畢業(yè)設(shè)計（論文）1.8m3攪拌式反應(yīng)釜設(shè)計（含全套CAD圖紙）

1、 全全日日制制普普通通本本科科生生畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計計1.8m1.8m3 3攪拌式反應(yīng)釜設(shè)計攪拌式反應(yīng)釜設(shè)計design 1.8m3agitated reactor要全套設(shè)計請聯(lián)系要全套設(shè)計請聯(lián)系 qq174320523 各專業(yè)都有各專業(yè)都有學(xué)生姓名學(xué)生姓名 ： 學(xué)學(xué) 號：號：年級專業(yè)及班級：年級專業(yè)及班級：20200 08 8級機(jī)械設(shè)計制造及其自動級機(jī)械設(shè)計制造及其自動化化指導(dǎo)老師及職稱：指導(dǎo)老師及職稱： 學(xué)學(xué) 部：部：理工學(xué)部理工學(xué)部 提交日期：2012 年 05 月 全日制普通本科生畢業(yè)設(shè)計誠信聲明本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)論文是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，進(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存

2、在知識產(chǎn)權(quán)爭議。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體在文中均作了明確的說明并表示了謝意。同時，本論文的著作權(quán)由本人與湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院、指導(dǎo)教師共同擁有。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 畢業(yè)設(shè)計作者簽名： 年 月 日1目 錄摘要1關(guān)鍵詞11 前言11.1 反應(yīng)器的現(xiàn)狀及發(fā)展前景11.2 攪拌式反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)設(shè)計及其工作原理示圖22 設(shè)計條件及設(shè)計內(nèi)容分析3 2.1 反應(yīng)釜設(shè)計的內(nèi)容主要有33 反應(yīng)釜釜體的設(shè)計3 3.1 釜體 dn 的確定3 3.1.1 釜體 dn 的確定3 3.2 釜體筒體壁厚的

3、設(shè)計3 3.2.1 設(shè)計參數(shù)的確定3 3.2.2 筒體壁厚的設(shè)計4 3.3 釜體封頭的設(shè)計4 3.3.1 封頭的選型4 3.3.2 設(shè)計參數(shù)的確定4 3.3.3 封頭的壁厚得設(shè)計4 3.3.4 封頭的直邊尺寸、體積的確定4 3.4 筒體長度 h 的設(shè)計5 3.4.1 筒體長度 h 的設(shè)計5 3.4.2 釜體長徑比校核5 3.5 外壓筒體壁厚的設(shè)計5 3.5.1 設(shè)計外壓的確定5 3.5.2 試差法設(shè)計外壓筒體的壁厚52 3.5.3 圖算法設(shè)計筒體的壁厚5 3.6 外壓封頭壁厚得設(shè)計6 3.6.1 設(shè)計外壓得確定6 3.6.2 封頭壁厚得計算64 反應(yīng)釜夾套得設(shè)計6 4.1 夾套釜體 dn，pn

4、 得確定6 4.1.1 夾套釜體 dn 得確定6 4.1.2 夾套釜體 pn 得確定6 4.2 夾套筒體的設(shè)計7 4.2.1 設(shè)計參數(shù)的確定7 4.2.2 夾套筒體壁厚的設(shè)計7 4.2.3 夾套筒體的高度確定7 4.3 夾套封頭的設(shè)計7 4.3.1 封頭的選型7 4.3.2 設(shè)計參數(shù)的確定8 4.3.3 封頭的壁厚的設(shè)計8 4.3.4 封頭的直邊尺寸、體積與重量的確定8 4.3.5 封頭結(jié)構(gòu)的設(shè)計8 4.4 傳熱面積的校核85 反應(yīng)釜釜體及夾套的壓力試驗9 5.1 釜體的水壓試驗9 5.1.1 水壓試驗壓力的確定9 5.1.2 液壓試驗的強(qiáng)度校核9 5.1.3 壓力表得量程9 5.1.4 水壓

5、試驗的操作過程9 5.2.1 氣壓試驗壓力的確定9 5.2.2 氣壓試驗的強(qiáng)度校核10 5.2.3 氣壓試驗的操作過程10 5.3 夾套的液壓試驗103 5.3.1 水壓試驗壓力的確定10 5.3.2 液壓試驗的強(qiáng)度校核10 5.3.3 壓力表的量程、水溫的要求10 5.3.4 水壓試驗的操作過程106 反應(yīng)釜附件的選型及尺寸設(shè)計11 6.1 釜體法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)的設(shè)計11 6.1.1 法蘭的設(shè)計11 6.1.2 密封面形式的選型11 6.1.3 螺栓、螺母的尺寸規(guī)格12 6.1.4 法蘭、墊片、螺栓、螺母、墊圈的材料12 6.2 選用手孔，視鏡等和工藝接管的設(shè)計12 6.2.1 手孔12 6.2

6、.2 視鏡12 6.2.3 進(jìn)料管口12 6.2.4 溫度計13 6.2.5 出料口13 6.2.6 安全閥接口13 6.2.7 冷凝器接口 i 和壓力表接管 e13 6.2.8 加熱蒸汽進(jìn)口13 6.3 管法蘭尺寸的設(shè)計13 6.3.1 管法蘭的選型13 6.3.2 管法蘭的尺寸13 6.4 墊片尺寸及材質(zhì)14 6.4.1 墊片的結(jié)構(gòu)14 6.4.2 密封面形式及墊片尺寸15 6.5 手孔的設(shè)計15 6.5.1 手孔的結(jié)構(gòu)15 6.5.2 手孔尺寸15 6.6 視鏡的設(shè)計164 6.6.1 視鏡的選型17 6.6.2 視鏡的結(jié)構(gòu)17 6.6.3 視鏡的規(guī)定標(biāo)記、標(biāo)準(zhǔn)圖號、視鏡的尺寸及材料17

7、 6.6.4 視鏡標(biāo)準(zhǔn)件的材料應(yīng)符合表 9 的規(guī)定17 6.7 支座的選型18 6.7.1 支座的選型及尺寸的初步設(shè)計17 6.7.2 支座載荷的校核計算197 攪拌裝置的選型與尺寸設(shè)計19 7.1 攪拌軸直徑的初步計算19 7.1.1 攪拌軸直徑的設(shè)計19 7.1.2 攪拌軸剛度校核19 7.2 攪拌軸臨界轉(zhuǎn)速校核計算19 7.3 聯(lián)軸器的型式及尺寸的設(shè)計19 7.3.1 聯(lián)軸器型式的確定19 7.3.2 聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)及尺寸20 7.3.3 聯(lián)軸節(jié)的零件及材料20 7.4 攪拌槳尺寸的設(shè)計21 7.4.1 槳式攪拌槳的結(jié)構(gòu)21 7.4.2 槳式攪拌槳的尺寸21 7.4.3 槳式攪拌槳零件明細(xì)

8、表21 7.5 攪拌軸的結(jié)構(gòu)及尺寸的設(shè)計22 7.5.1 攪拌軸長度的設(shè)計22 7.5.2 攪拌軸的結(jié)構(gòu)228 傳動裝置的選型與尺寸設(shè)計22 8.1 電動機(jī)的選型22 8.2 減速器的選型23 8.3 機(jī)架的設(shè)計23 8.4 底座的設(shè)計24 8.5 反應(yīng)釜的軸封裝置設(shè)計245 8.5.1 反應(yīng)釜的軸封裝置的選型24 8.5.2 軸封裝置的結(jié)構(gòu)及尺寸259 焊縫結(jié)構(gòu)的設(shè)計25 9.1 釜體上主要焊縫結(jié)構(gòu)的設(shè)計25 9.2 夾套上的焊縫結(jié)構(gòu)的設(shè)計2810 固體物料進(jìn)口的開孔及補強(qiáng)計算29 10.1 封頭開固體物料進(jìn)口后被削弱的金屬面積 a 的計算29 10.2 有效補強(qiáng)區(qū)內(nèi)起補強(qiáng)作用的金屬面積的計

9、算30 10.2.1 封頭起補強(qiáng)作用金屬面積 a1的計算30 10.2.2 接管起補強(qiáng)作用金屬面積 a2的計算30 10.2.3 焊縫起補強(qiáng)作用金屬面積 a3的計算30 10.3 判斷是否需要補強(qiáng)的依據(jù)3011 結(jié)論31參考文獻(xiàn) 31致謝32附錄3311.8m1.8m3 3攪拌釜式反應(yīng)器設(shè)計攪拌釜式反應(yīng)器設(shè)計學(xué) 生：指導(dǎo)老師：摘 要：攪拌釜式反應(yīng)器由攪拌器和釜體組成。攪拌器包括傳動裝置，攪拌軸（含軸封） ，攪拌槳;釜體包括筒體，夾套和內(nèi)件，盤管，導(dǎo)流筒等。工業(yè)上應(yīng)用的攪拌釜式反應(yīng)器有成百上千種，按反應(yīng)物料的相態(tài)可分成均相反應(yīng)器和非均相反應(yīng)器兩大類。非均相反應(yīng)器包括固-液反應(yīng)器，液-液反應(yīng)器，氣

10、-液反應(yīng)器和氣-液-固三相反應(yīng)器。本次設(shè)計的釜式反應(yīng)器適用性廣操作彈性大，是工業(yè)生產(chǎn)中最廣泛使用的反應(yīng)器。關(guān)鍵詞：反應(yīng)釜； 釜體； 攪拌器design 1.8m3 stirred tank reactor author: tutor:tang(oriental science technology college of hunan agricultural university, changsha 410128)abstract：stirred tank reactor by the stirrer and the reactor body. the agitator gear stirrin

11、g shaft ( with shaft seal), impeller, kettle body including a cylinder, jacket and coil, draft tube etc. industrial application of stirred tank reactor, there are hundreds of homogeneous reaction and heterogeneous reactor can be divided into two major categories according to the phase of the reactio

12、n materials. the non - homogeneous reactor, including the solid - liquid reactor, liquid - liquid reactor, the gas - liquid reactor and gas - liquid - solid three-phase reaction device. the design of the tank reactor wide applicability of the operating flexibility,the most widely used in industrial

13、production reactor.key words：reactor; electric; agitator; 1 前言1.1 反應(yīng)器的現(xiàn)狀及發(fā)展前景2反應(yīng)釜的廣義理解即有物理或化學(xué)反應(yīng)的不銹鋼容器，通過對容器的結(jié)構(gòu)設(shè)計與參數(shù)配置，實現(xiàn)工藝要求的加熱、蒸發(fā)、冷卻及低高速的混合功能。隨之，反應(yīng)過程中的壓力要求對容器的設(shè)計要求也不盡相同。生產(chǎn)必須嚴(yán)格按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)加工、檢測并試運行。不銹鋼反應(yīng)釜根據(jù)不同的生產(chǎn)工藝、操作條件等不盡相同，反應(yīng)釜的設(shè)計結(jié)構(gòu)及參數(shù)不同，即反應(yīng)釜的結(jié)構(gòu)樣式不同，屬于廢標(biāo)的容器設(shè)備。不銹鋼反應(yīng)釜廣泛應(yīng)用于石油、化工、橡膠、農(nóng)藥、染料、醫(yī)藥、食品等生產(chǎn)型用戶和各種科研實驗項

14、目的研究，用來完成水解、中和、結(jié)晶、蒸餾、儲存、氫化、烴化、聚合、縮合、加熱混配、恒溫反應(yīng)等工業(yè)過程的容器。反應(yīng)釜是綜合反應(yīng)容器，根據(jù)反應(yīng)條件對反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)功能及配置附件的設(shè)計。從開始的進(jìn)料-反應(yīng)-出料均能夠以較高的自動化程度完成預(yù)先設(shè)定好的反應(yīng)步驟，對反應(yīng)過程中的溫度、壓力、力學(xué)控制（攪拌、鼓風(fēng)等） 、反應(yīng)物/產(chǎn)物濃度等重要參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格的調(diào)控。攪拌釜式反應(yīng)器，這種反應(yīng)器是工業(yè)生產(chǎn)中最廣泛采用的反應(yīng)器形式，適用于各種相態(tài)物料的反應(yīng)。反應(yīng)釜中設(shè)有各種不同型式的攪拌、傳熱裝置，可適應(yīng)不同性質(zhì)的物料和不同熱效應(yīng)的反應(yīng)，以保持反應(yīng)物料在釜內(nèi)合理地流動、混合和料號的傳熱。攪拌釜式反應(yīng)器既可間隙操作也可連續(xù)

15、操作或半連續(xù)操作，既可單釜操作，又可多釜串聯(lián)操作。攪拌釜式反應(yīng)器的使用性廣，操作彈性大，濃度容易控制。它通常由釜體、換熱裝置。攪拌器和傳動裝置等構(gòu)件組成。11.2 攪拌式反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)設(shè)計及其工作原理示意圖圖 1 反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)及原理圖fig.1 the reactor structure and schematic diagram32 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)釜可操作容積為 1.8m3、攪拌裝置配置的電動機(jī)功率為 1.8kw、攪拌軸的轉(zhuǎn)速為 60r/min、攪拌槳的形式為框式；加熱的方式為用夾套內(nèi)的導(dǎo)熱油進(jìn)行電加熱：裝置上設(shè)有 8 個工藝接管、1 個視鏡、4 個耳式支座、1

16、 個人孔（或固體物料進(jìn)口） 。 2.1 反應(yīng)釜設(shè)計的內(nèi)容主要有：釜體的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計夾套的強(qiáng)度、剛度計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計；設(shè)計釜體的法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)、選擇接管、管法蘭；人孔的選型及補強(qiáng)計算；支座選型及驗算；視鏡的選型；焊縫的結(jié)果與尺寸設(shè)計；電機(jī)、減速機(jī)的選型；攪拌軸及框式攪拌槳的尺寸設(shè)計；選擇聯(lián)軸器；設(shè)計機(jī)架結(jié)構(gòu)及尺寸；設(shè)計底蓋結(jié)構(gòu)及尺寸；選擇軸封形式；繪總裝配圖及攪拌軸零件圖等。3 反應(yīng)釜釜體的設(shè)計3.1 釜體 dn 的確定3.1.1 釜體 dn 的確定選取反應(yīng)釜裝料系數(shù) =0.8，由 v=v0/,可得設(shè)備體積 v=2.25m3 0v8 . 08 . 1（1）對于液液相類型選取 h/

17、di=1.2.由此，估算筒體的內(nèi)徑為 di=1.337m 3di4hv32 . 125. 24（2）將計算結(jié)果圓整至公稱直徑標(biāo)準(zhǔn)系列，選取筒體直徑 di=1400mm。43.2 釜體筒體壁厚的設(shè)計3.2.1 設(shè)計參數(shù)的確定此處已刪除此處已刪除8 傳動裝置的選型與尺寸設(shè)計8.1 電動機(jī)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(jī)（防爆標(biāo)志 dat4） 。根據(jù)電機(jī)的功率 p1.8kw、轉(zhuǎn)速 n1500r/min，由機(jī)械設(shè)備通用手冊表 32-16 選用的電機(jī)型號為：y100l1-4。8.2 減速器的選型根據(jù)電機(jī)的功率 p2.2kw、攪拌軸的轉(zhuǎn)速 n1500r/min、傳

18、動比 為i1500/6025，選用直聯(lián)擺線針輪減速機(jī)（hg5-745-78） ，標(biāo)記 zld2.04a25。由文獻(xiàn)6表 9-2-41 確定其安裝尺寸，直聯(lián)擺線針輪減速機(jī)的外形見圖、安裝尺寸如表。5圖 10 直連擺線針輪減速機(jī)fig.10 direct cycloid reducer表 15 減速機(jī)的外形安裝尺寸table.15 reducer contour and installation dimensions2d3d4ddmddn 1dp260230200432006-12224efchbbmb1e1516148.514430796158.3 機(jī)架的設(shè)計由于反應(yīng)釜傳來的軸向力不大，減速機(jī)輸

19、出軸使用了帶短節(jié)的夾殼聯(lián)節(jié)，且反應(yīng)釜使用不帶內(nèi)置軸承的機(jī)械密封，故選用 wj 型無支點機(jī)架（hg2156695） 。由攪拌軸的直徑 d50mm 可知，機(jī)架的公稱直徑250。結(jié)構(gòu)如圖。dn圖 11 wj 型無支點機(jī)架fig.11 wj type pivot frame8.4 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(jī)架的輸出端接口和軸封裝置采用可拆相聯(lián)，下部伸入釜內(nèi)，結(jié)構(gòu)與尺寸如圖。6圖 12 底座fig.12 base8.5 反應(yīng)釜的軸封裝置設(shè)計8.5.1 反應(yīng)釜的軸封裝置的選型反應(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(jī)械密封?？紤]到釜內(nèi)的物料具有易燃性和一定的腐蝕性

20、，因此選用機(jī)械密封。根據(jù) pw0.60mpa、t120、n=85r/min、d=50mm。由文獻(xiàn)7表 6-3-37 選用 2001 型單端面平衡型機(jī)械密封，其結(jié)構(gòu)如圖、主要尺寸如表所示。8.5.2 軸封裝置的結(jié)構(gòu)及尺寸 圖 13 機(jī)械密封fig.13 mechanical seal7表 16 釜用機(jī)械密封的主要尺寸（mm）table.16 kettle mechanical seal of main size (mm )軸徑dd1d2d3d1h2h3h4hhhn螺柱502452101751804.528142001903158-18m169 焊縫結(jié)構(gòu)的設(shè)計9.1 釜體上主要焊縫結(jié)構(gòu)的設(shè)計設(shè)計內(nèi)

21、容： 圖 14 筒體的縱向焊縫fig.14 cylinder longitudinal seam 圖 15 筒體與下封頭的環(huán)向焊縫fig.15 cylinder body and the lower head of the circumferential weld8 圖 16 固體物料進(jìn)口與封頭的焊縫fig.16 solid material inlet and the head of the weld 圖 17 進(jìn)料管與封頭的焊縫fig.17 the feeding pipe and the head of the weld 圖 18 冷卻器接管與封頭的焊縫fig.18 cooler tak

22、e over head weld9 圖 19 溫度計接管與封頭的焊縫fig.19 thermometer over head weld圖 20 出料口接管與封頭的焊縫fig.20 outlet pipe head weld9.2 夾套上的焊縫結(jié)構(gòu)的設(shè)計夾套上的焊縫結(jié)構(gòu)及尺寸如圖。圖 21 筒體的縱向焊縫fig.21 cylinder longitudinal seam10 圖 22 筒體與封頭的橫向焊縫fig.22 the cylinder body and the head of the transverse weld圖 23 導(dǎo)熱油進(jìn)口接管與筒體的焊縫fig.23 heat-conduct

23、ing oil inlet connecting pipe and tube weld 圖 24 導(dǎo)熱油出口接管與筒體的焊縫fig.24 heat-conducting oil outlet nozzle and tube weld11圖 254 釜體與夾套的焊縫fig.25 the kettle body and the jacket weld10 固體物料進(jìn)口的開孔及補強(qiáng)計算10.1 封頭開固體物料進(jìn)口后被削弱的金屬面積 a 的計算由于人孔的開孔直徑較大，因此需要進(jìn)行補強(qiáng)計算，本設(shè)計采用等面積補強(qiáng)的設(shè)計方法。釜體上封頭開人孔后被削弱的金屬面積為：a 2(1)ooetadss sfr（27）

24、式中：=273-16+21.25=254.5（）2iddcmm= cticopdps5 . 021 . 148. 05 . 0137212001 . 148. 0=2.315（）mm=1 etrtf=254.52.315= 589.2（）2(1)ooetadss sfr2mm10.2 有效補強(qiáng)區(qū)內(nèi)起補強(qiáng)作用的金屬面積的計算10.2.1 封頭起補強(qiáng)作用金屬面積 a1的計算 roeetoefsssssdba121（28）式中： 取兩者中較大值，22 257.554122257.52 52 8283.5nmbdmmbdss 509bmm enssc（29）= 5-0.25=4.75（）mmetscs

25、m12= 8 - 0.25=7.75（）mm=1 137 137etrtf（30）1(509257.5) (4.752.412)2 7.75 (4.752.412) (1 1)a = 588.0（）2mm10.2.2 接管起補強(qiáng)作用金屬面積 a2的計算 21222 ()2()ettretrah ssfh scf（31）其中：=45.12mdsh1257.5 8mm mmh2001取其中的較小值45.121hmm = =0.273（） ctictpdps20.66 (273 160)2 137 1 0.66 mm=0 2h0 . 12c=674.7（）2a1075. 7021)273. 075.

26、 7(12.4522mm10.2.3 焊縫起補強(qiáng)作用金屬面積 a3的計算a3=k2/2=62/2=18.0mm210.3 判斷是否需要補強(qiáng)的依據(jù) = 588.0 + 674.7 + 18 .0=1280.7321aaa2mm由 8.1 知 a=589.22mma a1+a2+a3 不需補強(qiáng)11 結(jié)束語通過本次畢業(yè)設(shè)計，使我對反應(yīng)釜設(shè)計方案，封頭設(shè)計，筒體裝配的基本過程的設(shè)計方法、步驟、思路，有了比較清晰的了解，它相當(dāng)于實際反應(yīng)釜生產(chǎn)設(shè)計工作的模擬。在設(shè)計過程中，基本能按照規(guī)定的程序進(jìn)行，按照畢業(yè)設(shè)計要求和反應(yīng)釜的基本流程進(jìn)行設(shè)計，期間與指導(dǎo)老師進(jìn)行了多兩次討論、修改，按照設(shè)計任務(wù)書、指導(dǎo)書、技

27、術(shù)條件的要求進(jìn)行設(shè)計。最終順利完成全部設(shè)計。具備了一定的實踐能力，為即將到來的工作奠定堅實的基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)131 對攪拌反應(yīng)釜零泄漏密封方式的探討j.石油化工設(shè)備技術(shù)，issn1006-8805，cn11-2469,1997,6-482 朱有庭，曲文海，于浦義.化工設(shè)備設(shè)計手冊（上、下卷）m.北京：化學(xué)工業(yè)出版社 2004.83 吳宗澤.機(jī)械設(shè)計實用手冊m.北京：化學(xué)工業(yè)出版社 2001.54 張展，機(jī)械設(shè)計通用手冊m.北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2008.55 巨勇智.過程設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)m.北京：國防工業(yè)出版社 2005.46 曲文海.壓力容器與設(shè)備實用手冊m.北京：化學(xué)工業(yè)出版社 2000.37 朱海.機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)m.北京：中國林業(yè)出版社，2006.78 陶棟才.現(xiàn)代設(shè)計方法m.北京：中國石化出版社，2010.19 吳宗澤，羅圣國.機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊m.北京：高等教育出版社，2006.51