【正文】 ）圓筒設計。攪拌器的型式主要有：槳式、推進式、框式、渦輪式、 螺 桿式和螺帶式等。當軸徑 50d mm? 時，還應再 加緊定螺釘固定；當 50d mm? 時，再加穿孔螺栓或圓柱銷固定。 表 2－ 4 推進式攪拌器的主要尺寸 D d 1d 0d 鍵 槽 H 質(zhì)量， kg /Nn b t 不大于 150 30 60 12M 8 40 200 45 250 40 80 12 55 300 65 12 400 50 90 16M 16 95 500 65 110 18 105 600 20M 125 700 80 140 24 150 注： N ─ 計算功率， KW ； n ─ 攪拌器轉(zhuǎn)速 ， /minr ； /Nn─ 攪拌器 槳葉強度所允許的數(shù)值，其計算溫度 0200C? 此外，標準攪拌器還有框式和渦輪式兩種 ，它們的尺寸可參考有關(guān)標準。安裝攪拌器的部分稱為攪拌軸或 下 軸，與減速機輸出軸相連的軸通常稱為傳動軸或 上 軸。例如機器中的軸受扭時若產(chǎn)生過大的變形，就會影響機器的精密度，或者使機器在運轉(zhuǎn)中產(chǎn)生較大的振動。～ 4176。傳動裝置通常設置 在 釜 頂 封 頭的 上 部。四種標準減速機的功率、轉(zhuǎn)速、范圍、類型代號、 特 性參數(shù)見表 2— 7。 16 17 例如：已知一 立 式反應釜，其攪拌 軸 轉(zhuǎn)速為 n＝ 100r／ min，功率為 P＝ ，試對減速機進行選型。 安裝底蓋的公稱直徑與凸緣法蘭相同。 無支點機架 一 般僅適用于傳遞小功率和小的軸向載荷的條件。 聯(lián)軸器 電機或減速機輸出軸與傳動軸之間及傳動軸與攪拌軸之間的連接 ， 都是通過聯(lián)軸器連接的。它的基本結(jié)構(gòu)是 由填料、填料箱、 壓 蓋、 壓 緊螺栓及油杯等組成。 機械密封 機械密封是 一 種功耗小、泄漏率低，密封性能可靠，使用壽命長的轉(zhuǎn)軸密封 。 （ 1） 當 密 封腔介質(zhì)溫度超過 80℃ 時，對單端面和雙端面機械密封 ，都應采取冷卻 措施； （ 2） 為防止密封面干摩擦，對單端 面 機械密封，應采取潤滑措施； （ 3） 當采用雙端面機械密封時，應采用密封液系統(tǒng)，向密封端面提供密封液，用于冷卻、潤滑密封端面； （ 4） 必要時 ， 應對潤滑液、密 封液進行過濾； （ 5） 當采用潤滑及密封液系統(tǒng)時，需考慮一旦潤滑液、密封液漏入攪拌容器內(nèi)，應不會影響容器內(nèi)物料的工藝性能，不會使物料變質(zhì)，必要時應采用緩沖液杯和漏液收集器等防污染措施。 —— 設備總質(zhì)量 (包括殼體及其附件，內(nèi)部介質(zhì)及保溫層的質(zhì)量 ) n—— 支 座 數(shù)量 ； Se—— 偏心距， mm； p —— 水平力，取 ep 和 wp 的大值 ， N。 當設備的直徑 大于 900mm 時，應開設人孔?；剞D(zhuǎn)蓋帶頸平焊法蘭人孔的主要尺寸見附表 21。 22 表 2－ 11 無縫鋼管的公稱直徑 DN與外徑 D0以及常用壁厚 DN 10 15 20 25 32 40 50 65 80 100 125 D0 14 18 25 32 38 45 57 76 89 108 133 δ 3 3 3 4 4 1 4 DN 150 175 200 225 250 300 350 400 450 500 D0 159 194 219 245 273 325 377 426 480 530 δ 6 6 7 8 8 9 9 9 9 接管的伸出長度 一般 為從法 蘭 密封面到殼體外徑 的距離， 為 150mm，當考慮設備保溫等要求時 ， 可取伸出長度為 200mm。補強圈的外徑尺寸見附表 23。圖中尺寸 1d 見表 2－12 23 （ 5）夾套進氣管 當夾套設進氣管時，為防止氣體直沖罐壁，影響罐體強度，可采用圖 2－ 18 結(jié)構(gòu)。 估算夾套的高度為 選取夾套高度 Hj＝ 1100mm。 夾套筒體和封頭的計算內(nèi)壓為 P MPa?? 夾套筒體和封頭壁厚計算（按內(nèi)壓強度） （ 1）夾套筒體厚度 ?夾 式中 MPa? ， 1500ijD D mm?? ， ? ? 113t MPa? ? ，選取雙面對接焊，局部無損探傷，焊縫系數(shù) ?? ，則 m in m in3 mm? ? ?? ? ?　 　 　 ?可取 m in 1 2 3 0 . 6 2 0 . 4 6n C C m m??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （取腐蝕裕量 2 2C mm? ，鋼板厚度預估為 6mm，所以可取鋼板負偏差為 。 則有效厚度為 12 8 0. 8 2 5. 2en C C m m??? ? ? ? ? ? ? 筒體外徑 0 2 14 00 2 8 14 16inD D m m?? ? ? ? ? ? 內(nèi)筒受外壓作用的計算長度 L 為被夾套包圍的 筒 體部分加 封頭的直邊段部分以及 封頭高的 1/3 筒體計算長度 式中 jH —— 夾套高度 2h —— 封頭直邊高度 1h —— 封頭內(nèi)壁曲面高度（見附表 2） 由參考文獻 3P150 圖 115查得系數(shù) A＝ ； 釜體材料 Q235B 之 245s MPa? ? ，由參考文獻 3P152 圖 118 材料的 BA 曲線圖查得B=43Mpa（已知釜體內(nèi) 0120tC? ，夾套內(nèi) 0150tC? ），所以許用外壓為： 0 1416 eD? ??0 1242 0 .8 81416L D ??? ? 0 43 0 . 1 6 0 . 3273eBp M P a p M P aD?? ? ? ? ?12 3501 1 0 0 2 5 1 2 4 233j hL H h m m? ? ? ? ? ? ?? ? 0 . 2 3 4 1 4 0 0 1 . 7 12 1 1 3 0 . 8 5 0 . 2 3 42 cit cPD mmP? ?? ?? ? ?? ? ??29 則壁厚 8n mm? ? 不能滿足外壓穩(wěn)定性要求，需加大壁厚重新計算。 釜體： 夾套： 內(nèi)壓試驗應力 校核 ： 圓筒校核公式： 橢圓封頭校核公式： Q235B之常溫屈服極限 235s MPa? ? ， ?? 。 螺柱螺母材料查出為 Q235B，標記為： 螺柱 M20 LA JB470792 墊片材料用石棉橡膠板，厚度 3mm?? ，標記為 墊片 JB470492 其尺寸可以從有關(guān)資料查出。 接管及其法蘭的選擇 冷卻水進、出口管 j 和 a 均采用 32 ? ? 無縫鋼管（參考文獻 3P100 表 73），突面（ RF）板式平焊 管 法蘭： HG2059397（附表 22） 。按水壓試驗時充滿水計，水的密度 31000 /kg m? ? ，現(xiàn)以夾套尺寸估計： 1500DN mm? 封頭容積為 ， 1500DN mm? 筒節(jié)每米長容積為 31 ? ，故有： ? ? 43 1 0 0 0 9 . 8 2 0 . 5 1 3 1 . 4 1 . 7 6 7 3 . 4 3 1 0Q g V N?? ? ? ? ? ? ? ? ? 4Q 為保溫 層與附件的重量，人孔重量載荷 900N，其它接管和保溫層按 1000N 計，故： 4 9 0 0 1 0 0 0 1 9 0 0QN? ? ? 總重載荷為： 41 2 3 4 7 5 4 8 4 8 9 0 3 . 4 1 0 1 9 0 0 4 8 6 3 8Q Q Q Q Q N? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 每臺設備可配置兩個或四個支座，考慮到設備在安裝時可能出現(xiàn)全部支座不能同時受力的情況，在確定支座尺寸時不論實際支座是兩個還是四個，可以一律按兩個計算。 選 配筒體和封頭的連 接法蘭 根據(jù) 筒 體內(nèi)操作壓力、溫度和 筒 體直徑， 初 選甲型 平 焊法蘭 (JBll58— 82)，法蘭材料為 Q235－ B。 釜體的封頭壁厚 ?封 （ 1）按內(nèi)壓計算（上封頭） 取 , 2C m m C m m??,則 12 1 . 7 1 0 . 5 2 0 . 7 9 5n C C m m? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?封 ＝ 考慮到開孔對上封頭的強度削弱及焊接方便，可取上封頭與筒體等厚，即 10mm?封 ＝ 。取 C1＝ 0． 6mm, C2＝ 2mm， 則 封頭名義厚 度 2 . 5 8 2 0 . 4 2 5n mm?? ? ? ? ? ? ?夾 封 ＝ 。 確定計算壓力 cP 夾套筒體和封頭是內(nèi)壓容器，按已 知條件，設計壓力為 P=； 釜體的筒體和封頭既受內(nèi)壓，又受外壓的作用。 確定 釜 體封頭尺寸 查 附 表 2， D m?? 的 標準橢圓 封 頭 ， 曲面高度 h1=350mm，直邊高度 初選為 h2＝ 40mm（與壁厚有關(guān)，預計 封頭壁厚 10 20n mm? ? ，見附表 2 注 ） ， 則 封頭容積 V 封 ＝，表面積 Fh＝ 。圖 2－ 16 為兩種常用的。補強圖形狀應與 被補強部分相符，使之與設備殼體密切貼 合 ，焊接后能與殼體同時受力。管子的公稱 直 徑 與 鋼管的外徑的關(guān)系見 表 2－ 11。 手孔和人 孔 的種類較多，且大部分有標準。 H0—— 容器總高度， mm； 0q —— 10m 高 度處的基本風壓值， N／ m 2。耳式支座的選擇及標記示例 見 參考文獻 1 第十 二章第二節(jié)的相關(guān)部分。當介質(zhì)壓力、溫度高或介質(zhì)為易燃、易爆、有毒時，應采 用 雙端面 (由兩對密封面組成 )、平衡型 (載荷系 數(shù) K＜ 1)的機械密封。標 準 填料箱中， HG 21537． 7— 92 為碳19 鋼填料箱， HG21537． 8— 92 為不銹鋼填料箱，標準填料箱結(jié)構(gòu)形式見附圖 15，明細表見附表 16， 主 要尺寸見附表 17。其任務是保 證 攪拌設備內(nèi)處 于 一定的 正壓和真空狀態(tài)以及防止反 應 物料 逸 出和雜質(zhì)的滲入。 當按上述條件選用單支點機架時，減速器輸出軸與攪拌器之間采用彈性聯(lián)軸器連接；當不具備上述條件而選用單支點機架時，減速器輸出 軸 與攪拌器之間采用剛性聯(lián)軸器連接。 V 帶減速機自帶機架，選用其他 類型標準釜用減速機按標準選配機架。其中 R型突面凸緣法蘭見附圖 4， M型凹面凸緣法蘭見附圖 5，尺寸見附表 6。在 無使用經(jīng)驗條件下，可參 考表 2— 9 進 行 初 選，然后 再 根據(jù)現(xiàn)場條件類比確定。 最 常用的為 Y 系列全封閉 自扇 冷式三相 異 步電動機；當有防爆要求時， 可 選用 YB系列。為保證攪拌軸懸臂穩(wěn)定 性 ，軸的懸臂 長 L軸徑 d和 兩軸承間距 B(見圖 （ 2－ 10)應滿足 下 列關(guān)系： ? ?11/ 4 5 / 4 0 5 0 2 1 2L B L d??； 　 　 　 　 　 　 　 　 － 若 軸封處能起支 承 作用，式 (2— 12)中 B 算至軸封處，當 d 的 裕量 較大 和 軸轉(zhuǎn)速較低時 ， L1／ B及 L1／ d 取偏大 值 ，否則取偏小值。 ～ 176。 對攪拌軸來說，它承受扭轉(zhuǎn)和彎曲聯(lián)合作用，但是以扭轉(zhuǎn)為主，所以工程應用中常用近似的方法進行攪拌軸的 強度計算。有防腐或防污染物料等要求較高的場合 ，應采用不銹耐酸鋼。為防螺紋腐蝕可加軸頭保護帽，其軸頭結(jié)構(gòu)及 軸 頭保護帽如圖 2－ 9所 示。 槳式攪拌器結(jié)構(gòu)如圖 2－ 7 所示，其槳葉多為兩葉。 （ 3） 按外壓對和封頭進行強度校核 當筒體和封頭需按外壓設計時，可按 GB150－ 1998 圖表法進行校核計算。 夾套反應釜的強度計算 當夾套反應釜幾何尺寸確定后，要根據(jù)已知的公稱直徑、設計壓力和設計溫度進行強度計算，確定罐體及夾套的筒體和封頭的厚度。 其它符號同前。 再將上式算出的筒體高度進行圓整，最后核算 1/ iHD、 ? ，大致符合要求即可。 罐 體 的 幾何尺寸計算 確定筒體內(nèi)徑 一 般 由工藝條件給定 操作 容積 0V ，則釜體的全容積 V 與操作容積的關(guān)系為： ? ? ? ?30 / 2 1VV ?? 　 m 　 　 　 　 　 　 　 　 　 － 式中 ? 稱為裝料系數(shù)，通常 ? 可取為 ～ 。 罐 體和夾套的結(jié)構(gòu)設計 罐 體一般是立式圓筒形容器， 由 頂 蓋、 筒 體和 罐底 (見圖 22)組成， 通過支座安裝在基礎或 平臺上。如采用標準零、部件，寫出標 準號及標記 ， 不必繪圖。 反應釜機械設計的內(nèi)容和步驟 反應釜的機械設計是在工藝設計之后進行的，設計依據(jù)是 工 藝提出的要求和條件。其內(nèi)容大致包括： （ 1） 目錄； （ 2） 設計 已知條件 ； （ 3） 設計方案的分析和擬定； （ 4） 各部分結(jié)構(gòu)尺寸的確定和設 計計算； （ 5） 設計小結(jié) ； （ 6） 參考資料。因大多數(shù)工況下強度是主要矛盾，所以有的設備設計常不作后兩項計算。這一步往往通過“邊算、邊選、邊畫、邊改”的做法來進行。若按幾何等式關(guān)系計算 而 得的尺寸，一般不能隨意圓整變動；若按經(jīng)驗公式得來的尺寸，一般應圓整到標準規(guī)格尺寸。 強調(diào)獨立思考，有創(chuàng)造性的設