立式多噴嘴水噴射真空泵設(shè)改過(guò)

1、學(xué)校代碼10904 學(xué) 士 學(xué) 位 論 文立式多噴嘴水噴射真空泵設(shè)計(jì)姓 名：辛楊楊學(xué) 號(hào)：201215110224指導(dǎo)教師：付玲學(xué) 院：機(jī)電工程學(xué)院專(zhuān) 業(yè)：過(guò)程裝備與控制工程完成日期：2016年4月30日 學(xué) 士 學(xué) 位 論 文立式多噴嘴水噴射真空泵設(shè)計(jì)姓 名：辛楊楊學(xué) 號(hào)：201215110224指導(dǎo)教師：付玲學(xué) 院：機(jī)電工程學(xué)院專(zhuān) 業(yè)：過(guò)程裝備與控制工程完成日期：2016年4月30日摘 要隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和科技的迅速發(fā)展，實(shí)用型的設(shè)計(jì)更是我們迫切解決的問(wèn)題。本畢業(yè)設(shè)計(jì)正是我們理論聯(lián)系實(shí)際，作出的關(guān)于立式多噴嘴水噴射真空泵的設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)根據(jù)真空泵的設(shè)計(jì)參數(shù)，完成了對(duì)真空泵主要元件的強(qiáng)度，剛度，穩(wěn)

2、定性的計(jì)算和設(shè)計(jì)及附件進(jìn)行了選型，并對(duì)真空泵的質(zhì)量進(jìn)行了檢驗(yàn)和對(duì)焊縫進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。對(duì)真空泵的附件進(jìn)行了選型，以及對(duì)真空泵質(zhì)量檢驗(yàn)方法使用和進(jìn)行焊縫的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。最后提供了真空泵的裝配圖和水室部件圖。水噴射泵具有一定壓力的工作介質(zhì)水，通過(guò)噴嘴向吸入室高速?lài)姵?，將水的壓力能變?yōu)閯?dòng)能，形成高速射流；吸入室中的氣體被高速射流強(qiáng)制攜帶與之混合，形成氣液混合流，進(jìn)入擴(kuò)壓器，從而使吸入室壓力降低，形成真空，在擴(kuò)壓器的擴(kuò)張段內(nèi)，混合射流的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ埽俣冉档蛪毫ι?，氣體被進(jìn)一步壓縮，與水一起排出泵外，在水箱中氣水分離，氣體釋放入大氣，水由水泵循環(huán)再利用，周而復(fù)始達(dá)到抽真空的目的1。關(guān)鍵詞： 立式多噴嘴

3、水噴射真空泵、強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性、質(zhì)量。 Abstract With the rapid development of China's economy and technology, the practical design is our urgent problem. This graduation project is our theory with practice, made on the vertical multi nozzle water jet vacuum pump design. This design according to the design paramet

4、ers of the vacuum pump, vacuum pump main components of the strength, stiffness, stability calculation and design and accessories selection, and the quality of the vacuum pump for the test and on the weld of structure design. The selection of vacuum pump accessories, as well as the use of vacuum pump

5、 quality inspection methods and the structure design of the welding seam. In the end, the assembly drawing and the water chamber component of the vacuum pump are provided. Water jet pump working medium water with certain pressure, through the nozzle to the suction chamber is ejected at a high speed,

6、 water pressure can change into kinetic energy, thus forming a high-speed jet; inhalation of the gas chamber is high-speed jet is forced to bring mixed with, the formation of gas-liquid mixed flow, into the diffuser, so that the suction chamber pressure decreased, forming a vacuum, in the diffuser e

7、xpand section, the jet mixing kinetic energy into pressure energy, decreased rate of pressure rise, gas is further compressed, together with the water discharged from the pump outside, in the water tank of gas water separation, gas release into the atmosphere and water from the pump circulation wate

8、r reuse cycle to vacuum.Key words: vertical multi nozzle water jet vacuum pump, strength, stiffness, stability, quality. 目錄第一章 水室的設(shè)計(jì)11.1 水室筒體的設(shè)計(jì)11.1.1 設(shè)計(jì)參數(shù)的確定11.1.2筒體壁厚的剛度計(jì)算21.2筒體法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)21.2.1法蘭的設(shè)計(jì)及密封面的選型21.2.2 墊片的設(shè)計(jì)及螺栓、螺母、墊圈的設(shè)計(jì)21.3 進(jìn)液管的設(shè)計(jì)31.3.1 進(jìn)液管直徑的設(shè)計(jì)31.3.2進(jìn)液管長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)及裝配尺寸41.4筒體長(zhǎng)度的確定41.5壓力表接管設(shè)計(jì)41.

9、6水室的部件圖5第二章 平板封頭的設(shè)計(jì)62.1平板封頭的強(qiáng)度計(jì)算62.1.1設(shè)計(jì)參數(shù)的確定62.1.2 平板封頭壁厚的設(shè)計(jì)6第三章 噴板的設(shè)計(jì)83.1 噴嘴孔在噴板上的布置83.2 噴板的穩(wěn)定性計(jì)算93.2.1 設(shè)計(jì)外壓的確定93.2.2 穩(wěn)定性計(jì)算9第四章 真空室的設(shè)計(jì)114.1 真空室的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)124.1.1圓筒的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)12一、進(jìn)氣管直徑的確定12二、圓筒長(zhǎng)度的確定124.1.2圓錐殼的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)134.2 真空室的穩(wěn)定性計(jì)算134.2.1設(shè)計(jì)外壓的確定134.2.2筒體壁厚的設(shè)計(jì)13試差法134.2.3 圓錐殼壁厚的設(shè)計(jì)144.3 真空室的法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)154.3.1外壓圓筒的法蘭聯(lián)接

10、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)154.3.2外壓圓錐殼的法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)15一、管法蘭的設(shè)計(jì)及密封面的選型15二、墊片的設(shè)計(jì)及螺栓、螺母的設(shè)計(jì)164.4 真空室的部件圖16第五章 噴嘴的設(shè)計(jì)185.1噴嘴的設(shè)計(jì)185.2防旋裝置的設(shè)計(jì)18第六章 喉管、尾管的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)206.1 喉管的設(shè)計(jì)206.2 尾管的設(shè)計(jì)20第七章 支座的設(shè)計(jì)217.1 設(shè)備工作時(shí)總質(zhì)量的估算217.1.1設(shè)備金屬的質(zhì)量的估算21（一）水室的金屬質(zhì)量21（二）真空室的金屬質(zhì)量21（三）噴板及噴嘴的金屬質(zhì)量22（四）尾管的金屬質(zhì)量22（五）附件的金屬質(zhì)量227.1.2操作介質(zhì)的質(zhì)量（）的估算237.2支座的選型及尺寸設(shè)計(jì)237.2.1支座的選型2

11、37.2.2支座的尺寸設(shè)計(jì)23第八章 開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計(jì)計(jì)算258.1 水室開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計(jì)計(jì)算258.1.1水室的筒體開(kāi)孔后被削弱的金屬面積的計(jì)算258.1.2 有效補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)起補(bǔ)強(qiáng)作用的面積計(jì)算25一、筒體起補(bǔ)強(qiáng)作用金屬面積的計(jì)算25二、接管起補(bǔ)強(qiáng)作用金屬面積的計(jì)算26三、焊縫起補(bǔ)強(qiáng)作用金屬面積的計(jì)算268.1.3 補(bǔ)強(qiáng)面積的的確定268.2真空室開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計(jì)計(jì)算268.2.1真空室的筒體開(kāi)孔后被削弱的金屬面積的計(jì)算278.2.2 有效補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)起補(bǔ)強(qiáng)作用的面積計(jì)算27一、筒體起補(bǔ)強(qiáng)作用金屬面積的計(jì)算27二、接管起補(bǔ)強(qiáng)作用金屬面積的計(jì)算27三、焊縫起補(bǔ)強(qiáng)作用金屬面積的計(jì)算288.2.3 補(bǔ)強(qiáng)面積的

12、的確定28附錄291技術(shù)特性表292接管表293技術(shù)要求294標(biāo)題欄及明細(xì)表305 部件圖31參 考 文 獻(xiàn)34致謝35立式多噴嘴水噴射真空泵設(shè)計(jì)第一章 水室的設(shè)計(jì) 1-法蘭；2-筒體；3-儀表接管；4-進(jìn)液管 圖1-1 水室的結(jié)構(gòu)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(gè)噴嘴。由條件設(shè)計(jì)單中可知水室的工作壓力為，屬低壓設(shè)備；操作介質(zhì)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，法蘭材料選用16Mn，其基本結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。1.1 水室筒體的設(shè)計(jì)1.1.1 設(shè)計(jì)參數(shù)的確定設(shè)計(jì)壓力： 1.1，取1.1=1.1×0.35液體靜壓： 按筒高近似為

13、 估算= 0.01，=0.01/(1.1×0.35) = 0.026 < 5%，故可以忽略。計(jì)算壓力： = = 1.1×0.35設(shè)計(jì)溫度： 25+15=40焊縫系數(shù)： （單面焊透，局部無(wú)損探傷）鋼板負(fù)偏差： 0.25（GB6654-96）腐蝕裕量： 111.1.2筒體壁厚的剛度計(jì)算對(duì)于Q235-B制容器，當(dāng)3800 ，且3mm2/1000，另加，并圓整至。故：考慮到加工的要求，取。 圖1-2 法蘭的結(jié)構(gòu)與尺寸1.2筒體法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)1.2.1法蘭的設(shè)計(jì)及密封面的選型根據(jù)法蘭的DN=500、PN=0.6查表可知2：法蘭的類(lèi)型為甲型平焊法蘭；密封面的型式為平面，結(jié)構(gòu)及

14、尺寸如圖1-2。法蘭標(biāo)記： 法蘭 500-0.6 JG/T4701-2002。 材 料： 16Mn螺栓規(guī)格： 16螺栓數(shù)量： 20法蘭數(shù)量： 31.2.2 墊片的設(shè)計(jì)及螺栓、螺母、墊圈的設(shè)計(jì)根據(jù)密封的介質(zhì)為水，操作溫度為25，操作壓力為0.35，由墊片選用表可知：選用橡膠墊片，材料為橡膠板（GB/T3985）。墊片的尺寸如圖1-3。墊片標(biāo)記：HG20606 墊片 FF 500-0.6 XB350 圖1-3 墊片的尺寸 本設(shè)計(jì)選用六角頭螺栓（A級(jí)、GB/T5780-2000）、型六角螺母（A級(jí)、GB/T41-2000）、平墊圈（100HV、GB/T 95-2002）3螺栓長(zhǎng)度的計(jì)算：螺栓的長(zhǎng)度由

15、法蘭的厚度（）、平板封頭的厚度()、墊片的厚度（）、螺母的厚度（）、墊圈厚度（）、螺栓伸出長(zhǎng)度(0.30.5)確定。其中=30、=18、=3、=14.8、3、螺栓伸出長(zhǎng)度取=0.4×18。與平板封頭聯(lián)接的螺栓長(zhǎng)度為：取長(zhǎng)度。螺栓標(biāo)記： 螺栓GB/T5780-2000 M16×80 材 料： Q235-A螺母標(biāo)記： 螺母GB/T41-2000 M16×2材 料： Q235-A墊圈標(biāo)記： 墊圈GB/T 952002 -16-100 HV 1.3 進(jìn)液管的設(shè)計(jì)1.3.1 進(jìn)液管直徑的設(shè)計(jì)取進(jìn)液管液體流速 由得：根據(jù)得：由查鋼管標(biāo)準(zhǔn)可知：進(jìn)液管，外徑、壁厚。開(kāi)孔直徑<

16、;，滿足開(kāi)孔最大直徑的要求。1.3.2進(jìn)液管長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)及裝配尺寸 設(shè)備外部沒(méi)有保溫層，由DN=200查表可知，進(jìn)液管長(zhǎng)度?。哼M(jìn)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(jì)算：其中：筒體半徑，取250mm；筒體壁厚，取5mm；接管外徑，取219mm。，取。1.4筒體長(zhǎng)度的確定筒體的長(zhǎng)度H：其中：筒體半徑，取250mm；筒體壁厚，取5mm；進(jìn)水管外徑，取219mm。取H = 415mm。1.5壓力表接管設(shè)計(jì)由條件設(shè)計(jì)單可知接管的DN=20，規(guī)格為25×3。接管的長(zhǎng)度。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：筒體半徑，取250mm；筒體壁厚，取6mm；接

17、管外徑，取25mm。，取。1.6水室的部件圖水室的部件圖見(jiàn)圖1-4。 圖1-4 水室部件圖第二章 平板封頭的設(shè)計(jì)平板封頭與水室的上法蘭采用法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)，聯(lián)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內(nèi)，以防止水外溢，同時(shí)可防止空氣中的雜質(zhì)進(jìn)入水室堵塞噴嘴。42.1平板封頭的強(qiáng)度計(jì)算 由于操作介質(zhì)為水，工作溫度為，故材料選用Q235-B。2.1.1設(shè)計(jì)參數(shù)的確定設(shè)計(jì)壓力： =1.1×0.35計(jì)算壓力： =1.1×0.35設(shè)計(jì)溫度： 焊縫系數(shù)： (整板加工)鋼板負(fù)偏差：腐蝕裕度： 2.1.2 平板封頭壁厚的設(shè)計(jì)平板封頭的壁厚公式為：其中： 計(jì)算直徑，取墊片的中徑，即=

18、503+（539-503）/2=521 mm； 板邊結(jié)構(gòu)特征系數(shù)，取0.3。設(shè)封頭的壁厚為，由、Q235-B、查鋼板的許用應(yīng)力表可知。由公式 得：圓整，因?yàn)?gt;，所以假設(shè)不合理，故需重新假設(shè)。設(shè)封頭的壁厚為，由、Q235B、查鋼板的許用應(yīng)力表可知。由公式 得：圓整，因?yàn)?，所以假設(shè)合理，故封頭的壁厚為。第三章 噴板的設(shè)計(jì)3.1 噴嘴孔在噴板上的布置由設(shè)計(jì)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(shí)，為防止噴嘴與水室內(nèi)壁出現(xiàn)干涉，噴板的球面部分在水平方向的投影徑取，噴嘴孔在480mm的范圍內(nèi)進(jìn)行布置，噴嘴孔的個(gè)數(shù)及布置如 圖3

19、-1。噴嘴孔數(shù)量為21，噴嘴孔中心線距離為85mm。噴嘴出口內(nèi)徑取，面積比：則喉管的直徑為：，5 圖3-1 噴嘴孔在噴板上的布置3.2 噴板的穩(wěn)定性計(jì)算3.2.1 設(shè)計(jì)外壓的確定噴板的設(shè)計(jì)外壓取其在工作過(guò)程中可能產(chǎn)生的最大壓差，取設(shè)計(jì)外壓：。3.2.2 穩(wěn)定性計(jì)算假設(shè)噴板的壁厚為，。由噴板的當(dāng)量半徑和，計(jì)算出。用 =0.125 計(jì)算出系數(shù)值，。在圖3-2的下方找到系數(shù)=0.00083值，由此做垂直線與150的溫度線相交，交點(diǎn)水平對(duì)應(yīng)的值系數(shù)約為100。許用外壓按下式計(jì)算： 因?yàn)? 所以假設(shè)壁厚為滿足穩(wěn)定性要求，但考慮到噴板上需要開(kāi)設(shè)21個(gè)最大直徑為的圓孔，會(huì)引起噴板的穩(wěn)定性下降，同時(shí)，在噴板上

20、安裝噴嘴后，若噴板壁厚較小，在水流的沖擊下，噴嘴會(huì)產(chǎn)生較大的擺動(dòng)，導(dǎo)致引射流體過(guò)早破碎，使抽氣量下降，一般噴板的壁厚取25-30mm。本設(shè)計(jì)取，噴板的結(jié)構(gòu)及尺寸如圖3-2。圖3-2 噴板的結(jié)構(gòu)與尺寸第四章 真空室的設(shè)計(jì)1-下法蘭；2-錐殼；3-進(jìn)氣管；4-上法蘭；5-圓筒；6-儀表接管；7-耳式支座圖4-1 真空室的結(jié)構(gòu)真空室主要由外壓圓筒、錐殼、進(jìn)氣管等構(gòu)成，基本結(jié)構(gòu)如圖4-1所示。其作用是當(dāng)引射流體水高速通過(guò)氣室時(shí)，會(huì)將水流周?chē)臍怏w以摩擦、撞擊、挾帶的方式帶出，在氣室內(nèi)將產(chǎn)生負(fù)壓。6由條件設(shè)計(jì)單中可知水室的工作壓力為，屬低壓設(shè)備；操作介質(zhì)為水，不具有污染性；操作溫度為室溫，因此，筒體和接

21、管材料均選用Q235-B，法蘭材料選用16Mn，其基本結(jié)構(gòu)如圖4-1所示。4.1 真空室的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)真空室由圓筒和圓錐殼兩部分構(gòu)成，總長(zhǎng)度取引射流體的長(zhǎng)度，引射流體的長(zhǎng)度為，取引射流體長(zhǎng)度，故總長(zhǎng)度：。4.1.1圓筒的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)一、進(jìn)氣管直徑的確定進(jìn)氣管直徑的大小對(duì)真空度的形成有非常重要的影響。當(dāng)抽氣量（120m3/h）一定時(shí)，進(jìn)氣管直徑越小，則氣流速度越大，對(duì)引射流體束的沖擊越大，易造成引射流體過(guò)早破碎，氣液混合物不能及時(shí)進(jìn)入尾管排出，使抽氣量下降；反之，則相反。因此，在滿足開(kāi)孔的條件下，進(jìn)氣管直徑取大較好。由于，最大開(kāi)孔直徑且不超過(guò)500，取。與之配套的接管公稱(chēng)直徑為，規(guī)格為，設(shè)計(jì)開(kāi)孔直徑為，

22、考慮到與最大允許開(kāi)孔直徑250mm相近，本設(shè)計(jì)取接管的公稱(chēng)直徑為，規(guī)格為，設(shè)計(jì)的開(kāi)孔直徑為，根據(jù)、設(shè)備外無(wú)保溫層，可確定進(jìn)氣管的長(zhǎng)度為。 二、圓筒長(zhǎng)度的確定 圓筒的長(zhǎng)度為： 圓整取4.1.2圓錐殼的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)圓錐殼的下端與喉管采用管法蘭聯(lián)接，初選、的管法蘭，由管法蘭的內(nèi)徑為，故取錐殼的下端外徑。錐殼的長(zhǎng)度為：1000-400=600 mm，錐殼的半錐角為：，所以半角，因故設(shè)計(jì)合理，錐殼的長(zhǎng)度滿足要求。4.2 真空室的穩(wěn)定性計(jì)算4.2.1設(shè)計(jì)外壓的確定對(duì)于真空容器，取設(shè)計(jì)外壓： 4.2.2筒體壁厚的設(shè)計(jì)試差法假設(shè)圓筒的壁厚為，、 由公式計(jì)算出臨界長(zhǎng)度值為：筒體的計(jì)算長(zhǎng)度計(jì)算如下：=415mm因?yàn)椋?/p>

23、所以筒體為短圓筒。由得： 對(duì)于筒體穩(wěn)定系數(shù)，因?yàn)?，所以假設(shè)壁厚偏大，但考慮到化工容器的加工，故取筒體的壁厚4.2.3 圓錐殼壁厚的設(shè)計(jì)承受外壓圓錐殼的壁厚可按外壓圓筒壁厚的確定方法進(jìn)行計(jì)算，但用錐殼的有效壁厚來(lái)代替圓筒的有效壁厚，錐殼的有效壁厚為：將外壓圓錐殼轉(zhuǎn)化為當(dāng)量圓筒，其當(dāng)量長(zhǎng)度為：其中：圓錐殼的軸向長(zhǎng)度，取600mm；圓錐殼的小端外徑，取161；圓錐殼的大端外徑，取500。假設(shè)圓錐殼的壁厚為，=4.588 mm，當(dāng)量長(zhǎng)度為：，則、在圖表中值系數(shù)約為120。按下式計(jì)算許用外壓：=，因?yàn)?，所以假設(shè)壁厚偏大，但考慮到其與筒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4.3 真空

24、室的法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.3.1外壓圓筒的法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)真空室的圓筒與噴板采用法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)，法蘭選用甲型平焊法蘭；密封面的型式為平面，。墊片選用橡膠墊片，材料為橡膠板（GB/T3985）。本設(shè)計(jì)選用六角頭螺栓（A級(jí)、GB/T5780-2000）、型六角螺母（A級(jí)、GB/T41-2000）、平墊圈（100HV、GB/T 95-2002）與噴板聯(lián)接的螺栓長(zhǎng)度為：圖4-2外壓圓錐殼下端管法蘭的結(jié)構(gòu)及尺寸取。螺栓標(biāo)記： 螺栓GB/T5780-2000 M16×125 材 料： Q235-A螺母標(biāo)記： 螺母GB/T41-2000 M16×2材 料： Q235-A墊圈標(biāo)記： 墊圈GB/

25、T 952002 -16-100 HV 4.3.2外壓圓錐殼的法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、管法蘭的設(shè)計(jì)及密封面的選型根據(jù)管法蘭的DN=150、PN=0.6查表可知：法蘭的類(lèi)型為板式平焊管法蘭；密封面的型式為突面，結(jié)構(gòu)及尺寸如圖4-2。法蘭標(biāo)記：HG20592 法蘭 PL150-0.6 RF 16Mn二、墊片的設(shè)計(jì)及螺栓、螺母的設(shè)計(jì)根據(jù)密封的介質(zhì)為水，操作溫度為25，操作壓力為0.35，由墊片選用表可知：選用橡膠墊片，材料為橡膠板（GB/T3985）。墊片的尺寸如圖4-3。墊片標(biāo)記：HG20606 墊片 RF 150-0.6 XB350 圖4-3 墊片的尺寸 本設(shè)計(jì)選用六角頭螺栓（A級(jí)、GB/T5780

26、-2000）、型六角螺母（A級(jí)、GB/T41-2000）、平墊圈（100HV、GB/T 95-2002）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(0.30.5)確定。其中=24、=2、=14.8、1.5、螺栓伸出長(zhǎng)度取=0.4×18。螺栓的長(zhǎng)度為：取螺栓長(zhǎng)度。螺栓標(biāo)記： 螺栓GB/T5780-2000 M16×80材 料： Q235-A螺母標(biāo)記： 螺母GB/T41-2000 M16×2材 料： Q235-A墊圈標(biāo)記： 墊圈GB /T 952002- 16-100 HV 4.4 真空室的部件圖 圖4-4

27、真空室的部件圖真空室的部件圖如圖4-4第五章 噴嘴的設(shè)計(jì)5.1噴嘴的設(shè)計(jì)噴嘴的作用是將水的絕大部分靜壓能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，使水高速?lài)姵?，將氣室中的氣體帶出而形成真空。噴嘴的出口內(nèi)徑一般取，本設(shè)計(jì)取。由于噴嘴的出口部分磨損較嚴(yán)重，故噴嘴設(shè)計(jì)成兩段，上段在進(jìn)口處設(shè)有十字擋環(huán)，以防止進(jìn)入噴嘴的水流產(chǎn)生旋渦，使磨損更加嚴(yán)重。下段噴嘴可以定期進(jìn)行更換。7噴嘴的結(jié)構(gòu)及尺寸如圖5-1。 上段噴嘴 下段噴嘴 組裝圖 圖5-1 噴嘴的結(jié)構(gòu)及尺寸5.2防旋裝置的設(shè)計(jì) 具有一定壓力的水進(jìn)入噴嘴時(shí)易產(chǎn)生旋渦，使部分靜壓能轉(zhuǎn)化為熱能，導(dǎo)致水溫升高，真空度降低；同時(shí)會(huì)加快噴嘴內(nèi)壁的磨損，使噴嘴的使用壽命下降。因此，需要在噴嘴的

28、入口處設(shè)置防旋裝置，材料選用聚四氟乙烯，結(jié)構(gòu)與尺寸如圖5-2。 圖5-2 防旋十字擋板第六章 喉管、尾管的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.1 喉管的設(shè)計(jì)圖6-1 喉管的結(jié)構(gòu)與尺寸喉管的的作用主要有兩個(gè)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(guò)尾管進(jìn)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(lián)，下端與尾管法蘭相聯(lián)。8如圖6-1。6.2 尾管的設(shè)計(jì)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(lián)，法蘭選用DN125、PN0.25的突面板式管法蘭。尾管的公稱(chēng)直徑為DN125，接管的規(guī)格為1

29、53×3，長(zhǎng)度。第七章 支座的設(shè)計(jì)7.1 設(shè)備工作時(shí)總質(zhì)量的估算設(shè)備工作時(shí)的總質(zhì)量由兩部分構(gòu)成，一、設(shè)備金屬的質(zhì)量（）；二、操作介質(zhì)的的質(zhì)量（），總質(zhì)量：。97.1.1設(shè)備金屬的質(zhì)量的估算（一）水室的金屬質(zhì)量水室的主要金屬質(zhì)量：=+2+其中：筒體質(zhì)量，對(duì)于、的圓筒，每米的質(zhì)量為75kg，取 =0.40×75=30kg；法蘭質(zhì)量，對(duì)于、的容器法蘭，查表知=23.7 kg；壓力表接管質(zhì)量，對(duì)于、的突面板式管法蘭，查表知法蘭質(zhì)量為0.6kg、接管質(zhì)量為0.31，取=0.91kg進(jìn)液接管質(zhì)量，對(duì)于、的突面板式管法蘭，查表知法蘭質(zhì)量為6.85kg、接管每米質(zhì)量為31.52kg，故接管

30、質(zhì)量0.2×31.52=6.304kg，取=6.85+6.304=13.154kg= 30+2×23.7+0.91+13.15+46.51 =137.97kg（二）真空室的金屬質(zhì)量真空室的金屬質(zhì)量：=+其中：殼體質(zhì)量，近似按、的圓筒計(jì)算，每米的質(zhì)量為75kg，取 =0.675 =45kg；上法蘭質(zhì)量，對(duì)于、的容器法蘭，查表知=23.7 kg；下法蘭質(zhì)量，對(duì)于、突面板式管法蘭，查表知=5.14kg；真空表接管質(zhì)量，對(duì)于、的突面板式管法蘭，查表知法蘭質(zhì)量為0.6kg、接管質(zhì)量為0.31，取=0.91kg進(jìn)氣接管質(zhì)量，對(duì)于、的突面板式管法蘭，查表知法蘭質(zhì)量為6.85kg、接管質(zhì)量

31、為6.304kg，取=13.154kg= 45+23.7+5.14+0.91+13.15=87.9=88kg（三）噴板及噴嘴的金屬質(zhì)量噴板的質(zhì)量近似按平板封頭計(jì)算，其質(zhì)量為：?jiǎn)蝹€(gè)噴嘴的金屬質(zhì)量近似為1.39 kg，噴嘴數(shù)21，總質(zhì)量為：29.19 kg。（四）尾管的金屬質(zhì)量對(duì)于、的突面板式管法蘭，查表知法蘭質(zhì)量為4.08kg，規(guī)格133×3的無(wú)封鋼管，其每米的質(zhì)量為9.62 kg，長(zhǎng)度為5m，總質(zhì)量為48.1kg。（五）附件的金屬質(zhì)量附件包括80個(gè)螺栓、80個(gè)螺母、160個(gè)金屬平墊圈、6個(gè)非金屬墊片、四個(gè)耳式支座。單個(gè)螺栓的質(zhì)量按M 16×80的規(guī)格確定，查螺栓的標(biāo)準(zhǔn)知，單

32、個(gè)螺栓的質(zhì)量0.165 kg，螺栓的總質(zhì)量為：80×0.165=13.2kg。單個(gè)螺母的質(zhì)量按M 16×2的規(guī)格確定，查螺母的標(biāo)準(zhǔn)知，單個(gè)螺母的質(zhì)量0.029kg，螺母的總質(zhì)量為：80×0.029=2.32 kg。160個(gè)金屬平墊圈、6個(gè)非金屬墊片的質(zhì)量近似取螺母的總質(zhì)量，即：2.32 kg單個(gè)耳式支座初步取3 kg，總質(zhì)量為：3×4=12 kg。=137.97+88+46.5+29.19+48.1+13.2+2.32+2.32+12 =379.6（kg）=380 kg7.1.2操作介質(zhì)的質(zhì)量（）的估算水室的容積：真空室的容積：尾管的容積：總?cè)莘e為：操作

33、介質(zhì)按水計(jì)算，則操作介質(zhì)的總質(zhì)量為：0.42×1000=424（kg）=380+424=804（kg）=8.04KN7.2支座的選型及尺寸設(shè)計(jì)7.2.1支座的選型立式多噴嘴水噴射真空泵需要設(shè)置在操作平臺(tái)上，且外部無(wú)保溫層，故選用A型耳式支座。支座的數(shù)量：4個(gè)，在真空室的圓筒上沿圓周方向分布。單個(gè)支座承受的載荷為：7.2.2支座的尺寸設(shè)計(jì)根據(jù)支座承受的載荷4.195KN、查A型耳式支座標(biāo)準(zhǔn)確定支座的結(jié)構(gòu)與尺寸，結(jié)果見(jiàn)圖7-1。支座標(biāo)記：JB/T472592 支座A1材料：Q235-A·F 圖7-1 A型耳式支座的結(jié)構(gòu)與尺寸第八章 開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計(jì)計(jì)算8.1 水室開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計(jì)計(jì)

34、算水室的筒體上有兩個(gè)開(kāi)孔，即儀表接口和進(jìn)水管接口。由于進(jìn)水管開(kāi)孔尺寸最大，因此，只需對(duì)進(jìn)水管孔進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。108.1.1水室的筒體開(kāi)孔后被削弱的金屬面積的計(jì)算式中：=219-12+2(1+6×10%)210.2（）=163/113=1.451.0，取1.0將已知值代入得： =212.302（mm2）8.1.2 有效補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)起補(bǔ)強(qiáng)作用的面積計(jì)算一、筒體起補(bǔ)強(qiáng)作用金屬面積的計(jì)算式中 取兩者中較大值，取筒體的有效壁厚6-1.254.75（）將已知值代入得：=786.1（mm2）二、接管起補(bǔ)強(qiáng)作用金屬面積的計(jì)算式中 取兩者中較小值，=0.245（）將上述值代入得：=295.005（2）三、

35、焊縫起補(bǔ)強(qiáng)作用金屬面積的計(jì)算焊縫高度6（）62=18（2）起補(bǔ)強(qiáng)作用的總面積為：786.1+295+18=1099.1 ()8.1.3 補(bǔ)強(qiáng)面積的的確定 因?yàn)?75.9+295.005+18=888.905()>212.302所以不需要補(bǔ)強(qiáng)。8.2真空室開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計(jì)計(jì)算真空室的筒體上有兩個(gè)開(kāi)孔，即儀表接口和進(jìn)氣管接口。由于進(jìn)氣管開(kāi)孔尺寸最大，因此，只需對(duì)進(jìn)氣管孔進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。8.2.1真空室的筒體開(kāi)孔后被削弱的金屬面積的計(jì)算式中：219-12+2(1+6×10%)210.2（）=163/113=1.441.0，取1.0將已知值代入得： = 106.51（mm2）8.2.2 有

36、效補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)起補(bǔ)強(qiáng)作用的面積計(jì)算一、筒體起補(bǔ)強(qiáng)作用金屬面積的計(jì)算式中 取兩者中較大值，取筒體的有效壁厚6-1.254.75（）將已知值代入得：二、接管起補(bǔ)強(qiáng)作用金屬面積的計(jì)算式中 取兩者中較小值，=0.245（）將上述值代入得：295.005（2）三、焊縫起補(bǔ)強(qiáng)作用金屬面積的計(jì)算焊縫高度6（）62=18（2）起補(bǔ)強(qiáng)作用的總面積為：786.1+295.+18=1099.1()8.2.3 補(bǔ)強(qiáng)面積的的確定 因?yàn)?786.1+295+18=1099.1()>106.151所以不需要補(bǔ)強(qiáng)附錄1技術(shù)特性表 技術(shù)特性表 工作壓力水 室 0.35/ MPa 工作溫度/ 水室 25 真空室 680mmHg

37、真空室 25 設(shè)計(jì)壓力水 室 0.385 / MPa 設(shè)計(jì)溫度/ 水室 40 真空室 0.1/ MPa 真空室 40 物料名稱(chēng)水 室： 水腐蝕裕度/ mm水室 1.0真空室： 空氣真空室 1.0 焊縫系數(shù)水 室 0.85 真空室 0.85 容器類(lèi)別 II2接管表接管表編號(hào)公稱(chēng)尺寸聯(lián)接尺寸標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接面形式名 稱(chēng)a200PN0.6 DN200 HG20592RF氣體進(jìn)口b20PN 0.6 DN20 HG20592RF壓力表接口c200PN 0.6 DN200 HG20592RF進(jìn)水管d20PN 0.6 DN20 HG20592RF真空表接口3技術(shù)要求技 術(shù) 要 求 （1）本設(shè)備按GB150鋼制壓力容

38、器和HGJ18-89鋼制化工容器制造技術(shù)要求進(jìn)行制造、試驗(yàn)和驗(yàn)收，并接受勞動(dòng)部頒發(fā)壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程的監(jiān)督。（2）焊接采用電弧焊，水室和真空室焊條牌號(hào)J427。（3）焊接接頭型式及尺寸除圖中注明外，按HGJ17-89中規(guī)定，對(duì)接焊縫為DU19，接管與筒體、封頭的焊縫為G1，角焊縫的焊角尺寸按較薄板的厚度，法蘭的焊接按相應(yīng)法蘭標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定。（4）設(shè)備上的類(lèi)和類(lèi)焊縫應(yīng)進(jìn)行無(wú)損探傷檢查，探傷長(zhǎng)度20%，射線探傷符合GB332389規(guī)定中級(jí)合格；超聲波探傷符合JB 115281規(guī)定中級(jí)合格。（5）壓力試驗(yàn)和致密性試驗(yàn)水室制造完畢后，以0.32進(jìn)行水壓試驗(yàn)；真空室以0.2的壓縮空氣做內(nèi)壓進(jìn)行致密性

39、試驗(yàn)。（6）所有管接口除注明外伸長(zhǎng)度外，其余為150（7）管口及支座方位見(jiàn)本圖。（8）設(shè)備檢驗(yàn)合格后，外殼涂?jī)蓪蛹t丹漆，再涂一層銀粉漆。4標(biāo)題欄及明細(xì)表35GB/T95-2002墊圈30 /17 =3mm 16100HV34GB/T41-2000螺母M 16×28Q235-A0.0290.23233GB/T5780-2000螺栓M 16×808Q235-A0.1651.3232JB/T4725-2000耳式支座A14Q235-A·F 3.012組合件31HG20593法蘭PL200-0.6 RF116MnR6.856.8530GB13296接管219×6

40、1Q235-B6.304=20029防旋十字擋環(huán)21聚四氟乙烯28手 柄2Q235-A2.027平板封頭1Q235-B21.726GB/T95-2002墊圈37/21 =3mm 40100HV25GB/T41-2000螺母M 16×220Q235-A0.0290.5824GB/T5780-2000螺栓M 16×8020Q235-A0.1653.323JB/T4704-2000墊片mm1石棉橡膠板22HG20593法蘭PL20-0.6 RF2Q235-B0.61.221GB8163接管25×31Q235-B0.310.31=15020噴 嘴21KMTBCr20.183.78組合件19筒體500×5 , H=4001Q235-B24.818GB/T95-2002墊圈30 /17 =3mm 40100HV17GB/T41-2000螺母M 16×220Q235-A0.0290.5816GB/T5780-2000螺栓M 16×12520Q235-A0.1653.315JB/T4701-2002法蘭FF500-0.6316MnR23.771.114噴 板1Q235-B46.5鑄 件13HG20593法蘭PL200-0.6