【導(dǎo)讀】拌器，攪拌軸及其密封裝置，傳動(dòng)裝置等部分的選型和設(shè)計(jì)。本設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)為不銹鋼容。器外加碳鋼夾套。在設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者除了考慮安全性問題外，還考慮到了容易制。原則，這是設(shè)計(jì)者選擇的設(shè)計(jì)方向。第3章設(shè)備安裝調(diào)試、使用及維護(hù)保養(yǎng)....

　　

【正文】 P 分別按下兩式計(jì)算： m g?? N (240) 60 0 00. 95 10wiP f q D H N??? (241) 式中 0? ：地震系數(shù)，對(duì) 7， 8， 9 級(jí)地震分別取 ,。 if :風(fēng)壓高度變化系數(shù)，按表 3311 選?。ā秹毫θ萜髋c化工設(shè)備實(shí)用手冊(cè)》）[12] 0q :10 米高度處的基本風(fēng)壓值， 2/Nm； D0：容器外徑，有保溫層時(shí)取保溫層外徑， mm。 H0:容器總高度， mm。 計(jì)算 0m 55m kg?封 頭 所以 2 110m kg?封 頭 筒體表面積 = 21 m??? ? ? ? 由《壓力容器與化工設(shè)備實(shí)用手冊(cè)》 [12]，不銹鋼 0Cr18Ni10Ti 的基本重量3 3 3 / 3 10 /t m k g m? ? ? ? 所以， m ?? ? ?筒 體 筒 體 表 面 積 厚 度 = 6. 91 6 7. 93 32 9 kg? ? ? kg?攪 拌 器 所以 3 10 .1 4m kg?攪 拌 器 21()4dm V L a???? ? ?軸 長(zhǎng)春理工大學(xué) 本科 畢業(yè)論文 24 = 27 9 3 0 0 . 0 8 ( 2 . 9 4 4 0 . 6 2 ) 1 4 1 . 54 kg?? ? ? ? 158m kg?機(jī) 架 51 .5m kg?減 速 機(jī) 機(jī) 座 150m kg?減 速 機(jī) 30m kg?安 裝 底 蓋 89m kg?夾 套 封 頭 396m kg?夾 套 筒 體 10 00 1. 5 15 00m V k g?? ? ? ?介 質(zhì) 將上面各個(gè)部件的質(zhì)量加起來，可大約估計(jì)出總質(zhì)量 m0=3116kg 0? 取 (8 級(jí)地震 ) 地震載荷： 5 311 6 687 1eP m g N? ? ? ? ? ? ? 設(shè)備 質(zhì)心高度約為 1500mm, 取 ? 20 550 /q N m? 0 110 0 2 6 111 2D mm? ? ? ? 0 0 12 ( ) 2 7 5 0H H h h m m? ? ? ? 所以 60 0 00. 95 10wiP f q D H ??? = 550 1112 2750 10 1058 N?? ? ? ? ? ? P 取 ,ewPP中 的 大 值 所以 取 P= eP =6871N ⑵ 安裝尺寸 ? 其中 2 3 2 2 18 , 8 , 1 2 5 , 2 0 5 , 5 0m m m m b m m l m m s m m??? ? ? ? ? 223 2 2 2 1( 2 2 ) ( 2 ) 2 ( )inD b l s? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? = 22( 1 0 0 0 2 6 2 6 ) ( 1 2 5 2 6 ) 2 ( 2 0 5 5 0 )? ? ? ? ? ? ? ? ? =1332mm 取 eS =400mm 所以 30 4 ( )[ ] 1 0e e em g G P h G SQ K Nk n n? ?? ? ? ?? ? ? = 33 1 1 6 9 . 8 1 1 1 4 . 2 9 . 8 1 4 ( 6 8 7 1 8 7 5 1 1 4 . 2 9 . 8 1 4 0 0 )[ ] 1 00 . 8 3 4 4 1 3 3 2 ?? ? ? ? ? ? ????? =14． 4KN[Q]=30KN ⑶ 計(jì)算支座處圓筒所受到的支座約束反力力矩 長(zhǎng)春理工大學(xué) 本科 畢業(yè)論文 25 2133() 1 4 .4 ( 2 0 5 5 0 ) 2 .2 3 21 0 1 0Q l SM K N m? ??? ? ? ? 查表 [ LM ]=? 可見 M[ LM ],合格 壓力試驗(yàn) 壓力試驗(yàn)的目的 除材料本身的缺陷外，容器在制造（特別是在焊接過程）和使用過程中會(huì)產(chǎn)生各種缺陷。為考慮缺陷對(duì)壓力容器安全性的影響，壓力容器制造 完畢后或定期檢驗(yàn)時(shí)，都要進(jìn)行壓力試驗(yàn)。壓力試驗(yàn)包括耐壓試驗(yàn)和氣密性試驗(yàn)。由于本設(shè)備的物料為水和除垢劑，都是無毒介質(zhì)，對(duì)人體健康影響幾乎可以忽略。因此，沒有必要做氣密性試驗(yàn)，僅做耐壓試驗(yàn)即可。 對(duì)于內(nèi)壓容器，耐壓試驗(yàn)的目的是：在超設(shè)計(jì)壓力下，考核缺陷是否會(huì)發(fā)生快速擴(kuò)展造成破壞或開裂造成泄露，檢驗(yàn)密封結(jié)構(gòu)的密封性能。 試驗(yàn)壓力及應(yīng)力校核 由于在相同壓力和容積下，試驗(yàn)介質(zhì)的壓縮系數(shù)越大，容器所儲(chǔ)存的能量也越大，爆炸也就越危險(xiǎn)，故應(yīng)選用壓縮系數(shù)小的流體作為試驗(yàn)介質(zhì)。常溫時(shí)，水的壓縮系數(shù)比氣體要小得 多，且來源豐富，因而是常用的試驗(yàn)介質(zhì)。 在液壓試驗(yàn)時(shí)要注意的是： ① 為防止材料發(fā)生低應(yīng)力脆性破壞，液體溫度不得低于殼體材料的韌脆轉(zhuǎn)變溫度 ② 氯離子能破壞奧氏體不銹鋼表面鈍化膜，使其在拉應(yīng)力作用下發(fā)生應(yīng)力腐蝕破壞。因此奧氏體不銹鋼制壓力容器進(jìn)行水壓試驗(yàn)時(shí)，還應(yīng)將水中氯離子含量控制在 25mg/L 以內(nèi)，并在試驗(yàn)后立即將水漬清除。 ⑴ 內(nèi)壓試驗(yàn)，公式為： [][]T tpp??? (242) 式中： Tp ：試驗(yàn)壓力， MPa。 p :設(shè)計(jì)壓力， MPa。 [? ]:容器元件材料在試驗(yàn)溫度下的許用應(yīng)力， MPa。 []t? :容器元件材料在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力， MPa. 查 GB1501998 [1] 當(dāng) 85tC? 時(shí)，不銹鋼 0Cr18Ni10Ti [? ]=[]t? =137MPa 所以 [][]T tpp??? (243) 長(zhǎng)春理工大學(xué) 本科 畢業(yè)論文 26 = 1371 .2 5 1 .2 5 0 .6 0 .7 5137p M P a? ? ? ? ⑵ 外壓試驗(yàn)， 由于是以內(nèi)壓代替外壓進(jìn)行試驗(yàn)，已將工作時(shí)趨于閉合狀態(tài)的 器壁和焊縫中缺陷改以張開狀態(tài)接受檢驗(yàn)，因而無需考慮溫度修正，其試驗(yàn)壓力按式確定 ? 式中： Tp ：試驗(yàn)壓力， MPa。 p :設(shè)計(jì)壓力， MPa. ? =1 .2 5 0 .6 0 .7 5 MP a?? ⑶ 壓力試驗(yàn)前的應(yīng)力校核： 為使液壓試驗(yàn)時(shí)容器材料處于彈性狀態(tài)，在壓力試驗(yàn)前 必須按式校核試驗(yàn)時(shí)圓筒的薄膜應(yīng)力 T? 壓力試驗(yàn)前，應(yīng)按下式校核： ()2T i eT epD ?? ??? (244) 式中： T? ：試驗(yàn)壓力下圓筒的應(yīng)力， MPa。 iD :圓筒內(nèi)直徑， mm。 Tp :試驗(yàn)壓力， MPa。 e? : 圓筒的有效厚度， mm. T? 應(yīng)滿足下列條件： 液壓試驗(yàn)時(shí)， ? ??? (245) 式中： ? ：圓筒材料在試驗(yàn)溫度下 %屈服強(qiáng)度， MPa。 ? 。圓筒的焊接接頭系數(shù)。 又已知 ： Tp =, iD =1000mm。 e? = 12 6 0 C C m m? ? ? ? ? ? ? 所以 0 . 7 5 (1 0 0 0 5 . 4 ) 702 5 . 4T M P a? ????? 又取試驗(yàn)溫度為 25C ，此時(shí) 不銹鋼 0Cr18Ni10Ti 的 ? ? 205MPa 取 ? =205MPa 則： ?? 0 .9 0 .8 5 2 0 5 1 5 7 MPa? ? ? ? 可見： ? ??? ，符合條件。 長(zhǎng)春理工大學(xué) 本科 畢業(yè)論文 27 第 3 章 設(shè)備安裝調(diào)試、使用及維護(hù)保養(yǎng) 反應(yīng)釜的試運(yùn)行 設(shè)備組裝后必須進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)（空轉(zhuǎn)和以水代料），不得有不正常的噪音和較大振動(dòng)等不良現(xiàn)象。 試驗(yàn)前必須向設(shè)備內(nèi)注入約為設(shè)備容積 70%的水，切勿在設(shè)備內(nèi)無水的 情況下進(jìn)行攪拌器運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)，以免攪拌軸由于受力不均而彎曲。 為了發(fā)現(xiàn)問題，孔在運(yùn)行試驗(yàn)最少為兩小時(shí)，負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)最少為 4 小時(shí)，并注意負(fù)荷改變后各部件運(yùn)轉(zhuǎn)情況的改變。 在最低范圍內(nèi)。為此，在試運(yùn)轉(zhuǎn)之前先在填料密封處測(cè)量軸的擺動(dòng)情況（即所謂靜止軸振）。偏擺量是以軸的轉(zhuǎn)速低于 1500 /minr 為依據(jù)，并因操作壓力不同而異。 設(shè)備的使用 （ 1）使用設(shè)備單位的技術(shù)負(fù)責(zé)人必須對(duì)容器的安全技術(shù)管理負(fù)責(zé)。應(yīng)指定具有壓力容器專業(yè)知識(shí)的工程技術(shù)人員，負(fù)責(zé)安全技術(shù)管理工作。 （ 2） 貫徹執(zhí)行本規(guī)程和有關(guān)的壓力容器安全技術(shù)規(guī)范； （ 3）編制壓力容器的安全管理規(guī)章制度； （ 4）編制壓力容器的年度定期檢驗(yàn)計(jì)劃，并負(fù)責(zé)組織實(shí)施； （ 5）向主管部門和當(dāng)?shù)貏趧?dòng)部門報(bào)送當(dāng)年壓力容器數(shù)量和變動(dòng)情況的統(tǒng)計(jì)報(bào)表，壓力容器定期檢驗(yàn)計(jì)劃的實(shí)施情況，存在的主要問題等； （ 6）壓力容器的使用單位，必須建立 壓力容器技術(shù)檔案； （ 7） 檢驗(yàn)、焊接和操作人員的安全技術(shù)培訓(xùn)管理 ； （ 8） 壓力容器使用登記及技術(shù)資料的管理 。 設(shè)備的定期檢查 定期檢查的重要性 容器經(jīng)過一段時(shí)間使用之后，由于壓力、溫度的頻繁交變 作用，將引起材料疲勞，后者由于介質(zhì)對(duì)容器鋼材的腐蝕作用，使壁厚減薄或產(chǎn)生盈利腐蝕開裂等。即使是設(shè)計(jì)和質(zhì)量完全符合規(guī)范要求的容器，經(jīng)過一段時(shí)間使用后，原有的制造規(guī)范允許存在的缺陷將會(huì)發(fā)展，或可能產(chǎn)生新的缺陷。 容器是靜止設(shè)備，這里“靜止”的含義是相對(duì)于機(jī)、泵等運(yùn)動(dòng)機(jī)械設(shè)備來說的。她沒有運(yùn)動(dòng)機(jī)械那種劇烈的磨損、振動(dòng)、高周次應(yīng)力疲勞等，但具有另一類苛刻的工作條件。這些苛刻的工作條件為： 長(zhǎng)春理工大學(xué) 本科 畢業(yè)論文 28 （ 1）容器使用溫度和壓力波動(dòng)的加載和卸壓，使器壁受到較大的交變壓力。由此，在容器整體結(jié)構(gòu)不連續(xù)部位如焊接接頭缺陷部位等應(yīng)力集中處 引起疲勞裂縫。 （ 2）介質(zhì)對(duì)器壁作用，使壁厚減薄因而受壓時(shí)薄膜應(yīng)力加大，或由于晶間腐蝕等是材料塑性、韌性惡化。 （ 3）容器的器壁材料長(zhǎng)期受壓力載荷作用，材料將產(chǎn)生蠕變。 （ 4）鋼材的韌性在低溫下將大大降低而存在脆性破裂的可能。 （ 5）由于容器的支座、管道等安裝不當(dāng)，對(duì)容器產(chǎn)生附加應(yīng)力和振動(dòng)。 （ 6）壓力容器停用是維護(hù)使用保養(yǎng)不當(dāng)，器壁內(nèi)外部將受到腐蝕，且腐蝕速度可能比使用時(shí)更快。 附件的檢查 檢查分為兩種： 運(yùn)行檢查：指在運(yùn)行狀態(tài)下附件的檢查。 停機(jī)檢查：指在停止運(yùn)行狀態(tài)下對(duì)附件的檢查。 運(yùn)行檢 查可與外部檢查同時(shí)進(jìn)行；停機(jī)檢查可與內(nèi)外部檢驗(yàn)同步進(jìn)行，也可單獨(dú)進(jìn)行。 長(zhǎng)春理工大學(xué) 本科 畢業(yè)論文 29 第 4 章 結(jié)論 本設(shè)計(jì)對(duì)所給工況進(jìn)行了全面考慮，在初步計(jì)算完成后，對(duì)各個(gè)部件的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行了多次計(jì)算， 得到 結(jié)果 就攪拌釜內(nèi)徑 Di=1m,圓筒高度（不含封頭）H=，封頭厚度 n? =6mm，圓筒厚度 n? =6mm,選用直葉槳式攪拌器，三層攪拌總功率為 3200W， Dj=,使用非平衡型雙端面機(jī)械 密封，電動(dòng)機(jī)功率Pm=,夾套筒體 n? =6mm，夾套封頭 n? =6mm， 滿足設(shè)計(jì)要求。在設(shè)計(jì)過程中， 我 本著“安全第一”的設(shè)計(jì)原則，對(duì)每個(gè)零部件的安全性進(jìn)行了細(xì)致的計(jì)算校核，以確保 把 設(shè)備在正常運(yùn)行過程中的事故率降到最低。 但是主要還是傾向于安全性，所以難免會(huì)讓成本略有偏高，當(dāng)然現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中可以根據(jù)生產(chǎn)條件和要求間進(jìn)行調(diào)整 長(zhǎng)春理工大學(xué) 本科 畢業(yè)論文 30 參考文獻(xiàn) [1] 全國壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)， GB1501998 鋼制壓力容器 [S]. 北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社， 1998 [2] 李云，姜培正 .過程流體機(jī)械 2 版 M[].北京 .化學(xué)工業(yè)出版社 . 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