【正文】 板式平焊法蘭的尺寸 ……………………………………………………………… 18 表 55 各法蘭墊片尺寸明細(xì)表 …………………………………………………………… 19 表 56 回轉(zhuǎn)蓋帶頸平焊法 蘭人孔的尺寸 ………………………………………………… 20 表 57 人孔的明細(xì)表 ……………………………………………………… 20 表 58 視鏡材料 …………………………………………………………………………… 21 表 59 B 型耳式支座的尺寸 ………………………………………………………………… 22 表 61 漿式攪拌器的尺寸 ………………………………………………………………… 25 表 71 機(jī)架尺寸 …………………………………………………………………………… 28 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 引言 反應(yīng)釜的廣義理解即 有物理或化學(xué)反應(yīng)的容器，通過(guò)對(duì)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。 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。安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I m3攪拌反應(yīng)釜設(shè)計(jì) 摘 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。 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 GB15098《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。 stirred tank reactor is mainly posedof the cylinder and the jacket ， mostly in medium and lowpressure mixing device posed by a stirrer and agitator gearing is set for the stirring device, mainly consists of motor, reducer, couplings and shafts and other ponents。反應(yīng)釜是綜合反應(yīng)容器，根據(jù)條件對(duì)反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)功能及配置附件的設(shè)計(jì)。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(hù)要求任意匹配。 ②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。瓷層厚度：玻璃設(shè)備的瓷層厚度 ③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(guò)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)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(wú)法克服的泄露問(wèn)題，使反應(yīng)介質(zhì)絕無(wú)任何泄露和污染。用電熱棒加熱夾套里面的導(dǎo)熱油，使導(dǎo)熱油溫度升到所需要的陳剛： 2 溫度，然后有測(cè)溫控制儀控制電熱棒使其斷電恒溫。攪拌反應(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。平直葉是頁(yè)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。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是很有效果的 。 鑒于攪拌反應(yīng)釜是化工行業(yè)當(dāng)中普遍使用的釜類(lèi)設(shè)備，因此，如何能夠?qū)F(xiàn)有的攪拌反應(yīng)釜類(lèi)設(shè)備進(jìn)行新的改進(jìn)和加工，對(duì)于化工產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)具有非常重要的意義，而且它可以 應(yīng)用到國(guó)民經(jīng)濟(jì)、科技活動(dòng)、國(guó)防建設(shè)和人民生活的各個(gè)領(lǐng)域。但是由于科學(xué)技術(shù)的限制，我國(guó)研制的反應(yīng)釜以及在應(yīng)用上跟國(guó)外相比，還是有一定差距的。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(guó)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。近年來(lái)，為降低鎳消耗量，反應(yīng)釜生產(chǎn)商從生產(chǎn)常規(guī)的奧氏反應(yīng)釜（含 8%的鎳）轉(zhuǎn)向生產(chǎn)低鎳（含 12%的鎳及 810%的錳）或無(wú)鎳反應(yīng)釜，今年我國(guó)鐵素體反應(yīng)釜的產(chǎn)量有望達(dá) 200萬(wàn)噸。 對(duì)于攪拌反應(yīng)釜的研究，除功率問(wèn)題外，有關(guān)攪拌的流體力學(xué)研究具有重要意義。由此可見(jiàn)在攪拌操作中，對(duì)于流體力學(xué)理論的研究是極其重要的。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。應(yīng)予以更多的注意，以便使它們?cè)谑褂弥心軌虺浞职l(fā)揮作用。以后油浸繩密封逐漸發(fā)展成為今天的軟填料密封。 ② 摩擦功 率損失相當(dāng)小。對(duì)軸的精度和光潔度的要求沒(méi)有填料密封那樣嚴(yán)格，耐振性能好。機(jī)械密封的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝拆不便，對(duì)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。如國(guó)外聚合釜的容積已由最初的 8～ 40m3擴(kuò)大到 60～ 100m3，最大的已達(dá)到 140m3。化工生產(chǎn)對(duì)反應(yīng)釜的具體要求和發(fā)展趨勢(shì)如下： 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)品成本的有安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 效途徑和發(fā)展趨勢(shì)。國(guó)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。 陳剛： 6 第 2 章 反應(yīng)釜釜體的設(shè)計(jì) 釜體 DN 、 PN 的確定 釜體 DN 的確定 由文獻(xiàn)《過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)》表 85 可知 幾種攪拌設(shè)備筒體的高徑比如表 21： 表 21 幾種攪拌設(shè)備筒體的高徑比 種類(lèi) 筒體內(nèi)物料類(lèi)型 高徑比 反應(yīng)釜、混合槽 液 液或液 固體系 反應(yīng)釜、分散槽 氣液體系 12 聚合釜 懸浮液、乳化液 攪拌發(fā)酵罐 氣 液體系 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= 將釜體視為筒體，由 V=(π /4) 2iDL， L= iD 則， 34iiDHVD?? （ 21） Di=1330mm圓整 Di=1400mm 釜體 PN 的確定 因設(shè)計(jì)壓力 p＝ ，故： PN ＝ 釜體筒體壁厚的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)參數(shù)的確定 設(shè)計(jì)壓力 p ： p ＝ ； 計(jì)算壓力 cp ： cp =p = ； 設(shè)計(jì)溫度 t ： t≤ 110℃； 焊縫系數(shù) ? ： ? ＝ （面焊全焊透對(duì)接接頭，局部無(wú)損檢測(cè)）； 材料選 擇： Q345R（熱處理下高強(qiáng)度，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 []t? ：根據(jù)材料 Q345R、設(shè)計(jì)溫度 55℃，由文獻(xiàn) [1]表 D1 知 []t? ＝ 189MPa ； 鋼板負(fù)偏差 1C ： 由文獻(xiàn) [2] 表 146 得 1C ＝ （ GB665496） 腐 蝕裕量 2C ： 2C ＝ （雙面腐蝕）。 封頭的直邊尺寸、體積及重量的確定 根據(jù) DN=1400mm，由文獻(xiàn) [2]318 頁(yè) 表 16 5 知： 直邊 高度 1h ： 25mm 體積 FV ： 3m 曲邊 深度 2h ： 350mm 內(nèi)表面積 A： 2m 質(zhì) 量 m: H 的設(shè)計(jì) 筒體長(zhǎng)度 H 的設(shè)計(jì) TFV V V??， TFV V V?? ， 24 iFD H V V? ?? 24FiVVHD??? =1299mm 圓整得 : H =1300mm 釜體長(zhǎng)徑比 / iLD的復(fù)核 mm Sd 06 . 4 1 7 . 0 85 . 0 189 2 4 . 1 7 . 0 ? ? ? ? ? ? ? 陳剛： 8 35025130021 ??????? ii D hhHDL 在 ~ 之間，滿(mǎn)足要求。 根據(jù) []p =/oeBDS得： []p =130/=（ MPa ） ． 因?yàn)?p ＝ []p ＝ ，所以假設(shè) nS ＝ 12mm 合理，取筒體的壁厚 nS＝ 12mm。 根據(jù) []p =/ieBRS得： []p ==（ MPa ）． 因?yàn)?p ＝ []p ＝ ，所以 假設(shè) nS ＝ 12mm 合理，取 封頭 的 壁厚 為12mm。 夾套 的上部與筒體的連接選帶折邊錐形 封頭 ，且半錐角 ??45? 。 圖 32 夾套 上封頭的結(jié)構(gòu) 傳熱面積的校核 由文獻(xiàn) [2]表 163可得： DN=1400mm釜體 下 封頭的 內(nèi)表面積 Fh= 2m DN=1400mm筒體 （ 1m 高）的內(nèi)表面積 F1= 2 夾套 包圍 筒體 的表面積 SF = 1F jH = =（ m 2） hF + SF = + = )( 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。若質(zhì)量不合格，修補(bǔ)后重新試壓直至合格為止。釜體試壓合格 后，再焊上 夾套 進(jìn)行壓力 試驗(yàn) 。 水 壓試驗(yàn)合格 后再做 氣壓試驗(yàn) 。 圖 51 乙型平焊法蘭結(jié)構(gòu) 表 51 法蘭結(jié)構(gòu)尺寸 公稱(chēng)直徑DN/mm 法蘭 /mm D D1 D2 D3 D4 ? 1400 1560 1515 1476 1456 1453 72 法蘭 /mm 螺栓 H t? a a1 d 規(guī)格 數(shù)量 270 12 21 18 27 M24 40 密封面形式的選型 根據(jù) PN ＝ ＜ 、 介質(zhì)溫度 小于 110℃ 和 介質(zhì) 的性質(zhì)，由 文獻(xiàn) [2]表16－ 14 知密封面 形式為 光滑面 由文獻(xiàn)【 2】表 1614 得 墊片選用耐油橡膠石棉墊片 ， 材料為耐油橡膠石棉板（ GB/T539），結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖 5— 2 ， 尺寸見(jiàn)表 52 。接管的外伸長(zhǎng)度一般取150mm，如果設(shè)備 需要保溫，則外伸長(zhǎng)度為 200mm。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 53 所示的結(jié)構(gòu) 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 圖 53 蒸汽入口結(jié)構(gòu) （ 1）蒸汽入口接管 采用 ? 45 無(wú)縫鋼管，罐內(nèi)的接管與夾套內(nèi)表面磨平。 （ 3）溫度計(jì)接口 采用 ? 25 無(wú)縫鋼管，伸入釜體內(nèi)一定長(zhǎng)度。 （ 5）視鏡接管 采用 4133?? 無(wú)縫鋼管，接管與封頭內(nèi)表面磨平。 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 46 所示，由 文獻(xiàn) [5] 310頁(yè)得其結(jié)構(gòu)如下圖 54，由表 1026 和表 1033 查得各工藝接管的尺寸如表 54 所示。該類(lèi)視鏡具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不易結(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 2342 可確定見(jiàn)圖 57。其主要尺寸見(jiàn)表 57。 F 系列參數(shù)尺寸如表 59： 表 59 B 型耳式支座的尺寸 H 底板 筋板 墊板 地腳螺栓 支座 重量 1l 1b 1? 1S 2l 2b 2? 3l 3b 3? e d 規(guī)格 kg 250 200 140 14 70 290 160 10 315 250 8 40 30 M 24 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 ( )[ ] 1 0o e e em g G p h G SQ k n n D ???? ? ? 式中 D= )50205(2)82125()82621500( 22 ????????? = mm ， g ＝ 2/sm ， 150 0 147 15 ( )eGN? ? ?， om =5300Kg ， ? ， n =4， p =0， 500( )eS mm? 將已知值代入得 ?Q 310 ???????? ? ?????? ? 因?yàn)?Q ? ＜ [Q]=60KN 以選用的耳式支座滿(mǎn)足要求 。 攪拌軸剛度的校核 3m a xm a x 10180 ??? ??pTGJM （ 64） 由公式（ 64）得 )/( 286500 344m a x m???????? ?? 因?yàn)樽畲髥挝慌まD(zhuǎn)角 ? ? ? ? mm /1/ a x ????? ?? 所以圓軸的剛度足夠。 表 61 漿式攪拌器的尺寸 (mm)（ HG/T2123— 91） D d 螺栓 穿軸螺栓 銷(xiāo) δ B C m f e 質(zhì)量/kg 900 50 0d 數(shù)量 1d 數(shù)量 2d 數(shù)量 M16 4 M16 1 16 90 140 110 45 5 陳剛： 26 攪拌軸的長(zhǎng)度 L 近似由釜外長(zhǎng)度 1L 、釜內(nèi)未浸入液體的長(zhǎng)度 2L 、浸入液體的長(zhǎng) 3L 三部分構(gòu)成。 由于 iH =1440mm＞ iD =1400mm，本設(shè)計(jì)設(shè)置兩層 攪拌槳。由文獻(xiàn) [6]1049頁(yè)確定其安裝尺寸，擺線針齒行星減速器的外形和尺寸見(jiàn)圖 71： 圖 71電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)及安裝尺寸 機(jī)架是用來(lái)支承減速器和傳動(dòng)軸的，軸承箱也歸屬于機(jī)