【正文】 襯墊 2 石棉橡膠 板（ GB398583） 4 壓緊環(huán) 1 Q235A 5 螺柱 6 35 6 螺母 6 25 支座的選型及尺寸的初步設(shè)計 ： 夾套反應(yīng)釜多為立式安裝，最常用耳式支座。 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 第 6 章 攪拌裝置的設(shè)計 攪拌軸直徑的設(shè)計 電機的功率 P ＝ ，攪拌軸的轉(zhuǎn)速 n ＝ 50 /minr ， 文獻 []2 表 111 取用 材料為45， [? ]＝ 40MPa ，剪切彈性模量 G ＝ 8 104MPa ，許用單位扭轉(zhuǎn)角 [? ]＝ 176。即： L = 1L + 3L + 2L 其中 1L =H M? （ H — 機架高； M — 減速機輸出軸長度 ） 1L =50067=433（ mm） 2L = TH + FH iH? （ TH — 釜體 筒體的長度 ； FH — 封頭深度； iH? 液體裝填高度 ） 液體裝填高度 iH 的確定： 釜體筒體的裝填高度1 24cFiVVHD??? 式中 cV — 操作 容積（ 3m ）； FV — 釜體 封頭容積（ 3m ）； i D — 筒體的內(nèi)徑 （ m ） mmH 43 9 21 ???? ? 液體的總裝填高度 iH = 1 1 2H h h?? =104+25+375 =1440（ mm ） 2L =1300+2 (25+375） 1440=660（ mm） 浸入 液體攪拌軸的長度 3L 的確定： 攪拌槳的攪拌效果 和攪拌效率與其在 釜體的位置和液柱高度有關(guān)。 由于攪拌軸的直徑為 50mm，且此反應(yīng)釜體積小，壓強小，攪拌軸的載荷不會太大，所以由 文獻 [7]表 977 選擇 LWJ45A 型無支點機架。根據(jù)文獻 [6]1045頁擺線針齒行星減速器適用范圍和代號可知，本設(shè)計選用擺線針齒行星減速器 （ HG574578） ，標(biāo)記 。 查文獻 [4]表 315 可確定零件明細表，如表 61 所示。 裝置的總質(zhì)量： m=1800+1200+1500 =4500（ Kg ） 每個支座承受的重量 Q 約為： 4500 ＝ 22（ KN ） 根據(jù) DN1500 KNQ 26? 由文獻 [2]表 1623 初選 B 型耳式支座，支座號為 4 標(biāo)記： JB/T472592 耳座 B4 材料： Q235A 1人孔接管； 2螺母； 3螺栓； 4法蘭； 5墊片； 6手柄； 7法蘭蓋； 8銷軸； 9開口銷； 10墊圈 圖 56 人孔 陳剛： 20 表 56 回轉(zhuǎn)蓋帶頸平焊法蘭人孔的尺寸 公稱壓力 （MPa） 密封面形式 公稱直徑DN /mm Sdw?/mm mm D /mm 1D /mm A/mm B/mm 螺栓 規(guī)格 數(shù)量 突面 400 426 8 565 515 320 125 M 24 120 16 L/mm 1H /mm 2H /mm b /mm 1b /mm 2b /mm d /mm 質(zhì)量 /kg 200 220 108 26 24 28 24 表 57 P 人孔的明細表 件號 名稱 數(shù)量 材料 1 人孔接管 1 0Cr18Ni10Ti 2 螺母 16 25 3 螺栓 16 35 4 法蘭 1 1Cr18Ni9Ti 5 墊片 1 中壓石棉橡膠板 6 法蘭蓋 1 1Cr18Ni9Ti 7 手柄 1 Q235A 8 銷軸 1 45 9 開口銷 2 35 10 墊圈 2 100HV 由于釜內(nèi)介質(zhì)壓力較低（ Wp ＝ ）且考慮 1200?DN mm ， 由反應(yīng)釜設(shè)計條件單可知， 本設(shè)計選用兩個 DN =125mm 的不帶頸視鏡。配用突面板式平焊管 法蘭 ：HG20592 法蘭 RF 0Cr18Ni10Ti。 因為夾套內(nèi)為蒸汽，所以蒸汽從夾套上部進入，由底部出口排出冷凝水。 標(biāo)記：法蘭 JB/T47022020 材料由： 16MnR (2)由 JB/T47022020 可得 法蘭 的結(jié)構(gòu) 如 圖 5— 1 和 主要 尺寸 如表 5— 1。合格后繼續(xù)升壓至 MPa ，其后按每級的 級差，逐級升至試驗壓力 ，保持10min ，然后再降至 ，保壓足夠長時間同時進行檢查，如有泄露，修補后再按上述規(guī)定重新進行試驗。結(jié)構(gòu)及尺寸如圖 22。 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 由 文獻 [2]中圖 15 6 中選取，在水平坐標(biāo)中找到 A =104點 ，由該點做豎直線與對應(yīng)的材料溫度線相交，沿此點再做水平線與右方的縱坐標(biāo)相交，得到系數(shù) B 的值為值為： B ≈130MPa 。 封頭的壁厚的設(shè)計 由公式 ? ? ccpDpcti ???? ??? 得 mmn ????? 圓整 得 mmn 6?? 根據(jù)規(guī)定，封頭壁厚與筒體壁厚一致，所以封頭壁厚為 6mm。 反應(yīng)釜的攪拌器，已由單一攪拌器發(fā)展到用雙攪拌器或外加泵強制循環(huán)。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，設(shè)備有大型化發(fā)展的趨勢，也要求攪拌設(shè)備大型化。一般質(zhì)量好的機械密封可用 2～ 5 年，在正常工作條件下不需要維護調(diào)整。一百多年前，初期的密封都是采用一些天然材料如皮革和浸油繩等作為軸封。對高粘度液休，特別是非牛頓型流體的攪拌傳熱的研究，也是近年來的一個方向。 陳剛： 4 隨著近年來全球氣候變暖，在化工行業(yè)的發(fā)展的同時，對其產(chǎn)生的污染控制也越來越嚴(yán)格，所以，從大的趨勢上來看，未來反應(yīng)釜的發(fā)展，將從節(jié)能，環(huán)保以及更高的工藝操作，材料等方面著手，以滿足市場與發(fā)展潮流的變化。其次 ，國外的自動化水平高，在大工廠當(dāng)中已經(jīng)實現(xiàn)了電腦自動化生產(chǎn)，而我國的設(shè)備操縱還是普遍存在手工操作，這影響了產(chǎn)品的產(chǎn)量以及質(zhì)量，同時對人身體的健康也有一定的影響。 同時，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對生活環(huán)境的要求逐漸提高，化工產(chǎn)業(yè)所制造出的產(chǎn)品在我們的日常生活當(dāng)中也隨處可見，為了能夠制造出更 好的化工產(chǎn)品，不僅對加工工藝提出了新的要求，也對其生產(chǎn)設(shè)備有了更新的要求，而反應(yīng)釜作為精細化工當(dāng)中必不可缺的設(shè)備，更是成為重中之重。槳葉安裝形式分為平直葉和折葉兩種。 ⑤電加熱反應(yīng)釜 電加熱反應(yīng)釜具有加熱迅速、耐高溫、耐腐蝕、衛(wèi)生、無環(huán)境污染、無需鍋爐自動加溫、使用方便等特點。 廣泛應(yīng)用于石油、化工、食品、醫(yī)藥、農(nóng)藥、科研等行業(yè)，是用業(yè)完成聚合、縮合、硫化、烴化、氫化等化學(xué)工藝過程，出及有機染料和中間體許多工藝過程的反應(yīng)設(shè)備 。不銹鋼反應(yīng)釜廣泛應(yīng)用于石油、化工、橡膠、農(nóng)藥、染料、醫(yī)藥、食品等生產(chǎn)型用戶和各種科研實驗項目的研究，用來完成水解、中和、結(jié)晶、蒸餾、蒸發(fā)、儲存、氫化、烴化、聚合、縮合、加熱混配、恒溫反應(yīng)等工藝過程的容器。 攪拌 反應(yīng)釜主要由筒體和夾套組成，多為中、低壓壓力容器；攪拌裝置由攪拌器和攪拌軸組成；傳動裝置是為攪拌裝置設(shè)置的，主要由電動機、減速器、聯(lián)軸器和傳動軸等組成；軸封裝置為動密封，一般采用機械密封或填料密封 ；它們與支座、人孔、工藝接管等附件一起，構(gòu)成完整的攪拌反應(yīng)釜。 關(guān)鍵詞 反應(yīng)釜；釜體；攪拌裝置；傳動裝置；附件 陳剛： II Abstract This design of mixing equipment is stirred tank reactor with jacket. Inner tube is a dye and an anic solvent medium and the design pressure is cooling medium is water or steam and the design pressure ois 。 反應(yīng)釜 根據(jù)材質(zhì)可 大致 分為 一下幾種類型： ①不銹鋼反應(yīng)釜 不銹鋼反應(yīng)釜由釜體、夾套、攪拌器、傳動裝置、軸封裝置和其他附件等組成。技術(shù)規(guī)范：使用壓力： ；耐酸性：對各種有機酸、無機酸、有機溶劑均有較好的 抗蝕性；耐堿性：對堿性溶液抗蝕性較酸溶液差。 攪拌反應(yīng)釜是化學(xué)、醫(yī)藥及食品等工業(yè)中常用的典型反應(yīng)設(shè)備之一。折葉與直葉相比軸向分流略多。 反應(yīng)釜自 1912 年發(fā)明以來取得迅猛發(fā)展，至今全球仍以每年 3— 5%的速度遞增 。 1990 年我國反應(yīng)釜消費量為 26 萬噸， 1999 年為 153 萬噸， 2020 年為 173 萬噸， 2020年為 225 萬噸， 2020 年反應(yīng)釜消費量達到 447 萬噸左右，居全世界第一位， 2020 年反應(yīng)釜消費量達到 600 萬噸以上，其中鉻鎳奧氏體反應(yīng)釜的消費量占反應(yīng)釜總消費量的75%— 80%。在液體中進行攪拌時，攪拌器的功能不僅引起液體的整個運功，而且要在液體中產(chǎn)生湍動，湍動程度與攪拌器使液體旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的旋渦現(xiàn)象有密切關(guān)系。 關(guān)于攪拌器，除非遇有特殊的任務(wù)，需要特殊設(shè)計之外，現(xiàn)有的各種攪拌器，尤其常用的框式、平漿式、推進式和渦輪式等已足夠應(yīng)用。機械密封較填料密封有很多優(yōu)點： ① 泄漏量極少。同時，軸對密封腔孔的偏斜也不十分敏感，減少了軸或軸套的磨損。隨著容積的大型化，釜型逐漸由細長型向矮胖型發(fā)展，而且采用底部攪拌的方式越來越多。 合理 地利用熱能，選擇最佳的工藝操作條件，加強保溫措施，提高傳熱效率 使熱損失降至 最低限度，余熱或反應(yīng)后產(chǎn)生的熱能充分地綜合利用。 圖算法設(shè)計筒體的壁厚 設(shè)筒體的壁厚 nS ＝ 12mm，則： eS = nSC? =122= 10mm ， 2o i nD D S?? =1420mm， 21014 240 ??eSD 筒體的計算長度： L = H+2h1 =1300+2 25 =1350(mm ) 9 4 4 2 41 3 5 00 ??DL 在 文獻 [2]中圖 15 4 的 / oLD坐標(biāo)上找到 的值，由該點做水平線與對應(yīng)的 ?DL 線相交，沿此點再做豎直線與橫坐標(biāo)相交，交點的對應(yīng)值為： A ≈ 。 夾套筒體長度jH的 初步 設(shè)計 根據(jù)筒體 DN=1400mm，由文獻 [2]表 163 可知單位高容積 V1= 由條件可知，操作容積 V0=，總?cè)莘e V= ?? VV? 故筒體長度的估算值 Hj≥ 圓整后取 夾套封頭的設(shè)計 封頭的選型 夾套 的下 封頭 選標(biāo)準(zhǔn)橢球型，內(nèi)徑與筒體相同（ Dj＝ 1500mm ）。 由公式（ 41）得 8 7 ????Tp MPa 由公式（ 42）得 MPapT ? 所以應(yīng)取 PT= 液壓試驗的強度校核 由m a x ()2 ( )T i nnp D S CSC? ??? ? 得： 7 7 )212(2 )2121 4 0 0(8 7 a x ??? ????? s?? =189=（ MPa ） 由 max? ＝ s?? = 故 液壓強度足夠 壓力表的量程的要求 壓力表的 最大 量程： P表 =2 Tp =2= 或 ? P表 ? 4PT 即 ? P表 ? 水 壓試驗的操作過程 操作過程：在保持釜體表面干燥的條件下，首先用 水 將釜體內(nèi)的空氣排空，再將水 的壓力緩慢升至 ， 保壓不低于 30min ，然后將壓力緩慢降至 ，保壓足夠長時間，檢查所有焊縫和連接部位有無泄露和 明顯的殘留變形。若質(zhì)量合格，緩慢降壓將釜體內(nèi)的 水 排凈，用壓縮空氣吹干釜體。 表 53 法蘭 、墊片、螺栓、螺母材料 法蘭 墊片 螺栓 螺母 墊圈 16MnR 耐油橡膠石棉 40MnB 35 100HV 工藝接管尺寸的確定 攪拌設(shè)備由于工藝操作的原因，需要進行開孔或設(shè)有接管。 （ 2）安全閥接管 采用 ? 38 3 無縫鋼管，接管與封頭內(nèi)表面磨平。 （ 6）蒸汽出口接管 采用 ?? 無縫鋼管，接管與封頭內(nèi)表面磨平。標(biāo)準(zhǔn)耳式支座（ JB/T473592）分為 A型和 B 型兩種。 /m。 攪拌槳浸入 體內(nèi)的最佳深度為： 2233iiS D H??。其結(jié)構(gòu)如圖 72 所示： 陳剛： 28 圖 72 機架結(jié)構(gòu)（ mm） 本文選擇的 機架為Ⅱ型，其尺寸具體如表 71： 表 71 機架尺寸（ mm） 機架型號 H1 H2 H3 H4 輸入端接口 輸出端接口 LWJ45A D1 D2 D3 n1M D4 D5 D6 α/(176。根據(jù)攪拌軸的功率 P ＝ KW 、轉(zhuǎn)速 n ＝ 50 min/r ，由文獻 [8]表 191選用電機型號為 Y90L4（ JB/T103912020） 根據(jù)電機的功率 P ＝ 、攪拌軸的轉(zhuǎn)速 n ＝ 100 min/r 、傳動比 i 為 1400/ 50＝28。標(biāo)記： DN40HG2157095 結(jié)構(gòu)如圖 61 和 62 所示： 陳剛： 24 圖 61 聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)形式及尺寸 圖 62 C 型凸緣聯(lián)軸器軸頭