《2.4 m3攪拌反應(yīng)釜設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)1》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2.4 m3攪拌反應(yīng)釜設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)1（46頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 I2.4 m3攪拌反應(yīng)釜設(shè)計(jì)攪拌反應(yīng)釜設(shè)計(jì)摘摘 要要本文設(shè)計(jì)的攪拌設(shè)備是攪拌反應(yīng)釜，反應(yīng)釜的結(jié)構(gòu)采用夾套式。內(nèi)筒介質(zhì)是染料及有機(jī)溶劑，設(shè)計(jì)壓力為 0.7MPa；夾套內(nèi)介質(zhì)為冷卻水或蒸汽，設(shè)計(jì)壓力為 0.9MPa；主體材質(zhì)為 Q345R，攪拌速度為 50r/min，反應(yīng)釜體積為 2.4m3，操作體積為 2.0m3，軸功率為 1.4KW。攪拌反應(yīng)釜主要由筒體和夾套組成，多為中、低壓壓力容器；攪拌裝置由攪拌器和攪拌軸組成；傳動(dòng)裝置是為攪拌裝置設(shè)置的，主要由電動(dòng)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、工藝接管等附件一起，構(gòu)成完整的攪拌反應(yīng)釜。

2、設(shè)計(jì)方法采用壓力容器常規(guī)設(shè)計(jì)方法，遵循化工設(shè)備要求，按照 GB150-98鋼制壓力容器等技術(shù)法規(guī)執(zhí)行，設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括釜體（內(nèi)筒與夾套）強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、校核和水壓試驗(yàn)；攪拌裝置設(shè)計(jì)與校核；傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)以及反應(yīng)釜其他零部件設(shè)計(jì)等。反應(yīng)釜作為攪拌設(shè)備的一種，其應(yīng)用前景廣泛，尤其在石油與化工行業(yè)中更是得到了廣泛的應(yīng)用。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞 反應(yīng)釜；釜體；攪拌裝置；傳動(dòng)裝置；附件 2.4m3攪拌反應(yīng)釜設(shè)計(jì) IIAbstractThis design of mixing equipment is stirred tank reactor with jacket. Inner tube is a dye and

3、an organic solvent medium and the design pressure is 0.7Mpa.jacket cooling medium is water or steam and the design pressure ois 0.9MPa; The main material is Q345R, stirring speed is 50r/min, reactor volume is 2.4m3, operating volume is 2.0m3 and shaft power is 1.4KW。stirred tank reactor is mainly co

4、mposedof the cylinder and the jacket ，mostly in medium and low-pressure vessels.The mixing device composed by a stirrer and agitator shaft.The gearing is set for the stirring device, mainly consists of motor, reducer, couplings and shafts and other components; seal device is dynamic seal, generally

5、use mechanical seal or packing.All of them with support, manholes, and other accessories with the takeover process constitute a complete stirred tank reactor.Pressure vessel design using conventional design methods, follow the chemical equipment requirement, according to GB150-98 steel pressure vess

6、el and other technical enforcement.The designed mainly includes kettle body (inner tube and jacket) strength, structural design, school nuclear and hydraulic test, stirring device design and checking, gear design and other reactor components design.Reactor as a stirring device has broad application

7、prospects, especially in the oil and chemical industry it has been even more widely used.Keywords reactor；kettle；stirring device；gearing；attachment III目錄目錄引言.- 1 -第 1 章 緒論.- 3 -1.1 反應(yīng)釜研究的背景及意義.- 3 -1.2 反應(yīng)釜的研究現(xiàn)狀.- 3 -1.3 反應(yīng)釜的發(fā)展趨勢.- 4 -第 2 章 反應(yīng)釜釜體的設(shè)計(jì).- 6 -2.1 釜體 、的確定.- 6 -DNPN2.2 釜體筒體壁厚的設(shè)計(jì).- 6 -2.3 釜體

8、封頭的設(shè)計(jì).- 7 -2.4 筒體長度的設(shè)計(jì).- 7 -H2.5 外壓筒體壁厚的設(shè)計(jì).- 8 -2.6 外壓封頭壁厚的設(shè)計(jì).- 8 -第 3 章 反應(yīng)釜夾套的設(shè)計(jì).- 10 -3.1 夾套的、的確定.- 10 -DNPN3.2 夾套筒體的設(shè)計(jì).- 10 -3.3 夾套封頭的設(shè)計(jì).- 10 -3.4 傳熱面積的校核.- 11 -第 4 章 反應(yīng)釜釜體及夾套的壓力試驗(yàn).- 12 -4.1 釜體的水壓試驗(yàn).- 12 -4.2 釜體的氣壓試驗(yàn).- 12 -4.3 夾套的液壓試驗(yàn).- 13 -第 5 章 反應(yīng)釜附件的選型及尺寸設(shè)計(jì).- 15 -5.1 釜體法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì).- 15 -5.2 工藝接管

9、的設(shè)計(jì).- 16 -5.3 接管墊片尺寸及材質(zhì).- 18 -5.4 人孔的設(shè)計(jì).- 19 -5.5 視鏡的選型.- 20 -5.6 支座的選型及設(shè)計(jì).- 21 -第 6 章 攪拌裝置的設(shè)計(jì).- 23 -6.1 攪拌軸直徑的初步計(jì)算.- 23 -6.2 攪拌抽臨界轉(zhuǎn)速校核計(jì)算.- 23 -6.3 聯(lián)軸器的選擇.- 23 -6.4 攪拌器的設(shè)計(jì).- 24 -6.5 攪拌軸尺寸的設(shè)計(jì).- 26 -第 7 章 傳動(dòng)裝置的選型和尺寸計(jì)算.- 27 -7.1 電動(dòng)機(jī)的選型.- 27 -7.2 減速器的選型.- 27 -7.3 機(jī)架的設(shè)計(jì).- 27 -7.4 底座的設(shè)計(jì).- 28 -7.5 凸緣法蘭的選型.

10、- 29 -7.6 密封形式的選擇.- 29 - 2.4m3攪拌反應(yīng)釜設(shè)計(jì) IV7.7 安裝底蓋與密封箱體、機(jī)架的配置.- 30 -第 8 章 焊縫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算.- 31 -8.1 釜體上的主要焊縫結(jié)構(gòu).- 31 -8.2 夾套上的焊縫結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì).- 32 -8.3 封頭開人孔后被削弱的金屬面積的計(jì)算.- 33 -8.4 有效補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)起補(bǔ)強(qiáng)作用的金屬面積的計(jì)算.- 33 -8.5 判斷是否需要補(bǔ)強(qiáng)的依據(jù).- 34 -結(jié)論與展望.- 35 -致謝.- 36 -參考文獻(xiàn).- 37 -附錄.- 38 -附錄 A：主要參考文獻(xiàn)摘要及題錄.- 38 -附錄 B：英文原文及翻譯.- 40 - I

11、插圖清單插圖清單圖 2-1 橢圓型封頭結(jié)構(gòu)9圖 3-1 夾套下封頭的結(jié)構(gòu) 11圖 3-2 夾套上封頭的結(jié)構(gòu) 11圖 5-1 乙型平焊法蘭結(jié)構(gòu)15圖 5-2 墊片結(jié)構(gòu)15圖 5-3 蒸汽入口結(jié)構(gòu)17圖 5-4 突面板式平焊法蘭結(jié)構(gòu)17圖 5-5 墊片結(jié)構(gòu)形式18圖 5-6 人孔19圖 5-7 視鏡21圖 6-1 聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)形式及尺寸24圖 6-2 C 型凸緣聯(lián)軸器軸頭24圖 6-3 攪拌器型式25圖 6-4 槳式攪拌器的結(jié)構(gòu)25圖 7-1 電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)及安裝尺寸27圖 7-2 機(jī)架結(jié)構(gòu) 28圖 7-3 底座的型式及尺寸 29圖 7-4 凸緣法蘭結(jié)構(gòu)型式及尺寸 29圖 7-5 填料密封結(jié)構(gòu)型式 30

12、圖 7-6 安裝底蓋與密封箱體、機(jī)架的配置結(jié)構(gòu)30 2.4m3攪拌反應(yīng)釜設(shè)計(jì) II表格清單表格清單表 2-1 幾種攪拌設(shè)備筒體的高徑比6表 3-1 封頭尺寸 11表 5-1 法蘭結(jié)構(gòu)尺寸 15表 5-2 墊片的尺寸 16表 5-3 法蘭、墊片、螺栓、螺母材料 16表 5-4 板式平焊法蘭的尺寸 18表 5-5 各法蘭墊片尺寸明細(xì)表 19表 5-6 回轉(zhuǎn)蓋帶頸平焊法蘭人孔的尺寸 20表 5-7 PN1.0DN400 人孔的明細(xì)表20表 5-8 視鏡材料 21表 5-9 B 型耳式支座的尺寸22表 6-1 漿式攪拌器的尺寸 25表 7-1 機(jī)架尺寸 28 - 1 -引言引言反應(yīng)釜的廣義理解即有物理

13、或化學(xué)反應(yīng)的容器，通過對容器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與參數(shù)配置，實(shí)現(xiàn)工藝要求的加熱、蒸發(fā)、冷卻及低高速的混配功能。由于反應(yīng)過程中的壓力不同對容器的設(shè)計(jì)要求也不盡相同。不銹鋼反應(yīng)釜廣泛應(yīng)用于石油、化工、橡膠、農(nóng)藥、染料、醫(yī)藥、食品等生產(chǎn)型用戶和各種科研實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的研究，用來完成水解、中和、結(jié)晶、蒸餾、蒸發(fā)、儲(chǔ)存、氫化、烴化、聚合、縮合、加熱混配、恒溫反應(yīng)等工藝過程的容器。反應(yīng)釜是綜合反應(yīng)容器，根據(jù)條件對反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)功能及配置附件的設(shè)計(jì)。從開始的進(jìn)料到出料均能夠以較高的自動(dòng)化程度完成預(yù)先設(shè)定好的步驟要求，對反應(yīng)過程中的溫度、壓力等重要參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格的調(diào)整。1.反應(yīng)釜常見的類型反應(yīng)釜根據(jù)材質(zhì)可大致分為一下幾種類型：不銹

14、鋼反應(yīng)釜不銹鋼反應(yīng)釜由釜體、夾套、攪拌器、傳動(dòng)裝置、軸封裝置和其他附件等組成。材質(zhì)一般有碳鋼、不銹鋼以及其他合金或復(fù)合材料；根據(jù)反應(yīng)釜的制造機(jī)構(gòu)可分為開式平蓋式反應(yīng)釜、開式對焊法蘭是反應(yīng)釜和閉式反應(yīng)釜三大類。攪拌形式一般有錨式、漿式、渦輪式、推進(jìn)式或框式等，攪拌裝置在高徑比較大時(shí)，可采用多層攪拌槳葉，也可根據(jù)用戶要求任意匹配。密封形式可分為：填料密封、機(jī)械密封和磁力密封。加熱方式有電加熱、熱水加熱、導(dǎo)熱油循環(huán)加熱、外（內(nèi)）盤管加熱等；冷卻方式為夾套冷卻和釜內(nèi)盤管冷卻。廣泛應(yīng)用于石油、化工、食品、醫(yī)藥、農(nóng)藥、科研等行業(yè)，是用業(yè)完成聚合、縮合、硫化、烴化、氫化等化學(xué)工藝過程，出及有機(jī)染料和中間體許

15、多工藝過程的反應(yīng)設(shè)備。搪玻璃反應(yīng)釜搪玻璃反應(yīng)釜是將含高二氧化硅的玻璃，襯于鋼制容器的內(nèi)表面，經(jīng)高溫的灼燒而牢固的密著于金屬表面上成為復(fù)合材料制品。因此搪玻璃反應(yīng)器具有玻璃的穩(wěn)定性和金屬強(qiáng)度的雙層優(yōu)點(diǎn)，是一種優(yōu)良的耐腐蝕設(shè)備。技術(shù)規(guī)范：使用壓力：0.2-0.8Mpa；耐酸性：對各種有機(jī)酸、無機(jī)酸、有機(jī)溶劑均有較好的抗蝕性；耐堿性：對堿性溶液抗蝕性較酸溶液差。操作溫度：設(shè)備加熱或冷卻時(shí)，應(yīng)緩慢進(jìn)行。瓷層厚度：玻璃設(shè)備的瓷層厚度磁力攪拌反應(yīng)釜磁力攪拌反應(yīng)釜的關(guān)鍵部件磁力耦合傳動(dòng)器是一種利用永磁材料進(jìn)行耦合傳動(dòng)的傳動(dòng)裝置，改變了傳統(tǒng)機(jī)械密封和填料密封的那種能過軸套或填料密封攪拌軸的動(dòng)密封結(jié)構(gòu)為靜密封結(jié)

16、構(gòu)，釜內(nèi)介質(zhì)完全處于由釜體與密封罩體構(gòu)成的密封腔內(nèi)，徹底解決了填料密封和機(jī)械密封因動(dòng)密封而造成的無法克服的泄露問題，使反應(yīng)介質(zhì)絕無任何泄露和污染。是國內(nèi)目前進(jìn)行高溫、 高壓下的化學(xué)反應(yīng)最為理想的裝置，特別是進(jìn)行易燃、易爆、有毒介質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)，更加顯示出它的優(yōu)越性。不飽和聚酯樹脂全套設(shè)備不飽和聚酯樹脂全套設(shè)備由立式冷凝器、臥式冷凝器、反應(yīng)釜、儲(chǔ)水器、分餾柱五部分組成，適用范圍：用于生產(chǎn)不飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、ABS 樹脂、油漆的關(guān)鍵設(shè)備。電加熱反應(yīng)釜電加熱反應(yīng)釜具有加熱迅速、耐高溫、耐腐蝕、衛(wèi)生、無環(huán)境污染、無需鍋爐自動(dòng)加溫、使用方便等特點(diǎn)。用電熱棒加熱夾套里面的導(dǎo)熱油，使導(dǎo)熱油溫度

17、升到所需 2.4m3攪拌反應(yīng)釜設(shè)計(jì) - 2 -要的溫度，然后有測溫控制儀控制電熱棒使其斷電恒溫。是在吸收國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上研制成功的新型產(chǎn)品，廣泛地應(yīng)用于醫(yī)藥、化工、食品、天然調(diào)味品、食品添加劑、輕工等行業(yè)。2.攪拌反應(yīng)釜攪拌反應(yīng)釜是化學(xué)、醫(yī)藥及食品等工業(yè)中常用的典型反應(yīng)設(shè)備之一。他是一種在一定壓力和溫度下，借助攪拌器將一定容積的兩種（或多種）液體與液體及液體與固體或氣體物料混均，促使其化學(xué)反應(yīng)的設(shè)備，通常伴有熱效應(yīng)，有換熱裝置將所需的熱量輸入或?qū)⑸傻臒崃恳瞥觥嚢璺磻?yīng)釜按攪拌裝置的安裝形式可分為立式、臥式、傾斜式和底攪拌等；按攪拌形式可分為漿式、框式、錨式和推進(jìn)式、渦輪式等。本文所設(shè)計(jì)

18、的攪拌反應(yīng)釜為漿式攪拌反應(yīng)釜。漿式攪拌反應(yīng)器在結(jié)構(gòu)上比較簡單，它的攪拌葉一般以扁鋼制造，當(dāng)釜內(nèi)物料對碳鋼有顯著腐蝕性時(shí)，可用合金鋼或有色金屬制成，也可以用鋼制外包橡膠或環(huán)氧樹脂，酚醛玻璃布等方法。槳葉安裝形式分為平直葉和折葉兩種。平直葉是頁面與旋轉(zhuǎn)方向互相垂直；折葉則是與旋轉(zhuǎn)方向成一斜角度。平直葉主要使物料產(chǎn)生切向方向的流動(dòng)，加攪拌擋板后可產(chǎn)生一定的軸向攪拌效果。折葉與直葉相比軸向分流略多。漿式攪拌器的運(yùn)轉(zhuǎn)速度較慢，一般為 10-100r/min,圓周速度在 1.5-3m/s 范圍內(nèi)比較合適。廣泛應(yīng)用于促進(jìn)傳熱可溶固體的混合與溶解以及需在慢速攪拌情況下，如攪拌被混合的液體及帶有固體顆粒的液體都

19、是很有效果的。 - 3 -第第 1 章章 緒論緒論1.1 反應(yīng)釜研究的背景及意義隨著中國的發(fā)展越來越快，反應(yīng)釜化工產(chǎn)品的出口量逐漸增加。全球?qū)Ω咝?，高質(zhì)化工產(chǎn)品的需求也日益增長，隨著企業(yè)產(chǎn)生對科學(xué)研究技術(shù)的需求，強(qiáng)力渴望生產(chǎn)技術(shù)，生產(chǎn)設(shè)備的提高、進(jìn)步和需求，進(jìn)行國際間交流，將是中國成為全球化工制造業(yè)中心，為化工設(shè)備帶來巨大的市場潛力。同時(shí)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對生活環(huán)境的要求逐漸提高， ，化工產(chǎn)業(yè)所制造出的產(chǎn)品在我們的日常生活當(dāng)中也隨處可見，為了能夠制造出更好的化工產(chǎn)品，不僅對加工工藝提出了新的要求，也對其生產(chǎn)設(shè)備有了更新的要求，而反應(yīng)釜作為精細(xì)化工當(dāng)中必不可缺的設(shè)備，更是成為重中之重。鑒

20、于攪拌反應(yīng)釜是化工行業(yè)當(dāng)中普遍使用的釜類設(shè)備，因此，如何能夠?qū)F(xiàn)有的攪拌反應(yīng)釜類設(shè)備進(jìn)行新的改進(jìn)和加工，對于化工產(chǎn)業(yè)來說具有非常重要的意義，而且它可以應(yīng)用到國民經(jīng)濟(jì)、科技活動(dòng)、國防建設(shè)和人民生活的各個(gè)領(lǐng)域。同時(shí)還可以擴(kuò)化工設(shè)備的出口，促進(jìn)對外貿(mào)易和交流，因而對于振興我國的化工機(jī)械工業(yè)具有重大的作用，對于推動(dòng)我國科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也具有極為深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。1.2 反應(yīng)釜的研究現(xiàn)狀反應(yīng)釜自 1912 年發(fā)明以來取得迅猛發(fā)展，至今全球仍以每年 35%的速度遞增。我國也正處于快速發(fā)展當(dāng)中，所以對其生產(chǎn)以及各類型的消費(fèi)應(yīng)用也保持在非常高的水平。但是由于科學(xué)技術(shù)的限制，我國研制的反應(yīng)釜以及在應(yīng)

21、用上跟國外相比，還是有一定差距的。首先，國外所制造的反應(yīng)釜，除了燃料行業(yè) 20000-40000L，其他的均可達(dá)到120m3；而我國多在 6000L 以下。因?yàn)榉磻?yīng)釜的容積小大與產(chǎn)量，批量生產(chǎn)中的質(zhì)量誤差以及降低產(chǎn)品成本都有著密切相關(guān)的關(guān)系，所以這也限制了我國化工產(chǎn)品的質(zhì)量，成本以及銷量。其次，國外的自動(dòng)化水平高，在大工廠當(dāng)中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了電腦自動(dòng)化生產(chǎn)，而我國的設(shè)備操縱還是普遍存在手工操作，這影響了產(chǎn)品的產(chǎn)量以及質(zhì)量，同時(shí)對人身體的健康也有一定的影響。再者，在反應(yīng)釜的構(gòu)成上，已經(jīng)由單一攪拌器發(fā)展到雙攪拌器或外加泵的強(qiáng)制循環(huán)，而國外更是除了裝有攪拌器外，還使釜體沿水平線旋轉(zhuǎn)，從而提高反應(yīng)速度。雖然

22、我國跟國外在反應(yīng)釜的研制與應(yīng)用上還有一定差距，但我國在這一領(lǐng)域上也一直處于高速增長期，反應(yīng)釜生產(chǎn)和消費(fèi)應(yīng)用的已廣泛應(yīng)用于石油、化工、輕工、食品、釀酒、制藥、家電、水電、機(jī)械、建筑、市政和各種民用器具中。1990 年我國反應(yīng)釜消費(fèi)量為 26 萬噸，1999 年為 153 萬噸，2000 年為 173 萬噸，2001 年為 225 萬噸，2004 年反應(yīng)釜消費(fèi)量達(dá)到 447 萬噸左右，居全世界第一位，2006年反應(yīng)釜消費(fèi)量達(dá)到 600 萬噸以上，其中鉻鎳奧氏體反應(yīng)釜的消費(fèi)量占反應(yīng)釜總消費(fèi)量的 75%80%。反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)調(diào)整和含鎳生鐵的使用也使人們看淡鎳的需求前景。近年來，為降低鎳消耗量，反應(yīng)釜生產(chǎn)商

23、從生產(chǎn)常規(guī)的奧氏反應(yīng)釜（含 8%的鎳）轉(zhuǎn)向生產(chǎn)低鎳（含 1-2%的鎳及 8-10%的錳）或無鎳反應(yīng)釜，今年我國鐵素體反應(yīng)釜的產(chǎn)量有望達(dá) 200 萬噸。此外，不銹鋼反應(yīng)釜含鎳生鐵的應(yīng)用替代了金屬鎳的部分需求，今年我國從東南亞等地進(jìn)口了大量鎳礦，反應(yīng)釜廠含鎳生鐵的使用量將達(dá)到 200 萬噸左右，占反應(yīng)釜行業(yè)鎳用量的 35。從而可見中國在這一領(lǐng)域發(fā)展的快速。 2.4m3攪拌反應(yīng)釜設(shè)計(jì) - 4 -隨著近年來全球氣候變暖，在化工行業(yè)的發(fā)展的同時(shí)，對其產(chǎn)生的污染控制也越來越嚴(yán)格，所以，從大的趨勢上來看，未來反應(yīng)釜的發(fā)展，將從節(jié)能，環(huán)保以及更高的工藝操作，材料等方面著手，以滿足市場與發(fā)展潮流的變化。1.3

24、反應(yīng)釜的發(fā)展趨勢對于攪拌反應(yīng)釜的研究，除功率問題外，有關(guān)攪拌的流體力學(xué)研究具有重要意義。這方面已做了許多工作，但尚需擴(kuò)大和深入。在液體中進(jìn)行攪拌時(shí)，攪拌器的功能不僅引起液體的整個(gè)運(yùn)功，而且要在液體中產(chǎn)生湍動(dòng)，湍動(dòng)程度與攪拌器使液體旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的旋渦現(xiàn)象有密切關(guān)系。這些旋渦因經(jīng)常地互相撞擊和破裂，使液體受到劇烈的攪拌。由此可見在攪拌操作中，對于流體力學(xué)理論的研究是極其重要的。近代化學(xué)工業(yè)中，流動(dòng)的物料不再只是一些低粘度的牛頓型流體，許多高粘度流體也常常遇到，尤其是各種各樣的高分子溶液以及混有催化劑粒子的漿狀流體等非牛頓型流體的應(yīng)用日益廣泛。它們與通常的牛頓型流體具有不同的流動(dòng)特性，所以對于非牛頓型

25、液體的研究是當(dāng)今的一個(gè)重要課題。對高粘度液休，特別是非牛頓型流體的攪拌傳熱的研究，也是近年來的一個(gè)方向。聚合釜的傳熱特性與其中所用的攪拌器的型式關(guān)系甚大。對于各種常用攪拌器型式的反應(yīng)釜之傳熱，前人給出了許多方程式，近年來在一些文章中也補(bǔ)充丁有關(guān)反應(yīng)釜的傳熱系數(shù)的推算公式。關(guān)于攪拌器，除非遇有特殊的任務(wù)，需要特殊設(shè)計(jì)之外，現(xiàn)有的各種攪拌器，尤其常用的框式、平漿式、推進(jìn)式和渦輪式等已足夠應(yīng)用。而且這些攪拌器已有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，所以對已有攪拌器性能的深刻了解。應(yīng)予以更多的注意，以便使它們在使用中能夠充分發(fā)揮作用。渦輪式攪拌器現(xiàn)正被廣泛使用，因?yàn)檫@種攪拌器在工業(yè)上適應(yīng)性是很大的，它幾乎能有效地完成所有的攪

26、拌任務(wù)，并能處理那些特別是化學(xué)工業(yè)中經(jīng)常遇到的各種粘度的物料。反應(yīng)釜的軸封多是用填料密封和機(jī)械密封。一百多年前，初期的密封都是采用一些天然材料如皮革和浸油繩等作為軸封。以后油浸繩密封逐漸發(fā)展成為今天的軟填料密封。由于石油化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，易燃易爆物質(zhì)比較多，對密封性能要求較嚴(yán)，19351945 年間在英美等國均開始研究和應(yīng)用機(jī)械密封，并得到到較快發(fā)展。機(jī)械密封較填料密封有很多優(yōu)點(diǎn)：泄漏量極少。機(jī)械密封的泄漏量是填料密封的 1%。摩擦功率損失相當(dāng)小。由于接觸面的摩擦系數(shù)很小，因此，機(jī)械密封的功率損失約為填料密封的 l015%。使用壽命長。一般質(zhì)量好的機(jī)械密封可用 25 年，在正常工作條件下不需要維

27、護(hù)調(diào)整。對軸的精度和光潔度的要求沒有填料密封那樣嚴(yán)格，耐振性能好。當(dāng)軸擺動(dòng)較大時(shí)，機(jī)械密封也能良好工作。同時(shí)，軸對密封腔孔的偏斜也不十分敏感，減少了軸或軸套的磨損。在軸有防腐蝕涂層時(shí)(噴，涂、襯、搪、包等)，能克服填料密封將防腐層磨損或破壞的缺點(diǎn)。機(jī)械密封的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝拆不便，對動(dòng)環(huán)和靜環(huán)的表面光潔度及平直度要求高，不易加工，成本較高。但和優(yōu)點(diǎn)相比只占次要地位。因而機(jī)械密封已日益得到廣泛應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，設(shè)備有大型化發(fā)展的趨勢，也要求攪拌設(shè)備大型化。如國外聚合釜的容積已由最初的 840m3擴(kuò)大到 60100m3，最大的已達(dá)到 140m3。采用大型聚合釜可大大減少操作和檢修人員，有

28、利于自動(dòng)化，減少投資，提高生產(chǎn)率，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量。隨著容積的大型化，釜型逐漸由細(xì)長型向矮胖型發(fā)展，而且采用底部攪拌的方式越來越多?？偟膩碚f，隨著設(shè)備行業(yè)的發(fā)展，反應(yīng)釜要求越來越高?；どa(chǎn)對反應(yīng)釜的具體要求和發(fā)展趨勢如下：1、大容積化，這是增加產(chǎn)量、減少批量生產(chǎn)之間的質(zhì)量誤差、降低產(chǎn)品成本的有 - 5 -效途徑和發(fā)展趨勢。染料生產(chǎn)用反應(yīng)釜國內(nèi)多為 6000L 以下，其它行業(yè)有的達(dá) 30m；而其它行業(yè)可達(dá) 120 m。2、反應(yīng)釜的攪拌器，已由單一攪拌器發(fā)展到用雙攪拌器或外加泵強(qiáng)制循環(huán)。國外，除了裝有攪拌器外，尚使釜體沿水平線旋轉(zhuǎn)，從而提高反應(yīng)速度。3、以生產(chǎn)自動(dòng)化和連續(xù)化代替笨重的間隙手工操作，如

29、采用程序控制，既可保證穩(wěn)定生產(chǎn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量，增加收益，減輕體力勞動(dòng)，又可消除對環(huán)境的污染。 4、合理地利用熱能，選擇最佳的工藝操作條件，加強(qiáng)保溫措施，提高傳熱效率使熱損失降至最低限度，余熱或反應(yīng)后產(chǎn)生的熱能充分地綜合利用。熱管技術(shù)的應(yīng)用將是今后的發(fā)展方向。 2.4m3攪拌反應(yīng)釜設(shè)計(jì) - 6 -第第 2 章章 反應(yīng)釜釜體的設(shè)計(jì)反應(yīng)釜釜體的設(shè)計(jì)2.1 釜體 、的確定DNPN2.1.1 釜體的確定DN由文獻(xiàn)過程設(shè)備設(shè)計(jì)表 8-5 可知幾種攪拌設(shè)備筒體的高徑比如表 2-1：表 2-1 幾種攪拌設(shè)備筒體的高徑比種類筒體內(nèi)物料類型高徑比反應(yīng)釜、混合槽液-液或液-固體系1-1.3反應(yīng)釜、分散槽氣液體系1-

30、2聚合釜懸浮液、乳化液2.08-3.85攪拌發(fā)酵罐氣-液體系1.7-2.5由給定參數(shù)：反應(yīng)釜內(nèi)介質(zhì)為染料和有機(jī)溶劑，由表選取高徑比 i=1.3將釜體視為筒體，由 V=(/4)，L=1.3則，2iD LiD （2-1）34iiDHVDDi=1330mm 圓整 Di=1400mm2.1.2 釜體 PN 的確定因設(shè)計(jì)壓力 p0.7，故：1.0MPaPNMPa2.2 釜體筒體壁厚的設(shè)計(jì)2.2.1 設(shè)計(jì)參數(shù)的確定設(shè)計(jì)壓力：0.7MPa；pp計(jì)算壓力： = = 0.7；cpcppMPa設(shè)計(jì)溫度 ： t110；t焊縫系數(shù)： 0.85（面焊全焊透對接接頭，局部無損檢測） ；材料選擇：Q345R（熱處理下高強(qiáng)度

31、，韌性好，焊接性能與成型性能良好，耐腐蝕性能優(yōu)良） ；許用應(yīng)力：根據(jù)材料 Q345R、設(shè)計(jì)溫度 55，由文獻(xiàn)1表 D-1 知189 t t；MPa鋼板負(fù)偏差：由文獻(xiàn)2 表 14-6 得0.25 （GB6654-96）1C1C腐蝕裕量：1.0（雙面腐蝕） 。2C2Cmm2.2.2 筒體壁厚的設(shè)計(jì)由公式設(shè)計(jì)壁厚 得：22 cidtcp DSCp - 7 -mmSd06. 417 . 085. 018924 . 17 . 0考慮，則=+=4.31，1CnSdS1Cmm經(jīng)圓整并考慮鋼板常用規(guī)格，取故筒體的壁厚取 Sn=6mm2.3 釜體封頭的設(shè)計(jì)2.3.1 封頭的選型由文獻(xiàn)2316 頁表 16-3 選

32、釜體的封頭選標(biāo)準(zhǔn)橢球型，代號 EHA、標(biāo)準(zhǔn)JB/T47462002。1.3.2 設(shè)計(jì)參數(shù)的確定Pc=0.7MPa1.0（整板沖壓） ；0.25（GB6654-96） ；1.0。1Cmm2Cmm2.3.3 封頭的壁厚的設(shè)計(jì) 由公式 215 . 02ccpDpcticn得mmn49. 40 . 125. 024. 3圓整得mmn6根據(jù)規(guī)定，封頭壁厚與筒體壁厚一致，所以封頭壁厚為 6mm。2.3.4 封頭的直邊尺寸、體積及重量的確定根據(jù) DN=1400mm，由文獻(xiàn)2318 頁表 16- 5 知：直邊高度： 25 體積： 0.3981hmmFV3m曲邊深度： 350 內(nèi)表面積 A： 2.23462hm

33、m2m 質(zhì) 量 m: 102.9kg2.4 筒體長度的設(shè)計(jì)H2.4.1 筒體長度 H 的設(shè)計(jì)，TFVVVTFVVV24iFD HVV=1299mm24FiVVHD圓整得: H =1300mm2.4.2 釜體長徑比的復(fù)核/iL D 2.4m3攪拌反應(yīng)釜設(shè)計(jì) - 8 -196. 1140035025130021iiDhhHDL 在 1.01.3 之間，滿足要求。2.5 外壓筒體壁厚的設(shè)計(jì)2.5.1 設(shè)計(jì)外壓的確定 由設(shè)計(jì)條件可知，夾套內(nèi)介質(zhì)的壓力為 0.9MPa，取設(shè)計(jì)外壓=0.9。pMPa2.5.2 圖算法設(shè)計(jì)筒體的壁厚設(shè)筒體的壁厚12，則：=12-2= 10，nSmmeSnSCmm2oinDD

34、S=1420，4 .1421014240eSDmm筒體的計(jì)算長度： = H+2h1L=1300+225 =1350()mm948.0142413500DL 在文獻(xiàn)2中圖 15- 4 的坐標(biāo)上找到 0.948 的值，由該點(diǎn)做水平線與對應(yīng)的/oL D線相交，沿此點(diǎn)再做豎直線與橫坐標(biāo)相交，交點(diǎn)的對應(yīng)值為：948. 00DL0.0001。A由文獻(xiàn)2中選取圖 15-6，在水平坐標(biāo)中找到=1.010-4點(diǎn)，由該點(diǎn)做豎直線與對A應(yīng)的材料溫度線相交，沿此點(diǎn)再做水平線與右方的縱坐標(biāo)相交，得到系數(shù)的值為：B130。BMPa根據(jù)=得： =130/142.4=0.913（） p/oeBDS pMPa因?yàn)?.9 0.9

35、13，所以假設(shè)12合理，取筒體的壁厚pMPa pMPanSmm12。nSmm2.6 外壓封頭壁厚的設(shè)計(jì)2.6.1 設(shè)計(jì)外壓的確定 封頭的設(shè)計(jì)外壓與筒體相同，即設(shè)計(jì)外壓=0.9。pMPa2.6.2 封頭壁厚的計(jì)算設(shè)封頭的壁厚=12，則: = 12-2= 10（） ，對于標(biāo)準(zhǔn)橢球形封nSmmeSnSCmm頭=0.9，0.91400=1260（） ， =1260/10= 126KiiRKDmm/eRi S - 9 -計(jì)算系數(shù)：。41092. 9126125. 0125. 0SRAi由文獻(xiàn)2中圖 15- 6 中選取，在水平坐標(biāo)中找到=9.9210-4點(diǎn)，由該點(diǎn)做豎直A線與對應(yīng)的材料溫度線相交，沿此點(diǎn)再

36、做水平線與右方的縱坐標(biāo)相交，得到系數(shù)的B值為值為：130。BMPa根據(jù)=得： =1.03（） p/ieBRS pMPa因?yàn)?.9 1.03，所以假設(shè)12合理， ，取封頭的壁厚pMPa pMPanSmm為 12。mm由在文獻(xiàn)2表 16-5 釜體封頭的結(jié)構(gòu)如圖 1-1，封頭質(zhì)量：208.0（）kg 圖 2-1 橢圓型封頭 2.4m3攪拌反應(yīng)釜設(shè)計(jì) - 10 -mVVVF04. 110第第 3 章章 反應(yīng)釜夾套的設(shè)計(jì)反應(yīng)釜夾套的設(shè)計(jì)3.1 夾套的、的確定DNPN3.1.1 夾套的確定DN 由夾套的筒體內(nèi)徑與釜體筒體內(nèi)徑之間的關(guān)系可知：1400+100=1500（）100jiDDmm 故取=1500m

37、mDN3.1.2 夾套的確定PN由設(shè)備設(shè)計(jì)條件單知，夾套內(nèi)介質(zhì)的工作壓力為 0.9，取1.0PNMPa3.2 夾套筒體的設(shè)計(jì)3.2.1 夾套筒體壁厚的設(shè)計(jì)由公式 （3-CpDpctjcn 21）得：mmn74. 525. 149. 425. 19 . 085. 0189215009 . 0經(jīng)圓整及考慮標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，筒體壁厚取8。nSmm3.2.2 夾套筒體長度的初步設(shè)計(jì)jH根據(jù)筒體 DN=1400mm，由文獻(xiàn)2表 16-3 可知單位高容積 V1=1.54m3由條件可知，操作容積 V0=2.0m3，總?cè)莘e V=2.4m3故裝料系數(shù)83. 00VV故筒體長度的估算值Hj圓整后取 1.1m3.3 夾套封

38、頭的設(shè)計(jì)3.3.1 封頭的選型夾套的下封頭選標(biāo)準(zhǔn)橢球型，內(nèi)徑與筒體相同（Dj1500） 。代號 EHA，標(biāo)準(zhǔn)mmJB/T47462002。夾套的上部與筒體的連接選帶折邊錐形封頭，且半錐角。 453.3.2 橢球形封頭壁厚的設(shè)計(jì)由公式 （3-CpDpctjcn5 . 0 22）mmn71. 525. 19 . 05 . 00 . 1189215009 . 0 - 11 -經(jīng)圓整，并考慮焊接方便取 。mmn83.3.3 橢球形封頭結(jié)構(gòu)尺寸的確定由文獻(xiàn)2表 165 可得封頭尺寸，見表 3-1：表 3-1 封頭尺寸直邊高度 h1總深度 h2容積 Vjf質(zhì) 量 m25mm400mm0.486m3157.

39、4kg封頭的下部結(jié)構(gòu)如圖 3-1： 圖 3-1 夾套下封頭的結(jié)構(gòu) 3.3.4 帶折邊錐形封頭壁厚的設(shè)計(jì)考慮到封頭的大端與夾套筒體對焊，小端與釜體筒體角焊，因此取封頭的壁厚與夾套筒體的壁厚一致，即8。結(jié)構(gòu)及尺寸如圖 2-2。nSmm 圖 3-2 夾套上封頭的結(jié)構(gòu)3.4 傳熱面積的校核由文獻(xiàn)2表 16-3 可得：DN=1400mm 釜體下封頭的內(nèi)表面積 Fh=2.23462mDN=1400mm 筒體（1高）的內(nèi)表面積 F1= 4.3962mm夾套包圍筒體的表面積= =4.3961.1=4.8356（2）SF1FjHm 2.4m3攪拌反應(yīng)釜設(shè)計(jì) - 12 -+=2.2346 + 4.8356=7.0

40、702 hFSF)(2m本設(shè)計(jì)要求的傳熱面積為 A=7m2，所以經(jīng)核算夾套的高度符合要求。 - 13 -第第 4 章章 反應(yīng)釜釜體及夾套的壓力試驗(yàn)反應(yīng)釜釜體及夾套的壓力試驗(yàn)4.1 釜體的水壓試驗(yàn)4.1.1 水壓試驗(yàn)壓力的確定水壓試驗(yàn)壓力： （4-1） tTpp25. 1 （4-2）MPappT) 1 . 0(取兩者較大值作為最終水壓試驗(yàn)壓力。由公式（4-1）得875. 017 . 025. 1TpMPa由公式（4-2）得MPapT8 . 0所以應(yīng)取 PT=0.875MPa4.1.2 液壓試驗(yàn)的強(qiáng)度校核由 得：max()2()TinnpDSCSC775.61)212(2)2121400(875.

41、 0max0.9 =0.91890.85=144.58（）sMPa由61.775 (+0.1)， 取=1.125TppTpMPa4.3.2 液壓試驗(yàn)的強(qiáng)度校核由 得：max()2()TinnpDSCSC = 79.3（）maxMPa79.3 0.9 =0.91890.85=263.925（）maxMPasMPa液壓強(qiáng)度足夠4.3.3 壓力表的量程的要求壓力表的量程： = 2=21.125=2.25P表TpMPa或 1.5PT 4PT 即 1.875MPa 4.5MPaP表P表4.3.4 液壓試驗(yàn)的操作過程 操作過程：在保持釜體表面干燥的條件下，首先用水將釜體內(nèi)的空氣排空，再 - 15 -將水的

42、壓力緩慢升至 1.125，保壓不低于 30，然后將壓力緩慢降至MPamin0.9，保壓足夠長時(shí)間，檢查所有焊縫和連接部位有無泄露和明顯的殘留變形。MPa若質(zhì)量合格，緩慢降壓將釜體內(nèi)的水排凈，用壓縮空氣吹干釜體。若質(zhì)量不合格，修補(bǔ)后重新試壓直至合格為止。水壓試驗(yàn)合格后再做氣壓試驗(yàn)。 2.4m3攪拌反應(yīng)釜設(shè)計(jì) - 16 -第第 5 章章 反應(yīng)釜附件的選型及尺寸設(shè)計(jì)反應(yīng)釜附件的選型及尺寸設(shè)計(jì)5.1 釜體法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：法蘭的設(shè)計(jì)、密封面形式的選型、墊片設(shè)計(jì)、螺栓和螺母的設(shè)計(jì)。5.1.1 法蘭的設(shè)計(jì)(1)根據(jù)1400mm、1.0，由文獻(xiàn)2327 頁表 16-9 確定法蘭的類型DNPNM

43、Pa為乙型平焊法蘭。標(biāo)記：法蘭 FF1400-1.0 JB/T4702-2000材料由：16MnR(2)由 JB/T4702-2000 可得法蘭的結(jié)構(gòu)如圖 51 和主要尺寸如表 51。 圖 5-1 乙型平焊法蘭結(jié)構(gòu)表 5-1 法蘭結(jié)構(gòu)尺寸法蘭/mm公稱直徑DN/mmDD1D2D3D414001560151514761456145372法蘭/mm螺栓Htaa1d規(guī)格數(shù)量27012211827M24405.1.2 密封面形式的選型根據(jù)01.01.6、介質(zhì)溫度小于 110和介質(zhì)的性質(zhì)，由文獻(xiàn)2表PNMPaMPa1614 知密封面形式為光滑面由文獻(xiàn)【2】表 16-14 得墊片選用耐油橡膠石棉墊片，材料

44、為耐油橡膠石棉板（GB/T539） ，結(jié)構(gòu)見圖 52 ，尺寸見表 5-2 。圖 5-2 墊片的結(jié)構(gòu) - 17 -表 5-2 墊片的尺寸D0/mmDi/mm/mm1405145535.1.3 螺栓、螺母和墊圈的尺寸規(guī)格本設(shè)計(jì)選用六角頭螺栓（C 級、GB/T5780-2000） 、型六角螺母（C 級、GB/T41-2000） 、平墊圈（100HV、GB/T95-2002）螺栓長度的計(jì)算：L螺栓的長度由法蘭的厚度（） 、墊片的厚度（） 、螺母的厚度（） 、墊圈SH厚度（） 、螺栓伸出長度確定h5 . 03 . 0d其中=72、=3、=18.7、=4.0、螺栓伸出長度取mmSmmHmmhmm0.4d=

45、0.524.8=9.92mm（其中 H，h，d 分別由文獻(xiàn)3附表 1-13，附表 1-14，附表 1-5查得） 螺栓的長度為：L220.4LSHhd 8 .244 . 0427 .183742=185.62（）mm取190Lmm螺栓標(biāo)記： GB/T5780-2000 M24190螺母標(biāo)記： GB/T41-2000 M24墊圈標(biāo)記： GB/T95-2002 24-100HV 5.1.4 法蘭、墊片、螺栓、螺母、墊圈的材料根據(jù)乙型平焊法蘭、工作溫度 110的條件，由文獻(xiàn)4附錄 8 法蘭、墊片、螺t栓、螺母材料匹配表進(jìn)行選材，結(jié)果如表 53 所示。表 5-3 法蘭、墊片、螺栓、螺母材料法蘭墊片螺栓螺

46、母墊圈16MnR耐油橡膠石棉40MnB35100HV5.2 工藝接管的設(shè)計(jì)5.2.1 工藝接管尺寸的確定攪拌設(shè)備由于工藝操作的原因，需要進(jìn)行開孔或設(shè)有接管。管法蘭標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)參見HG/T20592，主要參數(shù)是公稱直徑（DN）和公稱壓力（PN） 。接管的外伸長度一般取150mm，如果設(shè)備需要保溫，則外伸長度為 200mm。如果接管公稱直徑，mmDN50則外伸長度可取 100mm。本設(shè)計(jì)外伸接管長度取 150mm。因?yàn)閵A套內(nèi)為蒸汽，所以蒸汽從夾套上部進(jìn)入，由底部出口排出冷凝水。當(dāng)夾套設(shè)進(jìn)氣管時(shí)，為防止氣體直接沖罐壁，可采取如圖 5-3 所示的結(jié)構(gòu) 2.4m3攪拌反應(yīng)釜設(shè)計(jì) - 18 -圖 5-3 蒸汽入

47、口結(jié)構(gòu) （1）蒸汽入口接管采用452.5 無縫鋼管，罐內(nèi)的接管與夾套內(nèi)表面磨平。配用突面板式平焊管法蘭：HG20592 法蘭 PL40-1.0 RF 20。（2）安全閥接管采用383 無縫鋼管，接管與封頭內(nèi)表面磨平。配用突面板式平焊管法蘭：HG20592 法蘭 PL32-1.0 RF 0Cr18Ni10Ti。（3）溫度計(jì)接口采用252.5 無縫鋼管，伸入釜體內(nèi)一定長度。配用突面板式平焊管法蘭：HG20592 法蘭 PL20-1.0 RF 0Cr18Ni10Ti。（4）加料口與放料口接管采用1084.0 無縫鋼管，接管與封頭內(nèi)表面磨平。配用突面板式平焊管法蘭：HG20592 法蘭 PL100-1

48、.0 RF 0Cr18Ni10Ti。（5）視鏡接管采用4133無縫鋼管，接管與封頭內(nèi)表面磨平。配用突面板式平焊管法蘭：HG20592 法蘭 PL125-1.0 RF 0Cr18Ni10Ti。 （6）蒸汽出口接管 采用無縫鋼管，接管與封頭內(nèi)表面磨平。配用突面板式平焊管法蘭：5 . 245HG20592 法蘭 PL65-1.0 RF 20。工藝接管配用的標(biāo)準(zhǔn)突面板式平焊鋼制管法蘭的結(jié)構(gòu)如圖 4-6 所示，由文獻(xiàn)5 310頁得其結(jié)構(gòu)如下圖 5-4，由表 10-26 和表 10-33 查得各工藝接管的尺寸如表 5-4 所示。 - 19 - 圖 5-4 突面板式平焊法蘭表 5-4 板式平焊法蘭的尺寸（m

49、m）連接尺寸法蘭厚度密封面法蘭內(nèi)徑坡口寬度接管名稱公稱直徑DN接管外徑ADKLnThCdf1Bb蒸汽入口4045150110184M1618882465加料口5057165125184M16191022595安全閥接口3238140100184M1618782395溫度計(jì)口202510575144M1216582264放料口100108220180188M162215821106冷凝水出口4045150110184M1618882465視鏡125133250210188M1622188213565.3 接管墊片尺寸及材質(zhì)因?yàn)榉ㄌm選用突面法蘭 RF 型，所以墊片應(yīng)與之配合也選用突面 RF 型，根

50、據(jù)HG/T20606-2009 得墊片結(jié)構(gòu)如圖 4-5，尺寸如表 4-5 所示：圖 5-5 墊片結(jié)構(gòu)形式 2.4m3攪拌反應(yīng)釜設(shè)計(jì) - 20 -表 5-5 各法蘭墊片尺寸明細(xì)表接管名稱公稱通徑 DN墊片內(nèi)徑 D1墊片外徑 D2墊片厚度 T蒸汽入口4049921.5加料口50611071.5安全閥接口3243821.5溫度計(jì)口2027611.5放料口1001151621.5冷凝水出口4049921.5視鏡251251411.55.4 人孔的設(shè)計(jì)為了安裝、檢修操作的方便，需在容器頂部封頭上開一個(gè)人孔或手孔，根據(jù)文獻(xiàn)5表 11-1 知當(dāng) Di1000mm 時(shí)，需設(shè)一人孔，根據(jù)表 11-3 選擇了 P

51、N1.1DN400 的回轉(zhuǎn)蓋帶頸平焊法蘭人孔，密封面為突面。由文獻(xiàn)6知其結(jié)構(gòu)及尺寸，如圖 5-6，材料見表 5-6。1-人孔接管；2-螺母；3-螺栓；4-法蘭；5-墊片；6-手柄；7-法蘭蓋；8-銷軸；9-開口銷；10-墊圈圖 5-6 人孔 - 21 -表 5-6 回轉(zhuǎn)蓋帶頸平焊法蘭人孔的尺寸螺栓公稱壓力（MPa）密封面形式公稱直徑/DNmmSdw/mmmm/Dmm/1DmmA/mmB/mm規(guī)格數(shù)量400426856551532012524120M16L/mm/1Hmm/2Hmm/bmm/1bmm/2bmm/dmm質(zhì)量/kg1.0突面2002201082624282488.9表 5-7 P N

52、1.0DN400 人孔的明細(xì)表件號名稱數(shù)量材料1人孔接管10Cr18Ni10Ti2螺母16253螺栓16354法蘭11Cr18Ni9Ti5墊片1中壓石棉橡膠板6法蘭蓋11Cr18Ni9Ti7手柄1Q235-A8銷軸1459開口銷23510墊圈2100HV5.5 視鏡的選型由于釜內(nèi)介質(zhì)壓力較低（0.3）且考慮，由反應(yīng)釜設(shè)計(jì)條WpMPa1200DNmm件單可知，本設(shè)計(jì)選用兩個(gè)=125mm 的不帶頸視鏡。該類視鏡具有結(jié)構(gòu)簡單，不易DN結(jié)料，窺視范圍大等優(yōu)點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)根據(jù)文獻(xiàn)6表 23-4-2 可確定見圖 5-7。標(biāo)記：視鏡0.6，125PNMPaDNmm標(biāo)準(zhǔn)圖號：HGJ501-86-14質(zhì)量：14.7

53、kg 2.4m3攪拌反應(yīng)釜設(shè)計(jì) - 22 -1-視鏡玻璃；2-接緣；3-襯墊；4-壓緊環(huán)；5-螺母；6-雙頭螺柱 圖 5-7 視鏡表 5-8 視鏡材料材料件號名稱數(shù)量不銹鋼1視鏡玻璃1鋼化硼硅玻璃（HGJ 501-86-0）2接緣11Cr18Ni9Ti3襯墊2石棉橡膠板（GB3985-83）4壓緊環(huán)1Q235-A5螺柱6356螺母6255.6 支座的選型及設(shè)計(jì)5.6.1 支座的選型及尺寸的初步設(shè)計(jì)：夾套反應(yīng)釜多為立式安裝，最常用耳式支座。標(biāo)準(zhǔn)耳式支座（JB/T4735-92）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是選 B 型，否則選 A 型。其主要尺寸見表 5-7。文獻(xiàn)23

54、42 頁表 16-23 所以選耳式 B 型支座，支座數(shù)量為 4 個(gè)。反應(yīng)釜總質(zhì)量的估算：+1234Fmmmmm5m式中：釜體的質(zhì)量（） ；夾套的質(zhì)量（） ；攪拌裝置的質(zhì)量1mKg2mKg3m（）附件的質(zhì)量（） ；保溫層的的質(zhì)量（）Kg4mKg5mKg物料總質(zhì)量的估算：Wjdmmm式中：釜體介質(zhì)的質(zhì)量（） ；水的質(zhì)量（）jmKgdmKg - 23 - 反應(yīng)釜的總質(zhì)量估算為 1800，物料的質(zhì)量為 1200（以水裝滿釜體計(jì)算） ，KgKg夾套的質(zhì)量 和水 1500Kg。裝置的總質(zhì)量：m=1800+1200+1500 =4500（）Kg 每個(gè)支座承受的重量約為：45009.81/222（） QKN根

55、據(jù) DN1500 由文獻(xiàn)2表 16-23 初選 B 型耳式支座，支座號為 4KNQ26標(biāo)記： JB/T4725-92 耳座 B4 材料：Q235-AF系列參數(shù)尺寸如表 5-9：表 5-9 B 型耳式支座的尺寸底板筋板墊板地腳螺栓支座重量H1l1b11S2l2b23l3b3ed規(guī)格kg2502001401470290160103152508403024M15.75.6.2 支座載荷的校核計(jì)算耳式支座實(shí)際承受的載荷按下式近似計(jì)算：34() 10oeeem gGphG SQknnD式中 D=1833.8，9.81)50205(2)82125()82621500(22mmg，2/sm，=5300，=4

56、，=0，1500 9.8114715()eGNomKg0.83k np500()eSmm將已知值代入得Q3108 .18334500147154483. 01471581. 95300 KN89.22因?yàn)镼=60KN 以選用的耳式支座滿足要求。QKN89.22 2.4m3攪拌反應(yīng)釜設(shè)計(jì) - 24 -第第 6 章章 攪拌裝置的設(shè)計(jì)攪拌裝置的設(shè)計(jì)6.1 攪拌軸直徑的初步計(jì)算6.1.1 攪拌軸直徑的設(shè)計(jì)電機(jī)的功率1.5 ，攪拌軸的轉(zhuǎn)速50，文獻(xiàn)2 表 11-1 取用材料PKWn/minr為 45， 40，剪切彈性模量8104，許用單位扭轉(zhuǎn)角1.0MPaGMPa/m。nPT610553. 9 （6-1

57、）由公式（6-1）得：NmmT286500利用截面法得：NmmTMT286500max （6- pTWMmax2）由公式（6-2）得：5 .7162pW因?yàn)閿嚢栎S為實(shí)心軸 （6-3)32 . 0 dWp由公式（6-3）得mmd21.32 取mmd50。6.1.2 攪拌軸剛度的校核 （6-4）3maxmax10180pTGJM由公式（6-4）得)/(0328. 010180501 . 0108286500344maxm因?yàn)樽畲髥挝慌まD(zhuǎn)角 mm/1/0328. 0max所以圓軸的剛度足夠。6.2 攪拌抽臨界轉(zhuǎn)速校核計(jì)算由于反應(yīng)釜的攪拌軸轉(zhuǎn)速=50r/min200r/min，故無需作臨界轉(zhuǎn)速校核計(jì)算

58、n6.3 聯(lián)軸器的選擇參照參考文獻(xiàn)6，由于軸的直徑為 50mm,選擇聯(lián)軸器的形式為 C 型凸緣聯(lián)軸器。標(biāo)記：DN40HG21570-95結(jié)構(gòu)如圖 6-1 和 6-2 所示： - 25 -圖 6-1 聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)形式及尺寸圖 6-2 C 型凸緣聯(lián)軸器軸頭6.4 攪拌器的設(shè)計(jì)由參數(shù)可知攪拌器的形式為漿式攪拌器，本文選用平直葉可拆漿式，由文獻(xiàn)2表18-5 可知漿式攪拌器的型式如圖 6-3： 2.4m3攪拌反應(yīng)釜設(shè)計(jì) - 26 -圖 6-3 攪拌器形式h=（0.2-1）DN=900mm，Dj=（0.25-0.75）DN=900mm由文獻(xiàn)2圖 18-11 可知攪拌器具體結(jié)構(gòu)如圖 6-4：700Dj1100

59、圖 6-4 槳式攪拌槳的結(jié)構(gòu)由文獻(xiàn)7表 5-15 可確定槳式攪拌槳的尺寸，如表 6-1 所示。 查文獻(xiàn)4表 3-1-5 可確定零件明細(xì)表，如表 6-1 所示。 表 6-1 漿式攪拌器的尺寸(mm)（HG/T212391）Dd螺栓穿軸螺栓銷0d數(shù)量1d數(shù)量2d數(shù)量BCmfe質(zhì)量/kg90050M164M161-169014011045512.11 - 27 -6.5 攪拌軸尺寸的設(shè)計(jì)攪拌軸的長度近似由釜外長度、釜內(nèi)未浸入液體的長度、浸入液體的長L1L2L 三部分構(gòu)成。即：=+3LL1L3L2L其中=（機(jī)架高；減速機(jī)輸出軸長度）1LHMHM=500-67=433（）1Lmm=+（釜體筒體的長度；封

60、頭深度；液體裝填高度）2LTHFHiHTHFHiH 液體裝填高度的確定：iH釜體筒體的裝填高度124cFiVVHD式中操作容積（） ；釜體封頭容積（） ；筒體的內(nèi)徑（）cV3mFV3miDmmmH04. 14 . 14398. 00 . 221液體的總裝填高度=104+25+375 =1440（）iH112Hhhmm=1300+2(25+375）-1440=660（）2Lmm浸入液體攪拌軸的長度的確定：3L攪拌槳的攪拌效果和攪拌效率與其在釜體的位置和液柱高度有關(guān)。攪拌槳浸入體內(nèi)的最佳深度為：。2233iiSDH當(dāng)時(shí)為最佳裝填高度；當(dāng)時(shí)，需要設(shè)置兩層攪拌槳。iiDHiDiH由于=1440=140

61、0，本設(shè)計(jì)設(shè)置兩層攪拌槳。iHmmiDmm攪拌槳浸入液體內(nèi)的最佳深度為：S=2Hi/3=21440/3=960（）mm故浸入液體的長度：=960（）3Lmm攪拌軸攪拌軸的長度為：=433+660+960=2053（） ，取=2200（）LLmmLmm 2.4m3攪拌反應(yīng)釜設(shè)計(jì) - 28 -第第 7 章章 傳動(dòng)裝置的選型和尺寸計(jì)算傳動(dòng)裝置的選型和尺寸計(jì)算7.1 電動(dòng)機(jī)的選型由于反應(yīng)釜里的物料無易燃性和一定的腐蝕性，選用 Y 系列三相異步電機(jī)。根據(jù)攪拌軸的功率1.4、轉(zhuǎn)速50，由文獻(xiàn)8表19-1選用電機(jī)型號為PKWnmin/rY90L-4（JB/T10391-2002）7.2 減速器的選型根據(jù)電機(jī)

62、的功率2.2、攪拌軸的轉(zhuǎn)速100、傳動(dòng)比 為1400/ PKWnmin/ri5028。根據(jù)文獻(xiàn)61045頁擺線針齒行星減速器適用范圍和代號可知，本設(shè)計(jì)選用擺線針齒行星減速器（HG5-745-78） ，標(biāo)記 BLD1.4-2-8。由文獻(xiàn)61049頁確定其安裝尺寸，擺線針齒行星減速器的外形和尺寸見圖7-1：圖7-1電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)及安裝尺寸7.3 機(jī)架的設(shè)計(jì)機(jī)架是用來支承減速器和傳動(dòng)軸的，軸承箱也歸屬于機(jī)架。由于攪拌軸的直徑為 50mm，且此反應(yīng)釜體積小，壓強(qiáng)小，攪拌軸的載荷不會(huì)太大，所以由文獻(xiàn)7表 9-77 選擇 LWJ45A 型無支點(diǎn)機(jī)架。其結(jié)構(gòu)如圖 7-2 所示： - 29 -圖7-2 機(jī)架結(jié)構(gòu)（

63、mm）本文選擇的機(jī)架為型，其尺寸具體如表7-1：表7-1 機(jī)架尺寸（mm）輸入端接口輸出端接口LWJ45A機(jī)架型號H1H2H3H4D1D2D3n1-MD4D5D6/()n2-22HLWJ45A2415562002302606-M122903503953012-146507.4 底座的設(shè)計(jì)對于不銹鋼設(shè)備，本設(shè)計(jì)如下底座的結(jié)構(gòu)，其上部與機(jī)架的輸出端接口和軸封裝置采用可拆相聯(lián)，下部伸入釜內(nèi)。根據(jù) HG21565-95 選擇 RS 型安裝底蓋，傳動(dòng)軸直徑d=50mm 結(jié)構(gòu)與尺寸如圖 7-3 所示。 2.4m3攪拌反應(yīng)釜設(shè)計(jì) - 30 -圖7-3 底座型式及尺寸7.5 凸緣法蘭的選型凸緣法蘭焊在釜體上，

64、通過安裝底蓋將整個(gè)傳動(dòng)裝置安裝在它的上面，檢修時(shí)移去傳動(dòng)裝置，它就變成了釜體的檢查孔。根據(jù) HG21564-95 選擇凸緣法蘭的形式為上裝式突面安裝底蓋（R 型） ，公稱直徑 DN=250mm。結(jié)構(gòu)及尺寸如圖 7-4 所示：圖7-4 凸緣法蘭結(jié)構(gòu)型式及尺寸7.6 密封形式的選擇由于本攪拌釜的壓力較低，介質(zhì)為染料及有機(jī)溶劑、腐蝕性微弱、攪拌軸轉(zhuǎn)速為200r/min、密封要求不高，綜合考慮經(jīng)濟(jì)性能，本文選用填料密封的形式。填料密封箱由填料箱體、填料、壓蓋、螺栓等基本零件組成，置于箱體與轉(zhuǎn)軸之間的填料在螺栓力及壓蓋的軸向擠壓下，產(chǎn)生徑向延伸，使填料緊貼在轉(zhuǎn)軸的四周，軸旋轉(zhuǎn)時(shí)在填料與轉(zhuǎn)軸的接觸面間存在

65、一層極薄的油膜，這層油膜既可起到潤滑作用，又可阻止釜內(nèi)介質(zhì)的外逸或釜外氣體的滲入。因?yàn)檩S徑直徑=50mm，且容器內(nèi)壓力=0.7MPa，所以根據(jù)文獻(xiàn)7326 頁選擇碳鋼填料箱（PN1.6） （HG21537.7-92） 。 - 31 -填料箱的結(jié)構(gòu)如圖 7-5 所示：圖 7-5 填料密封結(jié)構(gòu)型式填料箱的箱體底部及其他尺寸都由與之相配合的安裝底蓋確定。7.7 安裝底蓋與密封箱體、機(jī)架的配置配置結(jié)構(gòu)如圖 7-6 所示 圖 7-6 安裝底蓋與密封箱體、機(jī)架的配置結(jié)構(gòu) 2.4m3攪拌反應(yīng)釜設(shè)計(jì) - 32 -第第 8 章章 焊縫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算焊縫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算8.1 釜體上的主要焊縫結(jié)構(gòu)釜

66、體上的主要焊縫結(jié)構(gòu)及尺寸如圖（a）筒體的縱向焊縫（b）筒體與下封頭的環(huán)向焊縫 （c）進(jìn)料管與封頭的焊縫（d）筒體與下封頭的環(huán)向焊縫 （e）溫度計(jì)接管與封頭的焊縫 - 33 -（f）出料口接管與封頭的焊縫8.2 夾套上的焊縫結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)夾套上的焊縫結(jié)構(gòu)尺寸如圖：（a） 筒體的縱向焊縫 (b)筒體與封頭的橫向焊縫 (c）蒸汽接管與夾套焊縫 2.4m3攪拌反應(yīng)釜設(shè)計(jì) - 34 -（d）水出口接管與夾套的焊縫 （f）夾套與釜體焊縫8.3 封頭開人孔后被削弱的金屬面積的計(jì)算由于人孔的開孔直徑較大，因此需要進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算，本設(shè)計(jì)采用等面積補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計(jì)方法。 釜體上封頭開人孔后被削弱的金屬面積為：A (8-1)2(1)ooetAdSS Sfr 式中：=426+22=430（）2iddCmm )(18. 17 . 05 . 085. 0189214007 . 05 . 02mmpDpSctico=1 etrtf=4301.18=506.35（）2(1)ooetAdSS Sfr2mm8.4 有效補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)起補(bǔ)強(qiáng)作用的金屬面積的計(jì)算8.4.1 封頭起補(bǔ)強(qiáng)作用金屬面積的計(jì)算1A (8-2)roeetoefSSSSS