【正文】 裝置 攪拌容器分筒體與夾套兩部分，主要由封頭和筒體組成，多為低、中壓壓力容器；攪拌裝置由攪拌器和攪拌軸組成，其形式通常由工藝設計而定；傳動裝置是為帶動攪拌裝置設計的，主要由電動機、減速器、聯(lián)軸器和傳動軸等組成；軸封裝置為填料密封，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，構成了完整的夾套反應釜。目 錄1 緒論 1 反應釜的概述 1 攪拌反應設備的主要用途 1 反應釜設計的基本要求 2 2 3 3 3 反應釜的應用場合及工程背景 32 設計方案的選擇及設計參數(shù)的確定 5 攪拌反應釜類型的選擇 5 設計參數(shù)的確定 5 設計壓力的確定 5 設計溫度的確定 5 材料的選用 63反應釜結(jié)構設計 7 釜體的結(jié)構設計 7 釜體的幾何尺寸的確定 7 筒體內(nèi)徑計算 7 筒體封頭尺寸的確定 8 筒體高度計算 8 筒體與上封頭連接形式 9 9 夾套的直徑 10 夾套高度及傳熱面積校核 10 筒體及夾套壁厚設計計算 10 筒體與夾套受力分析 10 筒體壁厚的計算 11 筒體封頭厚度計算 11 夾套壁厚的計算 11 夾套封頭厚度計算 12 水壓試驗及強度校核計算 12 筒體水壓試驗校核 12 夾套水壓試驗校核 134 反應釜的攪拌裝置 15 攪拌軸的設計 15 攪拌軸的選材 15 攪拌軸的結(jié)構 15 攪拌軸的強度計算 15 攪拌器的安裝方式及其與軸連接的結(jié)構設計 16 攪拌器的形式 16 攪拌軸的形位公差和表面粗糙度要求 17 攪拌器軸的支承 17 攪拌軸的臨界轉(zhuǎn)速校核計算 175 反應釜的傳動裝置 19 電動機的選用 19 釜用減速機類型、標準及其選用 19 凸緣法蘭與安裝底蓋的選用 20 機架 20 聯(lián)軸器 216 反應釜的軸封裝置 237 反應釜的其他附件 25 設備接口 25 出料管 25 25 夾套進液管 26 視鏡 27 擋板 27 人孔 28 支座 29 支座的選用 29 支座的校核 29 開孔補強設計計算 31 31 328 結(jié)論 35參考文獻 37致謝 391 緒論 反應釜的概述 在生產(chǎn)實踐中，許多化工生產(chǎn)過程都需要反應設備，廣泛應用于物料混合、溶解、傳熱、制備懸浮液、聚合反應和制備催化劑等生產(chǎn)過程。 本次設計的植物油植物油反應釜就是夾套反應釜。 強度是指載荷作用下材料抵抗永久變形和斷裂的能力。 剛度指作用在彈性元件上的力或力矩的增量與相應的位移或角位移的增量之比，是設備在載荷作用下保持原有形狀的能力。內(nèi)泄漏可能會引起產(chǎn)品污染，嚴重時還會引起爆炸事故。 功能要求是以滿足生產(chǎn)的需要，如生產(chǎn)量、傳熱量。 反應釜的應用場合及工程背景 反應釜常用于石油化工、橡膠、農(nóng)藥、染料、醫(yī)藥等行業(yè)，用以完成磺化、硝化、氫化、烴化、聚合、縮合等工藝過程，以及有機染料和中間體的許多其它工藝過程的反應設備。反應釜的釜體方式將發(fā)生變革。采用程序控制，既可以消除對環(huán)境的污染，又可以保證穩(wěn)定生產(chǎn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量，減輕體力勞動，從而增加收益。由于設備的大型化，超過400kw的大型設備也出現(xiàn)了，～22kw為中型，轉(zhuǎn)速低于100r/min為低速，100～400r/min為中速，大于400r/min為高速。對于0176。C，夾套設計溫度為100176。對于Q235B在GB1501998中對它有如下規(guī)定： ① 容器設計壓力P≤； ② 鋼板使用溫度為0～350176。夾套是一種應用最普遍的外部傳熱方式，它是套在筒體外面能形成密封空間的容器。　圖31反應釜罐體結(jié)構 本設計頂蓋在受壓狀態(tài)下操作，應選用標準橢圓形封頭；罐底也選用橢圓形封頭。根據(jù)介質(zhì)實際情況本設計取η=，即V0=ηV=8=（m3）。即筒體高度H筒按下式計算： （3—3） 式中：V封——下封頭容積，m3； V1m——1米高筒體容積，m3/m； 對于公稱直徑為2000mm的筒體，查JB/T115373，可知V1m=，且1米高筒體面積F1m=。 當筒體與上封頭用法蘭連接時，常采用平焊法蘭連接，根據(jù)筒體尺寸選擇。 夾套的直徑 夾套內(nèi)徑Dj可根據(jù)筒體內(nèi)徑Di按下表32所示關系選取。 即F筒+F封=H夾F1m+F封=+≈﹥F=，此時夾套的高度滿足。 筒體壁厚的計算由前面受力分析可知筒體承受內(nèi)壓大于外壓，為內(nèi)壓容器，壁厚按下式計算： （3—6） 其中，P——設計壓力，即對于筒體P=P1C=P1=； [σ]t——許用應力，對于材料為Q235B，溫度小于90 0C下，查GB1501998可知其 [σ]t=113MPa； C—— 壁厚附加量，C=C1+C2，C1為鋼板負偏差，對于碳鋼取C1=,C2鋼板腐蝕裕度,考慮設計年限取C2=2mm。 夾套封頭厚度計算 夾套封頭厚度計算可按下列公式計算： （3—9） 其中，P、[σ]t、φ、C與公式（3—7）含義相同。 攪拌軸的選材 考慮設計條件和強度，材料常選用45鋼。C時）=）/m，一般傳動和攪拌軸的計算可選1/2～1（176。 攪拌軸的形位公差和表面粗糙度要求 一般攪拌軸要求運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，為防止軸的彎曲對軸封處的不利影響，因此軸安裝和加工要控制軸的直度。軸承型號選擇根據(jù)轉(zhuǎn)速、載荷及軸徑選取，本設計選擇型號6414，相關參數(shù)如下：d=70mm，D=180mm，B=42mm 圖43 攪拌軸相關尺寸 圖44 攪拌軸支承形式 攪拌軸的臨界轉(zhuǎn)速校核計算對于轉(zhuǎn)速大于200r/min的攪拌需進行臨界轉(zhuǎn)速的校核，本設計攪拌軸轉(zhuǎn)速為45r/min，故在此不需進行校核了。 故 Pd=（+）/≈ 并查Y系列三相異步電動機主要技術數(shù)據(jù)表，選取電動機型號為：Y132M6，滿載轉(zhuǎn)速為1440r/min。 現(xiàn)將選擇的R型突面凸緣法蘭主要尺寸列出如下DN=500mm,d1=430mm,d2=670,k=620mm,d3=500mm,d4=560mm,螺栓：數(shù)量20M16，質(zhì)量：102kg。現(xiàn)選用WJ55型無支點機架，其主要尺寸H1=38mm,H2=25mm,H3=6mm,H4=8mm,D1=345mm,D2=390mm,D3=430mm,D4=380mm,D5=455mm,D6=495mm,H=640mm,質(zhì)量130kg。 填料密封是攪拌設備最早采用的一種軸封結(jié)構，它的基本結(jié)構是由填料箱、壓蓋、壓緊螺栓及油杯等組成。本設計采用碳鋼填料箱。7 反應釜的其他附件 設備接口 化工容器及設備，往往由于工藝操作等原因，在筒體和封頭上需要開一些各種用途的的孔。出料管的主要結(jié)構尺寸可參見下表72，液體出料管其結(jié)構設計如右下圖71所示 表72 出料管尺寸 （mm）管徑公稱直徑DN ≥25≥50≥100 d175+DN100+DN160+DN 本設計預設產(chǎn)能接近10t/h,流速,出料管選擇無縫鋼管[10]附錄七,公稱直徑DN=50mm，d1=100+DN=150mm， 管壁δ=。 擋板的結(jié)構和數(shù)量對混合效果的影響很大。人孔的形狀有圓形和橢圓形兩種。當設備需要保溫或直接支承在樓板上時選B型，否則選A型。支座材料為Q235A，[σ]t=113MPa。 即ML= （1）補強設計方法選擇 補強形式有內(nèi)加強平齊接管、外加強平齊接管、對稱加強突出接管和密集補強形式。補強結(jié)構有補強圈補強、補強管補強和整體補強。（1）反應釜結(jié)構設計為：釜體（包含筒體、筒體封頭、夾套及夾套封頭）材料采用碳鋼Q235B；封頭都采用標準橢圓形封頭；釜體內(nèi)徑2000mm，高度2200mm；夾套內(nèi)徑2200mm，高度1700mm；連接形式為乙型平焊法蘭連接。 同時，在這里特別感謝我的設計指導老師顧錫峰老師，在我們做畢業(yè)設計的每個階段，從設計草案的確定和修改到中期檢查，后期詳細設計，裝備草圖等整個過程中都給予了我悉心的指導和幫助，并對我的設計提出了許多寶貴的建議，使我能順利地完成本次設計任務。（5）附件設計為：支座選用B型耳式支座；視鏡采用C型帶燈有頸視鏡；支座采用回轉(zhuǎn)蓋帶頸平焊法蘭。 （5）確定補強管長度補強管安裝方式采用安放式， L： L≥h0+h1式中：h0——補強管有效高度： 根據(jù)HG216301990中表1中C型補強管，公稱直徑dN=450mm時，d0δnt=15916。開孔位于橢圓形封頭，根據(jù)GB1501998中式63，殼體開孔處的計算厚度 （78）橢圓形封頭下[12]焊縫系數(shù)φ=。開孔以后，除削弱厚壁的強度外，在殼體和接管連接處，因結(jié)構的連續(xù)性破話，會產(chǎn)生很高的局部應力，給容器安全操作帶來隱患。 故實際載荷： 即Q=[Q]=150kN，支座選擇滿足允許載荷的要求，合理。圖76 B型耳式支座結(jié)構型式 支座的校核 設備殼體內(nèi)徑Di=2000mm，總高度大約為： （72） 式中：H1——筒體高度，為2200mm； H2——夾套封頭及壁厚，為（550+40+6）=596mm； H3——出料管高度，為200mm； H4——筒體上封頭及壁厚，為（500+40+10）=550mm； H5——安裝底蓋高度，為65mm?；剞D(zhuǎn)蓋帶頸平焊法蘭人孔（HG 2151795）的基本結(jié)構可見下圖75。擋板設計檔板下緣一般與容器底封頭的切線平齊。 視鏡視鏡主要用來觀察設備內(nèi)物料及其反應情況，也可作為料面指示鏡，一般成對使用，當視鏡需要斜裝或設備直徑不是很大時，采用帶頸視鏡。管法蘭可分為板式平焊法蘭（PL）、帶頸平焊法蘭（SO）、帶頸對焊法蘭（WN）等。亦同下表61（）。應優(yōu)先選擇標準填料箱。其相關具體尺寸如下： dg=80mm,D=220mm,D1=180mm,D0=130mm,r=,H=324mm,H1=162mm,H2=30mm,H3=30mm,質(zhì)量：50kg, d0:M12,n=8,dm:M1, 6 反應釜的軸封裝置 軸封是攪拌設備的一個重要組成部分。 機架 機架是安放減速機用的，它的尺寸與減速機底座尺寸應相匹配。 表51 標準減速機的功率、轉(zhuǎn)速范圍、類型代號及特性參數(shù) 因反應釜攪拌軸轉(zhuǎn)速n=45r/min。最常用的為Y系列全封閉自扇冷式三相異步電動機。當攪拌軸較長時，軸的剛度條件變壞。（D1為攪拌容器內(nèi)徑，DJ為攪拌器直徑）DJ/D1＝ ～，≤DJ≤，于是DJ的取值范圍為770mm～1760mm，現(xiàn)取DJ＝1300mm。 b. 攪拌軸軸徑的確定 ① 按扭矩計算軸徑必須滿足：