【正文】 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 3000 升開(kāi)式搪玻璃反應(yīng)釜的設(shè)計(jì) 摘要 ： 搪玻璃設(shè)備具有質(zhì)量好、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)資源的節(jié)約、我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和石油工業(yè)的發(fā)展起著巨大的作用。設(shè)計(jì)一臺(tái)操作容積為 3000L 的搪玻璃反應(yīng)釜，全容積為 3715L。按照 GB1501998《鋼制壓力容器》， HG24322020《搪玻璃設(shè)備技術(shù)條件》， HG/T23712020《搪玻璃開(kāi)式攪拌容器》 進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)和驗(yàn)收。 容器圓筒的材料為 Q235B，工作壓力為 ，工作溫度為 0 ~ 200℃；夾套材料為 Q235B，工作壓力為 ，工作溫度為 0 ~ 200℃。 此次設(shè)計(jì)主要進(jìn)行了 搪玻璃反應(yīng)釜 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度計(jì)算。 進(jìn)行了圓筒壁厚計(jì)算，夾套的壁厚計(jì)算，電動(dòng)機(jī)軸功率校核，攪拌器強(qiáng)度校核，開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算，耳座的校核等。該設(shè)備按 JB/T47092020 進(jìn)行焊接，焊縫進(jìn)行無(wú)損探傷。該設(shè)備應(yīng)根據(jù) TSG R00042020《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》和《壓力容器定期檢驗(yàn)規(guī)則》的要求定期檢驗(yàn)。 關(guān)鍵詞： 搪玻璃；反應(yīng)釜；耐腐蝕 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 The design for 3,000 litres opencycle glass lining reaction kettle Abstract: Glasslined equipment with good quality, corrosion resistance, etc., resource conservation, economic development and the development of the oil industry plays a huge role. The design operating glasslined reactor with a volume of 3000L, 3715L full volume.《 Steel pressure vessel》 in accordance with the GB1501998 HG24322020《 glasslined equipment technical conditions》 , HG/T23712020《 glasslined open mixing vessel》 for the design, manufacture, inspection and acceptance. The material of the container cylinder Q235B, working pressure to , the operating temperature of 0 to 200 176。 C。 jacket material for Q235B, working pressure of , the operating temperature of 0 to 200 176。 C. The design is mainly for the structural design and strength calculation of glasslined reactor. Cylinder wall thickness, the wall thickness of the jacket, the motor shaft power check, stirrer strength check, opening reinforcement calculation, ear seat check. The device JB/T47092020 welding, weld NDT. The equipment should be based on the requirements of the TSG R00042020《 fixedpressure vessel safety technology to monitor the procedures》 and 《 regular pressure vessel inspection rules 》 periodic inspection. Key words: Honing glass 。 reaction kettle。 corrosion resistance. 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 目錄 摘要??? ????????????????????????????? 1 Abstract?????????????????????????????? 2 緒論???????????????????????????????? 5 第一章 反應(yīng)釜釜體與傳熱裝置???????????????????? 7 反應(yīng)釜釜體????????????????????????? 7 確定反應(yīng)釜釜體的直徑和高度???????????????? 7 確定反應(yīng)釜夾套的直徑和高度???????????????? 8 夾套類(lèi)型的選擇?????????????????????? 9 夾套圓筒的應(yīng)力計(jì)算???????????????????? 9 夾套試驗(yàn)壓力?????????????????????? 10 確定反應(yīng)釜內(nèi)筒的材料和壁厚????????????????? 11 封頭、卡子及密封裝置的選擇????????????????? 13 第二章 反應(yīng)釜的傳遞裝置?????????????????????? 14 減速裝置????????????????????????? 14 電動(dòng)機(jī)基本特 性及選用??????????????????? 16 機(jī)架??????????????????????????? 17 機(jī)架的選用原則????????????????????? 17 傳動(dòng)軸?????????????????????????? 18 聯(lián)軸器?????????????????????????? 19 第三章 反應(yīng) 釜 的 攪拌 裝置 ?????????????????????? 20 攪拌器?????????????????????????? 20 攪拌器的選擇???????? ?????????????? 20 攪拌器的強(qiáng)度計(jì)算???????????????????? 21 攪拌軸?????????????????????????? 24 攬拌軸的材質(zhì)及加工要求????????????????? 24 攪拌軸直徑的確定及強(qiáng)度計(jì)算??????????????? 24 第四章 反應(yīng)釜的軸封裝置????????????????????? 34 軸封裝置的選用原則???????????????????? 34 機(jī)械密封原理????????????????? ?????? 34 填料密封原理??????????????????????? 35 機(jī)械密封與填料密封的對(duì)比????????????????? 35 機(jī)械密封及其循環(huán)保護(hù)系統(tǒng)的選擇?????????????? 35 反應(yīng)釜耳座的選用計(jì)算??????????????????? 36 第五章 反應(yīng)釜開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算???????????????????? 38 人孔 M 的開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算?????????????????? 38 溫度計(jì)套管口 T 的開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算?????????????? 40 攪拌 孔 e 的補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算???????????????????? 42 放料口 f 的補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算???????????????????? 44 第六章 主要技術(shù)要求??????????????????????? 46 材料方面????????????????????????? 46 焊接方面????????????????????????? 46 焊縫無(wú)損探傷??????????????????????? 46 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 結(jié)語(yǔ)??????????????????????????????? 47 參考文獻(xiàn)????????????????????????????? 48 致謝??????????????????????????????? 50 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 緒論 搪玻璃反應(yīng)釜是將含高二氧化硅的玻璃，襯在鋼制容器的內(nèi)表面，經(jīng)高溫灼燒而牢固地密著于金屬表面上成為復(fù)合材料制品。所以，它具有玻璃的穩(wěn)定性和金屬?gòu)?qiáng)度的雙重優(yōu)點(diǎn)，是一種優(yōu)良的耐腐蝕設(shè)備。搪玻璃反應(yīng)釜廣泛地應(yīng)用于化工、石油、醫(yī)藥、農(nóng)藥、食品等工業(yè)。 搪瓷反應(yīng)釜技術(shù)規(guī)范： 使用壓力： 耐酸性： 對(duì)各種有機(jī)酸、無(wú)機(jī)酸、有機(jī)溶劑均有較好的抗蝕性。如將我廠生產(chǎn)的搪玻璃試樣置于 20%HCI 溶液中煮沸 48h，腐蝕速率為 （優(yōu)等品指標(biāo)為）。 耐堿性： 搪玻璃對(duì)堿性溶液抗蝕性較酸溶液差。但將我廠搪玻璃試樣置于 1N 氫氧化鈉溶液腐蝕，試驗(yàn)溫度 80℃時(shí)間 48h。腐蝕速率為 （優(yōu)等品指標(biāo)為）。 操作溫度：搪玻璃設(shè)備加熱和冷卻時(shí)，應(yīng)緩慢進(jìn)行。我廠制造的搪玻璃設(shè)備使用溫度為 0－ 200℃，耐溫急變性≥ 200℃。 瓷層厚 度：玻璃設(shè)備的瓷層厚度 ，搪玻璃設(shè)備附件的瓷層厚度 。 耐壓電：搪玻璃具有良好的絕緣性，當(dāng)搪玻璃在規(guī)定厚度內(nèi)用 20KV 高頻電火花檢查瓷層時(shí)，高頻電火花不能擊穿瓷層。 耐沖擊性：玻璃層的內(nèi)應(yīng)力越小，彈性越好，硬度越大，抗彎抗壓強(qiáng)度越高，則耐沖擊就越好。 8 搪玻璃設(shè)備的耐溫差急變性是指搪玻璃表面或其反側(cè)的金屬基體經(jīng)受突然溫度急變的性能。搪玻璃設(shè)備耐溫差急變溫度為：冷急變溫度為 110℃，熱急變溫度為 120℃。 本設(shè)計(jì)主要介紹制膠搪玻璃反應(yīng)釜的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和各個(gè)零件的選 型原則。 制膠搪玻璃反應(yīng)釜的基本結(jié)構(gòu)：反應(yīng)釜、攪拌裝置、傳動(dòng)裝置、軸封等組成。攪拌裝置由攪拌軸和攪拌器組成，靠攪拌軸傳動(dòng)動(dòng)力，由攪拌器達(dá)到攪拌目的。內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 傳動(dòng)裝置包括電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、機(jī)座、聯(lián)軸器、底座、和活套法蘭等附件，它為攪拌器提供攪拌動(dòng)力和相應(yīng)的條件。軸封裝置為反應(yīng)釜和攪拌軸間的密封裝置，以封住反應(yīng)釜體內(nèi)的流體不致泄露。 制膠搪玻璃反應(yīng)釜機(jī)械設(shè)計(jì)的依據(jù)：制膠搪玻璃反應(yīng)釜機(jī)械設(shè)計(jì)是在工藝設(shè)計(jì)之后進(jìn)行的。工藝設(shè)計(jì)所確定的對(duì)反應(yīng)釜的工藝要求是機(jī)械設(shè)計(jì)的依據(jù)。反應(yīng)釜的工藝要求通常包括反應(yīng)釜的面積、最大工作壓力、工作溫 度、工作介質(zhì)、腐蝕情況、傳熱面積、換熱方式、攪拌形勢(shì)、轉(zhuǎn)動(dòng)及速率、接管方位尺寸的確定等。反應(yīng)釜中的攪拌器有錨式、框式、漿式、渦輪式，刮板式，組合式，轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)可采用擺線針輪減速機(jī)、無(wú)級(jí)變速減速機(jī)或變頻調(diào)速等，可滿(mǎn)足各種物料的特殊反應(yīng)要求。密封裝置可采用機(jī)械密封、填料密封等密封機(jī)構(gòu)。加熱、冷卻可采用夾套、半管、盤(pán)管、米勒板等機(jī)構(gòu)，加熱方式有蒸汽、電加熱、導(dǎo)熱油，以滿(mǎn)足耐酸、耐高溫、設(shè)計(jì)磨損、抗腐蝕等不同工作環(huán)境的工藝要求。可根據(jù)用戶(hù)工藝要求進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造。 制膠搪玻璃反應(yīng)釜機(jī)械設(shè)計(jì)大體包括： 1 確定反應(yīng)釜的結(jié)構(gòu)形 式和尺寸； 2選擇材料； 3 計(jì)算強(qiáng)度或穩(wěn)定性； 4 選擇主要零件； 5 繪制圖樣； 6 提出技術(shù)要求。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 第一章 反應(yīng)釜釜體與傳熱裝置 攪拌設(shè)備常被稱(chēng)作攪拌釜（或攪拌槽），當(dāng)攪拌設(shè)備用作反應(yīng)器時(shí)，又被稱(chēng)為攪拌釜式反應(yīng)器，有時(shí)簡(jiǎn)稱(chēng)反應(yīng)釜 。釜體的結(jié)構(gòu)型式通常是立式圓筒形，其高徑比值主要依據(jù)操作容器的裝液高徑比以及裝料系數(shù)大小而定。傳熱方式有兩種：夾套式壁外傳熱結(jié)構(gòu)和釜體內(nèi)部蛇管聯(lián)合使用。根據(jù)工藝需要，釜體上還需要安裝各種工藝接管。所以，反應(yīng)釜釜體和傳熱裝置設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括釜 體的結(jié)構(gòu)和部分尺寸、傳熱形式和結(jié)構(gòu)、各種工藝接管的安設(shè)等。 反應(yīng)釜釜體 確定反應(yīng)釜釜體的直徑和高度 在已知攪拌器的操作容積后，首先要選擇筒體適宜的長(zhǎng)徑比（ H/Di），以確定筒體直接和高度。選擇筒體長(zhǎng)徑比主要考慮一下兩方面因素： ① 長(zhǎng)徑比對(duì)攪拌功率的影響：在轉(zhuǎn)速不變的情況下， P? D5(其中 D：攪拌器直徑； P：攪拌功率）， P 隨釜體直徑的增大而增大很多，減小長(zhǎng)徑比只能無(wú)謂的損耗一些攪拌功率。一次一般情況下，長(zhǎng)徑比 應(yīng)該大一點(diǎn)。 ② 長(zhǎng)徑比對(duì)傳熱的影響：當(dāng)容積一定時(shí) H/Di越高越有利于傳熱。 長(zhǎng)徑比的確定通常采用經(jīng)驗(yàn)值。 表 11 種類(lèi) 罐體物料類(lèi)型 H/Di 一般攪拌罐 液 固或液 液相物料 氣 液相物料 12 發(fā)酵罐類(lèi) 在確定反應(yīng)釜直徑和高度時(shí)，還應(yīng)該根據(jù)反應(yīng)釜操作時(shí)所允許的裝料程度 裝料系數(shù) η等予以綜合考慮，通常裝料系數(shù) η可取 中產(chǎn)生泡沫或沸騰狀態(tài)， η應(yīng)取較低值，一般為 ；若反應(yīng)狀態(tài)平穩(wěn)，可取（物料粘度大時(shí)可 取最大值）。因此，釜體的容積 V 與操