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1、2攪拌反應(yīng)釜設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 2.4 m3攪拌反應(yīng)釜設(shè)計(jì) 摘 要 本文設(shè)計(jì)的攪拌設(shè)備是攪拌反應(yīng)釜,反應(yīng)釜的結(jié)構(gòu)采用夾套式。內(nèi)筒介質(zhì)是染料及有機(jī)溶劑,設(shè)計(jì)壓力為0.7MPa;夾套內(nèi)介質(zhì)為冷卻水或蒸汽,設(shè)計(jì)壓力為0.9MPa;主體材質(zhì)為Q345R,攪拌速度為50r/min,反應(yīng)釜體積為2.4m3,操作體積為2.0m3,軸功率為1.4KW。 攪拌反應(yīng)釜主要由筒體和夾套組成,多為中、低壓壓力容器;攪拌裝置由攪拌器和攪拌軸組成;傳動(dòng)裝置是為攪拌裝置設(shè)置的,主要由電動(dòng)機(jī)、減速器、聯(lián)軸器和傳動(dòng)軸等組成;軸封裝置為動(dòng)密封,一般采用機(jī)

2、械密封或填料密封;它們與支座、人孔、工藝接管等附件一起,構(gòu)成完整的攪拌反應(yīng)釜。 設(shè)計(jì)方法采用壓力容器常規(guī)設(shè)計(jì)方法,遵循《化工設(shè)備》要求,按照GB150-98《鋼制壓力容器》等技術(shù)法規(guī)執(zhí)行,設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括釜體(內(nèi)筒與夾套)強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、校核和水壓試驗(yàn);攪拌裝置設(shè)計(jì)與校核;傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)以及反應(yīng)釜其他零部件設(shè)計(jì)等。 反應(yīng)釜作為攪拌設(shè)備的一種,其應(yīng)用前景廣泛,尤其在石油與化工行業(yè)中更是得到了廣泛的應(yīng)用。 關(guān)鍵詞 反應(yīng)釜;釜體;攪拌裝置;傳動(dòng)裝置;附件 Abstract This design of mixing equipment is stirred tan

3、k reactor with jacket. Inner tube is a dye and an organic solvent medium and the design pressure is 0.7Mpa.jacket cooling medium is water or steam and the design pressure ois 0.9MPa; The main material is Q345R, stirring speed is 50r/min, reactor volume is 2.4m3, operating volume is 2.0m3 and shaft p

4、ower is 1.4KW。 stirred tank reactor is mainly composedof the cylinder and the jacket ,mostly in medium and low-pressure vessels.The mixing device composed by a stirrer and agitator shaft.The gearing is set for the stirring device, mainly consists of motor, reducer, couplings and shafts and other

5、 components; seal device is dynamic seal, generally use mechanical seal or packing.All of them with support, manholes, and other accessories with the takeover process constitute a complete stirred tank reactor. Pressure vessel design using conventional design methods, follow the "chemical equipm

6、ent" requirement, according to GB150-98 "steel pressure vessel" and other technical enforcement.The designed mainly includes kettle body inner tube and jacket strength, structural design, school nuclear and hydraulic test, stirring device design and checking, gear design and other reactor components

7、 design. Reactor as a stirring device has broad application prospects, especially in the oil and chemical industry it has been even more widely used. Keywords reactor;kettle;stirring device;gearing;attachment 目錄 引言 - 1 - 第1章 緒論 - 3 - 1.1反應(yīng)釜研究的背景及意義 - 3 - 1.2反應(yīng)釜的研究現(xiàn)狀 - 3 - 1.3反應(yīng)釜的發(fā)展趨勢(shì)

8、 - 4 - 第2章 反應(yīng)釜釜體的設(shè)計(jì) - 6 - 2.1 釜體 、的確定 - 6 - 2.2 釜體筒體壁厚的設(shè)計(jì) - 6 - 2.3 釜體封頭的設(shè)計(jì) - 7 - 2.4筒體長(zhǎng)度的設(shè)計(jì) - 7 - 2.5 外壓筒體壁厚的設(shè)計(jì) - 8 - 2.6 外壓封頭壁厚的設(shè)計(jì) - 8 - 第3章 反應(yīng)釜夾套的設(shè)計(jì) - 10 - 3.1 夾套的、的確定 - 10 - 3.2 夾套筒體的設(shè)計(jì) - 10 - 3.3 夾套封頭的設(shè)計(jì) - 10 - 3.4 傳熱面積的校核 - 11 - 第4章 反應(yīng)釜釜體及夾套的壓力試驗(yàn) - 12 - 4.1釜體的水壓試驗(yàn) - 12 - 4.2

9、釜體的氣壓試驗(yàn) - 12 - 4.3夾套的液壓試驗(yàn) - 13 - 第5章 反應(yīng)釜附件的選型及尺寸設(shè)計(jì) - 15 - 5.1釜體法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) - 15 - 5.2工藝接管的設(shè)計(jì) - 16 - 5.3接管墊片尺寸及材質(zhì) - 18 - 5.4人孔的設(shè)計(jì) - 19 - 5.5視鏡的選型 - 20 - 5.6支座的選型及設(shè)計(jì) - 21 - 第6章 攪拌裝置的設(shè)計(jì) - 23 - 6.1攪拌軸直徑的初步計(jì)算 - 23 - 6.2攪拌抽臨界轉(zhuǎn)速校核計(jì)算 - 23 - 6.3聯(lián)軸器的選擇 - 23 - 6.4攪拌器的設(shè)計(jì) - 24 - 6.5攪拌軸尺寸的設(shè)計(jì) - 26 - 第

10、7章 傳動(dòng)裝置的選型和尺寸計(jì)算 - 27 - 7.1電動(dòng)機(jī)的選型 - 27 - 7.2減速器的選型 - 27 - 7.3機(jī)架的設(shè)計(jì) - 27 - 7.4底座的設(shè)計(jì) - 28 - 7.5凸緣法蘭的選型 - 29 - 7.6 密封形式的選擇 - 29 - 7.7安裝底蓋與密封箱體、機(jī)架的配置 - 30 - 第8章 焊縫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算 - 31 - 8.1釜體上的主要焊縫結(jié)構(gòu) - 31 - 8.2夾套上的焊縫結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) - 32 - 8.3封頭開人孔后被削弱的金屬面積的計(jì)算 - 33 - 8.4有效補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)起補(bǔ)強(qiáng)作用的金屬面積的計(jì)算 - 33 - 8.5判斷是否需

11、要補(bǔ)強(qiáng)的依據(jù) - 34 - 結(jié)論與展望 - 35 - 致謝 - 36 - 參考文獻(xiàn) - 37 - 附錄 - 38 - 附錄A:主要參考文獻(xiàn)摘要及題錄 - 38 - 附錄B:英文原文及翻譯 - 40 - 插圖清單 圖2-1 橢圓型封頭結(jié)構(gòu)………………………………………………………………………9 圖3-1夾套下封頭的結(jié)構(gòu) ………………………………………………………………… 11 圖3-2夾套上封頭的結(jié)構(gòu) ………………………………………………………………… 11 圖5-1乙型平焊法蘭結(jié)構(gòu)……………………………………………………………………15 圖5-2墊片結(jié)構(gòu)……………………

12、…………………………………………………………15 圖5-3蒸汽入口結(jié)構(gòu)…………………………………………………………………………17 圖5-4突面板式平焊法蘭結(jié)構(gòu)………………………………………………………………17 圖5-5墊片結(jié)構(gòu)形式…………………………………………………………………………18 圖5-6人孔……………………………………………………………………………………19 圖5-7視鏡……………………………………………………………………………………21 圖6-1聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)形式及尺寸………………………………………………………………24 圖6-2 C型凸緣聯(lián)軸器軸頭……………………

13、……………………………………………24 圖6-3攪拌器型式……………………………………………………………………………25 圖6-4槳式攪拌器的結(jié)構(gòu)……………………………………………………………………25 圖7-1電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)及安裝尺寸………………………………………………………………27 圖7-2 機(jī)架結(jié)構(gòu)…………………………………………………………………………… 28 圖7-3 底座的型式及尺寸………………………………………………………………… 29 圖7-4 凸緣法蘭結(jié)構(gòu)型式及尺寸………………………………………………………… 29 圖7-5 填料密封結(jié)構(gòu)型式……………………………

14、…………………………………… 30 圖7-6安裝底蓋與密封箱體、機(jī)架的配置結(jié)構(gòu)……………………………………………30 表格清單 表2-1 幾種攪拌設(shè)備筒體的高徑比…………………………………………………………6 表3-1 封頭尺寸…………………………………………………………………………… 11 表5-1 法蘭結(jié)構(gòu)尺寸……………………………………………………………………… 15 表5-2 墊片的尺寸………………………………………………………………………… 16 表5-3 法蘭、墊片、螺栓、螺母材料…………………………………………………… 16 表5-4 板式平焊法蘭的尺寸……………

15、………………………………………………… 18 表5-5 各法蘭墊片尺寸明細(xì)表…………………………………………………………… 19 表5-6 回轉(zhuǎn)蓋帶頸平焊法蘭人孔的尺寸………………………………………………… 20 表5-7 PN1.0DN400人孔的明細(xì)表………………………………………………………20 表5-8 視鏡材料…………………………………………………………………………… 21 表5-9 B型耳式支座的尺寸…………………………………………………………………22 表6-1 漿式攪拌器的尺寸………………………………………………………………… 25 表7-1 機(jī)架尺寸……………

16、……………………………………………………………… 28 引言 反應(yīng)釜的廣義理解即有物理或化學(xué)反應(yīng)的容器,通過對(duì)容器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與參數(shù)配置,實(shí)現(xiàn)工藝要求的加熱、蒸發(fā)、冷卻及低高速的混配功能。由于反應(yīng)過程中的壓力不同對(duì)容器的設(shè)計(jì)要求也不盡相同。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(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的研究,用來完成水解、中和、結(jié)晶、蒸餾、蒸發(fā)、儲(chǔ)存、氫化、烴化、聚合、縮合、加熱混配、恒溫反應(yīng)等工藝過程的容器。反應(yīng)釜是綜合反應(yīng)容器,根據(jù)條件對(duì)反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)功能及配置附件的設(shè)計(jì)。從開始的進(jìn)料到出料均能夠以較高的自動(dòng)化程度完成預(yù)先設(shè)定好的步驟要求,對(duì)反應(yīng)過程中的溫

17、度、壓力等重要參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格的調(diào)整。 1.反應(yīng)釜常見的類型 反應(yīng)釜根據(jù)材質(zhì)可大致分為一下幾種類型: ①不銹鋼反應(yīng)釜 不銹鋼反應(yīng)釜由釜體、夾套、攪拌器、傳動(dòng)裝置、軸封裝置和其他附件等組成。材質(zhì)一般有碳鋼、不銹鋼以及其他合金或復(fù)合材料;根據(jù)反應(yīng)釜的制造機(jī)構(gòu)可分為開式平蓋式反應(yīng)釜、開式對(duì)焊法蘭是反應(yīng)釜和閉式反應(yīng)釜三大類。攪拌形式一般有錨式、漿式、渦輪式、推進(jìn)式或框式等,攪拌裝置在高徑比較大時(shí),可采用多層攪拌槳葉,也可根據(jù)用戶要求任意匹配。密封形式可分為:填料密封、機(jī)械密封和磁力密封。加熱方式有電加熱、熱水加熱、導(dǎo)熱油循環(huán)加熱、外(內(nèi))盤管加熱等;冷卻方式為夾套冷卻和釜內(nèi)盤管冷

18、卻。廣泛應(yīng)用于石油、化工、食品、醫(yī)藥、農(nóng)藥、科研等行業(yè),是用業(yè)完成聚合、縮合、硫化、烴化、氫化等化學(xué)工藝過程,出及有機(jī)染料和中間體許多工藝過程的反應(yīng)設(shè)備。 ②搪玻璃反應(yīng)釜 搪玻璃反應(yīng)釜是將含高二氧化硅的玻璃,襯于鋼制容器的內(nèi)表面,經(jīng)高溫的灼燒而牢固的密著于金屬表面上成為復(fù)合材料制品。因此搪玻璃反應(yīng)器具有玻璃的穩(wěn)定性和金屬?gòu)?qiáng)度的雙層優(yōu)點(diǎn),是一種優(yōu)良的耐腐蝕設(shè)備。技術(shù)規(guī)范:使用壓力:0.2-0.8Mpa;耐酸性:對(duì)各種有機(jī)酸、無機(jī)酸、有機(jī)溶劑均有較好的抗蝕性;耐堿性:對(duì)堿性溶液抗蝕性較酸溶液差。操作溫度:設(shè)備加熱或冷卻時(shí),應(yīng)緩慢進(jìn)行。瓷層厚度:玻璃設(shè)備的瓷層厚度 ③磁力攪拌

19、反應(yīng)釜 磁力攪拌反應(yīng)釜的關(guān)鍵部件磁力耦合傳動(dòng)器是一種利用永磁材料進(jìn)行耦合傳動(dòng)的傳動(dòng)裝置,改變了傳統(tǒng)機(jī)械密封和填料密封的那種能過軸套或填料密封攪拌軸的動(dòng)密封結(jié)構(gòu)為靜密封結(jié)構(gòu),釜內(nèi)介質(zhì)完全處于由釜體與密封罩體構(gòu)成的密封腔內(nèi),徹底解決了填料密封和機(jī)械密封因動(dòng)密封而造成的無法克服的泄露問題,使反應(yīng)介質(zhì)絕無任何泄露和污染。是國(guó)內(nèi)目前進(jìn)行高溫、 高壓下的化學(xué)反應(yīng)最為理想的裝置,特別是進(jìn)行易燃、易爆、有毒介質(zhì)的化學(xué)反應(yīng),更加顯示出它的優(yōu)越性。 ④不飽和聚酯樹脂全套設(shè)備 不飽和聚酯樹脂全套設(shè)備由立式冷凝器、臥式冷凝器、反應(yīng)釜、儲(chǔ)水器、分餾柱五部分組成,適用范圍:用于生產(chǎn)不飽和聚酯樹脂、

20、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、ABS樹脂、油漆的關(guān)鍵設(shè)備。 ⑤電加熱反應(yīng)釜 電加熱反應(yīng)釜具有加熱迅速、耐高溫、耐腐蝕、衛(wèi)生、無環(huán)境污染、無需鍋爐自動(dòng)加溫、使用方便等特點(diǎn)。用電熱棒加熱夾套里面的導(dǎo)熱油,使導(dǎo)熱油溫度升到所需要的溫度,然后有測(cè)溫控制儀控制電熱棒使其斷電恒溫。是在吸收國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上研制成功的新型產(chǎn)品,廣泛地應(yīng)用于醫(yī)藥、化工、食品、天然調(diào)味品、食品添加劑、輕工等行業(yè)。 2.攪拌反應(yīng)釜 攪拌反應(yīng)釜是化學(xué)、醫(yī)藥及食品等工業(yè)中常用的典型反應(yīng)設(shè)備之一。他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)液體與液體及液體與固體或氣體物料混均,促使其化學(xué)反應(yīng)的設(shè)

21、備,通常伴有熱效應(yīng),有換熱裝置將所需的熱量輸入或?qū)⑸傻臒崃恳瞥?。攪拌反?yīng)釜按攪拌裝置的安裝形式可分為立式、臥式、傾斜式和底攪拌等;按攪拌形式可分為漿式、框式、錨式和推進(jìn)式、渦輪式等。本文所設(shè)計(jì)的攪拌反應(yīng)釜為漿式攪拌反應(yīng)釜。 漿式攪拌反應(yīng)器在結(jié)構(gòu)上比較簡(jiǎn)單,它的攪拌葉一般以扁鋼制造,當(dāng)釜內(nèi)物料對(duì)碳鋼有顯著腐蝕性時(shí),可用合金鋼或有色金屬制成,也可以用鋼制外包橡膠或環(huán)氧樹脂,酚醛玻璃布等方法。槳葉安裝形式分為平直葉和折葉兩種。平直葉是頁面與旋轉(zhuǎn)方向互相垂直;折葉則是與旋轉(zhuǎn)方向成一斜角度。平直葉主要使物料產(chǎn)生切向方向的流動(dòng),加攪拌擋板后可產(chǎn)生一定的軸向攪拌效果。折葉與直葉相比軸向分流略多。漿

22、式攪拌器的運(yùn)轉(zhuǎn)速度較慢,一般為10-100r/min,圓周速度在1.5-3m/s范圍內(nèi)比較合適。廣泛應(yīng)用于促進(jìn)傳熱可溶固體的混合與溶解以及需在慢速攪拌情況下,如攪拌被混合的液體及帶有固體顆粒的液體都是很有效果的。 第1章 緒論 1.1反應(yīng)釜研究的背景及意義 隨著中國(guó)的發(fā)展越來越快,反應(yīng)釜化工產(chǎn)品的出口量逐漸增加。全球?qū)Ω咝?高質(zhì)化工產(chǎn)品的需求也日

23、益增長(zhǎng),隨著企業(yè)產(chǎn)生對(duì)科學(xué)研究技術(shù)的需求,強(qiáng)力渴望生產(chǎn)技術(shù),生產(chǎn)設(shè)備的提高、進(jìn)步和需求,進(jìn)行國(guó)際間交流,將是中國(guó)成為全球化工制造業(yè)中心,為化工設(shè)備帶來巨大的市場(chǎng)潛力。 同時(shí),隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人們對(duì)生活環(huán)境的要求逐漸提高,,化工產(chǎn)業(yè)所制造出的產(chǎn)品在我們的日常生活當(dāng)中也隨處可見,為了能夠制造出更好的化工產(chǎn)品,不僅對(duì)加工工藝提出了新的要求,也對(duì)其生產(chǎn)設(shè)備有了更新的要求,而反應(yīng)釜作為精細(xì)化工當(dāng)中必不可缺的設(shè)備,更是成為重中之重。 鑒于攪拌反應(yīng)釜是化工行業(yè)當(dāng)中普遍使用的釜類設(shè)備,因此,如何能夠?qū)F(xiàn)有的攪拌反應(yīng)釜類設(shè)備進(jìn)行新的改進(jìn)和加工,對(duì)于化工產(chǎn)業(yè)來說具有非常重要的意義,而且它可以應(yīng)

24、用到國(guó)民經(jīng)濟(jì)、科技活動(dòng)、國(guó)防建設(shè)和人民生活的各個(gè)領(lǐng)域。同時(shí)還可以擴(kuò)化工設(shè)備的出口,促進(jìn)對(duì)外貿(mào)易和交流,因而對(duì)于振興我國(guó)的化工機(jī)械工業(yè)具有重大的作用,對(duì)于推動(dòng)我國(guó)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也具有極為深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。 1.2反應(yīng)釜的研究現(xiàn)狀 反應(yīng)釜自1912年發(fā)明以來取得迅猛發(fā)展,至今全球仍以每年3?5%的速度遞增。我國(guó)也正處于快速發(fā)展當(dāng)中,所以對(duì)其生產(chǎn)以及各類型的消費(fèi)應(yīng)用也保持在非常高的水平。但是由于科學(xué)技術(shù)的限制,我國(guó)研制的反應(yīng)釜以及在應(yīng)用上跟國(guó)外相比,還是有一定差距的。 首先,國(guó)外所制造的反應(yīng)釜,除了燃料行業(yè)20000-40000L,其他的均可達(dá)到120m3;而我國(guó)多

25、在6000L以下。因?yàn)榉磻?yīng)釜的容積小大與產(chǎn)量,批量生產(chǎn)中的質(zhì)量誤差以及降低產(chǎn)品成本都有著密切相關(guān)的關(guān)系,所以這也限制了我國(guó)化工產(chǎn)品的質(zhì)量,成本以及銷量。其次,國(guó)外的自動(dòng)化水平高,在大工廠當(dāng)中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了電腦自動(dòng)化生產(chǎn),而我國(guó)的設(shè)備操縱還是普遍存在手工操作,這影響了產(chǎn)品的產(chǎn)量以及質(zhì)量,同時(shí)對(duì)人身體的健康也有一定的影響。再者,在反應(yīng)釜的構(gòu)成上,已經(jīng)由單一攪拌器發(fā)展到雙攪拌器或外加泵的強(qiáng)制循環(huán),而國(guó)外更是除了裝有攪拌器外,還使釜體沿水平線旋轉(zhuǎn),從而提高反應(yīng)速度。 雖然我國(guó)跟國(guó)外在反應(yīng)釜的研制與應(yīng)用上還有一定差距,但我國(guó)在這一領(lǐng)域上也一直處于高速增長(zhǎng)期,反應(yīng)釜生產(chǎn)和消費(fèi)應(yīng)用的已廣泛應(yīng)用于石油、化

26、工、輕工、食品、釀酒、制藥、家電、水電、機(jī)械、建筑、市政和各種民用器具中。 1990年我國(guó)反應(yīng)釜消費(fèi)量為26萬噸,1999年為153萬噸,2000年為173萬噸,2001年為225萬噸,2004年反應(yīng)釜消費(fèi)量達(dá)到447萬噸左右,居全世界第一位,2006年反應(yīng)釜消費(fèi)量達(dá)到600萬噸以上,其中鉻鎳奧氏體反應(yīng)釜的消費(fèi)量占反應(yīng)釜總消費(fèi)量的75%?80%。反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)調(diào)整和含鎳生鐵的使用也使人們看淡鎳的需求前景。近年來,為降低鎳消耗量,反應(yīng)釜生產(chǎn)商從生產(chǎn)常規(guī)的奧氏反應(yīng)釜(含8%的鎳)轉(zhuǎn)向生產(chǎn)低鎳(含1-2%的鎳及8-10%的錳)或無鎳反應(yīng)釜,今年我國(guó)鐵素體反應(yīng)釜的產(chǎn)量有望達(dá)200萬噸。此外,不銹鋼

27、反應(yīng)釜含鎳生鐵的應(yīng)用替代了金屬鎳的部分需求,今年我國(guó)從東南亞等地進(jìn)口了大量鎳礦,反應(yīng)釜廠含鎳生鐵的使用量將達(dá)到200萬噸左右,占反應(yīng)釜行業(yè)鎳用量的35%。從而可見中國(guó)在這一領(lǐng)域發(fā)展的快速。 隨著近年來全球氣候變暖,在化工行業(yè)的發(fā)展的同時(shí),對(duì)其產(chǎn)生的污染控制也越來越嚴(yán)格,所以,從大的趨勢(shì)上來看,未來反應(yīng)釜的發(fā)展,將從節(jié)能,環(huán)保以及更高的工藝操作,材料等方面著手,以滿足市場(chǎng)與發(fā)展潮流的變化。 1.3反應(yīng)釜的發(fā)展趨勢(shì) 對(duì)于攪拌反應(yīng)釜的研究,除功率問題外,有關(guān)攪拌的流體力學(xué)研究具有重要意義。這方面已做了許多工作,但尚需擴(kuò)大和深入。在液體中進(jìn)行攪拌時(shí),攪拌器的功能不僅引起液體的整個(gè)運(yùn)功

28、,而且要在液體中產(chǎn)生湍動(dòng),湍動(dòng)程度與攪拌器使液體旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的旋渦現(xiàn)象有密切關(guān)系。這些旋渦因經(jīng)常地互相撞擊和破裂,使液體受到劇烈的攪拌。由此可見在攪拌操作中,對(duì)于流體力學(xué)理論的研究是極其重要的。 近代化學(xué)工業(yè)中,流動(dòng)的物料不再只是一些低粘度的牛頓型流體,許多高粘度流體也常常遇到,尤其是各種各樣的高分子溶液以及混有催化劑粒子的漿狀流體等非牛頓型流體的應(yīng)用日益廣泛。它們與通常的牛頓型流體具有不同的流動(dòng)特性,所以對(duì)于非牛頓型液體的研究是當(dāng)今的一個(gè)重要課題。對(duì)高粘度液休,特別是非牛頓型流體的攪拌傳熱的研究,也是近年來的一個(gè)方向。聚合釜的傳熱特性與其中所用的攪拌器的型式關(guān)系甚大。對(duì)于各種常用攪拌器

29、型式的反應(yīng)釜之傳熱,前人給出了許多方程式,近年來在一些文章中也補(bǔ)充丁有關(guān)反應(yīng)釜的傳熱系數(shù)的推算公式。 關(guān)于攪拌器,除非遇有特殊的任務(wù),需要特殊設(shè)計(jì)之外,現(xiàn)有的各種攪拌器,尤其常用的框式、平漿式、推進(jìn)式和渦輪式等已足夠應(yīng)用。而且這些攪拌器已有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn),所以對(duì)已有攪拌器性能的深刻了解。應(yīng)予以更多的注意,以便使它們?cè)谑褂弥心軌虺浞职l(fā)揮作用。渦輪式攪拌器現(xiàn)正被廣泛使用,因?yàn)檫@種攪拌器在工業(yè)上適應(yīng)性是很大的,它幾乎能有效地完成所有的攪拌任務(wù),并能處理那些特別是化學(xué)工業(yè)中經(jīng)常遇到的各種粘度的物料。 反應(yīng)釜的軸封多是用填料密封和機(jī)械密封。一百多年前,初期的密封都是采用一些天然材料如皮革和浸

30、油繩等作為軸封。以后油浸繩密封逐漸發(fā)展成為今天的軟填料密封。由于石油化學(xué)工業(yè)的發(fā)展,易燃易爆物質(zhì)比較多,對(duì)密封性能要求較嚴(yán),1935~1945年間在英美等國(guó)均開始研究和應(yīng)用機(jī)械密封,并得到到較快發(fā)展。機(jī)械密封較填料密封有很多優(yōu)點(diǎn):①泄漏量極少。機(jī)械密封的泄漏量是填料密封的1%。②摩擦功率損失相當(dāng)小。由于接觸面的摩擦系數(shù)很小,因此,機(jī)械密封的功率損失約為填料密封的l0~15%。③使用壽命長(zhǎng)。一般質(zhì)量好的機(jī)械密封可用2~5年,在正常工作條件下不需要維護(hù)調(diào)整。對(duì)軸的精度和光潔度的要求沒有填料密封那樣嚴(yán)格,耐振性能好。當(dāng)軸擺動(dòng)較大時(shí),機(jī)械密封也能良好工作。同時(shí),軸對(duì)密封腔孔的偏斜也不十分敏感,減少了軸

31、或軸套的磨損。在軸有防腐蝕涂層時(shí)噴,涂、襯、搪、包等,能克服填料密封將防腐層磨損或破壞的缺點(diǎn)。機(jī)械密封的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜,裝拆不便,對(duì)動(dòng)環(huán)和靜環(huán)的表面光潔度及平直度要求高,不易加工,成本較高。但和優(yōu)點(diǎn)相比只占次要地位。因而機(jī)械密封已日益得到廣泛應(yīng)用。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,設(shè)備有大型化發(fā)展的趨勢(shì),也要求攪拌設(shè)備大型化。如國(guó)外聚合釜的容積已由最初的8~40m3擴(kuò)大到60~100m3,最大的已達(dá)到140m3。采用大型聚合釜可大大減少操作和檢修人員,有利于自動(dòng)化,減少投資,提高生產(chǎn)率,穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量。隨著容積的大型化,釜型逐漸由細(xì)長(zhǎng)型向矮胖型發(fā)展,而且采用底部攪拌的方式越來越多。 總的來說

32、,隨著設(shè)備行業(yè)的發(fā)展,反應(yīng)釜要求越來越高?；どa(chǎn)對(duì)反應(yīng)釜的具體要求和發(fā)展趨勢(shì)如下: 1、大容積化,這是增加產(chǎn)量、減少批量生產(chǎn)之間的質(zhì)量誤差、降低產(chǎn)品成本的有效途徑和發(fā)展趨勢(shì)。染料生產(chǎn)用反應(yīng)釜國(guó)內(nèi)多為6000L以下,其它行業(yè)有的達(dá)30m3;而其它行業(yè)可達(dá)120 m3。 2、反應(yīng)釜的攪拌器,已由單一攪拌器發(fā)展到用雙攪拌器或外加泵強(qiáng)制循環(huán)。國(guó)外,除了裝有攪拌器外,尚使釜體沿水平線旋轉(zhuǎn),從而提高反應(yīng)速度。 3、以生產(chǎn)自動(dòng)化和連續(xù)化代替笨重的間隙手工操作,如采用程序控制,既可保證穩(wěn)定生產(chǎn),提高產(chǎn)品質(zhì)量,增加收益,減輕體力勞動(dòng),又可消除對(duì)環(huán)境的污染。 4、合理地利用熱能

33、,選擇最佳的工藝操作條件,加強(qiáng)保溫措施,提高傳熱效率 使熱損失降至最低限度,余熱或反應(yīng)后產(chǎn)生的熱能充分地綜合利用。熱管技術(shù)的應(yīng)用 將是今后的發(fā)展方向。 第2章 反應(yīng)釜釜體的設(shè)計(jì) 2.1 釜體 、的確定 2.1.1 釜體的確定 由文獻(xiàn)《過程設(shè)備設(shè)計(jì)》表8-5可知幾種攪拌設(shè)備筒體的高徑比如表2-1: 表2-1 幾種攪拌設(shè)備筒體的高徑比 種類 筒體內(nèi)物料類型 高徑比 反應(yīng)釜、混合槽 液-液或液-固體系 1-1.3 反應(yīng)釜、分散槽 氣液體系 1-2 聚合釜 懸浮液、乳化液 2.08-3.85 攪拌發(fā)酵罐 氣-液體系 1.7-2.5 由給定參數(shù):反應(yīng)釜內(nèi)介質(zhì)為染料和

34、有機(jī)溶劑,由表選取高徑比i1.3 將釜體視為筒體,由Vπ/4,L1.3則, (2-1) Di1330mm圓整Di1400mm 2.1.2釜體PN的確定 因設(shè)計(jì)壓力p=0.7,故:=1.0 2.2 釜體筒體壁厚的設(shè)計(jì) 2.2.1設(shè)計(jì)參數(shù)的確定 設(shè)計(jì)壓力:=0.7MPa; 計(jì)算壓力: 0.7; 設(shè)計(jì)溫度: t≤110℃; 焊縫系數(shù): =0.85(面焊全焊透對(duì)接接頭,局部無損檢測(cè)); 材料選擇:Q345R(熱處理下高強(qiáng)度,韌性好,焊接性能與成型性能良好, 耐腐蝕性能優(yōu)良); 許用應(yīng)力:根據(jù)材料Q345R、設(shè)計(jì)溫度55℃,由文獻(xiàn)[1]表D-1知=189; 鋼

35、板負(fù)偏差:由文獻(xiàn)[2] 表14-6得=0.25 (GB6654-96) 腐蝕裕量:=1.0(雙面腐蝕)。 2.2.2 筒體壁厚的設(shè)計(jì) 由公式設(shè)計(jì)壁厚 得: 考慮,則+4.31, 經(jīng)圓整并考慮鋼板常用規(guī)格,取故筒體的壁厚取Sn6mm 2.3 釜體封頭的設(shè)計(jì) 2.3.1 封頭的選型 由文獻(xiàn)[2]316頁表16-3選釜體的封頭選標(biāo)準(zhǔn)橢球型,代號(hào)EHA、標(biāo)準(zhǔn)JB/T4746?2002。 1.3.2 設(shè)計(jì)參數(shù)的確定 Pc0.7MPa =1.0(整板沖壓); =0.25(GB6654-96);=1.0。 2.3.3 封頭的壁厚的設(shè)計(jì)

36、 由公式得 圓整得 根據(jù)規(guī)定,封頭壁厚與筒體壁厚一致,所以封頭壁厚為6mm。 2.3.4封頭的直邊尺寸、體積及重量的確定 根據(jù)DN1400mm,由文獻(xiàn)[2]318頁表16- 5知: 直邊高度: 25 體積:0.398 曲邊深度:350內(nèi)表面積A: 2.2346 質(zhì)量m: 102.9kg 2.4筒體長(zhǎng)度的設(shè)計(jì) 2.4.1筒體長(zhǎng)度H的設(shè)計(jì) ,, 1299mm 圓整得: H 1300 2.4.2釜體長(zhǎng)徑比的復(fù)核 在1.0~1.3之間,滿足要求。 2.5 外壓筒體壁厚的設(shè)計(jì) 2

37、.5.1設(shè)計(jì)外壓的確定 由設(shè)計(jì)條件可知,夾套內(nèi)介質(zhì)的壓力為0.9MPa,取設(shè)計(jì)外壓0.9。 2.5.2圖算法設(shè)計(jì)筒體的壁厚 設(shè)筒體的壁厚=12,則:12-2 10, 1420, 筒體的計(jì)算長(zhǎng)度: H+2h1 1300+2×25 1350 在文獻(xiàn)[2]中圖15- 4的坐標(biāo)上找到0.948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:≈0.0001。 由文獻(xiàn)[2]中選取圖15-6,在水平坐標(biāo)中找到1.0×10-4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

38、做水平線與右方的縱坐標(biāo)相交,得到系數(shù)的值為:≈130。 根據(jù)得: 130/142.40.913(). 因?yàn)?0.9 =0.913,所以假設(shè)=12合理,取筒體的壁厚=12。 2.6 外壓封頭壁厚的設(shè)計(jì) 2.6.1 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0.9。 2.6.2 封頭壁厚的計(jì)算 設(shè)封頭的壁厚12,則: ? 12-2 10(),對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)橢球形封頭0.9,=0.9×14001260(), 1260/10 126 計(jì)算系數(shù):。 由文獻(xiàn)[2]中圖15- 6中選取,在水平坐標(biāo)中找到9.92×10-4點(diǎn),由該點(diǎn)做豎直線與對(duì)應(yīng)的材料溫度

39、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:≈130。 根據(jù)得: 1.03(). 因?yàn)?0.9 =1.03,所以假設(shè)=12合理,,取封頭的壁厚為12。 由在文獻(xiàn)[2]表16-5 釜體封頭的結(jié)構(gòu)如圖1-1,封頭質(zhì)量:208.0()圖2-1 橢圓型封頭 第3章 反應(yīng)釜夾套的設(shè)計(jì) 3.1 夾套的、的確定 3.1.1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: =1400+1001500() 故取1500mm 3.1.2 夾套的確定 由設(shè)備設(shè)計(jì)條件單知,夾套內(nèi)介質(zhì)的工作壓力為0.9,取=1.0 3.2 夾套

40、筒體的設(shè)計(jì) 3.2.1 夾套筒體壁厚的設(shè)計(jì) 由公式 (3-1) 得: 經(jīng)圓整及考慮標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格,筒體壁厚取=8。 3.2.2 夾套筒體長(zhǎng)度的初步設(shè)計(jì) 根據(jù)筒體DN1400mm,由文獻(xiàn)[2]表16-3可知單位高容積V11.54m3 由條件可知,操作容積V02.0m3,總?cè)莘eV2.4m3故裝料系數(shù) 故筒體長(zhǎng)度的估算值Hj≥ 圓整后取1.1m 3.3 夾套封頭的設(shè)計(jì) 3.3.1 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(Dj=1500)。代號(hào)EHA,標(biāo)準(zhǔn) JB/T4746?2002。夾套的上部與筒體的連

41、接選帶折邊錐形封頭,且半錐角。 3.3.2 橢球形封頭壁厚的設(shè)計(jì) 由公式 (3-2) 經(jīng)圓整,并考慮焊接方便取 。 3.3.3橢球形封頭結(jié)構(gòu)尺寸的確定 由文獻(xiàn)[2]表16-5可得封頭尺寸,見表3-1: 表3-1 封頭尺寸 直邊高度h1 總深度h2 容積Vjf 質(zhì) 量m 25mm 400mm 0.486m3 157.4kg 封頭的下部結(jié)構(gòu)如圖3-1: 圖 3-1 夾套下封頭的結(jié)構(gòu) 3.3.4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=8。結(jié)構(gòu)及尺寸如圖2-2。

42、 圖 3-2 夾套上封頭的結(jié)構(gòu) 3.4 傳熱面積的校核 由文獻(xiàn)[2]表16-3可得: DN1400mm釜體下封頭的內(nèi)表面積Fh2.2346 DN1400mm筒體(1高)的內(nèi)表面積F1 4.3962 夾套包圍筒體的表面積× 4.396×1.14.8356(2) +2.2346 + 4.83567.0702 本設(shè)計(jì)要求的傳熱面積為A7m2,所以經(jīng)核算夾套的高度符合要求。 第4章 反應(yīng)釜釜體及夾套的壓力試驗(yàn) 4.1釜體的水壓試驗(yàn) 4.1.1水壓試驗(yàn)壓力的確定 水壓試驗(yàn)壓力: (4-1) (4-2) 取兩者較大值作為最終水壓

43、試驗(yàn)壓力。 由公式(4-1)得MPa 由公式(4-2)得 所以應(yīng)取PT0.875MPa 4.1.2液壓試驗(yàn)的強(qiáng)度校核 由 得: 0.9 0.9×189×0.85144.58() 由=61.775 0.9 144.58 故液壓強(qiáng)度足夠 4.1.3壓力表的量程的要求 壓力表的最大量程: 22×0.8751.75 或1.5PT 4PT 即1.3125MPa 3.5 4.1.4水壓試驗(yàn)的操作過程 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0.875,保壓不低于

44、30,然后將壓力緩慢降至0.7,保壓足夠長(zhǎng)時(shí)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)。 4.2釜體的氣壓試驗(yàn) 4.2.1氣壓試驗(yàn)壓力的確定 氣壓試驗(yàn)的壓力: 1.15×0.7×1.00.805() 取0.805 4.2.2氣壓試驗(yàn)的強(qiáng)度校核 由得: = 56.75() ∵ =101.12<0.8 0.8×189×0.85128.52() ∴ 氣壓強(qiáng)度足夠 4.2.3氣壓試驗(yàn)的操作過程

45、 做氣壓試驗(yàn)時(shí),將壓縮空氣的壓力緩慢將升至0.0805,保持5min并進(jìn)行初檢。合格后繼續(xù)升壓至0.4025,其后按每級(jí)的0.0805級(jí)差,逐級(jí)升至試驗(yàn)壓力0.805,保持10,然后再降至0.7,保壓足夠長(zhǎng)時(shí)間同時(shí)進(jìn)行檢查,如有泄露,修補(bǔ)后再按上述規(guī)定重新進(jìn)行試驗(yàn)。釜體試壓合格后,再焊上夾套進(jìn)行壓力試驗(yàn)。 4.3夾套的液壓試驗(yàn) 4.3.1液壓試驗(yàn)壓力的確定 液壓試驗(yàn)的壓力:且不小于+0.1 ,查1.0 1.25×0.9×1.01.125,+0.1 1.0 +0.1, 取1.125 4.3.2液壓試驗(yàn)的強(qiáng)度校核 由 得: = 79.3() ∵=7

46、9.3 <0.9 0.9189×0.85263.925() ∴液壓強(qiáng)度足夠 4.3.3壓力表的量程的要求 壓力表的量程: 22×1.1252.25 或1.5PT 4PT 即 1.875MPa 4.5MPa 4.3.4液壓試驗(yàn)的操作過程 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1.125,保壓不低于30,然后將壓力緩慢降至0.9,保壓足夠長(zhǎng)時(shí)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,修補(bǔ)后重新試壓直至合格為止。水壓試驗(yàn)合格后再做氣

47、壓試驗(yàn)。 第5章 反應(yīng)釜附件的選型及尺寸設(shè)計(jì) 5.1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)。 5.1.1法蘭的設(shè)計(jì) 根據(jù)=1400mm、=1.0,由文獻(xiàn)[2]327頁表16-9確定法蘭的類型為乙型平焊法蘭。 標(biāo)記:法蘭FF1400-1.0 JB/T4702-2000 材料由:16MnR 2由JB/T4702-2000可得法蘭的結(jié)構(gòu)如圖5?1和主要尺寸如表5?1。 圖5-1乙型平焊法蘭結(jié)構(gòu) 表 5-1 法蘭結(jié)構(gòu)尺寸 公稱直徑DN/mm 法蘭/mm D D1 D2 D3

48、D4 1400 1560 1515 1476 1456 1453 72 法蘭/mm 螺栓 Ha a1 d 規(guī)格 數(shù)量 270 12 21 18 27 M24 40 5.1.2密封面形式的選型 根據(jù)=01.0<1.6、介質(zhì)溫度小于110℃和介質(zhì)的性質(zhì),由文獻(xiàn)[2]表16-14 知密封面形式為光滑面 由文獻(xiàn)【2】表16-14得墊片選用耐油橡膠石棉墊片,材料為耐油橡膠石棉板(GB/T539),結(jié)構(gòu)見圖5?2 ,尺寸見表5-2 。 圖5-2 墊片的結(jié)構(gòu) 表5-2 墊片的尺寸 D0/mm Di/mm /mm 1405 1455 3 5.1.3螺栓、螺母和墊圈的尺

49、寸規(guī)格 本設(shè)計(jì)選用六角頭螺栓(C級(jí)、GB/T5780-2000)、Ⅰ型六角螺母(C級(jí)、GB/T41-2000)、平墊圈(100HV、GB/T95-2002) 螺栓長(zhǎng)度的計(jì)算: 螺栓的長(zhǎng)度由法蘭的厚度()、墊片的厚度()、螺母的厚度()、墊圈厚度()、螺栓伸出長(zhǎng)度確定 其中72、3、18.7、4.0、螺栓伸出長(zhǎng)度取0.4d0.5×24.89.92mm(其中H,h,d分別由文獻(xiàn)[3]附表1-13,附表1-14,附表1-5查得) 螺栓的長(zhǎng)度為: 185.62() 取=190 螺栓標(biāo)記:

50、GB/T5780-2000M24×190 螺母標(biāo)記: GB/T41-2000 M24 墊圈標(biāo)記: GB/T95-200224-100HV 5.1.4法蘭、墊片、螺栓、螺母、墊圈的材料 根據(jù)乙型平焊法蘭、工作溫度≤110℃的條件,由文獻(xiàn)[4]附錄8法蘭、墊片、螺栓、螺母材料匹配表進(jìn)行選材,結(jié)果如表5?3所示。 表5-3 法蘭、墊片、螺栓、螺母材料 法蘭 墊片 螺栓 螺母 墊圈 16MnR 耐油橡膠石棉 40MnB 35 100HV 5.2工藝接管的設(shè)計(jì) 5.2.1工藝接管尺寸的確定 攪拌設(shè)備由于工藝操作的原因,需要進(jìn)行開孔或設(shè)有接管。管法蘭標(biāo)

51、準(zhǔn)應(yīng)參見HG/T20592,主要參數(shù)是公稱直徑(DN)和公稱壓力(PN)。接管的外伸長(zhǎng)度一般取150mm,如果設(shè)備需要保溫,則外伸長(zhǎng)度為200mm。如果接管公稱直徑,則外伸長(zhǎng)度可取100mm。 本設(shè)計(jì)外伸接管長(zhǎng)度取150mm。 因?yàn)閵A套內(nèi)為蒸汽,所以蒸汽從夾套上部進(jìn)入,由底部出口排出冷凝水。當(dāng)夾套設(shè)進(jìn)氣管時(shí),為防止氣體直接沖罐壁,可采取如圖5-3所示的結(jié)構(gòu) 圖5-3蒸汽入口結(jié)構(gòu)(1)蒸汽入口接管 采用45×2.5無縫鋼管,罐內(nèi)的接管與夾套內(nèi)表面磨平。配用突面板式平焊管法蘭:HG20592法蘭 PL40-1.0 RF 20。 (2)安全閥接管 采用38×3無

52、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 PL32-1.0 RF 0Cr18Ni10Ti。 (3)溫度計(jì)接口 采用25×2.5無縫鋼管,伸入釜體內(nèi)一定長(zhǎng)度。配用突面板式平焊管法蘭:HG20592法蘭 PL20-1.0 RF 0Cr18Ni10Ti。 (4)加料口與放料口接管 采用108×4.0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 PL100-1.0 RF 0Cr18Ni10Ti。 (5)視鏡接管 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

53、蘭 PL125-1.0 RF 0Cr18Ni10Ti。(6)蒸汽出口接管 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 PL65-1.0 RF 20。 工藝接管配用的標(biāo)準(zhǔn)突面板式平焊鋼制管法蘭的結(jié)構(gòu)如圖4-6所示,由文獻(xiàn)[5] 310頁得其結(jié)構(gòu)如下圖5-4,由表10-26和表10-33查得各工藝接管的尺寸如表 5-4所示。 圖5-4突面板式平焊法蘭 表5-4 板式平焊法蘭的尺寸(mm) 接管名稱 公稱直徑DN 接管外徑A 連接尺寸 法蘭厚度 密封面 法蘭內(nèi)徑 坡口寬度 D K L n Th C d f1 B b

54、蒸汽 入口 40 45 150 110 18 4 M16 18 88 2 46 5 加料口 50 57 165 125 18 4 M16 19 102 2 59 5 安全閥接口 32 38 140 100 18 4 M16 18 78 2 39 5 溫度計(jì)口 20 25 105 75 14 4 M12 16 58 2 26 4 放料口 100 108 220 180 18 8 M16 22 158 2 110 6 冷凝水出口 40 45 150 110 18 4 M16 18 88 2 46 5 視鏡 125 133 250 210 18 8 M16 22 188 2 135 6

55、 5.3接管墊片尺寸及材質(zhì) 因?yàn)榉ㄌm選用突面法蘭RF型,所以墊片應(yīng)與之配合也選用突面RF型,根據(jù)HG/T20606-2009得墊片結(jié)構(gòu)如圖4-5,尺寸如表4-5所示: 圖5-5墊片結(jié)構(gòu)形式 表5-5 各法蘭墊片尺寸明細(xì)表 接管名稱 公稱通徑DN 墊片內(nèi)徑D1 墊片外徑D2 墊片厚度T 蒸汽入口 40 49 92 1.5 加料口 50 61 107 1.5 安全閥接口 32 43 82 1.5 溫度計(jì)口 20 27 61 1.5 放料口 100 115 162 1.5 冷凝水出口 40 49 92 1.5 視鏡 25 125 141 1.5 5.4人孔的設(shè)計(jì)

56、 為了安裝、檢修操作的方便,需在容器頂部封頭上開一個(gè)人孔或手孔,根據(jù)文獻(xiàn)[5]表11-1知當(dāng)Di1000mm時(shí),需設(shè)一人孔,根據(jù)表11-3選擇了PN1.1DN400的回轉(zhuǎn)蓋帶頸平焊法蘭人孔,密封面為突面。由文獻(xiàn)[6]知其結(jié)構(gòu)及尺寸,如圖5-6,材料見表5-6。 1-人孔接管;2-螺母;3-螺栓;4-法蘭;5-墊片; 6-手柄;7-法蘭蓋;8-銷軸;9-開口銷;10-墊圈 圖5-6人孔 表5-6 回轉(zhuǎn)蓋帶頸平焊法蘭人孔的尺寸 公稱壓力 () 密封面形式 公稱直徑/ /× / / A/ B/ 螺栓 規(guī)格 數(shù)量 1.0 突面 400 426×8 565 515 320 125 24

57、×120 16 L/ / / / / / / 質(zhì)量/kg 200 220 108 26 24 28 24 88.9 表5-7 P N1.0DN400人孔的明細(xì)表 件號(hào) 名稱 數(shù)量 材料 1 人孔接管 1 0Cr18Ni10Ti 2 螺母 16 25 3 螺栓 16 35 4 法蘭 1 1Cr18Ni9Ti 5 墊片 1 中壓石棉橡膠板 6 法蘭蓋 1 1Cr18Ni9Ti 7 手柄 1 Q235-A 8 銷軸 1 45 9 開口銷 2 35 10 墊圈 2 100HV 5.5視鏡的選型 由于釜內(nèi)介質(zhì)壓力較低(=0.3)且考慮,由反應(yīng)釜設(shè)計(jì)條件單可知,本設(shè)計(jì)

58、選用兩個(gè)125mm的不帶頸視鏡。該類視鏡具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,不易結(jié)料,窺視范圍大等優(yōu)點(diǎn),其結(jié)構(gòu)根據(jù)文獻(xiàn)[6]表23-4-2可確定見圖5-7。 標(biāo)記:視鏡Ⅱ0.6,125 標(biāo)準(zhǔn)圖號(hào):HGJ501-86-14 質(zhì)量:14.7kg 1-視鏡玻璃;2-接緣;3-襯墊;4-壓緊環(huán);5-螺母;6-雙頭螺柱 圖5-7視鏡 表5-8 視鏡材料 件號(hào) 名稱 數(shù)量 材料 不銹鋼 1 視鏡玻璃 1 鋼化硼硅玻璃(HGJ 501-86-0) 2 接緣 1 1Cr18Ni9Ti 3 襯墊 2 石棉橡膠板(GB3985-83) 4 壓緊環(huán) 1 Q235-A 5 螺柱 6 35 6

59、 螺母 6 25 5.6支座的選型及設(shè)計(jì) 5.6.1支座的選型及尺寸的初步設(shè)計(jì): 夾套反應(yīng)釜多為立式安裝,最常用耳式支座。標(biāo)準(zhǔn)耳式支座(JB/T4735-92)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是選B型,否則選A型。其主要尺寸見表5-7。文獻(xiàn)[2]342頁表16-23所以選耳式B型支座,支座數(shù)量為4個(gè)。 反應(yīng)釜總質(zhì)量的估算:+ 式中:?釜體的質(zhì)量();?夾套的質(zhì)量();?攪拌裝置的質(zhì)量()?附件的質(zhì)量();?保溫層的的質(zhì)量() 物料總質(zhì)量的估算: 式中:?釜體介質(zhì)的質(zhì)量();?水的質(zhì)量() 反應(yīng)釜的總質(zhì)量估算為1800,物料的質(zhì)量為1200(以水

60、裝滿釜體計(jì)算),夾套的質(zhì)量 和水1500Kg。 裝置的總質(zhì)量:m1800+1200+1500 4500() 每個(gè)支座承受的重量約為:4500×9.81/2=22()根據(jù)DN1500 由文獻(xiàn)[2]表16-23初選B型耳式支座,支座號(hào)為4 標(biāo)記: JB/T4725-92 耳座B4 材料:Q235-A?F 系列參數(shù)尺寸如表5-9: 表5-9 B型耳式支座的尺寸 底板 筋板 墊板 地腳螺栓 支座 重量 規(guī)格 250 200 140 14 70 290 160 10 315 250 8 40 30 24 15.7 5.6.2支座載荷的校核計(jì)算 耳式支座實(shí)際承

61、受的載荷按下式近似計(jì)算: 式中D1833.8,=9.81, ,5300,,4,0, 將已知值代入得 因?yàn)?[Q]60KN以選用的耳式支座滿足要求。 第6章 攪拌裝置的設(shè)計(jì) 6.1攪拌軸直徑的初步計(jì)算 6.1.1攪拌軸直徑的設(shè)計(jì) 電機(jī)的功率=1.5 ,攪拌軸的轉(zhuǎn)速=50,文獻(xiàn)[]2表11-1取用材料為45, []=40,剪切彈性模量=8×104,許用單位扭轉(zhuǎn)角[]=1.0°/m。 (6-1) 由公式(6-1)得: 利用截面法得: (6-2) 由公式(6-2)得: 因?yàn)閿嚢栎S為實(shí)心軸 (6-3 由公式(6-3)得 取。 6.1.2攪拌軸剛度的校核 (6-4) 由公式(6-4)得 因?yàn)樽畲髥挝慌まD(zhuǎn)角 所以圓軸的剛度足夠。 6.2攪拌抽臨界轉(zhuǎn)速校核計(jì)算 由于反應(yīng)釜的攪拌軸轉(zhuǎn)速50r/min<200r/min,故無需作臨界轉(zhuǎn)速校核計(jì)算 6.3聯(lián)軸器的選擇 參照參考文獻(xiàn)[6],由于軸的直徑為50mm,選擇聯(lián)軸器的形式為C型凸緣聯(lián)軸器。標(biāo)記:DN40HG21570-95 結(jié)構(gòu)