化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)夾套反應(yīng)釜課程設(shè)計終稿(共30頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)夾夾套套反反應(yīng)應(yīng)釜釜 內(nèi)蒙古科技大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院2013 年 12 月精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)夾夾套套反反應(yīng)應(yīng)釜釜十十三三組組成成員員:精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)前前 言言化工設(shè)備機(jī)械課程是培養(yǎng)學(xué)生具有化工理論能力的技術(shù)基礎(chǔ)課。課程設(shè)計則是化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，同時也是我學(xué)習(xí)化工專業(yè)來第一次全面的自主進(jìn)行化工設(shè)備設(shè)計能力的訓(xùn)練。在這個為期兩周的過程里，我們有過緊張，有過茫然，有過喜悅，感受到了學(xué)習(xí)的艱辛，也收獲到了學(xué)有所獲的喜悅，回顧一下，我覺得進(jìn)行化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計的目的有如下幾點(diǎn)：（1）通過

2、課程設(shè)計實踐，樹立正確的設(shè)計思想，增強(qiáng)創(chuàng)新意識，培養(yǎng)綜合運(yùn)用化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程和其他先修課程的的理論與實際知識去分析和解決化工設(shè)備設(shè)計問題的能力。（2）學(xué)習(xí)設(shè)計機(jī)械產(chǎn)品的一般方法，掌握機(jī)械設(shè)計的一般規(guī)律。（3）通過制定設(shè)計方案，合理選擇傳動機(jī)構(gòu)，正確計算零件的工作能力，確定尺寸及掌握機(jī)械零件，再進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，達(dá)到了解和掌握機(jī)械零件，機(jī)械傳動裝置或簡單機(jī)械的設(shè)計過程和方法。（4）學(xué)習(xí)進(jìn)行機(jī)械基礎(chǔ)技能的訓(xùn)練，例如：計算、繪圖、查閱設(shè)計資料和手冊等。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)目 錄精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)課程設(shè)計任務(wù)書課程設(shè)計任務(wù)書設(shè)計目的：設(shè)計目的：把所學(xué)化工設(shè)

3、備機(jī)械基礎(chǔ)及相關(guān)知識，在課程設(shè)計中綜合運(yùn)用，把化工工藝條件與化工設(shè)備設(shè)計有機(jī)地結(jié)合起來，鞏固和強(qiáng)化有關(guān)機(jī)械課程的基本理論和基本知識。設(shè)設(shè)計計任任務(wù)務(wù)書書設(shè)設(shè)計計參參數(shù)數(shù)要要求求容容器器內(nèi)內(nèi)夾夾套套內(nèi)內(nèi)工工作作壓壓力力 ，Mpa設(shè)設(shè)計計壓壓力力 ，Mpa2.82.0工工作作溫溫度度 ，設(shè)設(shè)計計溫溫度度 ，200250介介質(zhì)質(zhì)氯氯乙乙烯烯單單體體蒸蒸汽汽全全容容積積 ，m 4.3操操作作容容積積 ，m 2.6傳傳熱熱面面積積 ，m 腐腐蝕蝕情情況況微微弱弱推推薦薦材材料料16MnR攪攪拌拌器器型型式式漿漿式式攪攪拌拌軸軸轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速 ，r/min85軸軸功功率率 ，KW2.8精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上

4、專心-專注-專業(yè)第一章第一章 反應(yīng)釜釜體的設(shè)計反應(yīng)釜釜體的設(shè)計1.1 反應(yīng)釜筒體的反應(yīng)釜筒體的設(shè)計和計算設(shè)計和計算1.1.1 筒體的確定 ND對于直立反應(yīng)釜來說，釜體設(shè)備的全容積是指圓柱形筒體及下封頭容積，即 V = Vg + Vf式中 Vg設(shè)備筒體部分容積，m3; Vf封頭容積，m3根據(jù) V 及選用的H/D1,將反應(yīng)釜體視為圓柱形筒體，可初步估算筒體內(nèi)徑。長徑比的影響（1）對攪拌功率的影響，因為攪拌功率與攪拌槳葉直徑的五次方成正比，如果攪拌槳葉的直徑歲釜體長徑比的減小而增大時，將會增大攪拌功率。（2）對傳熱的影響，當(dāng)使用夾套傳熱時，長徑比的增大會使夾套的傳熱面積增大，同時改善傳熱效果。（3）

5、工藝上的特定要求，例如物料反應(yīng)，要求通入反應(yīng)釜的空氣與物料要有足夠的接觸時間，這樣液位就必須有一定的高度，因而反應(yīng)釜的長徑比應(yīng)滿足這樣的特定要求。由于反應(yīng)時基本處于氣液共存狀態(tài)，換熱一定要及時，所以主要目的要增大傳熱面積，根據(jù)實際經(jīng)驗幾種攪拌器的長徑比大致如附表所示。(參考文獻(xiàn)【1】P287 表 9-3) 所以設(shè)備的長徑比=1.2iDL設(shè)備條件反應(yīng)溫度小于 200，物料在反應(yīng)過程中要呈沸騰的狀態(tài)，并且在反應(yīng)過程中要進(jìn)行攪拌，根據(jù)操作時允許的裝滿程度來確定裝料系數(shù)。本反應(yīng)釜內(nèi)的反應(yīng)物質(zhì)為氯乙烯單體，其粘度遠(yuǎn)小于水，為提高設(shè)備的利用率，精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)故選用 =0.6。設(shè)

6、備容積 V 與操作容積的關(guān)系為 Vg=V故全容積為 V=Vg =4.3將=1.2 ，=0.6 代入公式得 iDHDimmDiHVg16636 . 02 . 16 . 24)/(433圓整后 Di=1600 根據(jù)規(guī)定=1600ND1.1.2 反應(yīng)釜筒體的確定NP根據(jù)設(shè)計要求，反應(yīng)釜體內(nèi)部壓力為 2.8MPa，因此=2.8MPaNP1.2 反應(yīng)釜筒體封頭的設(shè)計選型和計算反應(yīng)釜筒體封頭的設(shè)計選型和計算1.2.1 封頭的選型根據(jù)設(shè)計要求，該反應(yīng)釜的封頭選用標(biāo)準(zhǔn)為橢圓形封頭，類型是 EHA。(參考文獻(xiàn)【1】 P104 圖 4-4)1.2.2 設(shè)計參數(shù)的確定Pc=2.8MPa =1 (雙面焊接，100無損

7、探傷) C1=1 C2=1 當(dāng)操作溫度為 200 時，查表得到 16MnR 材料=170MPa t1.2.3 封頭壁厚的計算 CticPDKP5.02式子中 是 一經(jīng)驗式。因所選的為標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，22261iihDK所以 K=1將確定的參數(shù)代入公式 =13.23mm8.25.01170216008.21精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)設(shè)計厚度 =13.23+1.0=14.23 2Ce名義厚度 （圓整量） = 14.23+ 1 + = 15.23+ 1Cen圓整后取 =16n1.2.4 封頭深度計算 H=Di4故封頭深度為 H=400mm 1.3 反應(yīng)釜筒體長度反應(yīng)釜筒體長度 H 的

8、設(shè)計的設(shè)計1.3.1 反應(yīng)釜筒體長度 H 計算橢圓形封頭的容積 帶入已知的數(shù)據(jù)，則 324iFDV335362.06.124mVF筒體每米高容積 帶入相關(guān)數(shù)據(jù)，則 214iDV310106.2mV則筒體高度估算為 H=mmVVVF18720106.25362.03.41圓整后取得 H=18001.3.2 反應(yīng)釜體長徑比 L/Di 復(fù)核反應(yīng)釜體長度 L=H+h+ih31其中：H 為筒體 h 為標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭直變長 為橢圓深度ih L=1800+25+400= 1958mm31圓整后 L= 2000 mm長徑比復(fù)核 25.116002000iDL與所選用的長徑比基本相符。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專

9、心-專注-專業(yè)1.4 反應(yīng)釜筒體壁厚設(shè)計反應(yīng)釜筒體壁厚設(shè)計 內(nèi)壓容器的壁厚計算公式為 CticPDP2代入數(shù)據(jù)得 29.138.21170216008.2設(shè)計厚度 =13.29+1.0=14.29 2Ce名義厚度 （圓整量） = 14.29 + 1 + = 15.29+ 1Cen圓整后取 = 16n筒體的壁厚和封頭的相同所以選 = 16n第二章第二章 反應(yīng)釜夾套的設(shè)計反應(yīng)釜夾套的設(shè)計2.1 夾套釜體夾套釜體 DN、PN 的確定的確定2.1.1 夾套釜體 DN 的確定夾套直徑與筒體直徑的關(guān)系Di500600700180020003000DjDi+50Di+100Di+200（參閱文獻(xiàn)【3】表 1

10、83） 1700100 ijDD2.1.2 夾套釜體 PN 的確定由設(shè)計要求知夾套內(nèi)部壓力為 2.0MPa，因此夾套釜體 PN=2.0MPa精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)2.2 夾套筒體的設(shè)計夾套筒體的設(shè)計2.2.1 設(shè)計參數(shù)的確定 Pc=2.0MPa =1（雙面焊接，100 無損傷探傷） mm mm 查11C12C表得到 16MnR 的 MPa1562502.2.2 夾套筒體壁厚的設(shè)計內(nèi)壓薄壁圓通的厚度設(shè)計可由公式 ctiCPDP2代入數(shù)據(jù)mm97.100.21156217000.2設(shè)計厚度mm97.11197.102Ce名義厚度 =11.97+1=12.97 mm1Cen圓整后

11、名義厚度mm14n2.2.3 夾套筒體長度橢圓形封頭的容積 324iFDV 代入數(shù)據(jù) =0. 37.124FV3m筒體每米高容積 214iDV代入數(shù)據(jù)2. 1V3m則夾套筒體高度估算為m8621.02698.26432.06.21VVVHFni圓整后 =1000mm iH2.3 夾套封頭的設(shè)計夾套封頭的設(shè)計2.3.1 封頭的選型根據(jù)設(shè)計要求可選用橢圓形封頭，類型是 EHA 精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)2.3.2 設(shè)計參數(shù)的確定Pc=2.0MPa =1（雙面焊接，100無損探傷） 11C 12C在 250時 16MnR 的 MPat1562.3.3 夾套封頭壁厚的設(shè)計將已知參數(shù)代入

12、公式 mm93.100.25.01156217000.25.02ctjcPDP mm93.1221CCn圓整后 14n2.4 對筒體和封頭進(jìn)行強(qiáng)度校核對筒體和封頭進(jìn)行強(qiáng)度校核根據(jù)參考文獻(xiàn)【1】附表 9-1 得到：常溫下=170MPa 在操作溫度下（250）=156MPa 在操作時夾套的內(nèi)壓 P=2.0MPa 筒體的內(nèi)壓 tPc=2.8MPa =1 因為： P Pc 所以在進(jìn)行校核時筒體應(yīng)該按照筒體的內(nèi)壓P=2.8MPa 進(jìn)行校核，夾套按照夾套的內(nèi)壓 p=2.0MPa 進(jìn)行校核。2.4.1 夾套（內(nèi)壓容器的試壓）：夾套（內(nèi)壓容器的試壓）：液壓：Pt=1.25 p=1.252.0 =2.72 t1

13、56170氣壓：Pt=1.15 p=1.152.0=2.51 t156170=142=12 e=345MPas 液壓：=194.03MPaTeeitDP212212170072.2精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè) 0.9=0.91345=310.5MPas因為 0.9，所以水壓試驗驗證強(qiáng)度足夠。Ts氣壓：=179.05MPaTeeitDP2122)121700(51.2 0.8=0.81345=276MPas因為 0.8， 所以氣壓實驗驗證強(qiáng)度足夠Ts2.4.2 筒體（內(nèi)壓容器的試壓）筒體（內(nèi)壓容器的試壓）液壓：Pt=1.25 p=1.252.8 =3.81 t156170氣壓：Pt

14、=1.15 p=1.152.8=3.51 t156170=162=14 e=345MPas 液壓：=219.62MPaTeeitDP214214160081.3 0.9=0.91345=310.5MPas因為 0.9，所以水壓試驗驗證強(qiáng)度足夠。Ts氣壓：=218.55MPaTeeitDP2172)172100(51. 3 0.8=0.81345=276MPas因為 0.8， 所以氣壓實驗驗證強(qiáng)度足夠Ts2.5 法蘭連接結(jié)構(gòu)的設(shè)計法蘭連接結(jié)構(gòu)的設(shè)計2.5.1 法法蘭蘭的的選選型型法蘭連接是由一對法蘭、數(shù)個螺栓和一個墊片（圈）所組成。法蘭在螺栓預(yù)緊力的作用下，把處于法蘭密封表面上的凹凸不平處填滿，

15、這樣就為阻止介精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)質(zhì)泄漏形成了初始密封條件。壓力容器法蘭從整體看有三種形式：甲型平焊法蘭；乙型平焊法蘭；長頸對焊法蘭。參閱文獻(xiàn)【2】表 10-1 及文獻(xiàn)【1】附表 14-1，根據(jù)它們的公稱直徑（即與法蘭配用的容器內(nèi)徑）和公稱壓力（可以理解為法蘭的實際壓力） ，選定法蘭類型為長頸對焊法蘭。其主要尺寸如下表。長頸對焊法蘭尺寸（長頸對焊法蘭尺寸（JB/T4701-2000)DD1D2D3D412HhR釜體1850178017291709170678422656418人孔61056552651651316262053512底座5605154764664631625

16、2003512所配螺栓所配螺栓螺柱規(guī)格螺柱數(shù)量釜 體M3668人 孔M2420底 座M20202.5.2 密封面選取容器法蘭密封面有三種形式：平面型密封面；凹凸型密封面；榫槽型密封面，因凹凸型、榫槽型密封面。對于平面型壓緊密封面，在 PN0.6MPa 的情況下，應(yīng)用最為廣泛。此外，當(dāng)釜體內(nèi)介質(zhì)有毒或易燃易爆時，不能采用，而氯乙烯單體是一種易燃、易爆且有毒的物質(zhì)。凹凸型密封面由一個凸面和一個凹面相配合組成，在凹面上放置墊片。其優(yōu)點(diǎn)便于對中，防止墊片被擠出，故可適用于壓力較高的場合。榫槽型密封面適用于易燃、易爆且有毒的介質(zhì)以及有較高壓力的場合，與本設(shè)計中的介質(zhì)性質(zhì)符合所以，密封面的型號選為榫槽型。

17、2.5.3 墊片尺寸墊片是構(gòu)成密封的重要元件，適當(dāng)?shù)膲|片變形和回彈能是形成密封的必要條件。最常用的墊片可分為非金屬墊片、金屬墊片以及非金屬混合制的墊片?？紤]到精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)操作介質(zhì)的有毒性、易燃性、易爆性，操作壓力 2.8MPa 溫度小于 200，參閱文獻(xiàn)【1】表 63。其主要尺寸如下圖：墊片的主要尺寸墊片的主要尺寸內(nèi)徑（d/mm）外徑（D/mm）寬（b/mm）厚度（/mm）釜體16001632163人孔450478143底座400428143第三章第三章 反應(yīng)釜傳動裝置反應(yīng)釜傳動裝置3.1.電動機(jī)的選型電動機(jī)的選型反應(yīng)釜的攪拌器是由傳動裝置來帶動。傳動裝置通常設(shè)置

18、在釜頂封頭的上端。攪拌設(shè)備選用電動機(jī)問題，主要是確定系列、功率、轉(zhuǎn)速以及安裝形式等幾項內(nèi)容。電動機(jī)功率必須滿足攪拌器運(yùn)轉(zhuǎn)功率與傳動系統(tǒng)、軸封系統(tǒng)功率損失的要求?？筛鶕?jù)化工設(shè)計指導(dǎo)書 165 頁公式計算。電機(jī)的功率按下式計算： NmNPn已知： ，選用 ，設(shè)計采用機(jī)械軸封。功率kwP8 . 296. 095. 095. 0消耗小，則 kwPm8 . 0kwPd58. 3式中 Pn-電機(jī)功率，kw N-攪拌功率，kw Nm-軸封系統(tǒng)的摩擦損失，kw -轉(zhuǎn)動系統(tǒng)的機(jī)械效率。 精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)由于反應(yīng)釜里的物料具有易燃性和易爆性，故選用 隔爆型三相異步電機(jī)。估計電動機(jī)的功率

19、Pd=3.58kw ，查閱文獻(xiàn)可選用機(jī)型號為 Y112M-2電動機(jī)的規(guī)格電動機(jī)的規(guī)格選取的型號選取的型號型號轉(zhuǎn)速（）minr功率(Kw)效率(%)質(zhì)量(kg)Y112M-22890485.5463.2 減速器的選型減速器的選型反應(yīng)釜的減速機(jī)動大部分與電動機(jī)配套使用，只在攪拌轉(zhuǎn)速很高時，才見到電動機(jī)不經(jīng)減速機(jī)而直接驅(qū)動攪拌軸。因此電動機(jī)的選用一般應(yīng)與減速機(jī)的選用互相配合考慮。攪拌傳動裝置單支點(diǎn)機(jī)架(HG2156695)標(biāo)準(zhǔn)的附錄中列有常用的“釜用傳動裝置、減速機(jī)型號以及技術(shù)參數(shù)”，可以根據(jù)機(jī)架公稱直徑和攪拌軸速來選擇減速機(jī)的型號。參考文獻(xiàn)【3】表 186，機(jī)架公稱直徑 DN=250mm，減速機(jī)選

20、用 LC100 兩級圓柱齒輪減速機(jī)。型號功率（Kw）馬力（HP）電流（A）轉(zhuǎn)速（r/min）效率(%)功率因數(shù)重量（Kg）Y80M1-20.7511.82825750.8417Y80M2-21.11.52.52825770.8618Y90S-21.523.42840780.8522Y90L-22.234.8284080.50.8627Y100L-2346.42880820.8734Y112M-245.58.2289085.50.8746精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)3.3 安裝底座的設(shè)計安裝底座的設(shè)計安裝底座的作用是安裝機(jī)架和密封箱體。安裝底座常用形式為 RS(上裝式無襯里圖面)和

21、 LRS(上裝式帶不銹鋼襯里圖面)。由于安裝底座的公稱直徑與凸緣法蘭相同，故在形式選取是應(yīng)該注意與凸緣法蘭的密封面相匹配。參閱文獻(xiàn)【2】表 1830，安裝底座的主要尺寸如下表安裝底座尺寸安裝底座尺寸/mm公稱直徑DN（mm）外徑D（mm）螺柱中心圓直徑K（mm）凹底直徑D3(mm)形式代號400565515415LRS3.4 機(jī)架的設(shè)計機(jī)架的設(shè)計反應(yīng)釜立式傳動裝置是通過機(jī)架安裝在反應(yīng)釜封頭的底座或安裝底蓋上的，機(jī)架上端要求減速機(jī)裝配，下端則與底座或底蓋裝配。由于反應(yīng)釜傳來的軸向力不大，減速機(jī)輸出軸使用了帶短節(jié)的夾克聯(lián)軸節(jié)，且反應(yīng)釜使用不帶內(nèi)置軸承的機(jī)械密封，參閱文獻(xiàn)【3】表 187，故選用 A

22、 型單支點(diǎn)機(jī)架（HG95）由攪拌軸的直徑 d=50mm 可知，機(jī)架的公稱直徑DN=250mm，尺寸如下圖：D1（mm）D2（mm）D3（mm）D4（mm）D5（mm）（-nmm）H（mm）H1（mm）質(zhì)量（kg）2903503954254552212750288833.5 聯(lián)軸器的型式及尺寸的設(shè)計聯(lián)軸器的型式及尺寸的設(shè)計3.5.1 聯(lián)軸器型式的確定聯(lián)軸器型式的確定精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)由于選用 LC100 兩級圓柱齒輪減速機(jī)，所以聯(lián)軸器的型式選用立式夾殼聯(lián)軸節(jié)（D 型） 。標(biāo)記為：DN 50 HG5-21365，結(jié)構(gòu)如圖。由文獻(xiàn)分別確定聯(lián)軸節(jié)的尺寸和零件及材料，尺寸如表，零

23、件及材料如表。由于聯(lián)軸節(jié)軸孔直徑DN=50mm，因此攪拌軸的直徑 d 調(diào)整至 50mm。3.5.2 聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)及尺寸聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)及尺寸立式夾殼聯(lián)軸節(jié)夾殼；2-懸吊環(huán)；3-墊圈；4-螺母；5-螺栓查文獻(xiàn) 4 填下表夾殼聯(lián)軸節(jié)的尺寸夾殼聯(lián)軸節(jié)的尺寸螺栓D1d2d3dL1l2l3l數(shù)量規(guī)格135624290190348366M124l5l6l7lbfR軸孔直徑DN509457010018160.60.43.5.3 聯(lián)軸節(jié)的零件及材料聯(lián)軸節(jié)的零件及材料夾殼聯(lián)軸節(jié)的零件及材料夾殼聯(lián)軸節(jié)的零件及材料件號名 稱材 料件 號名 稱材 料1左、右ZG-1Cr18Ni9Ti(GB2100)4螺 母0Cr18Ni

24、9Ti(GB/T 精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)夾殼6170)2吊 環(huán)0Cr18Ni9Ti(GB4385 )5螺 栓A2-70(GB/T 5782)3墊 圈A-140(GB/T 97.2) 第四章第四章 攪拌裝置的選型與尺寸設(shè)計攪拌裝置的選型與尺寸設(shè)計4.1 反應(yīng)釜的攪拌裝置反應(yīng)釜的攪拌裝置在反應(yīng)釜中，為增加反應(yīng)速率、強(qiáng)化傳質(zhì)或傳熱效果以及加強(qiáng)混合等作用，常常裝設(shè)攪拌裝置。攪拌裝置由攪拌器與攪拌軸組成，攪拌器形式很多，通常由工藝確定。攪拌軸可用實心或空心直軸，碳鋼材料選用 16MnR 鋼，有防腐或污染要求的場合，應(yīng)采用不銹耐酸鋼。4.2 攪拌器的設(shè)計攪拌器的設(shè)計攪拌器又稱攪拌槳或葉

25、輪。它的功能是提供工藝過程所需的能量和適宜的流動狀態(tài)，以達(dá)到攪拌的目的。攪拌器的型式主要有：槳式、推進(jìn)式、框式、渦輪式、螺桿式和螺帶式。根據(jù)任務(wù)說明書要求，并參閱【3】表 18-5，選取攪拌器，其參數(shù)如下表攪拌器主要參數(shù)攪拌器主要參數(shù)型式直徑 Dj（mm）葉寬（mm）轉(zhuǎn)速（r/min)直葉80012085Di=0.5DN=0.51600=800 b=0.15Di=0.15800=180攪拌槳的攪拌效果和攪拌效率與其在釜體的位置和液柱的高度有關(guān)。攪拌槳浸入液體內(nèi)的最佳深度為下封頭與圓筒交界處。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)由所選封頭可知，攪拌槳高度為 400 mm。4.3 攪拌軸直徑

26、的初步計算攪拌軸直徑的初步計算4.3.1 攪拌軸的直徑的計算 軸的強(qiáng)度計算應(yīng)根據(jù)軸的承載情況，采用相應(yīng)的計算方法。對于只傳遞扭矩的圓截面，其強(qiáng)度條件為 362.01055.9dnPWT其中，式中軸的扭剪應(yīng)力，MPa；T扭距，Nmm；抗扭截面模量，；對圓截面軸，=/160.2；W3mmW3d3dP軸所傳遞的功率，KW；n軸的轉(zhuǎn)速，r/min；d軸的直徑，mm；軸的材料的許用應(yīng)力，MPa。 對于既傳遞扭矩又承受彎矩的軸，也可采用上式初步估算軸的直徑；但應(yīng)將軸的許用剪應(yīng)力適當(dāng)降低，以彌補(bǔ)彎矩對軸的影響。將降低后的許用應(yīng)力代入上式，可得如下設(shè)計公式 mmnPAnPd3362 . 0/1055. 9A

27、是由軸的材料和承載情況確定的系數(shù)。查閱參考文獻(xiàn)【3】第十一章 235 頁， 得 A=118，所以 d=118=37.8mm。3858 . 2根據(jù)安裝軸上零件及其他結(jié)構(gòu)上的要求，軸徑還需要適當(dāng)增加 5%15%，通常得增加 24mm 的腐蝕裕量。所以 d=37.8 1.15+4=47.47mm圓整得 50mm。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)軸的材料：16MnR4.3.2 攪拌軸剛度校核電動機(jī)功率 P=4.0KW，攪拌軸的轉(zhuǎn)速 n=85r/min，材料為 45 鋼，=40MPa，剪切彈性模量 G=8MPa,許用單位扭轉(zhuǎn)角=/m。 410 00 . 1由 Tmax=9.55（Nmm)7.3

28、37164858.2106得3maxmax10180GJTmm/0.1/9433.018401.087.3337164004max所以圓軸的剛度足夠。4.4 攪拌軸長度設(shè)計攪拌軸長度設(shè)計根據(jù)所選聯(lián)軸器，傳動軸伸入釜體長度 L1=350mm， （參考文獻(xiàn)【2】P470，表 1837）可知 L=H-L1-L2，其中 H 為釜體高度，L2 為槳葉距釜底距離。封頭的深度為 400mm。H=400+1800+400=2600mm.槳葉距釜底距離 L2 的確定：L2=400mm所以，攪拌軸長度 L=2600-350-400=1950mm傳動軸軸徑傳動軸軸徑 d（mm）伸入釜體長度伸入釜體長度 L1(mm)

29、50350 精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)第五章第五章 反應(yīng)釜的軸封裝置反應(yīng)釜的軸封裝置 解決化工設(shè)備的跑、冒、滴、漏問題，特別是防止有毒、易燃介質(zhì)的泄露，是一個很重要的問題。因此在反應(yīng)釜設(shè)計過程中選擇合理的密封裝置是很重要的。 密封裝置按照密封面間有無相對運(yùn)動，可區(qū)分為靜密封和動密封兩大類型。靜止的反應(yīng)釜封頭和轉(zhuǎn)動的攪拌軸之間存在相對運(yùn)動，為防止介質(zhì)的泄露也必須采用密封裝置，成為攪拌軸密封裝置，或簡稱“軸封”。 在反應(yīng)釜中使用的軸封裝置主要是填料箱密封和機(jī)械密封兩種。填料箱密封 填料箱密封結(jié)構(gòu)簡單，填料裝拆方便，但使用壽命較短，盡管大多數(shù)填料是非金屬的并有潤滑劑，軸旋轉(zhuǎn)時軸和填料

30、間的摩擦和磨損是不可避免的，因而總有微量的泄露。機(jī)械密封 機(jī)械密封又稱端面密封。機(jī)械密封系指兩塊環(huán)形密封元件，在其光潔而平直的端面上，依靠介質(zhì)壓力或彈簧力的作用，在互相貼合的情況下相對轉(zhuǎn)動，從而構(gòu)成了密封結(jié)構(gòu)。 機(jī)械密封是一種功能耗小、泄露率低、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)備軸封轉(zhuǎn)軸的選取。在本設(shè)計中，釜內(nèi)介質(zhì)為氯化烯，考慮到乙烯有毒且易燃、易爆，一旦泄露出將對人身安全及生產(chǎn)安全構(gòu)成威脅，為避免生產(chǎn)事故的發(fā)生，合理的選取軸封裝置至關(guān)重要。比較填料箱密封和機(jī)械密封的特點(diǎn)，權(quán)衡各影響因素，最終選定軸封裝置為機(jī)械密封。精選

31、優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)填料箱密封和機(jī)械密封的比較填料箱密封和機(jī)械密封的比較比較項目填料箱密封機(jī)械密封泄漏量180450mL/h一般平均泄露量為填料箱密封的1%摩擦功損失機(jī)械密封為填料箱密封的 10%-50%軸磨損有磨損，用久后軸要換幾無損失維護(hù)及壽命需要經(jīng)常維護(hù)，更換填料，個別情況 8 小時（每班）更換一次壽命 0.51 年或更長，很少需要維護(hù)高參數(shù)高壓、高溫、高真空、高轉(zhuǎn)速、大直徑密封很難解決可以加工及安裝加工要求一段，填料更換方便動環(huán)、靜環(huán)表面光潔程度及平面要求高，不易加工，成本高；裝拆不便對材料要求一般動環(huán)、靜環(huán)要求較高減摩性能 機(jī)械密封型號：59B 型適用范圍:壓力：0

32、 5MPa溫度：-50 250轉(zhuǎn)速：5000r/min介質(zhì)：油、水、有機(jī)溶劑及其他弱腐蝕性溶劑。形式特點(diǎn)：59B 型密封是平衡型多彈簧結(jié)構(gòu)、軸向尺寸小、密封端面受壓平均。采用由聚四氟乙烯或柔性精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)石墨制作的契形環(huán)做輔助密封圈，結(jié)構(gòu)緊湊，密封可靠。第六章第六章 反應(yīng)釜的其它附件反應(yīng)釜的其它附件6.1 人孔的設(shè)計人孔的設(shè)計6.1.1 人孔的選取人孔的設(shè)置是為了安裝，拆卸，清洗和檢修設(shè)備內(nèi)部的裝置，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形兩種。圓形孔制造方便，應(yīng)用較廣泛。人孔的大小及位置應(yīng)以人進(jìn)出設(shè)備方便為原則，對于反應(yīng)釜，還要考慮

33、攪拌器的尺寸，以便攪拌軸及攪拌器能通過人孔放入筒體內(nèi)，參閱文獻(xiàn)【2】表 112 其主要尺寸如下表：人孔類型公稱壓力公稱直徑DwSDD1d帶頸對焊法蘭人孔4.045048014685610448開孔位于以橢圓封頭為中心 80%封頭內(nèi)直徑的范圍內(nèi)6.1.2 人孔補(bǔ)強(qiáng)的計算計算所需要的最小補(bǔ)強(qiáng)面積 A對內(nèi)壓圓筒或球殼 mm)1 (2retfdA4582tiCdd mm 1 . 45 . 021cticPDkPK1=0.57， （參閱文獻(xiàn)【1】表 53） 則 A=1877.8mm1rf計算有效補(bǔ)強(qiáng)范圍 補(bǔ)強(qiáng)有效寬度 B= 2d=916 mm22,2maxntndd d+2 則 B=916mm55630

34、21924582ntn補(bǔ)強(qiáng)的有效高度 ，外側(cè)的有效高度1h =min，接管實際外伸高度 =117 則 =117mm1hntdntd1h精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè) 有效高度 =min,接管實際內(nèi)伸高度 =02hntd2h計算補(bǔ)強(qiáng)范圍內(nèi)多余的補(bǔ)強(qiáng)面積 有效補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)殼內(nèi)有效厚度減去計算厚度之外的多余面積1A 則 mm)1)(2)(1reetefdBA2 .59081A有效補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)殼內(nèi)有效厚度減去計算厚度之外的多余面積2A rtetrtetfChfhA)(2)(22212 mm15. 48 . 215628 . 24582ctcitppdmm9 .55800)15. 428(11722

35、A有效補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)焊接縫金屬的截面積 3A23A判斷是否需要補(bǔ)強(qiáng)由于,則開孔不需另行補(bǔ)強(qiáng)AAAAAe3216.2 視鏡的選取視鏡的選取視鏡是用來觀察設(shè)備內(nèi)部情況的，由容器制造廠（按 HGJ501-86） ，有的則可直接外購（HG 21605- 95）該反應(yīng)主要反應(yīng)形式為氣液混合態(tài)反應(yīng)，在反應(yīng)結(jié)束后聚氯乙烯會形成液體在釜底，因此有必要安裝視鏡，觀察內(nèi)部的反應(yīng)情況。6.2.1 視鏡的結(jié)構(gòu)由于釜內(nèi)介質(zhì)壓力 Pw=2.8MPa，DN=2000mm，反應(yīng)釜內(nèi)密封不透光，故本設(shè)計選用防爆帶燈視鏡精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)6.2.2 視鏡的相關(guān)參數(shù)視鏡的尺寸視鏡的尺寸公稱直徑公稱壓力DD1bH(

36、)防爆n*d1156.0200165402208*M16視鏡的材料視鏡的材料件號名稱數(shù)量材料1視鏡玻璃1鋼化硼硅玻（HGJ501-86)2襯墊2石棉橡膠（GB3985-83)3接緣11Cr18Ni9Ti4緊壓環(huán)1Pg16Q235-C5雙頭螺柱8356螺母16256.3 工藝管及法蘭的選取工藝管及法蘭的選取6.3.1 工藝管選取的規(guī)格精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)反應(yīng)釜上工藝管口，包括溫度計口、壓力計口、進(jìn)料口、出料口及其他儀表管口等，其結(jié)構(gòu)和容器上的管口基本相同。管口的管徑及分布部位置由工藝要求決定。A：進(jìn)料管口，有固定式和可拆式兩種接管伸進(jìn)設(shè)備內(nèi)，可避免物料沿釜體內(nèi)壁流動，以減少

37、物料對釜壁的局部磨損與腐蝕。管一般制成 45 斜口，以避免噴灑現(xiàn)象。對于易磨損、易堵塞的物料，宜采用可拆式管口，以便清洗和檢修?？紤]到氯乙烯對管壁具有腐蝕性，所以在設(shè)計中采用檢修和更換方便的可拆式進(jìn)料管口。B:出料管口，有上出料管口和下出料管口等形式。當(dāng)反應(yīng)釜內(nèi)液體物料需要輸送到位置更高或者與它并列的另一設(shè)備中去時，可采用壓料管裝置，利用壓縮空氣或惰性氣體的壓力，將物料壓出。壓料管一般做成可拆式，釜體上的管口大小要保證壓料管能順利取出。為防止壓料管在釜體內(nèi)因攪拌的影響而晃動，除使其基本與釜體貼合外，并以管卡或擋板固定。在本設(shè)計中，物料無需輸送到更高的位置或者與它并列的另外設(shè)備中去。所以采用下出

38、料管口形式。6.3.2 管道法蘭選取的規(guī)格尺寸查文獻(xiàn)2填下表接管名稱公稱接管連接尺寸法蘭密封法蘭墊片尺寸(mm)接管名稱密封面型式外徑OD內(nèi)徑id厚度墊片材質(zhì)工藝物料進(jìn)口RF2101102耐油石棉橡膠板加熱蒸汽進(jìn)口RF200912耐油石棉橡膠板溫度計接口RF160772耐油石棉橡膠板放料口RF2101102耐油石棉橡膠板加熱蒸汽出口RF200912耐油石棉橡膠板精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)直徑DN外徑ADKdLnTh厚度C面厚度f內(nèi)徑B工藝物料進(jìn)口1001082101708818416M16259加熱蒸汽進(jìn)口50891401608818416M16259溫度計接口65761601

39、3011814412M16278放料口100108210170144184 M16182110加熱蒸汽出口50891401608818416M162596.4 溫度計的選型溫度計的選型溫度計的型號溫度計的型號6.5 液面計的設(shè)計及選型液面計的設(shè)計及選型考慮到反應(yīng)結(jié)束后，容器內(nèi)的聚氯乙烯會以液體存在，因此在容器上設(shè)置液位計，在液位計的選擇，需要考慮液面計需要承受的壓力，工作溫度等條件，綜合各種條件，選擇出最符合條件的液面計。我們設(shè)計的反應(yīng)釜的設(shè)計壓力為 2.8兆帕，工作溫度最高為 200 度，因此確定使用反射式玻璃板液面計。內(nèi)容反射式玻璃管液面計標(biāo)準(zhǔn)號HG 21590- 95檢測元件名稱分度號測

40、量范圍鎳鉻-鎳硅熱電偶K負(fù) 50 到 1000鎳鉻-銅鎳熱電偶E負(fù) 40 到 800鐵-銅鎳熱電偶J負(fù) 40 到 700銅-銅鎳熱電偶T負(fù) 400 到 300精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)法蘭形式及代號B 型：長頸對焊凸面法蘭（HG 20595- 97）液面計型號R 型公稱壓力PN4.0使用溫度0250材料代號不銹鋼（鍛鋼 1Cr18Ni9Ti）結(jié)構(gòu)形式普通型6.6 支座的支座的設(shè)計及選型設(shè)計及選型 公稱直徑 DNMm1m 高的容積 Vm1m 厚度為 16mm 鋼板質(zhì)量 kg16002.017638 （1）筒體質(zhì)量： DN=1600mm，n=16mm，每米質(zhì)量 638Kg，Q1=kg4 .11486388 . 1公稱直徑曲面高度直邊高度容積厚度質(zhì)量1600400250.58616362 （2）筒體封頭質(zhì)量 ：DN=1600mm, n=16mm 的橢圓形封頭質(zhì)量Q2=724Kg 3622（3）介質(zhì)質(zhì)量：介質(zhì)密度 為 910，容積 2.6m3，則質(zhì)量為Q3= Kg23669106.2（4）夾套筒體質(zhì)量： DN=1700mm，n=14mm，則Q4=1592=592Kg（5）夾套封頭質(zhì)量： DN=1700mm，n=14mm 的橢圓封頭質(zhì)量為Q5=365Kg（6）其他：視鏡約 6.4Kg，電機(jī)約 46Kg，釜體法蘭 146.5Kg 精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)