立式多噴嘴水噴射真空泵設計項目計劃書

水室的作用：貯存具有一定壓力的引射流體——水，并容納若干個噴嘴。由條件設計單中可知水室的工作壓力為p=0.35MPa，屬低壓設備；操作介質為水，不具有污染性；操W作溫度為室溫，因此，筒體和接管材料均選用Q235-B，法蘭材料選用16Mn，其基本結構如設計壓力p：p＝1.1p，取p＝1.1p=1.1×0.35MPa液體靜壓p：按筒高近似為H=1000mm估算p=pgH=0.01MPa，LLp/p=0.01/(1.1×0.35)=LL計算壓力p：p=p+p=p=1.1×0.35MPa設計溫度t：25+15=40℃1.1.2筒體壁厚的強度計算知[σ]t＝113MPa。C’’計壓力較小，因此，強度條件已不是確定筒體壁厚的主要因素，應按剛度條件設計筒體1.1.3筒體壁厚的剛度計算對于Q235-B制容器，當D≤3800mm，S≥2D/1000且不小于3mm，另加Cimini2n根據法蘭的DN=500、PN=0.6MPa查表可知：法蘭的類型為甲型平焊法蘭；密封面的型式為平面，結構與尺寸如圖2。法蘭FF500-0.6JG/T47螺栓規(guī)格：M161.2.2墊片的設計與螺栓、螺母、墊圈的設計根據密封的介質為水，操作溫度為25℃,操作壓力為0.35MPa，由墊片選用表可知：墊片標記：HG20606墊片FF500-0.6XB350平墊圈（100HV、GB/T95-2002）螺栓的長度由法蘭的厚度(δ)、平板封頭的厚度(δ)、墊片的厚度（S）、螺母的厚螺栓標記：螺栓GB/T5780-2000M16×80材料：Q235-A螺母標記：螺母GB/T41-2000M16×2材料：Q235-A墊圈標記：墊圈GB/T95—2002-16-100HV3/h)設備外部沒有保溫層，由DN=200查表可知，進液管長度取：l=200mm進液氣管的中心線距筒體上法蘭密封面的尺寸（裝配尺寸）按下式計算：其中：R—筒體半徑，取250mm；S—筒體壁厚，取5mm；D—接管外徑，取219mm。根據管法蘭的DN=200、PN=0.6MPa查表可知：法蘭的類型為板式平焊管法蘭；密封面的型式為突面，結構與尺寸如圖4。法蘭標記：HG20592法蘭PL200-0.6RF16Mn二、墊片的設計與螺栓、螺母的設計根據密封的介質為水，操作溫度為25℃,操作壓力為0.35MPa，由墊片選用表可知：墊片標記：HG20606墊片RF200-0..6XB350平墊圈（100HV、GB/T95-2002）螺栓伸出長度(0.3～0.5)d確定。螺栓伸出長度(0.3～0.5)d確定。1螺栓標記：螺栓GB/T5780-2000M16×75材料：Q235-A螺母標記：螺母GB/T41-2000M16×2材料：Q235-A墊圈標記：墊圈GB/T95—2002-16-100HV其中：R—筒體半徑，取250mm；S—筒體壁厚，取5mm；D—進水管外徑，取219mm。接管的裝配尺寸(接管中心線距上法蘭密封面的豎直距離)為：其中：R—筒體半徑，取250mm；S—筒體壁厚，取6mm；D—接管外徑，取25mm。查表可知：法蘭的類型為板式平焊管法蘭；密封面的型式為突面，結構與尺寸HG20592法蘭PL20-0.二、墊片的設計與螺栓、螺母的設計根據密封的介質為水，操作溫度為25℃,操作壓力為0.35MPa，由墊片選用表可知：墊片標記：HG20606墊片RF20-0.6XB350平墊圈（100HV、GB/T95-2002）螺栓伸出長度(0.3～0.5)d確定。螺栓伸出長度(0.3～0.5)d確定。1螺栓標記：螺栓GB/T5780-2000M10×50材料：Q235-A螺母標記：螺母GB/T41-2000M10×1.5材料：Q235-A墊圈標記：墊圈GB/T95—2002-10-100HV水室的部件圖見圖8。平板封頭與水室的上法蘭采用法蘭聯接結構，聯接尺寸與水室的上法蘭相同。其作用是將引射流體密封在水室，以防止水外溢，同時可防止空氣中的雜質進入水室堵塞噴嘴。由于操作介質為水，工作溫度為25OC，故材料選用Q235-B。計算壓力：p=p+p=p=1.1×0.35MPa122.1.2平板封頭壁厚的設計其中：D—計算直徑，取墊片的中徑，即D=503+（539-503）/2=521mm；K—板邊結構特征系數，取0.3?！痭’’n2.1.3平板封頭的結構設計平板封頭的結構如圖9。由設計條件單可知，噴嘴孔在噴板上的布置形式為等邊三角形，考慮到最外緣噴嘴具有一定的傾斜角度，因此，在噴板上布置噴嘴時，為防止噴嘴與水室壁出現干涉，噴板的球面噴嘴孔的個數與布置如圖10。噴嘴孔數量為21，噴嘴孔中心線距離為85mm。噴嘴出口徑i22/(nd2)=623.2.1設計外壓的確定A=0.125(e)計Ro在圖15-5的下方找到系數A=0.00083值，由此做垂直線與≤150℃的溫度線相交，交點水平對應的值系數B1約為100MPa。許用外壓[p]按下式計算n但考慮到噴板上需要開設21個最大直徑為φ45的圓孔，會引起噴板的穩(wěn)定性下降，同時，在噴板上安裝噴嘴后，若噴板壁厚較小，在水流的沖擊下，噴嘴會產生較大的擺動，導致引n板的結構與尺寸如圖11。真空室主要由外壓圓筒、錐殼、進氣管等構成，基本結構如圖12所示。其作用是當引射流體——水高速通過氣室時，會將水流周圍的氣體以摩擦、撞擊、挾帶的方式帶出，在氣室將產生負壓。由條件設計單中可知水室的工作壓力為p0.35MPa，屬低壓設備；操W作介質為水，不具有污染性；操作溫度為室溫，因此，筒體和接管材料均選用Q235-B，法真空室由圓筒和圓錐殼兩部分構成，總長度取引射流體的長度，引射流體的長度為進氣管直徑的大小對真空度的形成有非常重要的影響。當抽氣量（120m3/h）一定時，進氣管直徑越小，則氣流速度越大，對引射流體束的沖擊越大，易造成引射流體過早破碎，氣液混合物不能與時進入尾管排出，使抽氣量下降；反之，則相反。因此，在滿足開孔的條1iiiiiii根據DN=200、設備外無保溫層，可確定進氣管的長度為l=200mm。二、圓筒長度的確定錐殼的長度為：1000-400=600mm，錐殼的半錐角為：°<α＜25°故設計合理，錐殼的長度滿足要求。筒體的計算長度L,計算如下：L,=415mmcrLDOOcrnn做水平線與對應的D/S=107.8線相交，由交點做垂直線與水平軸相交，找到交點的系交，交點水平對應的值系數B約為125MPa。1圓筒的許用外壓[p]按下式計算：Onn承受外壓圓錐殼的壁厚可按外壓圓筒壁厚的確定方法進行計算，但用錐殼的有效壁厚eLD)L其中：L—圓錐殼的軸向長度，取600mm；D—圓錐殼的小端外徑，取161；o=4.588mm，L軸相交，找到交點的系數A值約0.001。在圖15-5中的橫坐標上找到0.001，由此做垂直線與150℃的溫度線相交，交點水平對應的值系數B約為120MPa。1按下式計算許用外壓[p]：On體的焊接和加工的要求，故取圓錐殼的壁厚與筒體的壁厚相同，即S=6mm外壓圓筒的法蘭聯接結構設計平墊圈（100HV、GB/T95-2002）螺栓標記：螺栓GB/T5780-2000M16×125材料：Q235-A螺母標記：螺母GB/T41-2000M16×2材料：Q235-A墊圈標記：墊圈GB/T95—2002-16-100HV外壓圓錐殼的法蘭聯接結構設計根據管法蘭的DN=150、PN=0.6MPa查表可知：法蘭的類型為板式平焊管法蘭；密封面的型式為突面，結構與尺寸如圖13。HG20592法蘭PL150-0.6RF16Mn二、墊片的設計與螺栓、螺母的設計根據密封的介質為水，操作溫度為25℃,操作壓力為0.35MPa，由墊片選用表可知：墊片標記：HG20606墊片RF150-0.6XB350平墊圈（100HV、GB/T95-2002）螺栓伸出長度(0.3～0.5)d確定。1螺栓標記：螺栓GB/T5780-2000M16×80材料：Q235-A螺母標記：螺母GB/T41-2000M16×2材料：Q235-A墊圈標記：墊圈GB/T95—2002-16-100HV4.3.3進氣管法蘭聯接結構設計根據管法蘭的DN=200、PN=0.6MPa封面的型式為突面，結構與尺寸如圖15。HG20592法蘭PL200-0.6RF16Mn二、墊片的設計與螺栓、螺母的設計根據密封的介質為水，操作溫度為可知：選用橡膠墊片，材料為橡膠板墊片標記：HG20606墊片RF200-0.6XB350平墊圈（100HV、GB/T95-2002）螺栓伸出長度(0.3～0.5)d確定。1螺栓標記：螺栓GB/T5780-2000M16×80材料：Q235-A螺母標記：螺母GB/T41-2000M16×2材料：Q235-A墊圈標記：GB/T95－2002-16-100HV進氣管的中心線距筒體上法蘭密封面的尺寸（裝配尺寸）按下式計算：其中：R—筒體半徑，取250mm；S—筒體壁厚，取6mm；D—接管外徑，取219mm。支座護板底面與真空室筒體的下端面的垂直距離取40mm，則支座底板距上法蘭密封面23真空室的部件圖如圖17噴嘴的作用是將水的絕大部分靜壓能轉化為動能，使水高速噴出，將氣室中的氣體帶出部分磨損較嚴重，故噴嘴設計成兩段，上段在進口處設有十字擋環(huán)，以防止進入噴嘴的水流產生旋渦，使磨損更加嚴重。下段噴嘴可以定期進行更換。噴嘴的結構與尺寸如圖18。具有一定壓力的水進入噴嘴時易產生旋渦，使部分靜壓能轉化為熱能，導致水溫升高，真空度降低；同時會加快噴嘴壁的磨損，使噴嘴的使用壽命下降。因此，需要在噴嘴的入口處設置防旋裝置，材料選用聚四氟乙烯，結構與尺寸如圖19。喉管的的作用主要有兩個方面，一方面聚焦引射流體，另一方面起水封作用，以防止外部的大氣通過尾管進入真空室破壞真空。喉管采用耐磨鑄鐵整體鑄造，其上端與外壓圓錐殼的下端法蘭相聯，下端與尾管法蘭相聯。其結構與尺寸如圖20。尾管的的作用主要是有將引射流體和氣體的混合物排出，另一方面起抽吸作用。尾管采用Q235-B鋼管制造，其上端與喉管采用法蘭相聯，法蘭選用DN125、PN0.25的突面板式管法蘭。尾管的公稱直徑為DN125，接管的規(guī)格為Ф153×3，長度l5000mm。根據管法蘭的DN=125、PN=0.25MPa查表可知：法蘭的類型為板式平焊管法蘭；密封面的型式為突面，結構與尺寸如圖21。二、墊片的設計與螺栓、螺母的設計根據密封的介質為水，操作溫度為25℃,操作壓力為0.35MPa，由墊片選用表可知：選用橡膠墊片，材料為橡膠板。墊片的尺寸如圖22。墊片標記：HG20606墊片RF125-0.25XB350平墊圈（100HV、GB/T95-2002）1螺栓伸出長度(0.3～0.5)d確定。11螺栓標記：螺栓GB/T5780-2000M16×70材料：Q235-A螺母標記：螺母GB/T41-2000M16×2材料：Q235-A墊圈標記：墊圈GB/T95－2002-16-100HV壓力試驗的目的是檢驗設備的宏觀強度（是否有異常變形）和致密性（有無泄漏）。壓力試驗是化工容器與設備出廠時必須進行的工序。pT=1.25p且不小于（p+0.1）MPaMPa；[σ]t—材料在設計溫度下的許用應力，取113MPa。壓力表的量程：2p=2×0.485=0.97MPa或0.48～1.28MPa。T水溫≥5℃n因σ=25.8MPa＜0.9σΦ=0.9×235×0.85=179.8MPa，故液壓強度足夠。在保持水室表面干燥的條件下，首先用水將水室的空氣排空，再將水的壓力緩慢升至0.32MPa，保壓不低于30min，然后將壓力緩慢降至0.256MPa，保壓足夠長時間，檢用壓縮空氣吹干罐體。若質量不合格，修補后重新試壓直至合格為止。真空容器按規(guī)定做壓試驗，且試驗壓力為0.T壓力表的量程：2p=2×0.2=0.4MPa或0.3～0.8MPa。T操作介質：空氣；溫度≥15℃氣壓試驗時錐體產生的最大應力n因σ=10.2MPa＜0.8σΦ=0.8×235×0.85=160MPa，故氣壓強度足夠。做氣壓試驗時，緩慢將壓力升至0.02MPa，保持5min并進行初檢。合格后繼續(xù)升壓至0.1MPa，其后按每級的0.02MPa級差，逐級升至試驗壓力0.35然后再降至0.174MPa，保壓足夠長時間，同時進行檢查，如有泄露，修補后再按上述規(guī)設備工作時的總質量由兩部分構成，一、設備金屬的質水室的主要金屬質量Q：Q=Q+2Q+Q+QTQ—法蘭質量，對于DN=500、PN=0.6的容器法蘭，查表知Q=23.7kg；FFQ—壓力表接管質量，對于DN=20、PN=0.6的突面板式管法蘭，查表知法蘭j質量為0.6kg、接管質量為0.31，取Q=0.91kgjY質量為6.85kg、接管每米質量為31.52kg，故接管質量0.2×31.52=6.304kg，取Y=6.85+6.304=13.154kg3封=30+2×23.7+0.91+13.15+46.51==137.97kg真空室的金屬質量QZ：QZ=Qq+QF1+QF2+Qj+QgqF1FF2=5.14kg；Q—真空表接管質量，對于DN=20、PN=0.6的突面板式管法蘭，查表知法蘭j質量為0.6kg、接管質量為0.31，取Q=0.91kgjg質量為6.85kg、接管質量為6.304kg，取Q=13.154kgg=45+23.7+5.14+0.91+13.15=87.9=88kgp單個噴嘴的金屬質量近似為1.39kg，噴嘴數21，總質量為：29.19kg。螺栓的總質量為：80×0.165=13.2kg。單個螺母的質量按M16×2的規(guī)格確定，查螺母的標準知，單個螺母的質量0.029kg，螺母的總質量為：80×0.=2.32kg。160個金屬平墊圈、6個非金屬墊片的質量近似取螺母的總質量，即：2.32kg單個耳式支座初步取3kg，總質量為：3×4=12kg。Q1=137.97+88+46.5+29.19+48.1+13.2+2.32+2.32+12=379.6（kg）=380kgπ2×34π2×1+3操作介質按水計算，則操作介質的總質量Q2為：0.42×1000=424（kg）2=380+424=804（kg）=8.04KN立式多噴嘴水噴射真空泵需要設置在操作平臺上，且外部無保溫層，故選用A型耳式支座。支座的數量：4個，在真空室的圓筒上沿圓周方向分布（見圖12）。A型耳式支座標準確定支座的結構與尺寸，結果見圖23。支座標記：/T4725—92支座A1只需對進水管孔進行補強計算。9.1.1水室的筒體開孔后被削弱的金屬面積A的計算ic=163/113=1.45＞1.0，取1.0=212.302（mm2）9.1.2有效補強區(qū)起補強作用的面積計算1f)1=786.1（mm2）1122三、焊縫起補強作用金屬面積A的計算39.1.3補強面積的的確定真空室的筒體上有兩個開孔，即儀表接口和進氣管接口。由于進氣管開孔尺寸最大，因此，只需對進氣管孔進行補強計算。9.2.1真空室的筒體開孔后被削弱的金屬面積A的計算f)]i=210.2（mm）SocDicf=——9.2.2有效補強區(qū)起補強作用的面積計算1f)12)112c2三、焊縫起補強作用金屬面積A的計算3A=×K2=×629.2.3補強面積的的確定焊接是將需要連接的零件，通過在連接處加熱熔化金