【正文】 人孔選擇和補強校核 人孔選用回轉(zhuǎn)蓋帶頸平焊法蘭人孔，可選用 1 .0 , 4 5 0P N M P a D N m m??之人孔。 另 選擇石棉橡膠墊片和光滑面密封。 （ 2）按外壓校核 ?封 有效壁厚 12 1 0 0 .8 2 7 .2en C C m m??? ? ? ? ? ? ? ? ? 0 . 2 3 4 1 4 0 0 1 . 7 12 1 1 3 0 . 8 5 0 . 5 0 . 2 3 42 0 . 5cit cPD mmP? ?? ?? ? ?? ? ? ??12 3501 1 0 0 4 0 1 2 5 733j hL H h m m? ? ? ? ? ? ?0 1420 19 eD? ??0 1257 0 .8 91420L D ??? ?0L AD ?? ? 0 70 0 . 3 5 0 . 3 31 9 7 . 2eBp M P a p M P aD?? ? ? ? ?30 標準橢圓形封頭的外壓計算當量球面半徑 1400 1260iiR D m m? ? ? ?,計算系數(shù) A為 由 系數(shù) A 查 材料的 BA曲線圖， 得系數(shù) B＝ 98Mpa， 許用外壓為 取 筒 體下封頭壁厚 ?n＝ 10mm 符合外壓穩(wěn)定和內(nèi)壓強度要求。 ? ?2 cit cPD P? ??? ?? ? 0 . 3 3 1 5 0 0 2 . 5 82 1 1 3 0 . 8 5 0 . 3 32 cit cPD mmP? ?? ?? ? ?? ? ??12 1 .5 1 .5 1 5 0 06 0 .6 2 3 .4 2 .2 51 0 0 0 1 0 0 0ien DC C m m m m?? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? 0 . 3 3 1 5 0 0 2 . 5 82 1 1 3 0 . 8 5 0 . 5 0 . 3 32 0 . 5cit cPD mmP? ?? ?? ? ?? ? ? ??28 釜體的筒體壁厚 ?筒 （ 1）按承受 MPa? 內(nèi)壓計算 m in m in3 mm? ? ?? ? ?　 　 　 ?取 m i n 1 2 3 0 . 6 2 0 . 4 6n C C m m? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?筒 又 12 6 0. 6 2 3. 4 1. 71en C C m m m m? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?取 6n mm????筒 合適。 釜體液柱靜壓力 661 0 1 0 1 0 0 0 9 . 8 1 . 4 0 . 0 1 4 5 % 0 . 0 5 0 . 2HP g h M P a P???? ? ? ? ? ? ? ? ?2 02 2 22 0 .4 2 0 2 1 .0 31 .44 4 4hjiiVV VVHmDD?? ? ?? ? ?? ? ? ?? ? ?封221 4 . 4 1 . 1 2 . 3 0 0 5 7 . 1 4 7mjA F H F m m? ? ? ? ? ? ?封00222 0 . 7 81 . 4 1 . 4 0 . 4 2 0 244iVVV D H V? ??? ? ?? ? ? ?封 ＝27 ? ，所以釜體筒體和封頭的計算內(nèi)壓 0. 23 4cHP P P M P a? ? ? 。 驗算 釜 體長徑比和裝料系數(shù) 由已經(jīng)確定的數(shù)據(jù)可 知 / 14 00 / 14 00 1iHD ?? 均符合要求。圖中 主 要結(jié)構尺寸參見表 2— 12。補強 圈 的厚度 和 材料 一 般均與設備殼體相同。附圖 21為標準突面板式 平 焊鋼制管法蘭 (HG20593— 97)。附表 20列出標準帶領平焊法蘭手孔主要尺寸。 手孔和人 孔 手孔和人孔的設置是為了安裝、拆卸、清洗和檢修設備內(nèi)部的裝置。 每臺反應釜常 用 4 個支座，但作承重計算時，考慮到安裝誤差造成的受力情況變壞，應 按 兩個支座計算。附圖 16和 附表 18 給出 202型標準機械密封結(jié)構及主要尺寸，供設計時參考。 為五個填料 環(huán) ， 為七個填料環(huán)。 反應釜攪拌軸處的密封，屬于動密封，常用的有填料密封和機械密封兩種形式 ，它們都 有標準，設 計 時 可 根據(jù)要求 直 接選用。標準的雙支點機架見附圖 10，其 主 要尺寸見附表 11。 （ 1） 無支點機架 常用的無支點機架見附圖 8， 其主要尺 寸 見附表 9。 安裝底蓋 安裝底蓋采用螺等緊固件，上與機架連接，下與凸緣法蘭連接（見圖 2－ 13），是整個攪拌傳動裝置與容器連接 的主要連接件。 (2)考慮的其他具體條件有：對減速機有無防爆要求；是 單 向還是雙向傳動；是連續(xù)還是間歇傳動等，同時還要考慮維修條件對減速機空間位置的要求。 釜用減速機類型、標準及 其 選用 反應釜用的立式減速機，主要的類型有諧波減速機、擺線針輪行星減速機、二級齒輪減速機和 v帶傳動減速 機 ，它們大多有標準。但因釜內(nèi)軸承工作條件差、檢修也困難，因此 一 般條件下不主張在釜內(nèi)設置軸承。～ 176。軸承受扭轉(zhuǎn)時的強度條件是 ： ? ? ? ?m a x 26tTW???? 　 　 　 　 　 　 　 　 　 － 式中 max? ─ 截面上的最大剪應力， MPa； T ─軸傳遞的扭矩， Nmm ； tW ─抗扭截面模量， 3mm ??? ─ 降低后的扭轉(zhuǎn)許用剪應力， MPa。 連接槳式和 框 式攪拌器的軸頭較簡單， 因 用螺栓對夾，所以用光軸即可；連 接推進式和渦輪式攪拌器的軸頭需車削臺肩，開鍵槽，軸端還要車螺紋，如圖 2— 9所示。 常用于100 500 / m innr? 的場合。 它可以多層安裝在軸上，最底層安裝在下封頭焊縫高度上；安裝第二層時，第二層可裝在液面至底層槳距離的中間或稍高的位置上；安裝第三層時，第三層裝于液面下 200mm處，中間裝第二層槳。 （ 4） 水壓試驗校核計算 夾套反應釜應對罐體和夾套分別進行水壓試驗并校 核圓筒應力 T? ，其具體方法和步驟10 參見參考文獻 3第九章第三節(jié)。 （ 1） 強度計 算 的原則及依據(jù) 強度計算中各參數(shù)的選取及計算，均應符合 GB150─ 1998《鋼制壓力容器》的規(guī)定。 9 當筒體與上封頭采用法蘭連接時， 常采用甲型平焊法蘭連接。夾套 和筒 體的連接常焊接成封閉結(jié)構 ，圖 25為常用 的夾套封閉結(jié)構。 筒體內(nèi)徑按下式 估算： ? ? ? ?1 4 22VDmi?? 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 － 式中， i 為釜體長徑比， 11/i H D? ，應根據(jù)物料類型按表 21 選取。頂 蓋 在受壓狀態(tài)下操作常選用橢圓形封頭，對于常壓或操作壓力不大而直徑較大的設備，頂蓋可采用薄鋼板制造的平蓋，并在薄鋼板上加設型鋼 (槽鋼和工字鋼 )制的橫梁，用以支承攪拌器及其傳動裝置。應用標準技術條件的可標 注 文件號。通常這些條件都以表格 和 示意圖的形式反映在設計任務書中。 設計任務、參數(shù)和參考進程 設計內(nèi)容 設計一臺夾套傳熱式攪拌反應釜 設計參數(shù)和技術特性指標 見表 1表 12。這部分零部件大都標準化， 可參考本指導書和有關手冊進行選型、計算。通常先按壓力因素來選材；當溫度高于 200℃或低于 40℃時，溫度就是選材的主要因素；在腐蝕強烈或?qū)Ψ磻锛拔锪衔廴居刑囟ㄒ蟮?，腐蝕因素又成了選材的依據(jù)。 在設計中還要處理好計算與結(jié)構設計的關系。 （ 3） 學會 正 確使用標準和規(guī)范，使 設計 有法可依、有章可循。 （ 2） 培養(yǎng)學生對工程設計的獨立工作能力，樹立正確的設計思想，掌握化 工設備設計的基本方法和步驟，為今后從事工程設計打下良好的基礎。 （ 3） 使學生能夠熟悉和運用設計資料，如有關設計標準、規(guī)范、手冊、圖集等工具書，進行設計計算、數(shù)據(jù)處理、編寫技術文件的獨立工作能力，以完成作為工程技術人員在機械設計方面所必備的基本訓練。當設計與標準規(guī)范相矛盾時 ， 必須嚴格計算和驗證，直到符合設計要求，否則應優(yōu)先按標準選用。設計中要求計算、制圖、選型、修改同步進行，但零件的尺寸，以最后圖樣標注的為準。在綜合考慮以上 幾方面 的同時，還要考慮材料的加工性能、焊接性能及材料的來源和經(jīng)濟性。 （ 5）繪制設備總裝圖。 設計要求 （ 1）選擇容器的型式和材料； （ 2）設計釜體和夾套； （ 3）設計攪拌系統(tǒng)； （ 4）選擇并核算附件； （ 5）繪制總裝配圖； （ 6）編寫設計計算說明書。 在閱讀了設計任務書后，按以下內(nèi)容和步驟進行 攪拌 反 應釜的機械設計 ： （ 1） 總體結(jié)構設計 根據(jù) 工 藝要求并考慮制造、安裝和維護檢修的方便，確定 各 部分結(jié)構形式，如封頭形式、傳熱面、傳動類型、軸封和各種附件的結(jié)構形式。 釜體（ 罐體 ） 和夾套的設計 6 夾 套式反應釜是由罐體和夾套兩大部分組成。 頂 蓋與罐底分別與 筒 體相連。 表 2－ 1 幾種攪拌反應釜的長徑比 i 值 種類 設備內(nèi)物料類型 i 一般攪拌釜 液－固相或液－液相物料 1～ 氣－液相物料 1～ 2 發(fā)酵罐類 ～ 7 將式（ 1）計算出的結(jié)果，圓整為壓力容器的公稱直徑 DN（見附表 1）。 8 夾套的結(jié)構尺 寸 常根據(jù)安裝 和工 藝兩方面的要求而定。甲型平焊法蘭的選用參見參考文獻 1。 強度 計 算應考慮以下幾種情況 ： ① 圓筒內(nèi)為常壓外帶夾 套 時： 當圓筒的公稱 直 徑 600DN mm? 時 ，被夾套包圍部分的筒體按外壓（指夾套壓力）圓筒設計， 其余部分 按 常壓設計； 當圓筒的公稱 直 徑 600DN mm? 時 ，全部筒體按外壓（指夾套壓力）圓筒設計。 反應釜的攪拌裝置 攪拌裝置 由 攪拌器、 軸 及其支承組成。 槳式攪拌器與軸的連接常用螺栓對夾。 推進式攪拌器的主要尺寸見表 2— 4。 較長的攪拌 軸， 為加 工 和安裝方便，常分段制造后再用聯(lián)軸器連接起來。其數(shù)值可參考下表： 13 表 2－ 5 幾種材料的 ??? 值 材料 Q235－ A 35 45 40Cr（調(diào)質(zhì)） 1Cr18Ni9Ti ??? 12～ 20 20～ 30 30～ 40 40～ 52 15～ 25 而 ? ? ? ?9 5 5 0 2 7NT N mn??　 　 　 　 　 　 　 　 　 對實心軸 ? ?3 2 816t dWd??? 　 　 　 　 　 　 　 　 　 － 故攪拌軸直徑 d為： ? ? ? ?3 9550 290 .2 Pd n ???　 　 　 　 　 　 　 　 （ 4）攪拌軸的剛度計算 對于受扭轉(zhuǎn)的圓軸來說， 除了需要滿足強度條件外，有時還需滿足剛度方面的要求，否則將不能正常地工作。） /m 較低精度的軸 ??? =（ 2176。 反應釜的傳動裝置 反 應 釜的攪拌器是 由 傳動裝置來帶動。此外還有蝸桿傳動減速機，因它的傳動效率低，只能單向傳動等缺點，逐漸被擺線針輪行星減速機代替。 (3)當選 擇 減速機后得到的輸出轉(zhuǎn)速與攪拌轉(zhuǎn)速不完全一致時 ， 在保證攪拌功率的條件下 ， 可允許選擇轉(zhuǎn)速比要求轉(zhuǎn)速稍低一些， 但 不能偏 高 ，以免增大所需攪拌功 率 。 安裝底蓋的常用型式為 RS和 LRS 型（見附圖 7），其他結(jié)構（整體或襯里）、密封面形式（突面或凹面）以及傳動軸的安裝形式（上裝或下裝），按 HG21565－ 95選取。 無支點機架的選用條件： ① 電動機或減速機具備兩個支點，并經(jīng)核算確認軸承能夠承受由攪拌抽傳遞而帶來的18 徑向和軸向載荷者； ② 電動機或減速機有一個支點，但釜內(nèi)沒有底軸承、中間軸承或 軸 封本體設有可以作為支點的軸承，上 下 組成一對 軸 支 承 者。選用雙支點機架時必須考慮由于機架內(nèi)有兩個支承點的 關系，機架高度相應增大。 填 料 密封 填料密封是攪 拌 設備最早采用的一種軸封結(jié)構，如 圖 214 所示 。 填料箱密封的選 用 還應注意以 下 幾方面： （ 1） 當填料箱的結(jié)構和 填 料的材料選擇合 理 ，并有良好潤滑和冷卻條件時 ，可用于較高的工 作壓 力、溫度和轉(zhuǎn)速條件下； （ 2） 當填料無冷卻、潤滑時，轉(zhuǎn)軸線速度不應超過 1m／ s； （ 3） 當攪拌容器內(nèi)介質(zhì)溫度大于 200℃ 時，應對填料密封進行有效冷卻； （ 4） 當從填料箱 油 杯中壓注密封潤滑液時，潤滑液壓力一 般 應略高于被密封介質(zhì)的壓力 ， 以防止容器內(nèi)介質(zhì)的泄露；采用密封潤滑液時，潤滑液流入容器內(nèi)對工藝性能有影響時，應在填料箱下端 軸 上設置儲油杯； （ 5） 填料箱 — 般可不設支承套，應將攪拌軸的支承設置在機架上。 當攪拌設備采 用 機械密封時，在下列情況 下 應采用必要的措施，以便保證密封使用性能，提高使用壽命。 耳式支座實際承受載荷的近似計算 ： ? ? ? ?30 4 1 0 2 1 3eee p h G Sm g GQ k n n D ?? ? ????? ? ????? 　 　 　 　 　 　 　 － 式中 Q—— 支座實際承受的載荷， kN， D—— 支座安裝尺寸， mm； g—— 重力 加速