畢業(yè)設(shè)計(jì)：苯基苯酚甲醛樹脂成套裝置蒸餾釜研究設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)苯基苯酚甲醛樹脂成套裝置蒸餾釜研究設(shè)計(jì)phenyl phenol formaldehyde resindisitillation kettle班級(jí)： 過程裝備與自動(dòng)化 學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)教師： 職稱：副教授/高級(jí)工程師 導(dǎo)師單位： 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 論文提交日期： 2013年11月30日 一選題意義及背景所研究的課題是實(shí)現(xiàn)具體化工生產(chǎn)過程中不可缺少的設(shè)備。在石油、化工、輕工、制藥、能源等工業(yè)生產(chǎn)中，常常需要實(shí)現(xiàn)工藝要求的加熱、蒸發(fā)、冷卻及低高速的混配功能，課題選自工程實(shí)踐，具有工程實(shí)用價(jià)值。設(shè)計(jì)與參數(shù)配置的反應(yīng)釜，達(dá)到工藝的需求，滿足生產(chǎn)需要。二畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）主要內(nèi)容設(shè)計(jì)參

2、數(shù)及要求容器內(nèi)夾套內(nèi)工作壓力/mpa0.90.6設(shè)計(jì)壓力/mpa10.66工作溫度/130164設(shè)計(jì)溫度/150168介質(zhì)合成樹脂水蒸汽全容積/m30.073腐蝕情況微腐傳熱面積/m20.62攪拌轉(zhuǎn)速/ r/min85推薦材料06cr19ni10軸功率/kw1.2攪拌器型式錨框式裝料系數(shù)0.81.完成設(shè)計(jì)論文2.完成反應(yīng)釜主體和零部件的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度設(shè)計(jì)3.合計(jì)完成a1圖紙至少三張（總裝配圖和零件圖）三計(jì)劃進(jìn)度1.第一周：查閱資料，完成論文的緒論，完成初步設(shè)計(jì)計(jì)算2.第二周：完成反應(yīng)釜設(shè)計(jì)及計(jì)算，初步進(jìn)行結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度設(shè)計(jì)3.第三周：完善結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度設(shè)計(jì)，繪制出相應(yīng)零件圖4.第三周：完成電機(jī)及動(dòng)力傳動(dòng)裝

3、置的選型設(shè)計(jì)，完成總裝圖及零件圖5.第五周：查缺補(bǔ)漏，修改論文和圖紙，并提交畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)資料，準(zhǔn)備答辯四畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）結(jié)束應(yīng)提交的材料.畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告.畢業(yè)設(shè)計(jì)論文評(píng)閱表和交叉評(píng)閱表.答辯評(píng)分表.論文真實(shí)性承諾及指導(dǎo)教師聲明.設(shè)計(jì)計(jì)算書.圖紙.其它相關(guān)資料指導(dǎo)教師 教研室主任 年 月 日 年 月 日37摘要附：參考圖樣（尺寸不符） 管口表符號(hào)公稱尺寸用途a50蒸餾口b50進(jìn)料口c1-250視鏡d25測(cè)濕口e20壓力表口f25回流口/真空口g25進(jìn)料口h1-325蒸汽進(jìn)出口k40出料口s8氮?dú)饪趎8平衡口m25測(cè)溫口l25安全閥口論文真實(shí)性承諾及指導(dǎo)教師聲明學(xué)生論文真實(shí)性承諾本人鄭重聲明

4、：所提交的作品是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，內(nèi)容真實(shí)可靠，不存在抄襲、造假等學(xué)術(shù)不端行為。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。如被發(fā)現(xiàn)論文中存在抄襲、造假等學(xué)術(shù)不端行為，本人愿承擔(dān)本聲明的法律責(zé)任和一切后果。畢業(yè)生簽名： 日 期： 指導(dǎo)教師關(guān)于學(xué)生論文真實(shí)性審核的聲明本人鄭重聲明：已經(jīng)對(duì)學(xué)生論文所涉及的內(nèi)容進(jìn)行嚴(yán)格審核，確定其內(nèi)容均由學(xué)生在本人指導(dǎo)下取得，對(duì)他人論文及成果的引用已經(jīng)明確注明，不存在抄襲等學(xué)術(shù)不端行為。指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 摘要蒸餾釜是根據(jù)物質(zhì)

5、餾分沸點(diǎn)的不同，通過加熱將混合物料的個(gè)別組分汽化，再通過冷凝裝備收集，來完成蒸餾。通過這次的苯基苯酚甲醛樹脂蒸餾釜的設(shè)計(jì)，目的就是了解蒸餾釜的結(jié)構(gòu)、工作原理、工作條件及其安裝、檢修。在工業(yè)生產(chǎn)中，蒸餾釜的主要作用使物料在蒸餾釜中不斷的加熱攪拌，并使溫度達(dá)到一定的值，使物料中的某些組分汽化，從而達(dá)到提純的裝置。依據(jù)gb150-2011鋼制壓力容器和hg/t 20569-1994機(jī)械攪拌設(shè)備等標(biāo)準(zhǔn)對(duì)蒸餾釜個(gè)零件的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算和校核，包括內(nèi)筒的筒體和封頭的厚度計(jì)算和校核、夾套的筒體和封頭的厚度計(jì)算、攪拌軸的計(jì)算和校核等。最后查閱標(biāo)準(zhǔn)，按實(shí)際設(shè)計(jì)步驟依次進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，加以研究和分析得出蒸餾釜的設(shè)

6、計(jì)參數(shù)并畫出蒸餾釜的cad裝配圖。【關(guān)鍵詞】 蒸餾釜 攪拌傳動(dòng)裝置 夾套abstractdistillation kettle is based on the material of distillate boiling point is different,the individual components of the mixture material vaporized by heating,and then collected by condensing equipment,to complete the distillation. through the design of phen

7、yl phenol formaldehyde resin-still the,aimed to investigate the distillation tower structure,working principle,working conditions and the installation,maintenance.in industrial production,the main role still makes the material stirring constantly heated in a distillation kettle,and make the temperat

8、ure reaches a certain value,the material of some components in the vaporization,so as to achieve the purpose of purifying device.were calculated and checked according to the structure and strength of gb150-2011 steel pressure vessel and mechanical stirring equipmenthg/t20569-1994 standard for still

9、parts,including inner cylinder and cylinder head thickness calculation and checking,jacket and cylinder head thickness calculation and check of the stirring shaft.at last check standard,according to the actual design steps of structural design,design parameters and analysis of distillation tower and

10、 draw the assembly drawing cad distillation tower.keyword still the stirring transmission device jacket目錄目錄第一章 緒論11.1 概述11.2設(shè)計(jì)方案的分析和擬定1第二章 罐體幾何尺寸計(jì)算22.1 確定筒體內(nèi)徑22.2 確定封頭尺寸22.3 確定筒體高度32.4 夾套幾何尺寸計(jì)算32.5 傳熱面積計(jì)算42.6 夾套蒸餾釜的強(qiáng)度計(jì)算42.6.1 強(qiáng)度計(jì)算的原則及依據(jù)42.6.2 內(nèi)筒及夾套的受力分析52.6.3 強(qiáng)度計(jì)算(按內(nèi)壓計(jì)算厚度)52.6.4 穩(wěn)定性校核（按外壓校核罐體厚度）72.6

11、.5 水壓試驗(yàn)校核8第三章 蒸餾釜的攪拌裝置103.1 選擇攪拌器103.2 電動(dòng)機(jī)額定功率的確定103.3 攪拌軸設(shè)計(jì)113.4 攪拌器強(qiáng)度設(shè)計(jì)12第四章 蒸餾釜的傳動(dòng)裝置134.1 總體結(jié)構(gòu)傳動(dòng)裝置的系統(tǒng)組成134.2 選用電動(dòng)機(jī)144.3 選用減速器144.4 凸緣法蘭的選用144.5 選用安裝底蓋154.6 機(jī)架的選用174.7 傳動(dòng)軸的選用184.8 聯(lián)軸器的選用204.8.1凸緣聯(lián)軸器204.8.2釜內(nèi)凸緣聯(lián)軸器的選用204.8.3釜外凸緣聯(lián)軸器的選用204.9 軸封裝置21第五章 工藝接管及附件選用235.1 夾套的工藝接管235.2容器法蘭的設(shè)計(jì)235.2.1 連接法蘭的結(jié)構(gòu)2

12、35.2.2 容器法蘭墊片245.3 設(shè)備接口255.3.1 接管的選用255.3.2 管法蘭的選用255.3.3 補(bǔ)強(qiáng)圈275.4 視鏡285.5 支座295.6 擋板29第六章 焊縫結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)316.1 釜體上的主要焊縫結(jié)構(gòu)316.2 夾套上的焊縫結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)32總結(jié)33致謝34參考文獻(xiàn)35第一章 緒論1.1 概述蒸餾釜主要為解決現(xiàn)有的苯基苯酚甲醛樹脂在生產(chǎn)過程中，當(dāng)物料中含有固狀物及高沸點(diǎn)物時(shí)需間斷檢修清理的問題而設(shè)計(jì)的。它包括蒸餾釜?dú)んw，在蒸餾釜上方時(shí)上封頭，上封頭上有物料進(jìn)口，蒸餾釜下部為固狀物及高沸點(diǎn)物沉降室，沉降室內(nèi)設(shè)攪拌器，攪拌器軸通過軸封與外部電機(jī)相連。蒸餾釜底部設(shè)固狀物及高沸

13、點(diǎn)物排出口。1.2設(shè)計(jì)方案的分析和擬定根據(jù)任務(wù)書中的要求，一個(gè)夾套蒸餾釜主要有攪拌容器、攪拌裝置傳動(dòng)裝置、軸封裝置、支座、工藝接管等一些附件構(gòu)成。而攪拌容器又可以分為罐體和夾套兩部分。攪拌裝置分為攪拌器和攪拌軸，根據(jù)任務(wù)說明書的要求，本次設(shè)計(jì)攪拌器為錨框式攪拌器?？紤]到機(jī)械軸封的實(shí)用性和應(yīng)用的廣泛性，所以軸封采用機(jī)械密封。第二章 罐體幾何尺寸計(jì)算攪拌設(shè)備的罐體一般是立式圓筒形容器，由頂蓋、筒體和罐底組成，罐底大多為橢圓形封頭，必要時(shí)也可選錐形封頭。頂蓋選用橢圓形封頭或平蓋。罐底與筒體的連接常采用焊接連接。頂蓋與筒體的連接形式分為可拆和不可拆兩種，要求可拆時(shí)，采用法蘭連接。2.1 確定筒體內(nèi)徑根

14、據(jù)工藝條件給定的容積 v=0.073m3按公式估算內(nèi)徑d1： （2-1）式中 v工藝條件給定容積，： 高徑比，（按物料的類型選取，見表2-1） 填料系數(shù)，取0.8表2-1 常用攪拌容器的高徑比種類設(shè)備內(nèi)內(nèi)物料類型高徑比i一般攪拌器液-固相或液-液相物料1-1.3一般攪拌器氣-液相物料1-2發(fā)酵罐類1.7-2.5由表2-1可取 = 1.0,根據(jù)式（2-1）得：d1=420mm將d1估算值圓整到公稱直徑系列，得：d1=400mm2.2 確定封頭尺寸蒸餾釜罐體封頭與夾套封頭型式選取標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭，其斷面形狀如圖2-1所示。封頭內(nèi)徑與筒體內(nèi)徑相同。標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭查gb/t 25198-2010標(biāo)準(zhǔn)可知：總

15、深度h=125mm,內(nèi)表面積a=0.2049 容積v=0.0115m3圖 2-1 橢圓封頭2.3 確定筒體高度蒸餾釜容積通常按下封頭和筒體兩部分容積之和計(jì)算。則筒體高度按照式（2-2）計(jì)算并進(jìn)行圓整： （2-2）式中 封頭容積，； 1米高筒體容積，/m。查表得：，再根據(jù)公式（2-2）得：圓整得：筒體高度確定后，按圓整后的筒體高度修正實(shí)際容積。 則： （2-3）式中 封頭容積，m3 1m高筒體容積，m3/m 圓整后的筒體高度，m所以：2.4 夾套幾何尺寸計(jì)算夾套的結(jié)構(gòu)尺寸常根據(jù)安裝和工藝兩方面的要求而定。夾套與筒體的連接常焊接成封閉結(jié)構(gòu)，夾套內(nèi)徑可根據(jù)筒體內(nèi)徑按表2-2選取，夾套下封頭型式同罐體

16、封頭，其直徑與夾套筒體相同。 表 2-2 夾套內(nèi)徑于筒體內(nèi)徑關(guān)系/mm500-600700-18002000-3000/mm+50+100+200查表（2-2） 得 夾套筒體內(nèi)徑=500mm所以夾套下封頭直徑 夾套高度由傳熱面積決定，不能低于料液高。通常由工藝給定裝料系數(shù) 或根據(jù)已知操作容積和全容積進(jìn)行計(jì)算，即 =操作容積/全容積夾套高按式（2-4）估算 （2-4）式中 取0.8 ，將值代入式（2-4）得 =0.372m 圓整取 =400mm2.5 傳熱面積計(jì)算夾套所包圍的罐體表面積（筒體表面積+封頭表面積）一定要大于工藝要求的傳熱面積,即： （2-5）式中， 筒體表面積 ，m2； 封頭表面積

17、，參見gb/t 25198-2010 ,m2 1m高筒體內(nèi)表面積，m2/m查表得 由式（2-5）求出 所以滿足換熱要求。2.6 夾套蒸餾釜的強(qiáng)度計(jì)算當(dāng)夾套蒸餾釜幾何尺寸確定后，則要根據(jù)已知的公稱直徑，設(shè)計(jì)溫度進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，確定罐體及夾套的筒體和封頭的厚度。2.6.1 強(qiáng)度計(jì)算的原則及依據(jù)強(qiáng)度計(jì)算中各參數(shù)的選取及計(jì)算，均應(yīng)符合鋼制壓力容器的規(guī)定，強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)考慮以下幾種情況。（1）圓筒內(nèi)為常壓外帶套時(shí) 當(dāng)圓筒公稱直徑時(shí)，被夾套包圍部分的筒體按外壓（指夾套壓力）圓筒設(shè)計(jì)，其余部分按常壓設(shè)計(jì)； 當(dāng)圓筒公稱直徑dn1mpa.該假設(shè)滿足要求，筒體封頭名義厚度為5mm。2.6.5 水壓試驗(yàn)校核設(shè)計(jì)溫度按20

18、 考慮，則試驗(yàn)溫度下06cr19ni10的許用應(yīng)力=122mpa,設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力 罐體試驗(yàn)壓力由公式： （2-20）得，；夾套水壓試驗(yàn)壓力由公式： （2-21）得，。查得06cr19ni10 在20 時(shí)罐體圓筒應(yīng)力由公式： （2-22）得，；液壓強(qiáng)度足夠； 夾套內(nèi)壓試驗(yàn)應(yīng)力由公式： （2-23）得，液壓強(qiáng)度足夠。第三章 蒸餾釜的攪拌裝置3.1 選擇攪拌器攪拌器又稱攪拌槳或攪拌葉輪，是攪拌設(shè)備的關(guān)鍵部件。攪拌裝置由攪拌器、軸及其支撐組成。攪拌器的形式主要有：槳式、推進(jìn)式、框式、渦輪式、螺桿式和螺帶式等。它的選型通常按工藝來選，根據(jù)本次蒸餾釜的生產(chǎn)工藝，本釜選用ks型錨框式攪拌器。其結(jié)構(gòu)和尺寸

19、見圖3-1和表3-1。根據(jù)條件選取 得dj=280mm，b=36mm，h=200mm圖3-1 ks型錨框式攪拌器結(jié)構(gòu)形式（dj1340mm）表 3-1 攪拌器的重要參數(shù)槳型常用尺寸常用運(yùn)轉(zhuǎn)條件常用介質(zhì)粘度范圍錨框式葉端線速度15m/s小于(1:2)(1:1) 表 3-2 錨框式攪拌器的主要參數(shù)/mmdjdhd1d0h2h1lb許用扭矩m參考質(zhì)量g28030200m8m69070-3661305.2注：液面高度，dj攪拌器直徑錨框式攪拌器與軸的連接采用螺栓對(duì)接，即葉輪與攪拌軸連接的一端制成半圓狀的軸環(huán)，然后兩側(cè)葉片的兩個(gè)半圓環(huán)用螺栓在攪拌軸上夾緊。同時(shí)用穿軸螺栓來固定葉片與攪拌軸。3.2 電動(dòng)機(jī)

20、額定功率的確定由工業(yè)可知攪拌功率p=1.2kw ,填料密封功率損失約為攪拌器功率的10%，而機(jī)械密封的功率損失僅為填料密封的10%-15%。因此選用機(jī)械密封，其功率損失約為。傳動(dòng)方式選用擺線針輪傳動(dòng)，因此傳動(dòng)裝置的機(jī)械效率=0.95.因此電動(dòng)機(jī)功率由公式： （3-1）得，為了生產(chǎn)安全，選用p=1.5kw式中 p攪拌器功率，kw 軸封系統(tǒng)的摩擦損失功率，kw 傳動(dòng)裝置的機(jī)械效率 3.3 攪拌軸設(shè)計(jì)攪拌軸可用實(shí)心或空心直軸，材料選用45號(hào)鋼，結(jié)構(gòu)形式根據(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，對(duì)于本次選用的錨框式攪拌器因用螺栓對(duì)夾，所以用光軸即可。（1）按轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí)。軸材

21、料選用45 ，則，實(shí)心軸直徑由公式： （3-2）式中 攪拌傳遞功率，； 攪拌軸轉(zhuǎn)速，； 攪拌軸的需用切應(yīng)力，得，。（2）按剛度計(jì)算時(shí)。對(duì)于碳鋼及合金鋼;一般傳動(dòng)和攪拌軸的計(jì)算可選為，在此選。則攪拌軸直徑： （3-3）式中 剪切彈性模量，對(duì)于碳鋼及合金鋼在精密穩(wěn)定的傳動(dòng)中，可?。灰话銈鲃?dòng)和攪拌軸的計(jì)算可選；對(duì)精度要求低的傳動(dòng)可選。由式（3-3）得，d=39.7mm；因此選擇軸徑d=40mm。軸的轉(zhuǎn)速不大于，故不需要計(jì)算軸的臨界轉(zhuǎn)速。3.4 攪拌器強(qiáng)度設(shè)計(jì)攪拌器強(qiáng)度計(jì)算中的計(jì)算功率： （3-4）式中，查得由式（3-4）求得.作用在折葉槳表面上的液體阻力在折葉片根部i-i斷面對(duì)主慣性軸x-x所產(chǎn)生的

22、彎矩為： （3-5）由式（3-5）求得：。該斷面的抗彎斷面模量為： （3-6）取槳葉厚度，由式（3-6）得，。攪拌器強(qiáng)度計(jì)算中的安全系數(shù)，則彎曲應(yīng)力： （3-7）由式（3-7）得，。因此攪拌器強(qiáng)度足夠。第四章 蒸餾釜的傳動(dòng)裝置4.1 總體結(jié)構(gòu)傳動(dòng)裝置的系統(tǒng)組成帶動(dòng)攪拌軸的傳動(dòng)裝置由圖4-1所示的零、部件組合而成。安裝在釜蓋上的凸緣法蘭、安裝底蓋支承著機(jī)架和密封箱（內(nèi)裝有填料密封或機(jī)械密封零件），傳動(dòng)軸則吊裝在機(jī)架上的軸承箱內(nèi)、穿越密封箱體深入釜內(nèi)，再利用釜內(nèi)聯(lián)軸器與攪拌軸相連。攪拌傳動(dòng)裝置共有四種組合可供選擇：機(jī)械密封、單支點(diǎn)機(jī)架的系統(tǒng)組合；：填料密封、單支點(diǎn)機(jī)架的系統(tǒng)組合；：機(jī)械密封、雙支點(diǎn)

23、機(jī)架的系統(tǒng)組合；：填料密封、雙支點(diǎn)機(jī)架的系統(tǒng)組合；本釜選用：機(jī)械密封、單支點(diǎn)機(jī)架的系統(tǒng)組合； 具體包含的零部件見表4-1圖4-1 攪拌軸的傳動(dòng)裝置的系統(tǒng)組成表4-1 類組合包含的零（部）件件號(hào)零件名稱標(biāo)準(zhǔn)號(hào)1電動(dòng)機(jī)2減速機(jī)3單支點(diǎn)機(jī)架（a、b型）hg 215664（釜外）帶短節(jié)聯(lián)軸器（a、b型）hg 21569.15機(jī)械密封hg 215716傳動(dòng)軸（a、b型）hg 215687（釜內(nèi)）聯(lián)軸器：凸緣式（c型）夾克式（d型）焊接法蘭式（e型）整體法蘭式（axf、bxf型）hg 21570hg 21570hg 21570hg 215688安裝底蓋hg 215659凸緣法蘭hg 215644.2 選用

24、電動(dòng)機(jī)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，選用選用三相異步電動(dòng)機(jī)yb-112m-8,轉(zhuǎn)速690r/min，p=1.5kw.4.3 選用減速器釜用立式減速機(jī)主要類型有擺線針輪減速機(jī)、齒輪減速機(jī)和帶傳動(dòng)減速機(jī)三大類。根據(jù) n=85 r/min，電動(dòng)機(jī)功率為1.5kw查參考文獻(xiàn)【1】表4-9與表4-10，選用xl系列 單級(jí) 擺線針輪減速機(jī)。4.4 凸緣法蘭的選用凸緣法蘭一般焊接在攪拌容器封頭上，用于連接攪拌傳動(dòng)裝置，也可兼作安裝、維修、檢查用孔。凸緣法蘭可選用整體結(jié)構(gòu)或襯里結(jié)構(gòu)，密封面形式有突面（r或lr）和凹面（m或lm）兩種，其中l(wèi)r和lm為襯里結(jié)構(gòu)的密封面形式。如表4-2表4-2 凸緣法蘭形式及代號(hào)結(jié)構(gòu)形式

25、密封面形式突面凹面整體rm襯里lrlm本釜選用r型凸緣法蘭，見圖4-2，凸緣法蘭的詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖見圖4-3；凸緣法蘭的密封面尺寸見表4-3，連接尺寸和結(jié)構(gòu)尺寸見表4-4。圖 4-2 r型凸緣法蘭圖 4-3 r型凸緣法蘭的詳細(xì)結(jié)構(gòu) 表4-3 凸緣法蘭的密封面尺寸 （mm）dnr型m型d6h3d7t120026632504.5表4-4 凸緣法蘭的連接尺寸和結(jié)構(gòu)尺寸（mm）凸緣法蘭公稱直徑dn螺栓質(zhì)量kg數(shù)量螺紋碳鋼或整體不銹鋼不銹鋼襯里200200340295220245346548m2022421921 4.5 選用安裝底蓋安裝底蓋的作用主要是在它的上面安裝機(jī)架和密封箱體，在對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)維護(hù)時(shí)還可以臨

26、時(shí)擱置傳動(dòng)軸。根據(jù)安裝底蓋與凸緣法蘭間的密封面不同，安裝底蓋形式也有r型和m型之分，安裝底蓋的型式見表4-5.由于凸緣法蘭選用的是r型，為與之配合安裝底蓋選用r型采用上裝式。其結(jié)構(gòu)形式見圖4-4，主要外形尺寸見表4-6，和表4-7。表4-5 安裝底蓋的型式圖4-4 安裝底蓋結(jié)構(gòu)形式表4-6 安裝底蓋外形尺寸(之一)/mm安裝底蓋公稱直徑dn機(jī)架公稱直徑dndk螺柱孔d3（h7）螺紋孔s數(shù)量d7數(shù)量d8200200340295822245-40表4-7 安裝底蓋尺寸（之二）/mm傳動(dòng)軸直徑dd4（h7）k2螺紋孔數(shù)量d9401101454m16安裝底蓋、機(jī)架、傳動(dòng)軸、攪拌容器的組和尺寸見表4-8

27、表 4-8 安裝底蓋、機(jī)架、傳動(dòng)軸、攪拌容器系列組配/mm安裝底蓋dn機(jī)架公稱直徑攪拌容器dn傳動(dòng)軸軸徑d30405060708090100110120130140160200200200- 圖 4-5 上裝式傳動(dòng)軸及其擱軸裝置4.6 機(jī)架的選用機(jī)架是用來支承減速機(jī)和傳動(dòng)軸的，軸承箱也歸屬機(jī)架 。本釜機(jī)架選用xd型單支點(diǎn)機(jī)架，如圖4-6。機(jī)架形式選用a型，其結(jié)構(gòu)尺寸見表4-11。表4-9單支點(diǎn)機(jī)架支點(diǎn) /mm機(jī)架形式機(jī)架公稱直徑200250300400500700支點(diǎn)距離la405435560630750830b485620690750880960注：a型機(jī)架高度較矮，只適于配用不帶內(nèi)軸承的機(jī)

28、械密封 b型機(jī)架較高，適于配用填料密封箱和帶內(nèi)置軸承的機(jī)械密封。 機(jī)架的公稱直徑選用200mm，機(jī)架的尺寸見表4-10表 4-10 機(jī)架的外形尺寸（不包括底、頂部）及所配置的軸承型號(hào) /mm機(jī)架公稱直徑傳動(dòng)軸軸徑機(jī)架形式軸承型號(hào)單支點(diǎn)單支點(diǎn)及雙支點(diǎn)下部a型b型hh1hh12004057522073029546210圖4-6 xd型單支點(diǎn)機(jī)架表4-11xd型單支點(diǎn)機(jī)架尺寸/mm4.7 傳動(dòng)軸的選用hg 21568 所采用的的傳動(dòng)軸如圖4-7所示，軸的上端用帶短節(jié)的聯(lián)軸器與減速機(jī)（采用單支點(diǎn)機(jī)架時(shí)）相連。上端軸徑下方的螺紋至軸肩是安裝軸套的區(qū)段，再往下是軸封段，軸封段下面設(shè)有擱軸裝置（如圖），安裝

29、或檢查時(shí)傳動(dòng)軸可擱置在安裝底蓋上。由于選擇的機(jī)架類型（a、b型）、傳動(dòng)軸的安裝方式（上、下裝式）及傳動(dòng)軸下端與攪拌軸的連接方式（c、d、e、f4）的不同，傳動(dòng)軸也有不同的型式及代號(hào)，如表4-12所示。傳動(dòng)軸伸入釜體長(zhǎng)度l如表4-13所示。由于選用的是a 型機(jī)架、安裝方式采用上裝式、連接方式采用c型，所以傳動(dòng)軸的型號(hào)選用asc型。表 4-12 傳動(dòng)軸型式傳動(dòng)軸釜內(nèi)軸頭形式（釜內(nèi)聯(lián)軸器）機(jī)架型式（單支點(diǎn)、雙支點(diǎn)）ab傳動(dòng)軸安裝形式上裝（s）下裝（x）上裝（s）下裝（x）c（凸緣）ascaxcbscbxcd（夾殼）asdaxdbsdbxde（焊接）axebxef（整體）axfbxf圖4-7 傳動(dòng)軸的

30、結(jié)構(gòu)及形式表 4-13 傳動(dòng)軸上、下軸頸尺寸及伸入釜體長(zhǎng)度 4.8 聯(lián)軸器的選用 4.8.1凸緣聯(lián)軸器聯(lián)軸器是連接軸與軸并傳遞運(yùn)動(dòng)和扭矩的零件。在攪拌傳動(dòng)裝置中采用的有有：凸緣聯(lián)軸器(包括帶短節(jié)聯(lián)軸器)、夾殼聯(lián)軸器和塊狀彈性聯(lián)軸器。 凸緣聯(lián)軸器是由兩個(gè)帶凸緣的半聯(lián)軸器組成，并用螺栓將二者連成一體如圖4-8所示。用于釜外時(shí)在兩個(gè)半聯(lián)軸器中間加一個(gè)短節(jié)，用于傳動(dòng)軸與減速機(jī)輸出軸的連接（采用單支點(diǎn)機(jī)架）。由于a型機(jī)架與b型機(jī)架中間軸承上方空間高度不同，所以帶短節(jié)聯(lián)軸器也有a、b兩種形式。用于釜內(nèi)的凸緣聯(lián)軸器并無特殊之處，冠以“c型”以區(qū)分傳動(dòng)軸不同的軸頭形式。圖 4-8 凸緣聯(lián)軸器4.8.2釜內(nèi)凸緣

31、聯(lián)軸器的選用本釜用與釜內(nèi)的聯(lián)軸器選用凸緣聯(lián)軸器（c型）見圖4-8（b）。其主要尺寸見表4-14。表4-14 凸緣聯(lián)軸器（c型）主要尺寸/mmd2dl1l2l許用扭矩/nm351306067141150402304.8.3釜外凸緣聯(lián)軸器的選用本釜用于用于傳動(dòng)軸與減速機(jī)輸出軸的連接的聯(lián)軸器（釜外）選用帶短節(jié)的凸緣聯(lián)軸器如圖4-8（a）所示，其主要尺寸見表4-15。表 4-15 帶短節(jié)聯(lián)軸器尺寸/mmd1dl1l2l0l許用扭矩/nmabab35130606715040160250301376230注：aa型機(jī)架 bb型機(jī)架4.9 軸封裝置軸封是攪拌設(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

32、一定的正壓和真空狀態(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(duì)象主要為氣體；而且攪拌色設(shè)備由于反應(yīng)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。 蒸餾釜攪拌軸處的密封，屬于動(dòng)密封。常用的有填料密封和機(jī)械密封兩種形式。填料密封結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制造，在攪拌設(shè)備上廣泛應(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、泄露率低，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)中工作的高壓和真空設(shè)備。根據(jù)已知工況，選用機(jī)械密封，其工作原理見圖4-

33、9。納入攪拌傳動(dòng)裝置標(biāo)準(zhǔn)中使用的機(jī)械密封共有8種形式，其型號(hào)及適用條件如表4-16表 4-16 釜用機(jī)械密封型號(hào)及適用范圍型號(hào)機(jī)械密封形式適用溫度/壓力/mpa介質(zhì)2001單端面平衡型-201500.6一般介質(zhì)2002帶內(nèi)置軸承的單端面平衡型2003徑向雙端面平衡型-203001.6易燃、易爆、有毒介質(zhì)2004雙端面非平衡型2005帶內(nèi)置軸承的雙端面非平衡型2006雙端面平衡型-203001.6一般介質(zhì)2007帶內(nèi)置軸承的雙端面平衡型2008雙端面平衡型圖 4-9 單端面機(jī)械密封（供說明機(jī)械密封原理用）根據(jù)已知工況，本釜選用2003型機(jī)械密封即徑向雙端面平衡型機(jī)械密封，其密封結(jié)構(gòu)如圖4-10所

34、示，其主要外形尺寸如表4-17所示。圖4-10徑向雙端面平衡型機(jī)械密封（2003型）表4-17機(jī)械密封主要外形尺寸/mm軸徑dd1d2d3（h6）螺柱孔l1（2001、2003、2004、2006、2008不大于）l2（2002、2005、2007不大于）n3017514511041813521540175145110418135215第五章 工藝接管及附件選用5.1 夾套的工藝接管當(dāng)夾套用作冷卻時(shí)，冷卻水從夾套的底部進(jìn)入，由夾套的上部排出；當(dāng)夾套用蒸汽加熱時(shí)，蒸汽從夾套上部進(jìn)入，由底部出口排出冷凝水。由已知工況可知，本釜的夾套用作蒸汽加熱的，所夾套的液體的出料管采用如圖5-1所示，夾套的進(jìn)氣

35、管采用如圖5-2所示。圖5-1 夾套的液體出料管圖5-2 夾套進(jìn)氣接管5.2容器法蘭的設(shè)計(jì)5.2.1 連接法蘭的結(jié)構(gòu)本釜的筒體與上封頭的連接采用法蘭連接，標(biāo)準(zhǔn)參考jb/t 47004707-2000壓力容器法蘭標(biāo)準(zhǔn)壓力容器法蘭分類及參數(shù)見表5-1，壓力容器法蘭密封面型式及代號(hào)見表5-2。因?yàn)橥搀w的直徑是400mm，設(shè)計(jì)壓力是1mpa，所以容器法蘭的公稱直徑是400mm，公稱壓力采用1mpa。所以本釜的容器法蘭采用甲型平焊法蘭，密封面采用凹凸密封面形式，即與筒體相連的采用凹密封面，與封頭相連的采用凸密封面。凹凸型密封面的甲型平焊法蘭結(jié)構(gòu)形式見圖5-3，其系列尺寸見表5-3。表5-1 壓力容器法蘭

36、分類及參數(shù)類型平焊法蘭對(duì)焊法蘭甲型乙型長(zhǎng)頸標(biāo)準(zhǔn)號(hào)jb/t 4701jb/t 4702jb/t 4703簡(jiǎn)圖0.250.601.001.600.250.601.001.602.504.000.250.601.001.602.504.006.40300按pn=1.00350400表5-2 壓力容器法蘭密封面型式及代號(hào)密封面形式代號(hào)密封面形式代號(hào)平面密封面平密封面rf榫槽密封面榫密封面t凹凸密封面凹密封面fm凸密封面m槽密封面g圖5-3 甲型平焊法蘭結(jié)構(gòu)形式表5-3 甲型平焊法蘭系列尺寸/mm公稱直徑dn/mm法蘭，mm螺柱dd1d2d3d4d規(guī)格數(shù)量pn=1.00mpa40051548045044

37、04373018m16205.2.2 容器法蘭墊片本釜的容器法蘭墊片選用非金屬軟墊片圖5-4 非金屬軟墊片結(jié)構(gòu)表5-4 非金屬軟墊片尺寸表公稱壓力pn/mpa1.0公稱直徑 dn/mmdd400439/454403/4105.3 設(shè)備接口化工容器及設(shè)備，往往由于工業(yè)操作等原因，在筒體和封頭上需要開一些各種用途的孔。5.3.1 接管的選用接管與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)是公稱直徑（）和公稱壓力（）。管子的公稱直徑和鋼管的外徑關(guān)系見表5-5：表 5-5 管子的公稱直徑和鋼管外徑關(guān)系公稱直徑1015202540506580100125鋼管外徑14182532455776

38、89108133公稱直徑150200250300350400450500600鋼管外徑1652192733253774264805306305.3.2 管法蘭的選用管法蘭的類型及其密封面的適用范圍見表5-6。根據(jù)已知的工藝(pn=1.0mpa)，本釜的管法蘭均采用板式平焊法蘭，密封面形式采用凸面形式。板式平焊法蘭結(jié)構(gòu)尺寸見圖5-5與表5-7所示。密封面尺寸見圖5-6和表5-8.表5-6 管法蘭的類型及其密封面的適用范圍（摘自hg 20592）圖5-5 板式平焊法蘭結(jié)構(gòu)圖5-6 凸面密封面形式表5-7 板式平焊法蘭結(jié)構(gòu)尺寸/ mm（pn=1.0mpa）表5-8 凸面密封面尺寸/mm5.3.3 補(bǔ)

39、強(qiáng)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(bǔ)強(qiáng)。補(bǔ)強(qiáng)圈就是用來彌補(bǔ)設(shè)備殼體因開孔過大而造成的強(qiáng)度損失的一種常用形式。補(bǔ)強(qiáng)圈形狀應(yīng)與被補(bǔ)強(qiáng)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(shí)睡。補(bǔ)強(qiáng)圈上有一小孔，焊后同如壓縮空氣，以檢查焊縫的氣密性。補(bǔ)強(qiáng)圈的厚度和材料一般與設(shè)備殼體相同。5.4 視鏡視鏡主要用來觀察內(nèi)物料及其反應(yīng)情況，也可作為料面指示鏡，一般成對(duì)使用。當(dāng)視鏡需要斜裝或設(shè)備直徑較小時(shí)，采用帶頸視鏡。本設(shè)計(jì)采用帶頸視鏡，其結(jié)構(gòu)型式如圖5-7。主要尺寸見表5-9，材料見表5-10.表 5-9帶頸視鏡主要尺寸/mm公稱直徑/mm公稱壓力/mpadd1b1b2h螺

40、柱重量kg數(shù)量n直徑d500.981301002222573.5701136m124.21.571301002424573.5701166m124.52.451301002626573.5701206m125.0圖 5-7 視鏡的結(jié)構(gòu)形式表 5-10 視鏡材料件號(hào)名稱數(shù)量材料件號(hào)名稱數(shù)量材料1視鏡玻璃1鋼化硼硅玻璃（hgj 501-86-0）4壓緊環(huán)12襯墊2石棉橡膠板5螺柱6353接緣16螺母6255.5 支座夾套蒸餾釜多為立式安裝，最常用耳式支座。標(biāo)準(zhǔn)耳式支座（jb/t 4712.3-2007容器支座 第三部分：耳式支座）分為型、型和c型三種。本釜選用b型耳式支座。其結(jié)構(gòu)形式和尺寸見表5-

41、11和圖5-8。表 5-11 b型耳式支座主要尺寸/mm允許載荷/kn直徑高度h底板筋板墊板蓋板地腳螺栓質(zhì)量/kgq235a 06cr19ni10q345rd規(guī)格10143006001251006063016070516012562050-24m202.5圖 5-8 b型（支座號(hào)15）支座的結(jié)構(gòu)形式5.6 擋板為消除攪拌器形成的“打旋區(qū)”，通常在筒體內(nèi)壁安裝一定數(shù)量的擋板。設(shè)置擋板主要是為了消除漩渦，改善主題循環(huán)，增大湍動(dòng)程度，改善攪拌效果；同時(shí)還能降低攪拌載荷的波動(dòng)，使功率消耗保持穩(wěn)定。一般情況下，在容器內(nèi)壁面均勻安裝4塊寬度為容器直徑的的擋板。當(dāng)攪拌容器直徑時(shí)，擋板的數(shù)量為塊；當(dāng)擋板直徑時(shí)

42、，擋板的數(shù)量為塊。因?yàn)閿嚢枞萜鞯闹睆絛i=400mm1000mm所以擋板的數(shù)量應(yīng)選擇4塊。擋板寬度w的計(jì)算：擋板上緣與攪拌容器的靜止液面齊平，擋板下緣與容器底封頭的切線齊平其結(jié)構(gòu)形式如圖5-9所示：圖 5-9 擋板結(jié)構(gòu)形式第六章 焊縫結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)6.1 釜體上的主要焊縫結(jié)構(gòu)釜體上的主要焊縫結(jié)構(gòu)及尺寸如圖6-1：圖 6-1 釜體主要焊縫結(jié)構(gòu)6.2 夾套上的焊縫結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)夾套上的焊縫結(jié)構(gòu)及尺寸如圖6-2：圖6-2 夾套上的焊縫結(jié)構(gòu)總結(jié)總結(jié)致謝參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)【1】蔡紀(jì)寧，張莉彥化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010【2】鄭津洋，董其伍，桑芝富工程設(shè)備設(shè)計(jì)第三版 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010【3】董大勤，袁鳳隱壓力容器設(shè)計(jì)手冊(cè) 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005【4】陳志平，章序文，林興華攪拌與混合設(shè)備設(shè)計(jì)選用手冊(cè) 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004【5】馬秉騫化工設(shè)備 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009【6】gb150-2011戀愛運(yùn)up一緒lets月亭方正！気持今f