【正文】 前 言 本次課程設計歷時一周，是以學習化工設備為基礎進行的一次課程設計。在設計過程中不僅要考慮理論上的可行性，還要考慮生產上的安全性和經濟合理性。本設計書根據真空泵的設計參數，對真空泵的主要元件進行了強度，剛度，穩(wěn)定性的計算和設計。對真空泵的附件進行了選型，以及對真空泵質量檢驗方法使用和進行焊縫的結構設計。最后提供了真空泵的裝配圖和水室部件圖 隨著我國高等教育事業(yè)的迅猛發(fā)展，社會用人機制的變革，化工類專業(yè)質量體系認證及卓越工程師教育培養(yǎng)計劃的實施，實用型的設計已經是迫在眉睫。本設計書正是關于立式多噴嘴水噴射真空泵的設計。 本設計書根據真空泵的設計參數，對真空泵的主要元件如水室、真空室、噴板、噴嘴、喉管、尾管等進行了強度，剛度，穩(wěn)定性的計算和設計。對真空泵的附件進行了選型，以及對真空泵質量檢驗方法使用和進行焊縫的結構設計。最后提供了真空泵的裝配圖和水室部件圖。 化工單元操作設備設計是將化工原理及化工設備機械基礎課程結合的一個總結性教學環(huán)節(jié)，是學生綜合運用所學知識從事化工單元操作設備設計的訓練過程。通過該環(huán)節(jié)，可培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度和獨立工作的能力，是化工類及其相關專業(yè)極為重要的實踐性教學環(huán)節(jié)之一。 再次特別感謝張茂潤老師為本人提供的技術指導以及寶貴的經驗。 在本次課程設計編寫過程中，參考借鑒了許多優(yōu)秀教材和工程設計資料，使編者受益匪淺，在此表示衷心的感謝！ 由于本人水平有限，加之又是初次進行設計，所以設計書中存在諸多不完善之處，敬請廣大同仁和讀者指正，以使本設計日臻完善。 目 錄第一章 水室的設計 4 水室筒體的設計 5 設計參數的確定 5 筒體壁厚的強度計算 6 6 6 墊片的設計及螺栓、螺母、墊圈的設計 7 進液管的設計 8 進液管直徑的設計 8 8 9一、管法蘭的設計及密封面的選型 9二、墊片的設計及螺栓、螺母的設計 9 10 11 接管的設計 11 法蘭聯(lián)接結構的設計 11一、法蘭的設計及密封面的選型 11二、墊片的設計及螺栓、螺母的設計 11 12第二章 平板封頭的設計 13 13 13 平板封頭壁厚的設計 13 平板封頭的結構設計 14第三章 噴板的設計 14 噴嘴孔在噴板上的布置 14 噴板的穩(wěn)定性計算 15 設計外壓的確定 15 穩(wěn)定性計算 15第四章 真空室的設計 16 真空室的長度設計 17 17一、進氣管直徑的確定 17二、圓筒長度的確定 18 18 真空室的穩(wěn)定性計算 18 18 19一、試差法 19二、圖算法 19 圓錐殼壁厚的設計 20 真空室的法蘭聯(lián)接結構設計 21 21 22一、管法蘭的設計及密封面的選型 22二、墊片的設計及螺栓、螺母的設計 22 23一、法蘭的設計及密封面的選型 23二、墊片的設計及螺栓、螺母的設計 23 24 24 25 真空室的部件圖 26第五章 噴嘴的設計 27 27 27第六章 喉管、尾管的結構設計 28 喉管的設計 28 尾管的設計 29 29 法蘭聯(lián)接結構設計 29一、管法蘭的設計及密封面的選型 29二、墊片的設計及螺栓、螺母的設計 30第七章 壓力試驗 31 31 31 31 31 32 32 32 32第八章 支座的設計 33 設備工作時總質量的估算 33 33（一）水室的金屬質量 33（二）真空室的金屬質量 33（三）噴板及噴嘴的金屬質量 34（四）尾管的金屬質量 34（五）附件的金屬質量 34（）的估算 34 35 35 35第九章 開孔補強的設計計算 36 水室開孔補強的設計計算 36 36 有效補強區(qū)內起補強作用的面積計算 37一、筒體起補強作用金屬面積的計算 37二、接管起補強作用金屬面積的計算 37三、焊縫起補強作用金屬面積的計算 37 補強面積的的確定 38 38 38 有效補強區(qū)內起補強作用的面積計算 38一、筒體起補強作用金屬面積的計算 38二、接管起補強作用金屬面積的計算 39三、焊縫起補強作用金屬面積的計算 39 補強面積的的確定 39第十章 主要焊縫的結構與尺寸設計 40第十一章 裝配圖及主要部件圖的設計 41 41 42 42 42 裝配圖及部件圖 43參考文獻 44第一章 水室的設計 1法蘭；2筒體；3儀表接管；4進液管圖1 水室的結構水室的作用：貯存具有一定壓力的引射流體——水，并容納若干個噴嘴。由條件設計單中可知水室的工作壓力為，屬低壓設備；操作介質為水，不具有污染性；操作溫度為室溫，因此，筒體和接管材料均選用Q235B，法蘭材料選用16Mn，其基本結構如圖1所示。 水室筒體的設計 設計參數的確定設計壓力： ＝，?。?液體靜壓： 按筒高近似為 估算=，因==，故可以忽略。計算壓力： = = 設計溫度： 25+15=40℃焊縫系數： （單面焊透，局部無損探傷）鋼板負偏差： ＝（GB665496）因設備材料為尚耐腐蝕材料且為微弱單面腐蝕故取腐蝕裕量： ＝1 筒體壁厚的強度計算假設筒體壁厚的，由Q235B、=25℃、查鋼板的許用應力表可知＝113。根據得：考慮，則，圓整由于，故假設的筒體壁厚太大，應重新假設，考慮到設計壓力較小，因此，強度條件已不是確定筒體壁厚的主要因素，應按剛度條件設計筒體壁厚。 筒體壁厚的剛度計算對于Q235B制容器，當≤3800 ，≥2/1000且不小于3，另加圖2 法蘭的結構與尺寸并圓整至。故：考慮到筒體加工壁厚不小于5mm，取。根據法蘭的DN=600、PN=查表可知：法蘭的類型為甲型平焊法蘭；密封面的型式為平密封面，結構及尺寸如圖2。法蘭標記： 法蘭 JB/T47012000。材 料： 16Mn螺栓規(guī)格：16螺栓數量：24法蘭數量：3 墊片的設計及螺栓、螺母、墊圈的設計根據密封的介質為水，操作溫度為25℃，由墊片選用表可知：選用橡膠墊片，材料為橡膠板（GB/T3985）。墊片的尺寸如圖3。墊片標記：HG20606 墊片 FF XB350本設計選用六角頭螺栓（A級、GB/T57802000）、Ⅰ型六角螺母（A級、GB/T412000）、平墊圈（100HV、GB/T 952002）螺栓長度的計算：螺栓的長度由法蘭的厚度（）、平板封頭的厚度()、墊片的厚度（）、螺母的厚度（）、墊圈厚度（）、螺栓伸出長度(～)確定。其中=3=22(見第二章)、==、＝螺栓伸出長度取=18。與平板封頭聯(lián)接的螺栓長度為：= 32+22+3++23+18=取長度L = 95mm螺栓標記： 螺栓GB/T57802000 M1695材 料： Q235A螺母標記： 螺母GB/T412000 M162材 料： Q235A墊圈標記： 墊圈GB/T 95—2002 16100 HV