【導(dǎo)讀】隨著我國(guó)高等教育事業(yè)的迅速發(fā)展，實(shí)用型的設(shè)計(jì)已經(jīng)是迫在眉睫。本設(shè)計(jì)書(shū)正是關(guān)于立式。多噴嘴水噴射真空泵的設(shè)計(jì)。對(duì)真空泵的附件進(jìn)行了選型，以及對(duì)真空泵質(zhì)量檢驗(yàn)方法使用和進(jìn)行焊縫的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。進(jìn)行這種設(shè)計(jì)，所以設(shè)計(jì)書(shū)中有諸多不完善之處，敬請(qǐng)廣大同仁和讀者指教。有能耗低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，加工容易，工作可靠無(wú)泄漏無(wú)運(yùn)動(dòng)部件維護(hù)(維修)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。目前多級(jí)串連的組合式水噴射泵機(jī)組已經(jīng)投入使用，可以獲得很高的真空度。械式真空設(shè)備，采用其他的真空設(shè)備往往會(huì)承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)，且易受業(yè)主的影響。普及情況，從而形成一種慣性，得不到進(jìn)一步的推廣。為這些原因，雖然水噴射泵真空設(shè)備已經(jīng)出現(xiàn)多年。無(wú)法達(dá)到系統(tǒng)能力或設(shè)備短壽命等情況。因此優(yōu)良的設(shè)計(jì)制作，以及正確的安裝使用及維護(hù)可。以充分發(fā)揮水噴射真空系統(tǒng)的能力，提高生產(chǎn)效率降低生產(chǎn)成本。最次再次感謝張茂潤(rùn)老師，在這炎炎夏日，不辭辛苦的指導(dǎo)我們完成設(shè)計(jì)。

　　

【正文】 GB/T412020）、平墊圈（ 100HV、 GB/T 952020） 與噴板聯(lián)接的螺栓長(zhǎng)度為： dhHSL ??????? ??? )(12 mm??????????? 取 mmL 125? 。 螺栓 標(biāo)記： 螺栓 GB/T57802020 M16125 材 料： Q235A 螺母標(biāo)記： 螺母 GB/T412020 M162 材 料： Q235A 墊圈標(biāo)記： 墊圈 GB/T 95— 2020 16100 HV 外壓圓錐殼的法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 一、管法蘭的設(shè)計(jì)及密封面的選型 根據(jù)管法蘭的 DN=150、 PN= 查 表可知：法蘭的類(lèi)型為板式平焊管法蘭； 密封面的型式為突面，結(jié)構(gòu)及尺寸如圖 13。 法蘭 標(biāo)記： HG2 0592 法蘭 RF 16Mn 圖 13 外壓 圓 錐殼下端管法蘭的結(jié)構(gòu)及尺寸 23 二、墊片的設(shè)計(jì)及螺栓、螺母的設(shè)計(jì) 根據(jù)密封的介質(zhì)為水，操作溫度為 25℃， 操作壓力為 ，由 墊片選用表可知： 選用橡膠墊片，材料為橡膠板（ GB/T3985）。 墊片的尺寸如圖 14。 墊片 標(biāo)記： HG20606 墊片 RF XB350 本設(shè)計(jì)選用六角頭 螺栓 （ A級(jí)、 GB/T57802020）、Ⅰ型六角 螺 母（ A級(jí)、 GB/T412020）、平墊圈（ 100HV、 GB/T 952020） 螺栓長(zhǎng)度 L 的計(jì)算： 螺栓 的 長(zhǎng)度 由 法蘭的 厚度（ 1? ）、 墊片的 厚度（ S ）、 螺母的 厚度（ H ）、墊圈厚度（ h ）、螺栓 伸出 長(zhǎng)度 (～ )d 確定。 其中 1? =24mm、 S =2mm、 H =、 h ＝ 、 螺栓 伸出 長(zhǎng)度 取 =18mm。 螺栓的長(zhǎng)度為： dhHSL 1 ????? ? )( mm????????? 取螺栓長(zhǎng)度 mmL 80? 。 螺栓 標(biāo)記： 螺栓 GB/T57802020 M1680 材 料： Q235A 螺母標(biāo)記： 螺母 GB/T412020 M162 材 料： Q235A 墊圈標(biāo)記： 墊圈 GB /T 95— 2020 16100 HV 進(jìn)氣管法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 一、法蘭的設(shè)計(jì)及密封面的選型 根據(jù)管法蘭的 DN=200、 PN= 查表可知：法蘭的類(lèi)型為板式平焊管法蘭； 密封面的型式為突面，結(jié)構(gòu)及尺寸如圖 15。 法蘭 標(biāo)記： 圖 15 進(jìn)氣 管法蘭的結(jié)構(gòu)及尺寸 圖 14 墊片的尺寸 24 HG20592 法蘭 RF 16Mn 二、墊片的設(shè)計(jì)及螺栓、螺母的設(shè)計(jì) 根據(jù)密封的介質(zhì)為水，操作溫度為 25℃，操作壓力 為 ，由 墊片選用表可知：選用橡膠墊片，材料為橡膠板（ GB/T3985）。墊片的尺寸如圖 16。 墊片 標(biāo)記： HG20606 墊片 RF XB350 本設(shè)計(jì)選用六角頭 螺栓 （ A級(jí)、 GB/T57802020）、Ⅰ型六角 螺 母（ A級(jí)、 GB/T412020）、平墊圈（ 100HV、 GB/T 952020） 螺栓長(zhǎng)度 L 的計(jì)算： 螺栓 的 長(zhǎng)度 由 法蘭的 厚度（ 1? ）、 墊片的 厚度（ S ）、 螺母的 厚度（ H ）、墊圈厚度（ h ）、螺栓 伸出 長(zhǎng)度 (～ )d 確定。 其中 1? =22mm 、 S = 、 H =18mm 、 h ＝ 3mm 、 螺栓 伸出 長(zhǎng)度 取 =18mm。 螺栓的長(zhǎng)度為： dhHSL 1 ????? ? )( mm????????? 取長(zhǎng)度 mmL 80? 。 螺栓 標(biāo)記： 螺栓 GB/T57802020 M 1680 材 料： Q235A 螺母標(biāo)記： 螺母 GB/T412020 M 162 材 料： Q235A 圖 16 墊片的尺寸 25 墊圈標(biāo)記： GB/T 95－ 2020 16100 HV 進(jìn)氣管的裝配尺寸 進(jìn)氣管的中心線距筒體上法蘭密封面的尺寸（裝配尺寸）按下式計(jì)算： 2/ Otn DRSl ?? 其中： R — 筒體半 徑，取 250mm； nS — 筒體壁厚，取 5mm； OtD — 接管外徑，取 219mm。 )(1982/?????? ，取 mml 2020 ? 。 支座的裝配尺寸 支座護(hù)板底面與真空室筒體的下端面的垂直距離取 40 mm，則 支座底板距上法蘭密封面的垂直距離為： 4004040=320（ mm），因此， mml 3202 ? 。 真空表接管的裝配尺寸 2/ Otn DRSl ?? = )(1012/ mm??? 取 mml 1003 ? 。 真空室的部件圖 26 圖 17 真空室 的部件圖 第五章 噴嘴的設(shè)計(jì) 噴嘴的設(shè)計(jì) 噴嘴的作用是將水的絕大部分靜壓能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，使水高速噴出，將氣室中的氣體帶出而形成真空。噴嘴的出口內(nèi)徑一般取 mmd 1510?? ，本設(shè)計(jì)取 mmd 10? 。由于噴嘴的出口部分磨損較嚴(yán)重，故 噴嘴設(shè)計(jì)成兩段，上段在進(jìn)口處設(shè)有十字擋環(huán)，以防止進(jìn)入噴嘴的水流產(chǎn)生旋渦，使磨損更加嚴(yán)重。下段噴嘴可以定期進(jìn)行更換。噴嘴的結(jié)構(gòu)及尺寸如圖 18。 上段噴嘴 下段噴嘴 組裝圖 27 圖 18 噴嘴的結(jié)構(gòu)及尺寸 防旋裝置的設(shè)計(jì) 具有一定壓力的水進(jìn)入噴嘴時(shí)易產(chǎn)生旋渦，使部分靜壓能轉(zhuǎn)化為熱能，導(dǎo)致水溫升高，真空度降低；同時(shí)會(huì)加快噴嘴內(nèi)壁的磨損，使噴嘴的使用壽命下降。因此，需要在噴嘴的入口處設(shè)置防旋裝置，材料選用聚四氟乙烯， 結(jié)構(gòu)與尺寸如圖 19。 圖 19 防旋十字擋板 第六章 喉管、尾管的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 喉管的設(shè)計(jì) 喉管的的作用主要有兩個(gè)方面，一方面聚焦引射流體，另一方面起水封作用，以防止外部的大氣通過(guò)尾管進(jìn)入真空室破壞真空。喉管采用耐磨鑄鐵整體鑄造，其上端與外壓 圓 錐殼的下端 法蘭相聯(lián)，下端與 尾管 法蘭相聯(lián)。其結(jié)構(gòu)與尺寸如圖 20。 28 圖 20 喉管的 結(jié)構(gòu)與尺寸 尾管的設(shè)計(jì) 尾管的的作用主要是有將引射流體和氣體 的混合物排出，另一方面起抽吸作用。 尾管的設(shè)計(jì) 尾管采用 Q235B 鋼管制造，其上端與喉管采用 法蘭相聯(lián)，法蘭選用 DN12 的突面板式管法蘭。 尾管的公稱直徑為 DN125，接管的規(guī)格為 Ф1533，長(zhǎng)度 mml 10000? 。 法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 一、管法蘭的設(shè)計(jì)及密封面的選型 根據(jù)管法蘭的 DN=12 PN= 查表可知：法蘭的類(lèi)型為板式平焊管法蘭；密封面的型式為突面，結(jié)構(gòu)及尺寸如圖 21。 二、墊片的設(shè)計(jì)及螺栓、螺母的設(shè)計(jì) 根據(jù)密封的介質(zhì)為水，操作溫度為 25℃，操作壓力為 ，由 墊片選用表可知：選用橡膠墊片，材料為橡膠板。墊片的尺寸如圖 22。 圖 21 尾管法蘭的 結(jié)構(gòu)與尺寸 圖 21 喉管的 結(jié)構(gòu)與尺寸 29 圖 22 墊片的尺寸 墊片 標(biāo)記： HG20606 墊片 RF XB350 本設(shè)計(jì)選用六角頭 螺栓 （ A級(jí)、 GB/T57802020）、Ⅰ型六角 螺 母（ A級(jí)、 GB/T412020）、平墊圈（ 100HV、 GB/T 952020） 螺栓長(zhǎng)度 L 的計(jì)算： 螺栓 的 長(zhǎng)度 由 法蘭的 厚度（ 1? ）、 墊片的 厚度（ S ）、 螺母的 厚度（ H ）、墊圈厚度（ h ）、螺栓 伸出 長(zhǎng)度 (～ )d 確定。 其中 1? =20mm 、 S =2mm 、 H = 、 h ＝ 3mm 、 螺栓 伸出 長(zhǎng)度 取 =18mm。 螺栓的長(zhǎng)度為： dhHSL 1 ????? ? )( mm????????? 取長(zhǎng)度 mmL 70? 。 螺栓 標(biāo)記： 螺栓 GB/T57802020 M1670 材 料： Q235A 螺母標(biāo)記： 螺母 GB/T412020 M162 材 料： Q235A 墊圈標(biāo)記： 墊圈 GB/T 95－ 2020 16100 HV 第七章 壓力試驗(yàn) 壓力試驗(yàn)的目的是檢驗(yàn)設(shè)備的宏觀強(qiáng)度（是否有異常變形）和致密性（有無(wú)泄漏）。壓力試驗(yàn)是化工容器及設(shè)備出廠時(shí)必須進(jìn)行的工序。 30 水室的水壓試驗(yàn) 試驗(yàn)壓力的確定 [][]T tpp??? 且不小于（ p +） MPa 其中： p — 設(shè)計(jì)壓力，取 ??p MPa ； []? — 材料在試驗(yàn)溫度下的許用應(yīng)力， 取 113 MPa ； []t? — 材料在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力，取 113MPa 。 將已知值代入上式得： )( M P apT ????? 因?yàn)?MPapT ? ＜（ p +） = ，所以取 MPapT ? 。 壓力表的量程： 2 Tp =2= 或 ～ 。 水溫 ≥ 5℃ 壓力試驗(yàn)的強(qiáng)度校核 液壓試驗(yàn)時(shí)筒體產(chǎn)生的最大應(yīng)力 max? 為：m ax ()2 ( )T i nnp D S CSC? ??? ? 代入已知值得： )()(2 )( ax MPa?? ???? 因 max? ＝ ＜ s?? =235= ， 故 液壓強(qiáng)度足夠 。 水 壓試驗(yàn)的操作 在保持 水室 表面干燥的條件下，首先用 水 將 水室 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(zhǎng)時(shí)間，檢查所有焊縫和連接部位有無(wú)泄露和明顯的殘留變形。若質(zhì)量合格，緩慢降壓將 罐 體內(nèi)的 水 排凈，用壓縮空氣吹干 罐 體。若質(zhì)量不合格，修補(bǔ)后重新試壓直至合格為止。 31 真空室的氣壓試驗(yàn) 試驗(yàn)壓力的確定 真空容器按規(guī)定做內(nèi)壓試驗(yàn)，且試驗(yàn)壓力為 ，故取 MPapT ? 。 壓力表的量程： 2 Tp =2= 或 ～ 。 操作介質(zhì)：空氣； 溫 度≥ 15℃ 壓力試驗(yàn)的強(qiáng)度校核 氣壓試驗(yàn)時(shí)錐體產(chǎn)生的最大應(yīng)力 max? 為：m ax ()2 ( )T i nnp D S CSC? ??? ??cos1? 代入已知值得： )()(2 )( ax MPaco o ??? ????? 因 max? ＝ ＜ s?? =235= ， 故 氣 壓強(qiáng)度足夠 。 氣 壓試驗(yàn)的操作 做氣壓試驗(yàn)時(shí)，緩慢將壓力升至 ，保持 5min 并進(jìn)行初檢。合格后繼續(xù)升壓至 ，其后按每級(jí)的 級(jí)差，逐級(jí)升至試驗(yàn)壓力 ，保持 30min ，然后再降至 ，保壓足夠長(zhǎng)時(shí)間 ， 同時(shí)進(jìn)行檢查，如有泄露，修補(bǔ)后再按上述規(guī)定重新進(jìn)行試驗(yàn)。 第八章 支座的設(shè)計(jì) 設(shè)備工作時(shí)總質(zhì)量的估算 設(shè)備工作時(shí)的總質(zhì)量由兩部分構(gòu)成，一、設(shè)備金屬的質(zhì)量（ 1Q ）；二、操作 介質(zhì)的的質(zhì)量（ 2Q ），總質(zhì)量： 21 Q ?? 。 設(shè)備金屬的質(zhì)量 1Q 的估算 32 （一） 水室的金屬質(zhì)量 水室的主要金屬質(zhì)量 SQ ： SQ = TQ +2 FQ + jQ + YQ +Q 封 其中： TQ — 筒體質(zhì)量，對(duì)于mmDi 500?、 mmSn 5? 的圓筒，每米的質(zhì)量為 62kg，取 TQ = 62=； FQ — 法蘭質(zhì)量，對(duì)于