【導(dǎo)讀】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)。度，剛度，穩(wěn)定性的計(jì)算和設(shè)計(jì)。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)。而復(fù)始達(dá)到抽真空的目的。單級(jí)水噴射泵的噴嘴可以是由一個(gè)漸縮噴。中來(lái)，到實(shí)踐中去的學(xué)習(xí)作風(fēng)。再次特別感謝張茂潤(rùn)老師為本人提供。不完善之處，敬請(qǐng)廣大同仁和讀者指教。

　　

【正文】 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 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 23 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。 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 5000? 。 24 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。 圖 21 尾管法蘭的 結(jié)構(gòu)與尺寸 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 22 墊片的尺寸 25 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 = 、 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 26 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。 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 ) 0 0( a x M P a?? ???? 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 27 ， 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。 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? ??? ? ?con1? 代入已知值得： )(16s)(2 ) 0 0( a x M P aco o ?? ???? 因 max? ＝ ＜ s?? =235=160MPa ， 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)。 28 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 （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 + 封Q 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 500?DN 、 ?PN 的容器法蘭，查表知 FQ = kg； jQ — 壓力表接管質(zhì)量，對(duì)于 20?DN 、 ?PN 的突面板式管法蘭，查表知法蘭質(zhì)量為 、接管質(zhì)量為 ，取 jQ = YQ — 進(jìn)液接管質(zhì)量，對(duì)于 200?DN 、 ?PN 的突面板式管法蘭，查表知法蘭質(zhì)量為 、接管每米質(zhì)量為 ，故接管質(zhì)量 =， 取YQ =+= 封Q = 32 ????? SQ = +2+++ == （ 二 ） 真空室的金屬質(zhì)量 真空室的金屬質(zhì)量 ZQ ： ZQ = qQ + 1FQ + 2FQ + jQ + gQ 其中： qQ — 殼體質(zhì)量，近似按 mmDi 500? 、 mmSn 5? 的圓筒計(jì)算，每米的質(zhì)量為 62kg，取 qQ =62 kg； 1FQ — 上法蘭質(zhì)量，對(duì)于 500?DN 、 ?PN 的容器法蘭，查表知 FQ = kg； 2FQ — 下法蘭質(zhì)量，對(duì)于 150?DN 、 ?PN 突面板式管法蘭，查表知2FQ =； jQ — 真空表接管質(zhì)量，對(duì)于 20?DN 、 ?PN 的突面板式管法蘭，查表知法蘭 29 質(zhì)量為 、接管質(zhì)量為 ，取 jQ = gQ — 進(jìn)氣接管質(zhì)量，對(duì)于 200?DN 、 ?PN 的突面板式管法蘭，查表知法蘭質(zhì)量為 、接管每米質(zhì)量為 ，故接管質(zhì)量 ， 取 gQ = SQ = 62++++==105kg （ 三 ） 噴板及噴嘴的金屬質(zhì)量 噴板的質(zhì)量近似按平板封頭計(jì)算， 其質(zhì)量為： ? 單個(gè) 噴嘴 的金屬質(zhì)量近似為 ? kg， 噴嘴數(shù) 21，總質(zhì)量為： 。 （ 四 ） 尾管的金屬質(zhì)量 對(duì)于 125?DN 、 ?PN 的突面板式管法蘭，查表知法蘭質(zhì)量為 ，規(guī)格Ф1333 的無(wú)封鋼管，其每米 的質(zhì)量為 ，長(zhǎng)度為 5m，總 質(zhì)量為 。 （五） 附件的金屬質(zhì)量 附件包括 80 個(gè)螺栓、 80個(gè)螺母、 160 個(gè)金屬平墊圈、 6 個(gè)非金屬墊片、四個(gè)耳式支座。 單個(gè)螺栓的質(zhì)量按 M 1680 的 規(guī)格確定，查 螺栓的標(biāo)準(zhǔn)知，單個(gè)螺栓的質(zhì)量 kg， 螺栓的 總質(zhì)量為： 80= kg。 單個(gè)螺母的質(zhì)量按 M 162 的 規(guī)格確定，查 螺母的標(biāo)準(zhǔn)知，單個(gè)螺母的質(zhì)量 ， 螺母的總質(zhì)量為： 80= kg。 160 個(gè)金屬平墊圈、 6 個(gè)非金屬墊片的質(zhì)量近似取螺母的總質(zhì)量，即： 單個(gè)耳式支座初步取 3 kg， 總質(zhì)量為： 34=12 kg。 1Q =106+105++++++++12 =（ kg） = kg 操作介質(zhì)的質(zhì)量（ 2Q ）的估算 水室的容積： 3221 0 8 . 22 1 . 44πV m??? ）（ 真空室的容積： 3222 . 24πV m??? ）（ 30 尾管的容積： 323 0 . 1 2 3 m100 . 1 2 54πV ?? 總?cè)莘e為： ???? 操作介質(zhì)按水計(jì)算，則操作介質(zhì)的總質(zhì)量 2Q 為： 1000=424（ kg） 21 Q ?? =+424=839（ kg） = 支座的選型及尺寸設(shè)計(jì) 支座的選型 立式多噴嘴水 噴射 真空泵需要設(shè)置在操作平臺(tái)上，且外部無(wú)保溫層，故選用 A 型耳式支座。支座的數(shù)量： 4 個(gè)，在真空室的圓筒上沿圓周方向分布（見(jiàn)圖 12）。 單個(gè)支座承受的載荷為： )(?? 支座的尺寸設(shè)計(jì) 根據(jù)支座承受的載荷 、 500DN 查 A型耳式支座標(biāo)準(zhǔn)確定支座的結(jié)構(gòu)與尺寸，結(jié)果見(jiàn)圖 23。 支座標(biāo)記： JB/T4725— 92 支座 A1 材料： Q235AF 圖 23 A 型耳式支座的結(jié)構(gòu)與尺寸 31 第九章 開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 水室開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 水室的筒體上有兩個(gè)開(kāi)孔，即儀表接口和進(jìn)水管接口。由于進(jìn)水管開(kāi)孔尺寸最大，因此，只需對(duì)進(jìn)水管孔進(jìn)行 補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。 水室的筒體開(kāi)孔后被削弱的金屬面積 A 的計(jì)算 2 (1 )o o e tA d S S S fr? ? ? 式中： 2id d C?? ＝ 21912+2(1+61 0%)＝ （ mm） 2[ ] cio t cpDS p?? ?? )( 1 32 5 0 mm????? ??? )(%10616 mmCSS ntet ??????? tntrf ][ ][???＝ 163/113=＞ ，取 將 已知值代入得： 2 (1 )o o e tA d S S S fr? ? ? )11( 0 ?????? =（ mm2） 有效補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)起補(bǔ)強(qiáng)作用的面積計(jì)算 一、筒體 起補(bǔ)強(qiáng)作用金屬面積 1A 的計(jì)算 1 ( ) ( ) 2 ( ) ( 1 )e o e t e o rA B d S S S S S f? ? ? ? ? ? 式中 )( )( mmSSdB mmdBntn ????????????? 取兩者中較大值，取 mmB ? 筒體的有效壁厚 enS S C??＝ ＝ （ mm） 將已知值代入得： )11)(())( 1 2 0(1 ???????A =（ mm2） 32 二、 接管起補(bǔ)強(qiáng)作用金屬面積2A的計(jì)算 2 1 22 ( ) 2 ( )e t O t r e t rA h S S f h S C f? ? ? ? 式中 mmh mmdSh nt2 0 0 )( 1 011 ? ???? 取兩者中較小值， )( mmh ? 02?h 2[ ] ciOt t cpdS p?? ??＝ )12219( ???? ??? =（ mm） 將上述值代入得： %)()2 4 ( ??????????A ＝ （ mm 2） 三、 焊縫起補(bǔ)強(qiáng)作用金屬面積 3A 的計(jì)算 焊縫 高度 K ≥ ntS ＝ 6（ mm） 3A ＝ 12? 2K ＝ 12? 62=18（ mm 2） 起補(bǔ)強(qiáng)作用 的總面積為： 1 2 3A A A? ? ? +526+=( 2mm ) 補(bǔ)強(qiáng) 面積的的確定 因?yàn)?1 2 3A A A??＝ ++18=( 2mm )A ＝ 2mm 所以 不 需要補(bǔ)強(qiáng) 。 真空室開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 真空室的筒體上有兩個(gè)開(kāi)孔，即儀表接口和進(jìn)氣管接口。由于進(jìn)氣管開(kāi)孔尺寸最大，因此，只需對(duì)進(jìn)氣管孔進(jìn)行 補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。 真空室的筒體開(kāi)孔后被削弱的金屬面積 A 的計(jì)算 )]1(2[ retOO fSSdSA ???