攪拌釜設(shè)計(jì)說明書

1反應(yīng)釜的設(shè)計(jì)參數(shù)及要求設(shè)計(jì)參數(shù)及要求容器內(nèi)夾套內(nèi)設(shè)計(jì)壓力（MPa）0.20.3設(shè)計(jì)溫度「C）100150介質(zhì)有機(jī)溶劑蒸氣焊接街頭系數(shù)0.850.85全容積（m3）1.3攪拌器形式推進(jìn)式腐蝕情況（mm）微弱推薦材料Q235-A攪拌軸轉(zhuǎn)速（r/min）250電動(dòng)機(jī)功率（KW）5.5傳熱面積>32夾套反應(yīng)釜設(shè)計(jì)反應(yīng)釜的罐體和夾套的設(shè)計(jì)2.1.1罐體和夾套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)罐體一般是立式圓筒形容器，有頂蓋、筒體和罐底，通過支座安裝在基礎(chǔ)或平臺(tái)上。根據(jù)反應(yīng)釜的設(shè)計(jì)參數(shù)及要求可知，罐體采用立式圓筒形結(jié)構(gòu)，上、下封頭均采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭。下封頭與筒體焊接，上封頭與筒體采用法蘭連接。夾套采用焊接式整體結(jié)構(gòu)形式。2.1.2筒體的幾何尺寸計(jì)算查資料選取該反應(yīng)釜筒體的長徑比i=H/D1=1.2,則筒體的內(nèi)徑為D1@D1@=1.084m將計(jì)算結(jié)果圓整至公稱直徑標(biāo)準(zhǔn)系列，選取筒體直徑 D1=1100mm。此時(shí)，由計(jì)算得每一米高的筒體容積為V1m=PDL?10.950m3，表面積4F1m=pD1=3.454m2，查表得，DN==1100mm時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭曲面高度h1=275mm，直邊高度=40mm，封頭容積V封=0.1980m，表面積F封=1.39810。筒體高度為H1=H1=V-V封V1mLL78101m0.950筒體高度圓整為H1=1200mm于是i=D=1100=1.09，復(fù)核結(jié)果基本符合原定范圍2.1.3夾套幾何尺寸計(jì)算罐體直徑D1=1100mm,則夾套內(nèi)徑為D2=D1+100=1200mm，符合壓力容器公稱直徑系列。取反應(yīng)釜裝填系數(shù)為h=0.80，則估算夾套高度為H2=hV-V封H2=hV-V封=V1m0.8込「3 °.=9)80.950050=9t5t0選取夾套高度H2=950mm，貝UH0=H1-H2=1200-950=250mm，這樣滿足筒體法蘭螺栓的裝拆要求。夾套的傳熱面積為22F=F1mH2+F封=3.14?0.9501.3980=4.38m3m2.1.4按內(nèi)壓計(jì)算厚度罐體和夾套材料選用Q235-A,,設(shè)計(jì)溫度t1=100C（罐體內(nèi)）,t2=150C（夾套內(nèi)），設(shè)計(jì)壓力p1=0.2Mpa（罐體內(nèi)），P2=0.3Mpa（夾套內(nèi)）。液柱靜壓力皿=10-6rgh=10-6創(chuàng)11009.8?（1.20.275+0.040）=0.016Mpa罐體計(jì)算壓力p1c=p1+p1H=0.2+0.016=0.216Mpa夾套內(nèi)介質(zhì)為水蒸氣，故其液柱靜壓力可以忽略不計(jì)，則夾套的計(jì)算壓力為P2c=P2=0.3MPa由設(shè)計(jì)任務(wù)書可知，焊接接頭系數(shù)為f二0.85查表可知設(shè)計(jì)溫度下，Q235-A的許用應(yīng)力為[d]=113Mpa筒體計(jì)算厚度a=. P1cU =0.216'1100=1.23mmt2[d]f- P1c2創(chuàng)1130.85-0.216夾套計(jì)算厚度d2= p2cD2- 0.3'1200 =1.877mm2[d]f-P2c2創(chuàng)1130.85-0.3筒體封頭計(jì)算厚度d=P1cU =t =0.216'1100=1.234mm2[dff-0.5皿 2創(chuàng)1130.85-0.50.216夾套封頭計(jì)算厚度ct= = 0.3‘1200 =1.875mm2[d]tf-0.5p2c 2倉山130.85-0.50.3取鋼板厚度負(fù)偏差G=0.6mm,腐蝕裕量：夾套C2=2mm，則夾套厚度附加量為C=G+C?=0.6+2=2.231mm則有筒體設(shè)計(jì)厚度dc=d+C=1.23+2=3.23mm夾套設(shè)計(jì)厚度d2c=d2+C=1.877+2=3.87mm筒體封頭設(shè)計(jì)厚度d'c=d+G=1.234+2=3.234mm夾套封頭設(shè)計(jì)厚度d2c=d+C=1.875+2=3.875mm圓整后選取筒體名義厚度dm=4mm夾套名義厚度ckn=4mm筒體封頭名義厚度d1n=6mm夾套封頭名義厚度d2n=6mm2.1.5按外壓校核厚度取厚度附加量C=2.6mm，假設(shè)筒體名義厚度g=10mm，則筒體有效厚度噤=dn-C=10-2.6=7.4mm

筒體外徑D1O=D1+2d1n=1100+2?10 1120mm筒體計(jì)算長度L=H2+13h1=950+13?275 1042mm1O10421120=0.914系數(shù)11207.4=1O10421120=0.914系數(shù)11207.4=151.35查文獻(xiàn)得系數(shù)A=0.00095查文獻(xiàn)得系數(shù)B=48許用外壓力[p查文獻(xiàn)得系數(shù)A=0.00095查文獻(xiàn)得系數(shù)B=48許用外壓力[p]=DB=1]20.5=0.79Mpa>0.3Mpa

；deJ4因此，名義厚度dm=10mm時(shí)，筒體能滿足0.3Mpa的外壓要求筒體封頭的厚度計(jì)算如下:假設(shè)筒體圭寸頭名義厚度為dn=10mm，則d1e=dn-C=7.4mm，D1O=D-i+2c1n=1120mm，當(dāng)量球殼外半徑Ro=0.9D；O=1108mm系數(shù)a=°；系數(shù)a=°；1250.12511087.4=0.000835查文獻(xiàn)得系數(shù)查文獻(xiàn)得系數(shù)B=110許用外壓力［昨J許用外壓力［昨Jde1101108/7.4=0.735pa0.3Mpa該假設(shè)滿足穩(wěn)定要求，筒體封頭名義厚度為 d1n=10mm2.1.6水壓試驗(yàn)校核筒體材料為Q235該材料有ss=235MPa，取F=0.85,貝USt0.9Ss=0.9創(chuàng)0.85235=179.8MPa

罐體筒體水壓試驗(yàn)壓力p仃=1.25口胃二1.25倉創(chuàng)罐體筒體水壓試驗(yàn)壓力p仃=1.25口胃二1.25倉創(chuàng)）.2

[s]3=0.25MPa113夾套筒體水壓試驗(yàn)壓力P2T=1.25p2-[s]=1.25倉J0.3113=0.375MPa[s] 113罐體內(nèi)筒水壓試驗(yàn)時(shí)壁內(nèi)應(yīng)力：P1T（D17）=0.25?（11007.4）=18.7MPa<2de 2'7.4179.8Mpa夾套內(nèi)壓試驗(yàn)應(yīng)力:S2TP2T（D2+cbe）_0.375?（12007.4）

2cbe = 2'7.4=30.6MPa<179.8Mpa可見水壓試驗(yàn)時(shí)筒體，夾套內(nèi)應(yīng)力都小于St，水壓試驗(yàn)安全。反應(yīng)釜的攪拌裝置2.2.1選擇攪拌器由結(jié)構(gòu)選擇時(shí)所寫，本釜選用推進(jìn)式攪拌器。根據(jù)攪拌器直徑與罐體內(nèi)徑之比 DjD常取0.2?0.5,選取[5]攪拌器，其主要尺寸如下圖3-1:圖3-1推進(jìn)式攪拌器的結(jié)構(gòu)攪拌器直徑Dj=0.22D=1100?0.22 242mm圓整Dj=300mm攪拌軸直徑d=40mm;di=80mm鍵槽b=12mmt=43.6mmH=55mm質(zhì)量3.38kgN/n不大于0.022.2.2設(shè)計(jì)攪拌軸攪拌軸的材料：選用45鋼攪拌軸的結(jié)構(gòu)：連接槳式的軸頭較簡單，因用螺栓對(duì)夾，所以用光軸即可；與聯(lián)軸器配合的軸頭結(jié)構(gòu)需要車削臺(tái)肩，開鍵槽，軸端還需要車螺紋，軸的具體結(jié)構(gòu)如下圖所示：根據(jù)任務(wù)書，選用電機(jī)丫32M2-6。選用軸功率P=4kw,軸轉(zhuǎn)速n=250r/min,45鋼扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力II-35MPa，系數(shù)取112，則d?咗122?爲(wèi)30.75mm考慮開鍵槽和物料對(duì)軸的腐蝕，軸徑擴(kuò)大7%，即d=28.2h2(1 =12%m)m故d圓整為35mm滿足強(qiáng)度要求。攪拌軸的形位公差和表面粗糙度要求：一般攪拌軸要求運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，為防止軸的彎曲對(duì)軸封處的不利影響，因此，軸安裝和加工要控制軸的直度，由于攪拌軸轉(zhuǎn)速n=900r/min1000r/min，直線度允差1000：0.1.安裝軸承處軸的公差帶采用k6，外殼孔的公差帶采用H7,安裝軸承的配合表面粗糙度Ra取0.8，外殼孔與軸承配合表面粗糙度Ra取1.6。反應(yīng)釜的傳動(dòng)裝置反應(yīng)釜的攪拌器是由傳動(dòng)裝置帶動(dòng)，傳動(dòng)裝置通常設(shè)置在釜頂封頭的上部反應(yīng)釜的傳動(dòng)裝置包括電機(jī)、減速器、聯(lián)軸器、機(jī)架、底座和凸緣法蘭。2.3.1選用電機(jī)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書要求，選選用電機(jī) 丫32M2-6,選用軸功率P=5.5kw,軸轉(zhuǎn)速n=960r/min。2.3.2選用減速器根據(jù)任務(wù)書，選用V帶傳動(dòng)。V帶傳動(dòng)選擇和主要尺寸確定如下，傳動(dòng)的額定功率P=5.5kw

小皮帶輪轉(zhuǎn)速ni為電機(jī)轉(zhuǎn)速=960r/min大皮帶輪轉(zhuǎn)速n2為已知攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速=250r/min由參考文獻(xiàn)選取工況系數(shù)Ka=1.2設(shè)計(jì)功率Pd=Ka*P=1.25.5=6.6kw根據(jù)Pd和ni選取B型帶i=nin2960250=3.84初選小皮帶輪計(jì)算直徑di=125mm驗(yàn)算帶速v=二dini6010003.14125960601000=6.28m/s亠5m/s選取滑動(dòng)率；=0.02大帶輪計(jì)算直徑d2二idi(1-；)=3.84125(1-0.02)=470.4mmmm圓整，取d2=475mm初取中心距600mm帶的基準(zhǔn)長度Ld0=2a。 （did2）（d2一?。?=2193.5mm2 4a圓整并根據(jù)長度系列選取Ld0=2