【正文】 前 言 本次課程設(shè)計(jì)歷時(shí)一周，是以學(xué)習(xí)化工設(shè)備為基礎(chǔ)進(jìn)行的一次課程設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中不僅要考慮理論上的可行性，還要考慮生產(chǎn)上的安全性和經(jīng)濟(jì)合理性。本設(shè)計(jì)書根據(jù)真空泵的設(shè)計(jì)參數(shù)，對(duì)真空泵的主要元件進(jìn)行了強(qiáng)度，剛度，穩(wěn)定性的計(jì)算和設(shè)計(jì)。對(duì)真空泵的附件進(jìn)行了選型，以及對(duì)真空泵質(zhì)量檢驗(yàn)方法使用和進(jìn)行焊縫的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。最后提供了真空泵的裝配圖和水室部件圖 隨著我國(guó)高等教育事業(yè)的迅猛發(fā)展，社會(huì)用人機(jī)制的變革，化工類專業(yè)質(zhì)量體系認(rèn)證及卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃的實(shí)施，實(shí)用型的設(shè)計(jì)已經(jīng)是迫在眉睫。本設(shè)計(jì)書正是關(guān)于立式多噴嘴水噴射真空泵的設(shè)計(jì)。 本設(shè)計(jì)書根據(jù)真空泵的設(shè)計(jì)參數(shù)，對(duì)真空泵的主要元件如水室、真空室、噴板、噴嘴、喉管、尾管等進(jìn)行了強(qiáng)度，剛度，穩(wěn)定性的計(jì)算和設(shè)計(jì)。對(duì)真空泵的附件進(jìn)行了選型，以及對(duì)真空泵質(zhì)量檢驗(yàn)方法使用和進(jìn)行焊縫的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。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(shè)備設(shè)計(jì)是將化工原理及化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程結(jié)合的一個(gè)總結(jié)性教學(xué)環(huán)節(jié)，是學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)從事化工單元操作設(shè)備設(shè)計(jì)的訓(xùn)練過程。通過該環(huán)節(jié)，可培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和獨(dú)立工作的能力，是化工類及其相關(guān)專業(yè)極為重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)之一。 再次特別感謝張茂潤(rùn)老師為本人提供的技術(shù)指導(dǎo)以及寶貴的經(jīng)驗(yàn)。 在本次課程設(shè)計(jì)編寫過程中，參考借鑒了許多優(yōu)秀教材和工程設(shè)計(jì)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(jìn)行設(shè)計(jì)，所以設(shè)計(jì)書中存在諸多不完善之處，敬請(qǐng)廣大同仁和讀者指正，以使本設(shè)計(jì)日臻完善。 目 錄第一章 水室的設(shè)計(jì) 4 水室筒體的設(shè)計(jì) 5 設(shè)計(jì)參數(shù)的確定 5 筒體壁厚的強(qiáng)度計(jì)算 6 6 6 墊片的設(shè)計(jì)及螺栓、螺母、墊圈的設(shè)計(jì) 7 進(jìn)液管的設(shè)計(jì) 8 進(jìn)液管直徑的設(shè)計(jì) 8 8 9一、管法蘭的設(shè)計(jì)及密封面的選型 9二、墊片的設(shè)計(jì)及螺栓、螺母的設(shè)計(jì) 9 10 11 接管的設(shè)計(jì) 11 法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 11一、法蘭的設(shè)計(jì)及密封面的選型 11二、墊片的設(shè)計(jì)及螺栓、螺母的設(shè)計(jì) 11 12第二章 平板封頭的設(shè)計(jì) 13 13 13 平板封頭壁厚的設(shè)計(jì) 13 平板封頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 14第三章 噴板的設(shè)計(jì) 14 噴嘴孔在噴板上的布置 14 噴板的穩(wěn)定性計(jì)算 15 設(shè)計(jì)外壓的確定 15 穩(wěn)定性計(jì)算 15第四章 真空室的設(shè)計(jì) 16 真空室的長(zhǎng)度設(shè)計(jì) 17 17一、進(jìn)氣管直徑的確定 17二、圓筒長(zhǎng)度的確定 18 18 真空室的穩(wěn)定性計(jì)算 18 18 19一、試差法 19二、圖算法 19 圓錐殼壁厚的設(shè)計(jì) 20 真空室的法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 21 21 22一、管法蘭的設(shè)計(jì)及密封面的選型 22二、墊片的設(shè)計(jì)及螺栓、螺母的設(shè)計(jì) 22 23一、法蘭的設(shè)計(jì)及密封面的選型 23二、墊片的設(shè)計(jì)及螺栓、螺母的設(shè)計(jì) 23 24 24 25 真空室的部件圖 26第五章 噴嘴的設(shè)計(jì) 27 27 27第六章 喉管、尾管的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 28 喉管的設(shè)計(jì) 28 尾管的設(shè)計(jì) 29 29 法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 29一、管法蘭的設(shè)計(jì)及密封面的選型 29二、墊片的設(shè)計(jì)及螺栓、螺母的設(shè)計(jì) 30第七章 壓力試驗(yàn) 31 31 31 31 31 32 32 32 32第八章 支座的設(shè)計(jì) 33 設(shè)備工作時(shí)總質(zhì)量的估算 33 33（一）水室的金屬質(zhì)量 33（二）真空室的金屬質(zhì)量 33（三）噴板及噴嘴的金屬質(zhì)量 34（四）尾管的金屬質(zhì)量 34（五）附件的金屬質(zhì)量 34（）的估算 34 35 35 35第九章 開孔補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 36 水室開孔補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 36 36 有效補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)起補(bǔ)強(qiáng)作用的面積計(jì)算 37一、筒體起補(bǔ)強(qiáng)作用金屬面積的計(jì)算 37二、接管起補(bǔ)強(qiáng)作用金屬面積的計(jì)算 37三、焊縫起補(bǔ)強(qiáng)作用金屬面積的計(jì)算 37 補(bǔ)強(qiáng)面積的的確定 38 38 38 有效補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)起補(bǔ)強(qiáng)作用的面積計(jì)算 38一、筒體起補(bǔ)強(qiáng)作用金屬面積的計(jì)算 38二、接管起補(bǔ)強(qiáng)作用金屬面積的計(jì)算 39三、焊縫起補(bǔ)強(qiáng)作用金屬面積的計(jì)算 39 補(bǔ)強(qiáng)面積的的確定 39第十章 主要焊縫的結(jié)構(gòu)與尺寸設(shè)計(jì) 40第十一章 裝配圖及主要部件圖的設(shè)計(jì) 41 41 42 42 42 裝配圖及部件圖 43參考文獻(xiàn) 44第一章 水室的設(shè)計(jì) 1法蘭；2筒體；3儀表接管；4進(jìn)液管圖1 水室的結(jié)構(gòu)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(gè)噴嘴。由條件設(shè)計(jì)單中可知水室的工作壓力為，屬低壓設(shè)備；操作介質(zhì)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(jié)構(gòu)如圖1所示。 水室筒體的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)參數(shù)的確定設(shè)計(jì)壓力： ＝，?。?液體靜壓： 按筒高近似為 估算=，因==，故可以忽略。計(jì)算壓力： = = 設(shè)計(jì)溫度： 25+15=40℃焊縫系數(shù)： （單面焊透，局部無損探傷）鋼板負(fù)偏差： ＝（GB665496）因設(shè)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(qiáng)度計(jì)算假設(shè)筒體壁厚的，由Q235B、=25℃、查鋼板的許用應(yīng)力表可知＝113。根據(jù)得：考慮，則，圓整由于，故假設(shè)的筒體壁厚太大，應(yīng)重新假設(shè)，考慮到設(shè)計(jì)壓力較小，因此，強(qiáng)度條件已不是確定筒體壁厚的主要因素，應(yīng)按剛度條件設(shè)計(jì)筒體壁厚。 筒體壁厚的剛度計(jì)算對(duì)于Q235B制容器，當(dāng)≤3800 ，≥2/1000且不小于3，另加圖2 法蘭的結(jié)構(gòu)與尺寸并圓整至。故：考慮到筒體加工壁厚不小于5mm，取。根據(jù)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(jié)構(gòu)及尺寸如圖2。法蘭標(biāo)記： 法蘭 JB/T47012000。材 料： 16Mn螺栓規(guī)格：16螺栓數(shù)量：24法蘭數(shù)量：3 墊片的設(shè)計(jì)及螺栓、螺母、墊圈的設(shè)計(jì)根據(jù)密封的介質(zhì)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(biāo)記：HG20606 墊片 FF XB350本設(shè)計(jì)選用六角頭螺栓（A級(jí)、GB/T57802000）、Ⅰ型六角螺母（A級(jí)、GB/T412000）、平墊圈（100HV、GB/T 952002）螺栓長(zhǎng)度的計(jì)算：螺栓的長(zhǎng)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(zhǎng)度(～)確定。其中=3=22(見第二章)、==、＝螺栓伸出長(zhǎng)度取=18。與平板封頭聯(lián)接的螺栓長(zhǎng)度為：= 32+22+3++23+18=取長(zhǎng)度L = 95mm螺栓標(biāo)記： 螺栓GB/T57802000 M1695材 料： Q235A螺母標(biāo)記： 螺母GB/T412000 M162材 料： Q235A墊圈標(biāo)記： 墊圈GB/T 95—2002 16100 HV