結(jié)晶釜的設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

結(jié)晶釜的設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)題目結(jié)晶釜的設(shè)計(jì)學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院專業(yè)化學(xué)工程與工藝目錄1.結(jié)晶釜的結(jié)構(gòu)31.1結(jié)晶釜的功能和用途31.2結(jié)晶釜的反應(yīng)條件32.設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)43.設(shè)計(jì)方案的分析和擬定44.各部分結(jié)構(gòu)尺寸的確定和設(shè)計(jì)計(jì)算54.1罐體和夾套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)54.1.1罐體幾何尺寸計(jì)算64.1.2夾套幾何尺寸計(jì)算74.2結(jié)晶釜的強(qiáng)度計(jì)算84.2.1強(qiáng)度計(jì)算按內(nèi)壓計(jì)算強(qiáng)度84.2.2穩(wěn)定性校核按外壓校核厚度104.2.3水壓試驗(yàn)校核134.3結(jié)晶釜的攪拌器144.3.1攪拌裝置的攪拌器144.3.2攪拌器的安裝方式及其與軸連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)144.3.3攪拌裝置的攪拌軸設(shè)計(jì)154.4結(jié)晶釜的傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)164.4.1常用電機(jī)及其連接尺寸164.4.2凸緣法蘭164.4.3安裝底蓋164.5結(jié)晶釜的軸封裝置設(shè)計(jì)164.5.1填料密封174.5.2機(jī)械密封174.6結(jié)晶釜的其他附件設(shè)計(jì)184.6.1支座184.6.2手孔和人孔184.6.3設(shè)備接口185.參考文獻(xiàn)211.結(jié)晶釜的結(jié)構(gòu)1.1結(jié)晶釜的功能和用途結(jié)晶釜主要由攪拌容器、攪拌裝置、傳動(dòng)裝置、軸封裝置、支座、人孔、工藝接管和一些附件組成。攪拌容器分罐體和夾套兩部分,主要由封頭和筒體組成,多為中、低壓壓力容器;攪拌裝置由攪拌器和攪拌軸組成,其形成通常由工藝設(shè)計(jì)而定;傳動(dòng)裝置是為帶動(dòng)攪拌裝置設(shè)置的,主要由電機(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)械密封或填料密封;它們與支座、人孔、工藝管等附件一起,構(gòu)成完整的結(jié)晶釜。結(jié)晶釜是物料混合反應(yīng)后,夾層內(nèi)需冷凍水或冷媒水急劇降溫的結(jié)晶設(shè)備,其關(guān)鍵環(huán)節(jié)在于夾層面積的大小,攪拌器的結(jié)構(gòu)形式和物料出口形式,罐體內(nèi)高精度拋光,以及罐體內(nèi)清洗無(wú)死角的要求來(lái)滿足工藝使用條件。結(jié)晶釜是化工、制藥、食品等行業(yè)的物料混合、加溫、降溫、攪拌等國(guó)內(nèi)過(guò)程中的混合反應(yīng)設(shè)備。由于工藝和介質(zhì)不同,物料有易燃、易爆、巨毒、高溫高壓的狀況常為多見(jiàn)。設(shè)備的攪拌形式、轉(zhuǎn)速、加溫和降溫的要求不同。該設(shè)備的設(shè)計(jì)選材、結(jié)構(gòu)和減速機(jī)防爆與不防爆要求也不同。1.1結(jié)晶釜的反應(yīng)條件結(jié)晶釜的設(shè)計(jì)要注重反應(yīng)的條件,一般考慮夾套和攪拌器的材料、上下進(jìn)出口的設(shè)計(jì),主要分為溫度、壓強(qiáng)、進(jìn)料口和出料口、材料這幾個(gè)因素。溫度----這個(gè)一般都應(yīng)當(dāng)有嚴(yán)格的控制,所以在設(shè)計(jì)的時(shí)候要注意溫度計(jì)選擇。要是反應(yīng)溫度高可能要使用油浸泡溫度計(jì),所以要留可以裝油的管槽,要是溫度低還要注意冰封現(xiàn)象發(fā)生。要是溫度在100度到0度之間,要求不高的情況下,可以用塞子直接套溫度計(jì)(注意壓強(qiáng))。壓強(qiáng)----壓強(qiáng)的高低要選擇合適的反應(yīng)釜,一般只要能承受兩倍的大氣壓就可以了。本設(shè)計(jì)是在負(fù)壓條件下完成。進(jìn)料口和出料口----一般進(jìn)料口做一定大就一個(gè)可以了,要注意一些比如回流口、真空口什么的,還有就是出料口的大小,有些物質(zhì)反應(yīng)后不容易放出,所以要設(shè)計(jì)合適。材料----一般反應(yīng)釜都是玻璃的,要是工業(yè)生產(chǎn)最好用搪瓷的,攪拌的金屬要注意保護(hù)不要被腐蝕,放料活塞要可以防腐。還有就是夾套的進(jìn)出水的控制,防止部分比如鹽水的滯留。2.設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(1)HG/T20569-94《機(jī)械攪拌設(shè)備》(2)GB150-1998《鋼制壓力容器》(3)HG21563~21572-95HG21537.7~8-92《攪拌傳動(dòng)裝置》(4)TCEDS8-90《壓力容器強(qiáng)度計(jì)算書(shū)統(tǒng)一格式》(5)CD130A20-86《化工設(shè)備設(shè)計(jì)文件編制規(guī)定》3.設(shè)計(jì)方案的分析和擬定此次我要設(shè)計(jì)的是全容積為3.5,操作容積為2.5的結(jié)晶釜。1、設(shè)計(jì)壓力:容器內(nèi)的設(shè)計(jì)壓力為負(fù)壓,夾套內(nèi)的設(shè)計(jì)壓力為0.2MPa,由此可知本反應(yīng)釜是在常壓下工作。2、設(shè)計(jì)溫度:容器內(nèi)的設(shè)計(jì)溫度80到100?,夾套內(nèi)的設(shè)計(jì)溫度150?,設(shè)計(jì)溫度均不高,不需要對(duì)反應(yīng)釜作保溫措施。3、介質(zhì)選擇:容器內(nèi)的介質(zhì)為染料及有機(jī)溶劑,夾套內(nèi)的介質(zhì)為冷卻水或蒸汽。4、攪拌器:選用推進(jìn)式攪拌器,攪拌軸轉(zhuǎn)速為50r/min,功率為4kW。5、材料選擇:選用最常用的Q235-A碳素鋼材,由此釜中的其他接管法蘭等鋼材也選用Q235-A碳素鋼材。封頭為標(biāo)準(zhǔn)的橢圓封頭,材質(zhì)也選用Q235-A碳素鋼。6、傳動(dòng)系統(tǒng):選用庫(kù)存電機(jī)Y1322-6,轉(zhuǎn)速960r/min,功率4.5kW,給定攪拌傳動(dòng)系統(tǒng)用V帶傳動(dòng)。7、接管設(shè)計(jì):已知結(jié)晶釜的用途為冷卻結(jié)晶,因此反應(yīng)釜需要冷卻水入口、加料口、人孔、溫度計(jì)管口、壓縮空氣入口、放料口、手孔、備用管口、壓料管、壓料管套管。公稱尺寸:冷卻水入口公稱尺寸DN25、加料口公稱尺寸DN25、人孔公稱尺寸DN25、溫度計(jì)管口公稱尺寸DN80、壓縮空氣入口公稱尺寸DN25、放料口公稱尺寸DN40、冷凝水出口公稱尺寸DN25、手孔公稱尺寸DN100、備用管口公稱尺寸DN40、壓料管DN50、壓料管套管DN80。8、焊接選擇:焊接采用電弧焊,焊條牌號(hào):采用J507焊條。9、法蘭焊接:法蘭焊接按相應(yīng)法蘭標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,角焊縫及搭接焊縫的焊叫尺寸按兩焊件中較薄板的厚度。此外,設(shè)計(jì)中還需選擇接管、管法蘭、設(shè)備法蘭、軸承、聯(lián)軸器、軸封形式,最后完成設(shè)計(jì)時(shí),需將設(shè)計(jì)的反應(yīng)釜繪制成裝配圖及繪出傳動(dòng)系統(tǒng)部件圖。4.各部分結(jié)構(gòu)尺寸的確定和設(shè)計(jì)計(jì)算4.1罐體和夾套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)罐體一般是立式圓筒形式容器,有頂蓋、筒體、罐底,通過(guò)支座安裝在基礎(chǔ)平臺(tái)上。罐底通常為橢圓形封頭。頂蓋在受壓狀態(tài)下常選用橢圓形封頭,對(duì)于常壓或操作壓力不大而直徑較大的設(shè)備,頂蓋可采用薄鋼板制造的平蓋,并在薄鋼板上加設(shè)型鋼(槽鋼和工字鋼)制的橫梁,用以支承攪拌器及其傳動(dòng)裝置。頂蓋和鋼底分別與筒體相連。罐底與筒體的連接常采用焊接連接。頂蓋與筒體的連接型式分為開(kāi)拆和不可拆兩種,筒體直徑1200?,宜采用可拆連接。當(dāng)要求可拆時(shí),做成法蘭連接。夾套型式與罐體相同。4.1.1罐體幾何尺寸計(jì)算1、釜體形式為常用結(jié)構(gòu)圓筒形,封頭形式為常用結(jié)構(gòu)橢圓形。原始尺寸如下表4-1:全容積()3.5操作容積()2.5傳熱面積()7.4表4-1原始尺寸2初算筒體內(nèi)徑按式計(jì)算,得m取圓整筒體內(nèi)徑2000mm,一米高的容積1.333,內(nèi)表面積6.28。選取釜體封頭容積0.405釜體高度按式計(jì)算,得(3-0.405)/1.3332.421m選取圓整釜體高度2000mm實(shí)際容積按式計(jì)算,得1.333*2.000+0.4053.0654.1.2夾套幾何尺寸計(jì)算夾套直徑選取夾套筒體內(nèi)徑+1002100mm,裝料系數(shù)η按式計(jì)算,得0.8/1.00.8夾套筒體高度H2按式計(jì)算,得(0.8*3.0-1.333)/0.7850.93m選取圓整夾套筒體高度H2930mm。以內(nèi)徑為公稱直徑的橢圓封頭的型式和尺寸,選取罐體封頭表面積2.213。筒體的容積、面積和質(zhì)量,選取一米高筒體表面積6.28。實(shí)際總傳熱面積F按式`校核,得3.14*0.95+1.16254.14553.5綜上所述,筒體和夾套尺寸為下表4-6所示:表4-6筒體和夾套尺寸直徑mm高度(mm)筒體20001000夾套21009304.2夾套反應(yīng)釜的強(qiáng)度計(jì)算4.2.1強(qiáng)度計(jì)算按內(nèi)壓計(jì)算強(qiáng)度據(jù)工藝條件或腐蝕情況確定,設(shè)備材料選用Q235-A。由工藝條件給定,設(shè)計(jì)壓力(罐體內(nèi))0.2MPa,設(shè)計(jì)壓力(夾套內(nèi))0.3MPa,設(shè)計(jì)溫度(罐體內(nèi))100?,設(shè)計(jì)溫度(夾套內(nèi))150?。選取罐體及夾套焊接接頭系數(shù)0.85。罐體筒體計(jì)算厚度按式計(jì)算,得夾套筒體計(jì)算厚度按式計(jì)算,得罐體封頭計(jì)算厚度按式計(jì)算,得夾套封頭計(jì)算厚度按式計(jì)算,得壁厚附加量,其中C1為鋼板負(fù)偏差,初步取0.6mm,腐蝕裕量2mm,熱加工減薄量2(封頭熱加工0.5mm),因此:0.6+2+02.6mm罐體筒體設(shè)計(jì)厚度按式計(jì)算,得1.04+2.03.04mm夾套筒體設(shè)計(jì)厚度按式計(jì)算,得1.72+2.03.72mm罐體封頭設(shè)計(jì)厚度按式計(jì)算,得1.04+2.03.04mm夾套封頭設(shè)計(jì)厚度按式計(jì)算,得1.72+2.03.72mm圓整選取罐體筒體名義厚度5mm圓整選取夾套筒體名義厚度5mm圓整選取罐體封頭名義厚度5mm圓整選取夾套封頭名義厚度5mm4.2.2穩(wěn)定性校核按外壓校核厚度1、假設(shè)罐體筒體名義厚度8mm鋼板厚度負(fù)偏差,選取鋼板厚度負(fù)偏差0.6mm據(jù)經(jīng)驗(yàn)規(guī)律,腐蝕裕量2.0mm厚度附加量按式計(jì)算,得0.6+2.02.6mm罐體筒體有效厚度按式計(jì)算,得8-2.65.4mm罐體筒體外徑按式計(jì)算,得1000+2*81016mm筒體計(jì)算長(zhǎng)度按式計(jì)算,得950+250/31033.3mm系數(shù)1033.3/10161.017系數(shù)1016/5.4188.15許用外壓力按式計(jì)算,得85/188.150.45MPa0.3MPa確定罐體筒體名義厚度8mm假設(shè)罐體封頭名義厚度8mm選取鋼板厚度負(fù)偏差0.6mm據(jù)經(jīng)驗(yàn)規(guī)律,腐蝕裕量2.0mm厚度附加量按式計(jì)算,得0.8+2.02.6mm罐體封頭有效厚度按式計(jì)算,得8-2.65.4mm罐體封頭外徑按式計(jì)算,得1000+2*81016mm標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭當(dāng)量球殼外半徑按式計(jì)算,得0.9*1016914mm系數(shù)按式計(jì)算,得查曲線,得系數(shù)100MPa許用外壓力按式計(jì)算,得0.3MPa確定罐體封頭名義厚度8mm4.2.3水壓試驗(yàn)校核罐體試驗(yàn)壓力按式計(jì)算,得夾套水壓試驗(yàn)壓力按式計(jì)算,得查碳素鋼、普通低合金鋼鋼板許用應(yīng)力,得材料屈服點(diǎn)應(yīng)力計(jì)算,得罐體圓筒應(yīng)力按式計(jì)算,得179.8Mpa夾套內(nèi)壓試驗(yàn)應(yīng)力179.8Mpa所以?shī)A套水壓試驗(yàn)強(qiáng)度足夠。綜上所述,筒體和夾套具體加工尺寸如下表4-10:表4-10筒體和夾套局加工尺寸筒體(mm)封頭mm罐體88夾套554.3結(jié)晶釜的攪拌器4.3.1攪拌裝置的攪拌器攪拌器的型式主要有:槳式、推進(jìn)式、框式、渦輪式、螺桿式和螺帶式等。當(dāng)用來(lái)調(diào)和(低黏度均相液體混合)時(shí),適用的攪拌器型式有推進(jìn)式和渦輪式,主要受到容積循環(huán)速率的影響。當(dāng)用來(lái)分散(非均勻相液體混合),適用的攪拌器型式有渦輪式,主要受到液滴大小(分散度)、容積循環(huán)速率的影響。當(dāng)用于固體懸浮時(shí),按固體粒度、含量及密度,決定用槳式、推進(jìn)式或渦輪式,主要受到容積循環(huán)速率、湍流強(qiáng)度的影響。當(dāng)用于氣體吸收時(shí),適用的攪拌器型式有渦輪式,主要受到剪切作用、容積循環(huán)速率、高速度的影響。當(dāng)用于傳熱時(shí),適用的攪拌器型式有槳式、推進(jìn)式、渦輪式,主要受到容積循環(huán)速率、流經(jīng)傳熱面的湍流速度的影響。當(dāng)用于高黏度操作時(shí),適用的攪拌器型式有框式、渦輪式、螺桿式、螺帶式、帶橫擋板的槳式,主要受到容積循環(huán)速率、低速度的影響。當(dāng)用于結(jié)晶時(shí),按控制因素用渦輪式、槳式和槳式變種,主要受到容積循環(huán)速率、剪切作用低速度的影響。本反應(yīng)釜攪拌裝置的攪拌器采用槳式。4.3.2攪拌器的安裝方式及其與軸連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)此次任務(wù)選用的是槳式攪拌器。它與軸的連接是通過(guò)軸套用平鍵或緊定螺釘固定,軸端加固定螺母。為防螺紋腐蝕加軸頭保護(hù)帽。本反應(yīng)釜的槳式攪拌器直徑槳式攪拌器直徑400mm槳式攪拌器的主要尺寸,當(dāng)時(shí),50mm,,,鍵槽16mm,55.1mm,95mm,質(zhì)量4.59Kg,不大于0.025。4.3.3攪拌裝置的攪拌軸設(shè)計(jì)攪拌軸的機(jī)械設(shè)計(jì)內(nèi)容主要是材料選定、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(包括軸的支承結(jié)構(gòu))和強(qiáng)度校核。因本結(jié)晶釜的轉(zhuǎn)速50r/min,因此不需要進(jìn)行臨界轉(zhuǎn)速的校核。1、攪拌軸的材料:選用45號(hào)鋼。2、攪拌軸的結(jié)構(gòu):常用實(shí)心或空心直軸,其結(jié)構(gòu)型式根據(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,還要考慮腐蝕等因素的影響。本結(jié)晶釜攪拌軸的結(jié)構(gòu)型式選用實(shí)心直軸。3、攪拌軸強(qiáng)度校核:由結(jié)晶釜設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)給定,軸功率4kW攪拌軸轉(zhuǎn)數(shù)50r/min常用軸材料為45號(hào)鋼。軸所傳遞的扭矩查表得軸常用材料的及值,材料許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力35Mpa,系數(shù)112。軸端直徑開(kāi)一個(gè)鍵槽,軸徑擴(kuò)大5%,為30.4*1.05%31.9mm圓整軸端直徑40mm。因此攪拌軸的直徑40mm。4、攪拌軸的形位公差和表面粗糙度要求:攪拌軸轉(zhuǎn)速50r/min,直線度允許差1000:0.1。5、攪拌軸的支承:一般攪拌軸可依靠減速器內(nèi)的一對(duì)軸承支承。攪拌軸的支撐采用滾動(dòng)軸承。反應(yīng)釜攪拌軸的滾動(dòng)軸承,通常根據(jù)轉(zhuǎn)速、載荷的大小及軸徑d選擇,高轉(zhuǎn)速、輕載荷可選用角接觸球軸承;低速、重載荷可選用圓錐滾子軸承。根據(jù)軸端直徑d40mm,選用角接觸球軸承采用背對(duì)背安裝成對(duì)軸承。4.4結(jié)晶釜的傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)結(jié)晶釜的攪拌器是由傳動(dòng)裝置來(lái)帶動(dòng)。傳動(dòng)裝置通常設(shè)置在釜頂封頭的上部。結(jié)晶釜傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)內(nèi)容一般包括:電機(jī)、減速機(jī)的選型;選擇聯(lián)軸器;選用和設(shè)計(jì)機(jī)架和底座等。4.4.1常用電機(jī)及其連接尺寸Y系列全封閉自扇冷式三相異步電動(dòng)機(jī)為最常用的;當(dāng)有防爆要求時(shí),可選用YB系列。本結(jié)晶釜用庫(kù)存電機(jī)Y132M2-6,轉(zhuǎn)速960r/min,電機(jī)功率P4kW。4.4.2凸緣法蘭凸緣法蘭一般焊接于攪拌容器封頭上,用于連接攪拌傳動(dòng)裝置,亦可兼作安裝,維修,檢查用孔。凸緣法蘭分整體和襯里兩種結(jié)構(gòu)形式,密封面分突面(R)和凹面(M)兩種。本反應(yīng)釜凸緣法蘭焊接于攪拌容器封頭上,采用整體結(jié)構(gòu)形式,密封面采用突面(R)。根據(jù)攪拌軸的直徑和附圖,由表4-15凸緣法蘭主要尺寸,選擇公稱直徑DN500mm,螺紋為M24,螺栓數(shù)量為20個(gè),質(zhì)量為102kg的R型凸緣法蘭。4.4.3安裝底蓋安裝底蓋采用螺柱等緊固件,上與機(jī)架連接,下與凸緣法蘭連接,是整個(gè)攪拌傳動(dòng)裝置與容器連接的主要連接件。安裝底蓋的常用形式為RS和LRS型,其他結(jié)構(gòu)(整體或襯里)、密封面形式(突面或凹面)以及傳動(dòng)軸的安裝形式(上裝或下裝),按HG21565-95選取。安裝底蓋的公稱直徑與凸緣法蘭相同。形式選取時(shí)應(yīng)注意與凸緣法蘭的密封面配合(突面配突面,凹面配凹面)。本反應(yīng)釜安裝底蓋采用螺柱等緊固件,上與機(jī)架連接,下與凸緣法蘭連接。采用RS型形式,整體結(jié)構(gòu)、密封面形式(突面)以及傳動(dòng)軸的安裝形式(上裝),按HG21565-95選取。安裝底蓋的公稱直徑與凸緣法蘭相同,均為DN500mm。4.5結(jié)晶釜的軸封裝置設(shè)計(jì)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)處于一定的正壓力的真空狀態(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。結(jié)晶釜攪拌軸處的密封,屬于動(dòng)密封,常用的有填料密封和機(jī)械密封兩種形式,它們都有標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)要求直接選用。4.5.1填料密封填料密封是攪拌設(shè)備最早采用的一種軸封結(jié)構(gòu),它的基本結(jié)構(gòu)是由填料,填料箱,壓蓋,緊壓螺栓及油杯等組成。因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于制造,在攪拌設(shè)備上曾得到廣泛應(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。當(dāng)采用填料密封時(shí),應(yīng)優(yōu)先選用標(biāo)準(zhǔn)填料箱。標(biāo)準(zhǔn)填料箱中,HG21537.7-92為碳鋼填料箱,HG21537.8-92為不銹鋼填料箱。填料箱密封的選用還注意以下幾方面:?當(dāng)填料箱的的結(jié)構(gòu)和填料的材料選擇合理,并有良好潤(rùn)滑和冷卻條件時(shí),可用于較高的工作壓力,溫度和轉(zhuǎn)速條件下;?當(dāng)填料無(wú)冷卻,潤(rùn)滑時(shí),轉(zhuǎn)軸線速度不應(yīng)超過(guò)1m/s;4.5.2機(jī)械密封機(jī)械密封是一種功耗小,泄漏率低,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)中工作的有壓和真空設(shè)備。由于反應(yīng)釜多采用立式結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)速低,但攪拌軸直徑大,尺寸長(zhǎng),擺動(dòng)和振動(dòng)較大,故機(jī)械密封常采用外裝式(靜環(huán)裝于釜口法蘭外惻),小彈簧(補(bǔ)償機(jī)構(gòu)中含有多個(gè)沿周向分布的彈簧),旋轉(zhuǎn)式(彈性元件隨軸旋轉(zhuǎn))的結(jié)構(gòu),當(dāng)介質(zhì)壓力、溫度低且腐蝕性大時(shí),可采用單端面(由一對(duì)密封端面組成),非平衡型(載荷系數(shù)K?1)的機(jī)械密封。當(dāng)介質(zhì)壓力,溫度高或介質(zhì)為易燃,易爆,有毒時(shí),應(yīng)采用雙端面(由兩對(duì)密封面組成),平衡型(載荷系數(shù)K1)的機(jī)械密封。當(dāng)攪拌設(shè)備采用機(jī)械密封時(shí),在下列情況下,應(yīng)采用必要的措施,以便保證密封使用性能,提高使用壽命。?當(dāng)密封腔介質(zhì)溫度超過(guò)80?時(shí),對(duì)單端面和雙端面機(jī)械密封,都應(yīng)采用冷卻措施;?為防止密封面干摩擦,對(duì)單端面機(jī)械密封,應(yīng)采用潤(rùn)滑措施;?當(dāng)采用雙端面機(jī)械密封時(shí),應(yīng)采用密封液系統(tǒng),向密封端面提供密封液,用于冷卻,潤(rùn)滑密封端面;?必要時(shí),應(yīng)對(duì)潤(rùn)滑液,密封液進(jìn)行過(guò)濾;?當(dāng)采用潤(rùn)滑及密封液系統(tǒng)時(shí),需考慮一旦潤(rùn)滑液,密封液漏入攪拌容器內(nèi),應(yīng)不會(huì)影響容器內(nèi)物料的工藝性能,不會(huì)使物料變質(zhì),必要時(shí)應(yīng)采用緩沖液杯和漏夜收集器等防污染措施。本反應(yīng)釜一般在常壓,低壓,低轉(zhuǎn)速下使用,故采用填料密封。因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于制造,在攪拌設(shè)備上曾得到廣泛應(yīng)用,且便于定期維護(hù)此攪拌設(shè)備。4.6結(jié)晶釜的其他附件設(shè)計(jì)4.6.1支座夾套反應(yīng)釜多為立式安裝,最常用的支座為耳式支座。標(biāo)準(zhǔn)耳式支座(JB/T4725-92)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時(shí)選B型,否則選A型。每臺(tái)反應(yīng)釜常用4個(gè)支座,但作承重計(jì)算時(shí),考慮到安裝誤差造成的受力情況變壞,應(yīng)按兩個(gè)支座計(jì)算。本反應(yīng)釜為夾套立式安裝,不需要保溫,選用B型標(biāo)準(zhǔn)耳式支座,耳座為4個(gè)。耳式支座的實(shí)際承受載荷的近似計(jì)算:,本結(jié)晶釜耳座單重8.3Kg,支座的總質(zhì)量為M33.2Kg。4.6.2手孔和人孔手孔和人孔的設(shè)置是為了安裝,拆卸,清洗和檢修設(shè)備內(nèi)部的裝置。手孔直徑一般為150-250mm,應(yīng)使工人帶上手套并握有工具的手能方便的通過(guò)。當(dāng)設(shè)備的直徑大于900mm時(shí),應(yīng)開(kāi)設(shè)人孔。人孔的形狀有圓形和橢圓兩種。圓形人孔制造方便,應(yīng)用較為廣泛。人孔的大小及位置應(yīng)以人進(jìn)出設(shè)備方便為原則,對(duì)于反應(yīng)釜,還要考慮攪拌器的尺寸,以便攪拌軸及攪拌器能通過(guò)人孔放入罐體內(nèi)。由任務(wù)書(shū)給定,本反應(yīng)釜需開(kāi)設(shè)手孔,沒(méi)有人孔。根據(jù)任務(wù)書(shū)要求,公稱直徑DN100mm。本反應(yīng)釜選用帶頸平焊法蘭手孔,突面RF型。由參考文獻(xiàn)16表11-4手孔尺寸選用帶頸平焊法蘭手孔,螺柱為M16,數(shù)量為4個(gè),螺母數(shù)為8個(gè),總質(zhì)量為13.3kg。4.6.3設(shè)備接口1、接管與管法蘭接管和管法蘭是用來(lái)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)是公稱通徑(DN)和公稱壓力(PN)。接管的伸出長(zhǎng)度一般為從法蘭密封面到殼體外徑為150mm,當(dāng)考慮設(shè)備保溫等要求時(shí),可取伸出長(zhǎng)度為200mm。管法蘭分為:板式平焊法蘭(PL),帶頸平焊法蘭(SO),帶頸對(duì)焊法蘭(WN)等,法蘭密封面形式主要有突面(RF),凹凸面(MFM),榫槽面(TG)三種。本任務(wù)書(shū)要求蒸汽入口、加料口和冷凝水出口的公稱直徑DN25,由公稱直徑與鋼管外徑,選用外徑為32,質(zhì)量為0.4kg的鋼管。由標(biāo)準(zhǔn)突面板式平焊鋼制管法蘭主要尺寸,選用外徑為100mm,內(nèi)徑為33mm,螺紋為M10,理論質(zhì)量為0.65kg的法蘭。由標(biāo)準(zhǔn)突面板式平焊鋼制管法蘭主要尺寸,選用外徑為190mm,內(nèi)徑為91mm,螺紋為M16,理論質(zhì)量為2.60kg的法蘭。溫度計(jì)管口的公稱直徑DN65,由表4-16公稱直徑與鋼管外徑,選用外徑為76,質(zhì)量為1.7kg的鋼管。由標(biāo)準(zhǔn)突面板式平焊鋼制管法蘭主要尺寸,選用外徑為160mm,內(nèi)徑為78mm,螺紋為M12,理論質(zhì)量為1.61kg的法蘭。放料口的公稱直徑DN40,由表4-16公稱直徑與鋼管外徑,選用外徑為45的鋼管。由標(biāo)準(zhǔn)突面板式平焊鋼制管法蘭主要尺寸,選用外徑為130mm,內(nèi)徑為46mm,螺紋為M12,理論質(zhì)量為1.20kg的法蘭。手孔的公稱直徑DN100,由表4-13公稱直徑與鋼管外徑,選用外徑為108的鋼管。由附表4-12標(biāo)準(zhǔn)突面板式平焊鋼制管法蘭主要尺寸,選用外徑為100mm,內(nèi)徑為110mm,螺紋為M16,理論質(zhì)量為3.02kg的法蘭。補(bǔ)強(qiáng)圈容器開(kāi)孔后由于殼體材料的削弱,出現(xiàn)開(kāi)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(lái)彌補(bǔ)設(shè)備殼體因開(kāi)孔過(guò)大而造成的強(qiáng)度損失的一種最常用形式。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)受力。補(bǔ)強(qiáng)圈上有一小螺紋孔(M10),焊后通入壓縮空氣,以檢查焊縫的氣密性。補(bǔ)強(qiáng)圈的厚度和材料一般均與設(shè)備殼體相同。當(dāng)采用補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)時(shí),其接管壁厚可參照下列數(shù)值選取:Ф108X6Ф133X6Ф