa 1416 5.2 Oe B p D 再假設(shè)罐體筒體名義厚度 =10 mm n1 按表 鋼

13、板厚度負偏差,選取鋼板厚度負偏差 C1=0.8mm 據(jù)經(jīng)驗規(guī)律，腐蝕裕量 C2 =2.0mm 厚度附加量 C =0.8+2.0=2.8 21 CCC 罐體筒體有效厚度 e1 =8-2.8=7.2 mmC ne 11 罐體筒體外徑 O D1 =1400+2*10=1420mm nO DD 111 2 筒體計算長度 L =1100+350/3+25=1242 mm 212 31hhHL 系數(shù) =1242/1420=0.875 O DL 1 系數(shù) =1420/7.2=197.2 eO D 11 查附圖 1 曲線（用于所有材料） ，得系數(shù) A=0.0006 Oe O D LD fA, 查附圖 2 曲線

14、，得系數(shù) B=83 AfB 許用外壓力 p 11 83 =0.420.3MPa 1420 7.2 Oe B p D 確定罐體筒體名義厚度 =10 mm n1 假設(shè)罐體封頭名義厚度 =10 mm n1 厚度附加量 C =2.8mm 21 CCC 罐體封頭有效厚度 1e =10-2.8=7.2 mmC ne 1 1 罐體封頭外徑 1O D =1400+2*10=1420mm 1 1 2 InO DD 標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭當(dāng)量球殼外半徑 1O R =0.9*1420=1278 mm 1 1 9 . 0 OO DR 系數(shù) A 11 0.1250.125 0.000704 1278 7.2 Oe A R 查附圖

15、 2 曲線，得系數(shù) B=98 AfB 許用外壓力 p 11 98 0.5520.3P /1278 7.2 Oe B pM a R 確定罐體封頭名義厚度=10mm 1n 水壓試驗校核水壓試驗校核 罐體試驗壓力 T p1 Mpapp t T 25 . 0 113 113 2 . 025 . 1 25 . 1 11 夾套水壓試驗壓力 T p2 Mpapp t T 375 . 0 113 113 3 . 025 . 1 25 . 1 22 查表 碳素鋼、普通低合金鋼鋼板許用應(yīng)力,得材料屈服點應(yīng)力 Mpa s 235 Mpa sT 8 . 17923585 . 0 9 . 09 . 0 罐體圓筒應(yīng)力 T

16、1 111 1 1 0.2514007.2 24.43179.8 MPa 22 7.2 Te T e pD 夾套內(nèi)壓試驗應(yīng)力 T2 222 2 2 0.37515007.2 39.25200r/m 的，還要進行臨界轉(zhuǎn)速的校核。 因本反應(yīng)釜的轉(zhuǎn)速 n=200r/m，因此不需要進行臨界轉(zhuǎn)速的校核。 （1） 攪拌軸的材料：選用 45 號鋼。 （2） 攪拌軸的結(jié)構(gòu)：常用實心或空心直軸，其結(jié)構(gòu)型式根據(jù)軸上安裝的攪 拌器類型、支承的結(jié)構(gòu)和數(shù)量、以及與聯(lián)軸器的連接要求而定，還要考慮腐蝕 等因素的影響。 本反應(yīng)釜攪拌軸的結(jié)構(gòu)型式選用實心直軸。 連接推進式攪拌器的軸頭車削臺肩，開鍵槽，軸端車螺紋。 （3）攪拌軸

17、強度校核： 由夾套反應(yīng)釜設(shè)計任務(wù)書給定，軸功率 P=4kW 攪拌軸轉(zhuǎn)數(shù) n=200r/min 常用軸材料為 45 號鋼。 軸所傳遞的扭矩 mmN n P T19110 200 4 1055 . 9 10 55 . 9 36 6 查表 軸常用材料的及值，材料許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力=35Mpa，系數(shù) T T 0 A A0=112。 軸端直徑 。mm n P Ad4 .30 200 4 112 33 0 開一個鍵槽，軸徑擴大 5%，為 d=31.9mm 圓整軸端直徑 d 得 d=40mm。 因此攪拌軸的直徑為 40mm。 （4）攪拌軸的形位公差和表面粗糙度要求：攪拌軸轉(zhuǎn)速 n=200r/min，直線 度允許

18、差 1000:0.1。 （5）攪拌軸的支承：一般攪拌軸可依靠減速器內(nèi)的一對軸承支承。攪拌軸 的支撐采用滾動軸承。反應(yīng)釜攪拌軸的滾動軸承，通常根據(jù)轉(zhuǎn)速、載荷的大小 及軸徑 d 選擇，高轉(zhuǎn)速、輕載荷可選用角接觸球軸承；低速、重載荷可選用圓 錐滾子軸承。 根據(jù)軸端直徑 d=40mm，選用圓錐滾動軸承，由附表 5-2 圓錐滾動軸承，選 用型號為 7208E，d=40mm。 安裝軸承處軸的公差帶采用 k6，外殼孔的公差帶采用 H7。安裝軸承處軸的 配合表面粗糙度 Ra取 1.0，外殼孔與軸承配合表面粗糙度 Ra取 1.6。 采用背對背安裝成對軸承。 44 反應(yīng)釜的傳動裝置設(shè)計反應(yīng)釜的傳動裝置設(shè)計 反應(yīng)釜

19、的攪拌器是由傳動裝置來帶動。傳動裝置通常設(shè)置在釜頂封頭的上 部。反應(yīng)釜傳動裝置的設(shè)計內(nèi)容一般包括：電機、減速機的選型；選擇聯(lián)軸器； 選用和設(shè)計機架和底座等。 441 常用電機及其連接尺寸常用電機及其連接尺寸 Y 系列全封閉自扇冷式三相異步電動機為最常用的；當(dāng)有防爆要求時，可 選用 YB 系列。 由任務(wù)書給定，本反應(yīng)釜用庫存電機 Y132M2-6，轉(zhuǎn)速 960r/min,電機功率 P=5.5kW。 442 釜用減速機類型、標(biāo)準(zhǔn)及其選用釜用減速機類型、標(biāo)準(zhǔn)及其選用 反應(yīng)釜用的立式減速機，主要的類型有諧波減速機、擺線針輪行星減速機、 二級齒輪減速機和 V 帶傳動減速機。 由任務(wù)書給定，反應(yīng)釜采用 V

20、 帶傳動減速機。 查表 4-9 標(biāo)準(zhǔn)減速機的功率、轉(zhuǎn)速范圍、類型代號及特性參數(shù)，V 帶傳動 減速機標(biāo)準(zhǔn)號 G5-747-78，轉(zhuǎn)速范圍 320-500r/min,電機功率范圍 0.6-5.5kW， 類型代號 P，特性參數(shù)為三角皮帶型號及根數(shù)。 443 V 帶減速機帶減速機 V 帶減速機的特點是：結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，價格低廉，能防止過載，噪 聲小。但不適用于防爆場合。 查表 Y 系列三相異步電動機主要技術(shù)數(shù)據(jù)，傳動的額定功率 P=5.5 kW 小皮帶輪轉(zhuǎn)速 min/960 1 rn 大皮帶輪轉(zhuǎn)速 min/200 2 rn 按附表 9 工作情況系數(shù)，選取工況系數(shù) =1.3 A K A K 設(shè)計功率

21、 d PkWPKP Ad 15 . 7 5 . 53 . 1 查附圖 3 普通 V 帶選型圖，根據(jù)和選取 V 帶型號為 A 型號 d P 1 n 速比 i8 . 4 200 960 2 1 n n i 按附表 8 普通 V 帶輪的最小基準(zhǔn)直徑，初選 min D 小皮帶輪計算直徑 mmd75 1 smV/3025 max smV/5 min 驗算帶速 V min 11 /77 . 3 100060 96075 100060 Vsm nd V 查附表 7 普通 V 帶輪的基準(zhǔn)直徑系數(shù)，選取小皮帶輪計算直徑 =140mm 1 d 驗算帶速 V sm nd V/03 . 7 100060 960140

22、 100060 11 maxmin VVV 選取滑動率 02 . 0 大皮帶輪計算直徑 2 d mmidd 6 . 65802 . 0 11408 . 41 12 查附表 7 普通 V 帶輪的基準(zhǔn)直徑系數(shù)，選取大皮帶輪計算直徑 =710mm 2 d 中心距符合 0 a 21021 27 . 0ddadd 即 1700595 0 a 初定中心距 mma800 0 帶的基準(zhǔn)長度 Ldo mm a dd ddaL o odo 03.3036 8004 140710 710140 2 8002 42 2 22 12 21 按附表 6 V 帶型號、截面尺寸和基準(zhǔn)長度圓整取 mmLd3150 中心距 mm

23、 LL aa dod 857 2 03.30363150 800 2 0 安裝 V 帶時所需最小中心距 mmLaa d 8103150015 . 0 857015 . 0 min 安裝 V 帶時所需最大中心距 mmLaa d 952315003 . 0 85703 . 0 max 小皮帶輪包角 142 3 . 57 857 140710 180 3 . 57180 12 1 a dd 符合的條件。120 1 查附表 12 單根普通 V 帶的基本額定功率，選取單根 V 帶額定功率 kWP / 0 kWP10. 2 1 查附表 13 單根普通 V 帶額定功率的增量，選取 i1 時，單根普kWP /

24、 0 通 V 帶額定功率的增量 kWP109 . 0 1 查附表 10 包角系數(shù)，選取包角修正系數(shù) K894 . 0 K 查附表 11 長度系數(shù)，選取帶長修正系數(shù) L K13. 1 L K V 帶根數(shù) z 20 . 3 13 . 1 894 . 0 109 . 0 10 . 2 15 . 7 11 L d KKPP P z 圓整取 z=4 444 凸緣法蘭凸緣法蘭 凸緣法蘭一般焊接于攪拌容器封頭上，用于連接攪拌傳動裝置，亦可兼作 安裝，維修，檢查用孔。凸緣法蘭分整體和襯里兩種結(jié)構(gòu)形式，密封面分突面 （R）和凹面（M）兩種。 根據(jù)攪拌軸的直徑和附圖，由附表 4-6 凸緣法蘭主要尺寸，選擇公稱直徑

25、 DN=400mm，螺紋為 M24，螺栓數(shù)量為 16 個，質(zhì)量為 46kg 的 R 型凸緣法蘭。選 擇的凸緣法蘭焊接于攪拌容器封頭上，采用整體結(jié)構(gòu)形式，密封面采用突面 （R） 。 445 安裝底蓋安裝底蓋 安裝底蓋采用螺柱等緊固件，上與機架連接，下與凸緣法蘭連接，是整 個攪拌傳動裝置與容器連接的主要連接件。 安裝底蓋的常用形式為 RS 和 LRS 型，其他結(jié)構(gòu)（整體或襯里） 、密封面 形式（突面或凹面）以及傳動軸的安裝形式（上裝或下裝） ，按 HG21565-95 選取。安裝底蓋的公稱直徑與凸緣法蘭相同。形式選取時應(yīng)注意與凸緣法蘭 的密封面配合（突面配突面，凹面配凹面） 。 本反應(yīng)釜安裝底蓋采

26、用螺柱等緊固件，上與機架連接，下與凸緣法蘭連 接。采用 RS 型形式，整體結(jié)構(gòu)、密封面形式（突面）以及傳動軸的安裝形 式（上裝） ，按 HG21565-95 選取。安裝底蓋的公稱直徑與凸緣法蘭相同，均 為 DN=500mm。 446 機架機架 機架是安放減速機用的，它與減速機底座尺寸應(yīng)匹配。V 帶減速機自帶機 架，選用其他類型標(biāo)準(zhǔn)釜用減速機按標(biāo)準(zhǔn)選配機架。標(biāo)準(zhǔn)機架有三種。 446. 1 無支點機架無支點機架 無支點機架的選用條件： 電動機或減速機具備兩個支點，并經(jīng)核算確認軸承能夠承受由攪拌軸傳 遞而帶來的徑向和軸向載荷者； 電動機或減速機有一個支點，但釜內(nèi)設(shè)有底軸承，中間軸承或軸封本體 設(shè)有可

27、以作為支點的軸承，上下組成一對軸支撐者。 無支點機架一般僅適用于傳遞小功率和小的軸向載荷的條件。減速器輸出 的軸聯(lián)軸器形式為夾殼式聯(lián)軸器或剛性凸緣聯(lián)軸器。 446. 2 單支點機架單支點機架 單支點機架的選用條件： 電動機或減速機有一個支點，經(jīng)核算可承受攪拌軸的載荷； 攪拌容器內(nèi)設(shè)置底軸承，作為一個支點； 軸封本體設(shè)有可以作為支點的軸承； 在攪拌容器內(nèi)，軸中部設(shè)有導(dǎo)向軸承，可以作為一個支點者。 當(dāng)按上述條件選用單支點機架時，減速器輸出軸與攪拌器之間采用彈性聯(lián) 軸器連接；當(dāng)不具備上述條件而選用單支點機架時，減速器輸出軸與攪拌器之 間采用剛性聯(lián)軸器連接。 446. 3 雙支點機架雙支點機架 在不宜

28、采用單支點機架或無支點機架，可選用雙支點機架，但減速器輸出 軸與攪拌器之間必須采用彈性聯(lián)軸器連接。選用雙支點機架時必須考慮由于機 架內(nèi)有兩個支承點的關(guān)系,機架高度相應(yīng)增大。 由任務(wù)書給定，反應(yīng)釜采用 V 帶傳動減速機。由于 V 帶減速機自帶機架， 所以不用選配機架。 447 聯(lián)軸器聯(lián)軸器 電機或減速機輸出軸與傳動軸之間及傳動軸與攪拌軸之間的連接，都是通 過聯(lián)軸器連接的。常用的聯(lián)軸器有彈性塊式聯(lián)軸器，剛性凸緣聯(lián)軸器，夾殼聯(lián) 軸器和緊箍夾殼聯(lián)軸器等。 根據(jù)所選 V 帶減速機的規(guī)格, 本反應(yīng)釜采用剛性凸緣聯(lián)軸器。附表 5-10 GT 型凸緣聯(lián)軸器主要參數(shù)及尺寸，選用聯(lián)軸器的符號為 GT-45，孔徑為

29、 45， 質(zhì)量為 16kg。 45 反應(yīng)釜的軸封裝置設(shè)計反應(yīng)釜的軸封裝置設(shè)計 軸封是攪拌設(shè)備的一個重要組成部分。其任務(wù)是保證攪拌設(shè)備內(nèi)處于一定 的正壓力的真空狀態(tài)以及防止反應(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，軸封的對象主要為氣體；而且攪 拌設(shè)備由于反應(yīng)工況復(fù)雜，軸的偏擺振動大，運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性差等特點，故不是所 有形式的軸封都能用于攪拌設(shè)備上。 反應(yīng)釜攪拌軸處的密封，屬于動密封，常用的有填料密封和機械密封兩種 形式，它們都有標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計時可根據(jù)要求直接選用。 451 填料密封填料密封 填料密封是攪拌設(shè)備最早采用的一種軸封結(jié)構(gòu)，它的基本結(jié)構(gòu)是由填料， 填料箱

30、，壓蓋，緊壓螺栓及油杯等組成。因其結(jié)構(gòu)簡單，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)速及允許定期維護的攪拌設(shè) 備。 當(dāng)采用填料密封時，應(yīng)優(yōu)先選用標(biāo)準(zhǔn)填料箱。標(biāo)準(zhǔn)填料箱中，HG21537.7- 92 為碳鋼填料箱，HG21537.8-92 為不銹鋼填料箱。 填料箱密封的選用還注意以下幾方面： 當(dāng)填料箱的的結(jié)構(gòu)和填料的材料選擇合理，并有良好潤滑和冷卻條件時， 可用于較高的工作壓力，溫度和轉(zhuǎn)速條件下； 當(dāng)填料無冷卻，潤滑時，轉(zhuǎn)軸線速度不應(yīng)超過 1m/s; 當(dāng)攪拌容器內(nèi)介質(zhì)溫度大于 200時，應(yīng)對填料密封進行有效冷卻； 當(dāng)從填料箱油杯中壓注密封潤滑液時，潤滑液流入容器內(nèi)對工藝性

31、能有 影響時，應(yīng)在填料箱下端軸上設(shè)置儲油杯； 填料箱一般可不設(shè)支承套，應(yīng)將攪拌軸的支承設(shè)置在機架上。 452 機械密封機械密封 機械密封是一種功耗小，泄漏率低，密封性能可靠，使用壽命長的轉(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。 由于反應(yīng)釜多采用立式結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)速低，但攪拌軸直徑大，尺寸長，擺動和 振動較大，故機械密封常采用外裝式（靜環(huán)裝于釜口法蘭外惻） ，小彈簧（補償 機構(gòu)中含有多個沿周向分布的彈簧） ，旋轉(zhuǎn)式（彈性元件隨軸旋轉(zhuǎn)）的結(jié)構(gòu)，當(dāng) 介質(zhì)壓力、溫度低且腐蝕性大時，可采用單端面（由一對密封端面組成） ，非平 衡型（載荷系數(shù) K1）的機械密封。當(dāng)

32、介質(zhì)壓力，溫度高或介質(zhì)為易燃，易爆， 有毒時，應(yīng)采用雙端面（由兩對密封面組成） ，平衡型（載荷系數(shù) K1）的機械 密封。 當(dāng)攪拌設(shè)備采用機械密封時，在下列情況下，應(yīng)采用必要的措施，以便保 證密封使用性能，提高使用壽命。 當(dāng)密封腔介質(zhì)溫度超過 80時，對單端面和雙端面機械密封，都應(yīng)采用 冷卻措施； 為防止密封面干摩擦，對單端面機械密封，應(yīng)采用潤滑措施； 當(dāng)采用雙端面機械密封時，應(yīng)采用密封液系統(tǒng)，向密封端面提供密封液， 用于冷卻，潤滑密封端面； 必要時，應(yīng)對潤滑液，密封液進行過濾； 當(dāng)采用潤滑及密封液系統(tǒng)時，需考慮一旦潤滑液，密封液漏入攪拌容器 內(nèi)，應(yīng)不會影響容器內(nèi)物料的工藝性能，不會使物料變質(zhì)，

33、必要時應(yīng)采用緩沖 液杯和漏夜收集器等防污染措施。 本反應(yīng)釜一般在常壓，低壓，低轉(zhuǎn)速下使用,故采用填料密封。因其結(jié)構(gòu)簡 單，易于制造，在攪拌設(shè)備上曾得到廣泛應(yīng)用,且便于定期維護此攪拌設(shè)備。 4. 6 反應(yīng)釜的其他附件設(shè)計反應(yīng)釜的其他附件設(shè)計 4. 6. 1 支座支座 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/T4725-92）分為 A 型和 B 型兩種。當(dāng)設(shè)備需要保溫或直接支承在樓板上時 選 B 型，否則選 A 型。 每臺反應(yīng)釜常用 4 個支座，但作承重計算時，考慮到安裝誤差造成的受力 情況變壞，應(yīng)按兩個支座計算。 本反應(yīng)釜為夾套立式安裝，不需要保溫，選用 B 型標(biāo)準(zhǔn)

34、耳式支座，耳座為 4 個。 耳式支座的實際承受載荷的近似計算： ， 30 10 4 nG SGhp kn Ggm Q eee 本反應(yīng)釜耳座單重 m=8.3 Kg，支座的總質(zhì)量為 M=33.2Kg。 4. 6. 2 手孔和人孔手孔和人孔 手孔和人孔的設(shè)置是為了安裝，拆卸，清洗和檢修設(shè)備內(nèi)部的裝置。 手孔直徑一般為 150-250mm,應(yīng)使工人帶上手套并握有工具的手能方便的通 過。當(dāng)設(shè)備的直徑大于 900mm 時，應(yīng)開設(shè)人孔。人孔的形狀有圓形和橢圓兩種。 圓形人孔制造方便，應(yīng)用較為廣泛。人孔的大小及位置應(yīng)以人進出設(shè)備 方便為原則，對于反應(yīng)釜，還要考慮攪拌器的尺寸，以便攪拌軸及攪拌器能通 過人孔放入

35、罐體內(nèi)。 由任務(wù)書給定，本反應(yīng)釜需開設(shè)手孔，沒有人孔。根據(jù)任務(wù)書要求,公稱直 徑 DN=100mm。本反應(yīng)釜選用帶頸平焊法蘭手孔,突面(RF 型)。由參考文獻 16 表 11-4 手孔尺寸選用帶頸平焊法蘭手孔，螺柱為 M16，數(shù)量為 4 個，螺母數(shù)為 8 個，總質(zhì)量為 13.3kg。 4. 6. 3 設(shè)備接口設(shè)備接口 化工容器及設(shè)備，往往由于工藝操作等原因，在筒體和封頭上需要開一些 各種用途的孔。 4. 6. 3. 1 接管與管法蘭接管與管法蘭 接管和管法蘭是用來與管道或其他設(shè)備連接的。標(biāo)準(zhǔn)管法蘭的主要參數(shù)是 公稱通徑（DN）和公稱壓力（PN） 。 接管的伸出長度一般為從法蘭密封面到殼體外徑為

36、 150mm，當(dāng)考慮設(shè)備保 溫等要求時，可取伸出長度為 200mm。 管法蘭分為：板式平焊法蘭（PL） ，帶頸平焊法蘭（SO） ，帶頸對焊法蘭 （WN）等，法蘭密封面形式主要有突面（RF） ，凹凸面（MFM） ，榫槽面（TG）三 種。 本任務(wù)書要求蒸汽入口、加料口和冷凝水出口的公稱直徑 DN=25，由表 4- 13 公稱直徑與鋼管外徑，選用外徑為 32，質(zhì)量為 0.4kg 的鋼管。由附 表 4-12 標(biāo)準(zhǔn)突面板式平焊鋼制管法蘭主要尺寸，選用外徑為 100mm，內(nèi)徑為 33mm，螺紋為 M10，理論質(zhì)量為 0.65kg 的法蘭。 視鏡的公稱直徑 DN=80，由表 4-13 公稱直徑與鋼管外徑，選

37、用外徑為 89 的 鋼管。由附表 4-12 標(biāo)準(zhǔn)突面板式平焊鋼制管法蘭主要尺寸，選用外徑為 190mm， 內(nèi)徑為 91mm，螺紋為 M16，理論質(zhì)量為 2.60kg 的法蘭。 溫度計管口的公稱直徑 DN=65，由表 4-13 公稱直徑與鋼管外徑，選用外徑為 76，質(zhì)量為 1.7kg 的鋼管。由附表 4-12 標(biāo)準(zhǔn)突面板式平焊鋼制管法蘭主要尺寸， 選用外徑為 160mm，內(nèi)徑為 78mm，螺紋為 M12，理論質(zhì)量為 1.61kg 的法蘭。 放料口的公稱直徑 DN=40，由表 4-13 公稱直徑與鋼管外徑，選用外徑為 45 的鋼管。由附表 4-12 標(biāo)準(zhǔn)突面板式平焊鋼制管法蘭主要尺寸，選用外徑為

38、130mm，內(nèi)徑為 46mm，螺紋為 M12，理論質(zhì)量為 1.20kg 的法蘭。 手孔的公稱直徑 DN=100，由表 4-13 公稱直徑與鋼管外徑，選用外徑為 108 的鋼管。由附表 4-12 標(biāo)準(zhǔn)突面板式平焊鋼制管法蘭主要尺寸，選用外徑為 100mm，內(nèi)徑為 110mm，螺紋為 M16，理論質(zhì)量為 3.02kg 的法蘭。 4. 6. 3. 2 補強圈補強圈 容器開孔后由于殼體材料的削弱，出現(xiàn)開孔應(yīng)力集中現(xiàn)象。因此，要考慮 補強。補強圈就是用來彌補設(shè)備殼體因開孔過大而造成的強度損失的一種最常 用形式。補強圈形狀應(yīng)與被補強部分相符，使之與設(shè)備殼體密切貼合，焊接后 能與殼體同時受力。補強圈上有一小

39、螺紋孔（M10） ，焊后通入壓縮空氣，以檢 查焊縫的氣密性。補強圈的厚度和材料一般均與設(shè)備殼體相同。 當(dāng)采用補強圈補強時，其接管壁厚可參照下列數(shù)值選?。?108X6 133X6 159X8 219X8 273X8 325X10 377X10 本任務(wù)書要求蒸汽入口、加料口和冷凝水出口的公稱直徑為 25，由附表 4- 13 補強圈尺寸系列選用厚度為 6mm，質(zhì)量為 0.48kg 的補強圈。 視鏡的公稱直徑為 80，由附表 4-13 補強圈尺寸系列選用厚度為 6mm，質(zhì) 量為 0.88kg 的補強圈。 溫度計管口的公稱直徑為 65，由附表 4-13 補強圈尺寸系列選用厚度為 6mm，質(zhì)量為 0.71

40、kg 的補強圈。 放料口的公稱直徑為 40，由附表 4-13 補強圈尺寸系列選用厚度為 6mm， 質(zhì)量為 0.48kg 的補強圈。 手孔的公稱直徑為 100，由附表 4-13 補強圈尺寸系列選用厚度為 6mm，質(zhì) 量為 1.02kg 的補強圈。 4. 6. 3. 3 液體出料管液體出料管 出料管結(jié)構(gòu)設(shè)計主要從物料易放盡，阻力小和不易堵塞等因素考慮。另外 還 要考慮溫差應(yīng)力的影響。 本反應(yīng)釜的釜壁溫度與夾套壁溫相等，采用圖 4-18 液體出料管的（a）圖。 根據(jù)任務(wù)書要求放料口的公稱直徑為 40，由表 4-14 出料管尺寸得出料管 的直徑 ，得 mmd1154075 1 4. 6. 3. 4 過

41、夾套的物料進出口過夾套的物料進出口 根據(jù)附圖，物料進出口的結(jié)構(gòu)均按圖 4-19 過夾套的物料進出口的（b）圖。 根據(jù)任務(wù)書要求冷凝水出口和加料口的公稱直徑為 25，由表 4-14 出料管尺寸 得出料管的直徑 ，得 mmd1002575 1 4. 6. 3. 5 夾套進氣管夾套進氣管 當(dāng)夾套裝設(shè)進氣管時，要防止直沖罐壁，影響罐體強度。 根據(jù)附圖，蒸汽入口和壓縮空氣入口的結(jié)構(gòu)均采用圖 4-20 夾套進氣管的 （d）圖。 4. 6. 4 視鏡視鏡 視鏡主要用來觀察設(shè)備內(nèi)物料及其反應(yīng)情況，也可作為料面指示鏡，一般 成對使用，當(dāng)視鏡需要斜裝或設(shè)備直徑較小時，采用帶頸視鏡。 根據(jù)附圖，本反應(yīng)釜的視鏡需要斜

42、裝，因此采用帶頸視鏡。 根據(jù)任務(wù)書要求視鏡的公稱直徑為 80。由參考文獻 16 表 11-9 視鏡尺寸選 取螺柱數(shù)量為 8，直徑為 M12，質(zhì)量為 6.8kg，材質(zhì)為碳素鋼，標(biāo)準(zhǔn)圖號 HGJ501-86-4 的視鏡，數(shù)量為 2 個，總質(zhì)量為 13.6kg。 5.設(shè)計小結(jié)設(shè)計小結(jié) 這是本人第一次進行課程設(shè)計，雖然感受到完成這次課程設(shè)計是一件很累 的事情，但苦中仍有樂，對我而言，我喜歡把自己想象中的東西用自己的雙手 設(shè)計出來，那會讓我有一種成就感。并且，在這次課程設(shè)計中，我更加充分的 理解了課本上的知識，并能夠加以擴展，從而應(yīng)用于實踐當(dāng)中。這次課程設(shè)計 歷時二個星期多左右，在趙老師耐心地指導(dǎo)下，我

43、漸漸明白什么叫做課程設(shè)計， 也發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足，自己知識的很多漏洞，看到了自己的實踐經(jīng)驗還是 比較缺乏，理論聯(lián)系實際的能力還急需提高，還知道了學(xué)無止境的道理。我們 每一個人永遠不能滿足于現(xiàn)有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面還有 更高的山峰在等著你。挫折是一份財富，經(jīng)歷是一份擁有。這次課程設(shè)計必將 成為我人生旅途上一個非常美好的回憶！現(xiàn)在，我將這段期間的設(shè)計做個總結(jié)， 以便今后學(xué)習(xí)。 帶攪拌的夾套反應(yīng)釜是染料、醫(yī)藥、試劑、食品及合成材料等工業(yè)中主要 的反應(yīng)設(shè)備之一。它是一種在一定壓力和溫度下，借助攪拌器將一定容積的兩 種（或多種）液體以及液體與固體或氣體物料混勻，促進其反應(yīng)的設(shè)備。 一

44、臺帶攪拌的夾套反應(yīng)釜。它主要由攪拌容器、攪拌裝置、傳動裝置、軸封 裝置、支座、人孔、工藝接管和一些附件組成。攪拌容器分罐體和夾套兩部分， 主要由封頭和筒體組成，多為中、低壓壓力容器；攪拌裝置由攪拌器和攪拌軸 組成，其形式通常由工藝設(shè)計而定；傳動裝置是為帶動攪拌裝置設(shè)置的，主要 由電機、減速器、聯(lián)軸器和傳動軸等組成；封頭裝置為動密封；它們與支座、 人孔、工藝接管等附件一起，構(gòu)成完整的夾套反應(yīng)釜。 本說明書設(shè)計的反應(yīng)釜主要用于配料，設(shè)計中所需要的材質(zhì)尺寸均符合國 家標(biāo)準(zhǔn)。材料用量即符合強度要求，對各種設(shè)計要求也均符合，而且用料節(jié)省， 沒有大量的多余的材質(zhì)。本反應(yīng)釜能夠完成在生產(chǎn)過程中對本釜所進行的

45、各項 操作，能達到生產(chǎn)所需的要求。 容器上 6.參考參考文獻文獻 1董大勤編.化工設(shè)備機械基礎(chǔ)M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社 2趙軍，張有忱，段成紅.化工設(shè)備機械基礎(chǔ)M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社 3陳乙崇.攪拌設(shè)備設(shè)計M.上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 4刁玉偉，王立業(yè).化工設(shè)備機械基礎(chǔ)M.第二版.大連：大連理工大學(xué)出版社 5魏兆燦，李寬宏.塔設(shè)備設(shè)計M. 上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社 6CD 130A20-86化工設(shè)備設(shè)計文件編制規(guī)定M 7HG20652-1998塔器設(shè)計技術(shù)規(guī)定M 8魏崇光，鄭曉梅.化工工程制圖M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社 9化工設(shè)備設(shè)計手冊編寫組.金屬設(shè)備M.上海:上海人民出版社 10詹長福.

46、化工設(shè)備機械基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書M.北京：機械工業(yè)出版社 11JB4710-92鋼制塔式容器M 12HG/T20569-94機械攪拌設(shè)備M 13GB150-1998鋼制壓力容器M 14HG 215632157295 HG 21537.7892攪拌傳動裝置M 15TCED S8-90 壓力容器強度計算書統(tǒng)一格式M 16化工設(shè)備機械基礎(chǔ)編寫組.化工設(shè)備機械基礎(chǔ)第三冊M.北京：石油化 學(xué)工業(yè)出版社 附表：附表： 本設(shè)計書中未說明的表均來自本設(shè)計書中未說明的表均來自化工設(shè)備機械基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書化工設(shè)備機械基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書中。中。 附表附表 1. 鋼板選用表鋼板選用表: 附表附表 2. . 碳素鋼、普

47、通低合金鋼鋼板許用應(yīng)力碳素鋼、普通低合金鋼鋼板許用應(yīng)力: : 附表附表 3. 鋼板厚度負偏差鋼板厚度負偏差(mm):(mm): 附表附表 4. 焊接接頭系數(shù)焊接接頭系數(shù) : 附表附表 5. 鋼管厚度負偏差鋼管厚度負偏差: 附表附表 6. V V 帶型號、截面尺寸和基準(zhǔn)長度帶型號、截面尺寸和基準(zhǔn)長度: : 附表附表 7. 普通普通 V V 帶輪的基準(zhǔn)直徑系數(shù)帶輪的基準(zhǔn)直徑系數(shù): : 附表附表 8. 普通普通 V V 帶輪的最小基準(zhǔn)直徑帶輪的最小基準(zhǔn)直徑: min D 附表附表 9. 工作情況系數(shù)工作情況系數(shù) : : A K 附表附表 10. 包角系數(shù)包角系數(shù) : : K 附表附表 11. 長度系

48、數(shù)長度系數(shù) : : L K 附表附表 12. 單根普通單根普通 V V 帶的基本額定功率帶的基本額定功率 : : kWP / 0 附表附表 13. 單根普通單根普通 V V 帶額定功率的增量帶額定功率的增量 : : kWP / 0 附表附表 14. 軸常用材料的軸常用材料的及及值值: : T T 0 A 附圖：附圖： 附圖附圖 1.1. 曲線（用于所有材料）：曲線（用于所有材料）： Oe O D LD fA, 附圖附圖 2.2. 曲線：曲線： AfB 附圖附圖 3.3. 普通普通 V V 帶選型圖帶選型圖: : 附圖附圖 4.4. 配料反應(yīng)釜裝配圖配料反應(yīng)釜裝配圖 設(shè)計項目 1m3 施工圖 審

49、 定 校 核 設(shè) 計 設(shè)計階段 裝 配 圖 配料反應(yīng)釜 G 981-22-1 審 核 制 圖 備 注 質(zhì)量（公斤） 2.704 9.5 85 126.5 19 1.7 33 128 28.32 18 總重 184.48 3.24 33.2 1.61 11.5 0.6 1.5 3.36 0.832 0.36 0.02 11.4 68.3 14.4 5.7 0.01 0.18 0.016 0.2 8.3 單重 92.24 7.08 0.27 0.42 0.052 0.42 材 料 Q235-A 45 Q235-A Q235-A Q235-A Q235-A Q235-A 20 Q235-A Q235

50、-A 組合件 組合件 合成橡膠 HT200 組合件 組合件 8.8 8 100HV 20 8.8 組合件 20鍛 8.8 耐油橡膠石棉板 耐油橡膠石棉板 數(shù)量 12 4 8 52 52 3 3 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 1 1 1 15 1 1 36 18 名 稱 橢圓封頭DN 1000 X 10 攪拌軸 擋板940 X 80 X 12 角鋼 40 X 40 X 5L=110 筒體DN1100 X 6L=850 筒體DN1100 X 6L=850 耳座B3 墊片 1000-0.6 接管76 X 6L=165 法蘭PL65-1.0RF 法蘭R200 墊片 RF200-1.0=1.5 傳動系統(tǒng) 皮帶輪罩 皮帶 小皮帶輪 電機Y132M2-6 電機支架 螺柱M20 X 160 螺母M20 墊圈 20 分半環(huán) 螺釘M8 X 12 視鏡DN 80 PN 0.6 法蘭-T 1000-0.6 螺栓M20 X 1