机械搅拌式反应釜设计说明书-罗韦荣

机械搅拌式反应釜设计说明 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf -罗韦荣 学 科 过程设备设计 说明书 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 目 机械搅拌式反应釜设计说明书 姓 名 罗韦荣 学 号 xxxxxxxxxx 电 话 xxxxxxxxxxxxxxx 院 系 机械与汽车工程学院 专 业 过程装备与控制工程xxxx班 指导教师 xxxxx xxxxxx xxxxxx 1 机械搅拌式反应釜设计说明书 摘要:夹套反应釜分罐体和夹套两部分，主要有封头和筒体组成，多为中、低压压力容器;搅拌装置有搅拌器和搅拌轴组成，其形式通常由工艺而定;传动装置是为带动搅拌装置设置的，主要有电动机、减速器、联轴器和传动轴等组成;轴封装置为动密封，一般采用机械密封或填料密封;它们与支座、人孔、工艺接管等附件一起，构成完整的夹套反应釜。 本课程设计题目是夹套反应釜，该设备是由筒体、夹套、搅拌轴、减速 器和电动机等组成。本设计详细的论证了筒体直径、筒体厚度、筒体的高 度设计， 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 的选择以及强度、稳定性校核。本设计还涉及到夹套的选择， 夹套厚度的计算;从多个角度分成十章分别对釜体厚度、釜体封头以及电 机的选择，机架的设计，以及对应的凸缘、联轴器的选择方面做了详细的 介绍。本设计中还对法兰、管法兰的选取做了详尽的介绍。本设计选用的 是皮带传动，设计中对皮带的选择做了详尽的介绍。设计中参数选取恰到 好处，不仅满足了设备的设计要求，而且使设备的操作弹性变大，运行质 量得到了保证。 关键词:夹套反应釜;搅拌轴;夹套;封头;皮带轮;联轴器;法兰压力容器; 设计 2 Abstract:Jacketed reactor tank and jacketed two parts, mainly consists of cylinder head and more for the medium and low pressure vessel;Stirring device of stirrer and stirring shaft, its form is usually by the process and decide;Set of drive device, transmission device is mainly include motor, reducer, coupling and the shaft, etc;Shaft sealing device for dynamic seal, generally USES mechanical seals or packing seal;Them with the pedestal, manhole, process took over, such as the attachments form a complete set of reaction kettle.This course design topic is jacketed reaction kettle, the device is composed of barrel, jacket, and stirring shaft, gear reducer and motor, etc.This design detailed demonstrates the cylinder diameter, cylinder thickness, the height of the cylinder design, material selection, strength and stability checking This design involves the choice of the jacket, the jacket thickness calculation;Divided into ten chapters, respectively from multiple angles of the kettle body thickness, kettle body, head, and the choice of motor, the design of the frame, as well as the corresponding flange, the selection of coupling is introduced in detail.This design also detail the selection of flange, pipe flange is introduced.In the design of this design is selection of belt transmission, the selection of belt made detailed introduction.Selecting proper design parameters, not only meets the design requirements of the equipment, and make the equipment is large elasticity of operation, running quality guarantee. Keywords: Jacketed reactor;Stirring shaft;Jacket;Head;The pulley; Coupling;Pressure vessel flange;design 3 目 录 0 绪论............................................................. 4 第一章 夹套反应釜设计的有关内容.................................... 5 第二章 罐体几何尺寸计算............................................ 6 2.1 确定筒体内径................................................... 8 2.2 确定筒体尺寸................................................... 8 2.3 确定筒体高度................................................... 8 2.4 夹套的几何尺寸计算............................................. 8 2.5 夹套反应釜的强度计算........................................... 9 9 2.5.1 强度计算的原则及依据........................................2.5.2 内筒及夹套的受力 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ........................................ 9 2.5.3 计算夹套筒体、封头厚度..................................... 102.5.4 计算内筒筒体厚度........................................... 10 2.5.5 确定内筒封头厚度............................................ 9 2.5.6 带折边锥形封头壁厚的设计................................... 11 第三章 反应釜釜体及夹套的压力试验.................................. 12 3.1 釜体的水压试验............................................... 12 3.1.1 水压试验压力的确定........................................ 12 3.1.2 水压试验的强度校核........................................ 12 ,Cl3.1.3 压力表的量程、水温及水中浓度的要求 .................... 12 3.2 夹套的水压试验............................................... 12 3.2.1 水压试验压力的确定........................................ 12 3.2.2 水压试验的强度校核........................................ 12 ,Cl3.2.3 压力表的量程、水温及水中浓度的要求 .................... 13 第四章 反应釜的搅拌装置............................................ 13 4.1 推进式搅拌器的选取和安装..................................... 13 4.2 搅拌轴设计.................................................... 14 4.3 搅拌轴强度校核............................................... 14 4 4.4 搅拌抽临界转速校核计算....................................... 15 4.5 联轴器的型式及尺寸的设计..................................... 16 第五章 反应釜的传动装置与轴封装置.................................. 16 5.1 电动机的选用.................................................. 16 5.2 减速器的选用和设计............................................ 16 5.3 带传动减速机的设计............................................ 18 5.4 机架的设计与选用.............................................. 18 5.5 反应釜的轴封装置设计.......................................... 20 第六章 反应釜其他附件.............................................. 20 6.1 设备法兰...................................................... 20 6.2 支座.......................................................... 20 6.3 手孔和人孔.................................................... 20 6.4 设备接口...................................................... 22 6.4.1 接管与管法兰.............................................. 22 6.4.2 补强圈.................................................... 22 6.4.3 液体出料管和过夹套的物料进出口............................ 22 6.4.4 固体物料进口的设计........................................ 23 6.5 视镜......................................................... 23 第七章 焊缝结构的设计............................................. 23 7.1 釜体上的主要焊缝结构......................................... 23 7.2 夹套上的焊缝结构的设计....................................... 24 鸣谢............................................................... 25 参考文献........................................................... 25 5 0绪 论 反应釜的广义理解即有物理或化学反应的容器，通过对容器的结构设计与参数配置，实现工艺要求的加热、蒸发、冷却及低高速的混配功能。 根据搅拌过程的目的与搅拌器造成的流动状态判断该过程所适用的浆型，这是一种比较合用的方法。 反应釜广泛应用于石油、化工、橡胶、农药、染料、医药、食品，用来完成硫化、硝化、氢化、烃化、聚合、缩合等工艺过程的压力容器，例如反应器、反应锅、分解锅、聚合釜等;材质一般有碳锰钢、不锈钢、锆、镍基(哈氏、蒙乃尔、因康镍)合金及其它复合材料。 反应釜是化工行业不可缺少的防腐设备，在使用中机械碰撞、温度急变等因素经常引起脱瓷、裂纹、气泡、气孔和面釉的其他损伤，这些缺陷在搪瓷设备中是决不允许的， 一旦发生这种现象，必须进行修补。一个搪瓷釜价值几万元，由于局部爆瓷而报废十分可惜。应采用高分子复合材料搪瓷修补剂修复搪瓷釜，搪瓷现场修补剂是由高分子聚合物、合金钢粉末或耐磨陶瓷粉末为基材并配以固化剂的双组份复合材料。与普通树脂型的修补剂相比，高分子复合材料依靠自身更为细密的高分子结构，使得材料自身具有更强的粘接力和优异的耐腐蚀、抗腐蚀性能，高分子甚至能够渗透到金属里面，形成更为紧密的高分子复合材料保护层。 反应釜由釜体、釜盖、夹套、搅拌器、传动装置、轴封装置、支承等组成。搅拌形式一般有锚式、桨式、涡轮式、推进式或框式等，搅拌装置在高径比较大时，可用多层搅拌桨叶，也可根据用户的要求任意选配。并在釜壁外设置夹套，或在器内设置换热面，也可通过外循环进行换热。加热方式有电加热、热水加热、导热油循环加热、远红外加热、外(内)盘管加热等，冷却方式为夹套冷却和釜内盘管冷却，搅拌桨叶的形式等。支承座有支承式或耳式支座等。转速超过160转以上宜使用齿轮减速机.开孔数量、规格或其它要求可根据用户要求设计、制作。 6 第一章 夹套反应釜设计的有关内容 1.1夹套反应釜的总体结构 搅拌容器常被称作搅拌釜，当做反应器用时，称作搅拌釜式反应器，简称反应釜。反应釜广泛应用于合成塑料、合成纤维、合成橡胶、农药、化肥等行业。反应釜由搅拌容器、搅拌装置、传动装置、轴封装置及支座、人孔、工艺接管等附件组成。 搅拌容器分罐体和夹套两部分，主要由筒体和封头组成，多为中、低压压力容器;搅拌装置由搅拌器和搅拌轴组成，其形式通常由工艺设计而定;传动装置是为带动搅拌装置设置的，主要由电动机、减速器、联轴器和传动轴等组成;轴封装置为动密封，一般采用机械密封和填料密封;它们与支座、人孔、工艺接管等附件一起，构成完整的夹套反应釜。 1.2夹套反应釜设计内容和步骤 夹套反应釜的机械设计是在工艺设计之后进行的，设计依据是工艺提出的要求和条件。工艺条件一般包括:釜体容积、最大工作压力、工作温度、介质及腐蚀性、传热面积、搅拌型式、转速、功率、工艺接管的尺寸及方位等。 在阅读了设计任务书后，按以下内容和步骤进行夹套反应釜的机械设计。 (1)总体结构设计 根据工艺要求并考虑制造、安装和维护检修的方便，确定各部分结构形式，如封头型式、传热面积、搅拌类型、传动型式、轴封和各种附件的结构形式。 (2)容器的设计 其主要内容有: ? 根据工艺参数确定各部分几何尺寸; ?考虑压力、温度、腐蚀因素，选择釜体和夹套材料; ?对罐体、夹套等进行强度和稳定性计算、校核。 (3)搅拌轴设计 根据搅拌器类型确定相关位置和尺寸。 (4)传动系统设计 包括选择电动机、确定传动类型、选择减速机、联轴器、机座及底座设计等。 (5)选择轴封 选择并确定轴封及相关零部件。 (6)绘图 包括装配图、部件图和零件图。如采用 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 零、部件，写出标准号及标记，不必绘图。 (7)编制技术要求 提出制造、装配、检验和试车等方面的要求。采用标准技术条件和可标注文件号。 7 第二章 罐体几何尺寸计算 2.1 确定筒体内径 3由工艺条件给定容积V=1. 5，筒体内径D1按式进行估算: m 4V31, D=1.1675m , i 圆整取D1=1200mm 2.2 确定封头尺寸 椭圆封头选取标准件，封头内径与筒体内径相同 DN=1200mm,查表得:总深 32度H=325mm，直边高度h=25mm，内表面积,容积V=0.2545m F,1.6552mk 2.3 确定筒体高度 反应釜容积V通常按下封头和筒体两部分容积之和计算。则筒体高度H按1 照式(2.2)计算并进行圆整。 VV,hH (2.2) ,1V1 V式中 -封头容积，m?; h 33V-1米高筒体容积，m?/m。查表得:， V,1.131mV,0.2545m11h VV,h H=1.101m ,V1 圆整取，H=1200mm 2.4 夹套的几何尺寸计算 夹套和筒体的连接常焊接成封闭结构。 D夹套的结构尺寸常根据安装和工艺两方面要求而定。夹套的内径可根据2 1D筒体内径选取。D= D+100=1300mm 12 表2.2夹套内径与筒体内径关系 D/mm 500~600 700~1800 2000~3000 j D/mm D+50 D+100 D+200 ji i i 8 夹套下封头型式同罐体封头，其直径与夹套筒体相同。 D2 夹套高友传热面积决定，不能低于料液高。 H2 填料系数取0.80。夹套高按式(2.3)估算 H,2 VV,,h =0.83598m (2.3) H,2V1 取=1000m H2 传热面积计算 夹套所包围的罐体表面积一定要大于工艺要求的传热面积。 2筒体表面积 =1.0×3.77=3.77 (2.4) FHF, m21m筒 2传热面积为 3.77+1.6552=5.4252 m 2.5 夹套反应釜的强度计算 2.5.1 强度计算的原则及依据 强度计算应考虑以下几种情况。 (1)圆筒内为常压外带夹套时 N?600mm时，被夹套包围部分的筒体按外压(指夹套压 当圆筒公称直径D 力)圆筒设计，其余部分按常压设计; (2)圆筒内为真空外带夹套时 当圆筒公称直径DN?600mm时，被夹套包围部分的筒体按外压(指夹套压力+0.1MPa)圆筒设计，其余部分按真空设计; 当圆筒公称直径DN?600mm时，全部筒体按外压(指夹套压力+0.1MPa)圆筒设计; (3)圆筒内为正压外带夹套时 当圆筒公称直径DN?600mm时，被夹套包围部分的筒体分别按内压圆筒和外压圆筒计算，取其中较大值;其余部分按内压圆筒设计。 当圆筒公称直径DN?600mm时，全部筒体按内压圆筒和外压圆筒计算，取其中最大值。 2.5.2 内筒及夹套的受力分析 工艺提供的条件为:釜体内筒中工作压力为0.25MPa，夹套内工作压力0.3MPa。则夹套筒体和夹套封头为承受0.35MPa内压;而内筒的筒体和下封头为既承受0.25MPa内压，同时又承受0.35MPa外压，其最恶劣的工作条件为:停止操作时，内筒无压而夹套内仍有蒸汽压力，此时内筒承受0.53MPa外压。 9 2.5.3 计算夹套筒体、封头厚度 夹套筒体与内筒的环焊缝，因无法探伤检查，故查取，从安全计夹,,0.85套上所有焊缝均取，封头采用由钢板拼制的标准椭圆形封头，材料均为,,0.85 Q235-A钢。夹套厚度计算如下: pD1.10.31400，，0.26225x1300c2，，,，，,ccmm0.825.20 ?+0.6+2=3.662mm ,12dt,,2x189x0.85,0.262252[]21130.851.10.3,，，,，pc 夹套封头厚度计算如下: pD1.10.31400，，c20.26225x1300，，,，，,ccmm0.825.2112?+0.6+2=3.614mm ,td2[]0.521130.850.51.10.3,,,，，,，，p2x189x0.85,0.26225x0.5c 圆整至钢板规格厚度并查阅封头标准，夹套筒体与封头厚度均取为5mm ,,6mmn2.5.4 计算内筒筒体厚度 ， 内筒所有焊缝均取,,0.85 承受0.2MPa内压时筒体厚度 pD1.10.21300，，0.26225x1200c1，，,，，,ccmm0.824.29 ?+0.6+2=3.58mm ,12dt2x189x0.85,0.262252[]21130.851.10.2,,,，，,，pc 承受0.35MPa外压时筒体厚度 为简化起见，首先假设=8,则=8-2.6=5.4mm ,,,,102.87.2mm,,10mmen 由于夹套顶部距容器法兰实际定位166mm，因此内筒体承受外压部分的高 D0L度为H=166mm。并以此决定及之值。 ,De0 DDmm,，,，，,213002101320, 1200+2x5=1210mm 01n 11 1000+325/3=1108.33mm LHh,，,，，1200325=1308mm2133 D132001308L,,183.3因此=1108/12100.915;1210/5.4224 ,,0.991,,,7.2D1320e0 由图查得A=0.0006，再查图，得B=89，则许用压力可计算如下 B106,,,, 0.4 MPa >0.3 MPa []0.5780.3pMPaMPa,D13207.20e 10 所以，当名义厚度为8mm时，能满足稳定要求。 由于筒体既可能承受内压，又可能承受外压。因此筒体壁厚应选取二者中之 大值，即确定筒体厚度为8mm。 2.5.5 确定内筒封头厚度 承受0.25MPa内压 pD1.10.21300，，0.25x1200c1，，,，，,ccmm0.824.29?+0.6+2=3.53mm ,12dt2[]0.521130.850.51.10.2,，，,，，p,,2x189x0.85,0.25x0.5c 承受0.35MPa外压 设8mm，则8-2.6=5.4mm，而 ,,10mm,,,,,100.827.2mmne 0.1250.1250.125 =0.00062 A,,,0.000760.9x224,D，0.90.913207.20e 查图得B=91，则 91B106 =0.45MPa>0.3 MPa ,,,,[]0.6420.3pMPaMPa0.9x224,，0.90.913207.2D0e 满足稳定要求 2.5.6 带折边锥形封头壁厚的设计 考虑到封头的大端与夹套筒体对焊，小端与釜体筒体角焊，因此取封头的壁 厚与夹套筒体的壁厚一致，即,,8mm6mm。结构如下图 n 11 第三章 反应釜釜体及夹套的压力试验 3.1 釜体的水压试验 3.1.1 水压试验压力的确定 水压试验的压力: ,[] (3.1) p,1.25p1T1t,[] p,1.25，1，0.25,0.0.3125MPa1T 3.1.2 水压试验的强度校核 水压试验的应力: ,()pD，0.315x(1200，5.4)Te11,MPa ==34.88 (3.2) ,T12x5.42,e 0.9,,,0.9，235，0.85,199.75MPas ; 液压强度足够。 ,,0.9,,1Ts ,Cl3.1.3 压力表的量程、水温及水中浓度的要求 MPaPp 压力表的最大量程: =2=2×0.275=0.55 T表 水温?15? ,Cl水中浓度?25 mgL/ 3.2 夹套的水压试验 3.2.1 水压试验压力的确定 水压试验的压力: ,[]p,1.25p (3.3) 2T2t,[] p,1.25，1.，0.35,0.4375MPa 2T 3.2.2 水压试验的强度校核 水压试验的应力: ,()pD，0.4375x(1200，5.4)Te22,MPa,==48.83 (3.4) T22x5.42,e 12 0.90.92350.85179.8,,,，，,MPas ; 液压强度足够 ,,,,0.92Ts ,3.2.3 压力表的量程、水温及水中Cl浓度的要求 MPa 压力表的最大量程: =2=2×0.4125=0.825 pPT表 ,Cl水温?15? 水中浓度?25 mgL/ 第四章 反应釜的搅拌装置 在反应釜中，为增加反应速率、强化传质或传热效果以及加强混合等作用，常装设搅拌装置。搅拌装置由搅拌器、轴及其支承组成。搅拌器的型式主要有:桨式、推进式、框式、涡轮式、螺杆式和螺带式等。设计任务书要求的为桨式。 4.1 推进式搅拌器的选取和安装 推进式搅拌器多为三叶式，按旋向不同分为左旋式和右旋式。推进式搅拌器常单层安装，一般安装在与下封头焊缝等高的位置上。它与轴的连接是通过轴套用平键或紧定螺钉固定，轴端加固定螺母。为防螺纹腐蚀可加轴头保护帽。 按照设计要求选用一层推进式搅拌器，桨叶旋向为左旋，其主要尺寸如下: Dmm,400, 如下图: dmm,90dmm,50,j1 13 4.2 搅拌轴的设计 搅拌轴通常既承受转矩又承受弯矩，一般先按转矩初估最小轴径，然后根据轴上零件的安装和定位及轴的制造工艺等要求进行轴的结构设计，最后按第三强度理论进行弯扭强度校核。结构设计时要注意，确定的搅拌轴的直径需要圆整到标准直径系列。对于转速,200r/min的，还要进行临界转速的校核。 (1) 材料 上轴选用常用材料45号钢。 (2) 结构 V带传动的上轴一端(第1段)安装有大带轮，另一端安装刚性联 轴器，带轮和联轴器均采用平键传动，考虑带轮和联轴器的轴向定位，均 加有轴肩，并在轴端采用挡圈轴向固定。上轴采用一对角接触轴承做支点 (第3段)，轴承两端(第2段和第4段)装有轴承压盖，并采用毡圈密 封防尘。 (3) 确定最小轴径 由于轴上主要受转矩，故按转矩初估最小轴径，有 p433dAmm,,，, 11228.2 n250 轴上开有两个键槽，轴径扩大并圆整后为40mm。 (4)由结构确定其它各段轴径 带轮和联轴器轴向定位的轴肩，dmm,452 Lmm,60取轴端挡圈公称直径为50mm。根据带轮的设计，带轮毂孔的长度为，为了保证轴端挡圈只压在带轮面上而不压在轴的端面上，轴的长度应取略短些，取Lmm,59。带轮和联轴器的连接用平键，查表选用平键12×8×56.带轮和联1 轴器与轴的配合选用r8。 (5)轴承选取 轴承同时承受径向力及轴向力的作用，转速较高，轻载荷，可选用角接触轴承;考虑其安装与调整，采用正装方式。初选轴承为7210C，查 dmm,50Lmm,19表，其尺寸为50×90×20。确定第三段轴径，轴的长度，33 Lmm,60轴承采用轴肩定位，第4段的轴径为。考虑轴承的密封和固定，第24 段轴上装有轴承盖，可选用旋转轴唇型密封圈。轴与轴承内圈采用过渡配合，取其直径尺寸公差为k6。轴承的轴向距离按搅拌釜支承条件确定。 搅拌轴与上轴采用刚性联轴器连接，把两轴当作一个整体进行设计和校核。 4.3 搅拌轴强度校核 (1)轴的受力分析如下图: 14 ABBC，，80280压紧力， FN,1514.3FFN,,，, 1514.31947BQQBC280 AB80 FFN,,，, 1514.3432.7CQBC280 (2)轴的剪力和弯矩图如下: (3)轴的扭矩为: p4 TNm,，,，,95509550152.8.n250 ,,0.6(4)因轴单向转动，可认为扭矩为脉动循环变化，故折合系数，,TNm,，,0.6152.891.68. (5)所以危险截面B处的当量弯矩为: 22MMTNm,，,()151.9., eBB (6)计算危险截面B处的轴径如下: 3M151.910，eB33dmm,,,30.23 ,0.1[]0.155，,b1 又知该处轴径为50mm，轴的强度满足要求。 4.4 搅拌抽临界转速校核计算 搅拌轴上装有搅拌器，往往由于结构不对称、加工安装有误差等原因，使回转中心离开其回转轴线而产生回转离心力，使轴受到周期性载荷干扰。当周期载荷和频率与搅拌轴的自然频率接近时，轴便发生剧烈运动，该现象为轴的共振，产生共振时搅拌轴达到其临界转速。 nrr,,250/min200/min搅拌轴的转速为，应作临界转速校核。该搅拌轴上装有一层搅拌器，其一阶转速为: 15 303EIgn, c12WLLB(),，111 经校核，满足要求。 nn,(0.750.8) c1 4.5 联轴器的型式及尺寸的设计 ,40mm 根据相关设计要求，联轴器采用凸缘刚性联轴器，其轴孔的尺寸为，其相关尺寸见部件图。联轴器与轴之间采用A型平键连接，关于键的校核下文将给出。 第五章 反应釜的传动装置与轴封装置 反应釜的搅拌器是由传动装置来带动。传动装置一般包括电动机、变速器(减速机)、联轴器、搅拌轴(传动轴)、机架、安装底盖及凸缘法兰等，当搅拌轴较长时，为加工和安装方便，常将搅拌轴分段制造。 16 反应釜传动装置的设计内容一般包括:电动机的选型、变速器(减速机)的选型或设计;轴的支承条件的确定、轴上零件的选型及轴的设计;机架和底座选用和设计等。如下图: 5.1电动机的选用 搅拌设备通常采用电动机驱动。确定电动机型号应根据搅拌轴功率、安装形式和周围工作环境等因素确定。最常用的为Y系列全封闭自扇冷式三相异步电动机。根据设计要求选用Y160(B3)型号的电动机。 5.2减速器的选用和设计 由于立式反应釜转速通常较低，因而电动机多与变速器组合使用，有时也采用变频器直接调整。釜用立式减速机主要类型有摆线针轮减速机、齿轮减速机和 17 带传动减速机三大类。课设中采用带传动减速机。下面将进行带传动减速机的具体设计。 5.3带传动减速机的设计 带传动电动机的特点是:结构简单，制造方便，价格低廉，能防止过载，噪声小，但不适用于防爆场合。带传动减速机有普通V带、窄V带、同步带等形式，这里采用普通V带。 i,3 采用P系列单级带传动减速机，输出功率为4kw，传动比为，输出轴 250/minr转速为，单向传动。 (1) 计算功率 pc 250/minr 电机功率，转速，从动轴转速为，查表 nr,720/minpkw,41 工况系数，故 K,1.2PKPkw,,，, 1.244.8AcA (2)选取普通V带型号 根据，查表确定选用A型带。 Pkwnr,,4.8,720/minc1 (3)确定小带轮和大带轮基准直径 DD,12 n7201查表取，则 Dmm,,140,1%,,,,，，, ,DDmm(1)14099%399.2121n2502 查表取直径系列值=450， 则大带轮转速为: Dmm,4002 nD(1)720140(10.01),，，,,11 nr,,,249.5/min2D4002 其误差绝对值小于5%，故允许。 (4)验算带速 ,Dn3.14720140，，115/25/msms vms,,,5.275/皮带速度为:，在601000601000，， 范围内，所以带速合适。 (5)确定带长和中心距 amm,600初步选取中心距560，带长为: 222(450-140),()DD,,3.14(400140),212x560+X(140+450)+ =2089 LaDDmm,，，，,，，，，，,2()2600(140400)2075.971224x5602424600a， 18 查表选用基准长度 Lmm,2000d 计算实际中心距: 222()(2())8()LDDLDDDD,，，,，,,,,121221a,8 22220003.14(140400)(220003.14(140400))8(400140)，,，，，，,，，,，,,8 ,561.04mm (6)验算小带轮包角 ,1 ,DD400140,21, ,:,，:,:,，:,:,:18057.318057.3153.41201a561.04(7)确定V带根数z n7201传动比，查表得:i,,,2.88n2502 PkwPkwKK,,,,,1.285,0.089,0.931,1.0300,L P4.8C计算带的根数: ,,,z3.634，,，，，()(1.2850.089)0.9311.03PPKK00,L 取z=4根 (8)求压轴力F Q 500P2.52C查表得,得单根V带张紧力: ,,，,qkgm,0.1/FqVN(1)194.502VK, ::153.4153.4FzFN,,，，，,2sin24194.5sin1514.3故总压轴力为: Q022 (9)小带轮宽度B Bzefmm,,，,,，，，,(1)2(41)1521065 5.4 机架的设计与选用 立式搅拌设备传动装置大多是通过机架、安装底盖安装在搅拌设备封头上 的。因为采用V带减速机无法选用标准机架，所以采用非标准机架，设计成焊接 结构的机架，上法兰及中间法兰安装轴承座，下法兰与安装底盖配合，采用大直 径钢管将三个法兰焊接在一起。 19 5.5 反应釜的轴封装置设计 反应釜中介质的泄露会造成物料浪费并污染环境，易燃、易爆、剧毒、腐蚀性介质的泄露会危及人身安全和设备安全。因此，在反应釜的设计过程中选择合理的密封装置是非常重要的。 轴封装置按密封面间有无运动，分为静密封和动密封两大类。搅拌反应釜上法兰面之间是相对静止的，它们之间的密封属于静密封。静止的反应釜顶盖(上封头)和旋转的搅拌轴之间存在相对运动，它们之间的密封属于动密封。为了防止介质从转动轴与封头之间的泄露而设置的密封装置，简称为轴封装置。反应釜中使用的轴封装置主要有填料密封和机械密封两种。 表5.2 填料箱密封和机械密封的比较 比较项目 填料箱密封 机械密封 <10c.c./h,一般平均泄漏量 泄漏量 180~450c.c./h 为填料箱密封的1% 摩擦功损失 机械密封为填料箱密封的10%~50% 轴磨损 有磨损用久后要换轴 几无磨损 细化经常维护，更换填料，个寿命0.5~1年或更长，很少需 维护及寿命 别情况8h(每班)更换一次 要维护 高压、高温、高真空、高转速、 高参数 可以 大直径密封很难解决 动环、静环表面粗糙度及平面 加工及安装 加工要求一般，填料更换方便 度要求高，不易加工，成本高， 装拆不便 对材料要求 一般 动环、静环要求较高减磨性能 我们这次设计使用填料密封。它是搅拌反应釜最早采用的一种轴封结构，其特点是结构简单、易于制造，并适用于低压、低温的场合。虽然填料中含有一些润滑剂，但其数量有限且在运转中不断消耗，故填料箱上常设置添加润滑油的装置。 密封装置不可能达到绝对密封,因为压紧力太大时会加速轴与填料的磨损， 20 使密封失效更快。从延长密封寿命出发，允许有一定的泄露量(150mL/h,450mL/h)，运转过程中需调整压盖的压紧力，并规定更换填料的周期。填料是保证密封的主要零件。填料选用正确与否对填料的密封性起关键性的作用。对填料的基本要求是: (1)要有弹性，这在压紧压盖后，填料能贴紧搅拌轴并对轴产生一定的抱紧力;(2)良好的耐磨性; (3)与搅拌轴的摩擦系数要小，以便降低摩擦功率损耗，延长填料寿命; (4)良好的导热性，使摩擦产生的热量能较快地传递出去; (5)耐介质及润滑剂的浸泡和腐蚀。此外，对用在高温高压下的填料还要求耐高温及有足够的机械强度。 填料的选用应根据反应釜内介质的特性(包括对材料的腐蚀性)、操作压力、操作温度、转轴直径、转速等进行选择。 对于低压(PN?0.2MPa)、无毒介质、非易燃易爆者，可选用一般石棉绳，安装时外涂黄油，或者采用油浸石棉填料。压力较高或介质有毒及易燃易爆者，最常用的是石墨石棉填料和橡胶石棉填料。 21 第六章 反应釜其他附件 6.1 设备法兰 当筒体与上封头用法兰连接时，常采用甲型平焊法兰连接，这是压力容器法兰中的一种，甲型平焊法兰密封面结构常用平封封面和凹凸封面两种，这里选用凹凸封面。法兰的尺寸见总装配图。 6.2 支座 夹套反应釜多为立式安装，最常用的支座为耳式支座。当设备需要保温或直接支承在楼板上时选用B型或C型，否则选用A型，这里选用B型支座。耳式支座的尺寸按规定选取，材料采用Q235-A。并对其进行相关的强度校核。 6.3 手孔和人孔 手孔和人孔的设置是为了安装、拆卸、清洗和检修设备的内部装置。这里由于反应釜尺寸所限，不设人孔，仅设手孔，手孔的直径见总装配图。 6.4 设备接口 化工容器及设备，往往由于工艺操作等原因，在筒体和封头上需要开一些各种用途的孔。 6.4.1 接管与管法兰 接管与管法兰是用来与管道或其他设备连接的。标准管法兰的主要参数是公称通径(DN)和公称压力(PN)。具体尺寸须按设计要求分别选取。 6.4.2 补强圈 容器开孔后由于壳体材料的削弱，出现开孔应力集中现象。因此要考虑补强。 补强圈就是用来弥补设备壳体因开孔过大而造成的强度损失的一种常用形式。补强圈形状应与被补强部分相符，使之与设备壳体密切贴合，焊接后能与壳体同时受力。补强圈上有一小孔，焊后同如压缩空气，以检查焊缝的气密性。补强圈的厚度和材料一般均与设备壳体相同。 6.4.3 液体出料管和过夹套的物料进出口 出料管结构设计主要从物料易放尽、阻力小和不易堵塞等因素考虑。另外还要考虑温差应力的影响。 22 6.4.4 固体物料进口的设计 由于釜体的内径1200mm，因此不需要在釜体的封头上设置人孔，本设Dmm,13001 计选用板式平焊法兰物料孔。物料孔的尺寸按设计要求选取。 6.5 视镜 视镜主要用来观察内物料及其反应情况，也可作为料面指示镜，一般成对使用。其结构形式查阅相关文献。当视镜需要斜装或设备直径较小时，采用带颈视镜。本设计采用带灯有颈视镜，其尺寸型号见总装配图。 第七章 焊缝结构的设计 7.1 釜体上的主要焊缝结构 釜体上的主要焊缝结构及尺寸如图 (a)筒体的纵向焊缝 (b)筒体与下封头的环向焊缝 (d)进料管与封头的焊缝 (f)温度计接管与封头的焊缝 23 (h)出料口接管与封头的焊缝 7.2 夹套上的焊缝结构的设计 夹套上的焊缝结构及尺寸如图 (a)筒体的纵向焊缝 (b)筒体与封头的横向焊缝 (c)导热油进口接管与筒体的焊缝 (e)导热油出口接管与筒体的焊缝 (f)釜体与夹套的焊缝 24 鸣谢 经过三周的努力，本次过程设备设计课程设计终于落下帷幕。本次设计能够顺利完成，和老师的悉心指导和同学们的帮助是分不开的。 还有，就是我们的学长学姐研究生们，他们能花大量的时间来指导我们，是我们最大的荣幸。学长们，学识丰富，又经过了大量的实践，因此在我们课程设计中，给予我们提供了极大有意义的建议和帮助。所以，在此，要特别感谢学长们能在那么热的天气中抽出宝贵的时间来指导我们，希望学长学姐们身体健康，学习进步，工作顺利。 在与同学们的交流中，我的设计思路得以开拓，同学查阅资料互相交流使原本繁琐的工作变得简单。老师耐心的教导，使我不再畏惧遇到的种种难题。在此，向为本次课程设计提供帮助的同学、老师表示感谢。 通过这次课程设计，加深了我对于课本知识的理解，拓宽了我的知识面，提高了计算机应用技术，了解了工程问题和理论计算之间的差别。本次课程设计为我们将理论知识转化为实际生产力提供了一次有效的锻炼。 由于初次面对实际工程问题，限于个人知识有限、缺乏经验，缺点和错误在所难免，恳请希望老师批评指正～ 25 参考文献 [1]郑津洋、董其伍、桑芝富，《过程设备设计》 化学工业出版社 2010.6 [2]张展主编，《机械设计通用手册》 机械工业出版社 2008.5 [3]朱有庭、曲文海、于浦义主编，《化工设备设计手册(上、下卷)》 化学工业出版社 2004.8 [4]机械设计手册编委会，《机械设计手册(单行本)管道与管道附件》 机械工业出版社 2007.3 [5]成大先主编，《机械设计手册(单行本)减(变)速器电机与电器》 工业出版社 2004 [6]吴宗泽，《机械设计实用手册》 化学工业出版社 1999 [7]余国琮主编.《化工机械工程手册》(上、中、下卷). 化学工业出版社，2003 [8]蔡纪宁主编.《化工设备机械基础课程设计指导书》 化学工业出版社，2000 [9]汤善甫、朱思明编，《化工设备机械基础》 华东理工大学出版社，1991 [10]聂清德主编，《化工设备设计》 化学工业出版社，1991 26