【導(dǎo)讀】本文設(shè)計的攪拌設(shè)備是攪拌反應(yīng)釜，反應(yīng)釜的結(jié)構(gòu)采用夾套式。內(nèi)筒介質(zhì)是染料及。接管等附件一起，構(gòu)成完整的攪拌反應(yīng)釜。校核和水壓試驗；攪拌裝置設(shè)計與校核；傳動裝置設(shè)計以及反應(yīng)釜其他零部件設(shè)計等。Keywordsreactor；kettle；stirringdevice；gearing；attachment

　　

【正文】 安全閥接口 32 38 140 100 18 4 M16 18 78 2 39 5 溫度計口 20 25 105 75 14 4 M12 16 58 2 26 4 放料口 100 108 220 180 18 8 M16 22 158 2 110 6 冷凝水出口 40 45 150 110 18 4 M16 18 88 2 46 5 視鏡 125 133 250 210 18 8 M16 22 188 2 135 6 因為法蘭選用突面法蘭 RF 型，所以墊片應(yīng)與之配合也選用突面 RF 型，根據(jù)HG/T206062020 得墊片結(jié)構(gòu)如圖 45，尺寸如表 45 所示： 圖 55 墊片結(jié)構(gòu)形式 畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 表 55 各法蘭墊片尺寸明細(xì)表 接管名稱 公稱通徑 DN 墊片內(nèi)徑 D1 墊片外徑 D2 墊片厚度 T 蒸汽入口 40 49 92 加料口 50 61 107 安全閥接口 32 43 82 溫度計口 20 27 61 放料口 100 115 162 冷凝水出口 40 49 92 視鏡 25 125 141 為了安裝、檢修操作的方便，需在容器頂部封頭上開一個人孔或手孔，根據(jù)文獻 [5]表 111知當(dāng)Di1000mm時，需設(shè)一人孔，根據(jù)表 113 選擇了 的回轉(zhuǎn)蓋帶頸平焊法蘭人孔，密封面為突面。由文獻 [6]知其結(jié)構(gòu)及尺寸，如圖 56，材料見表 56。 1人孔接管； 2螺母； 3螺栓； 4法蘭； 5墊片； 6手柄； 7法蘭蓋； 8銷軸； 9開口銷 ； 10墊圈 圖 56 人孔 陳剛： 20 表 56 回轉(zhuǎn)蓋帶頸平焊法蘭人孔的尺寸 公稱壓力 （MPa） 密封面形式 公稱直徑DN /mm Sdw?/mm mm D /mm 1D /mm A/mm B/mm 螺栓 規(guī)格 數(shù)量 突面 400 426 8 565 515 320 125 M 24 120 16 L/mm 1H /mm 2H /mm b /mm 1b /mm 2b /mm d /mm 質(zhì)量 /kg 200 220 108 26 24 28 24 表 57 P 人孔的明細(xì)表 件號 名稱 數(shù)量 材料 1 人孔接管 1 0Cr18Ni10Ti 2 螺母 16 25 3 螺栓 16 35 4 法蘭 1 1Cr18Ni9Ti 5 墊片 1 中壓石棉橡膠板 6 法蘭蓋 1 1Cr18Ni9Ti 7 手柄 1 Q235A 8 銷軸 1 45 9 開口銷 2 35 10 墊圈 2 100HV 由于釜內(nèi)介質(zhì)壓力較低（ Wp ＝ ）且考慮 1200?DN mm ， 由反應(yīng)釜設(shè)計條件單可知， 本設(shè)計選用兩個 DN =125mm 的不帶頸視鏡。該類視鏡具有結(jié)構(gòu)簡單，不易結(jié)料，窺視范圍大等優(yōu)點，其結(jié)構(gòu)根據(jù)文獻 [6]表 2342 可確定見圖 57。 標(biāo)記：視鏡Ⅱ PN ， DN 125mm 標(biāo)準(zhǔn)圖號： HGJ5018614 質(zhì)量： 畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 1視鏡玻璃； 2接緣； 3襯墊； 4壓緊環(huán)； 5螺母； 6雙頭螺柱 圖 57 視鏡 表 58 視鏡材料 件號 名稱 數(shù)量 材料 不銹鋼 1 視鏡玻璃 1 鋼化硼硅玻璃（ HGJ 501860） 2 接緣 1 1Cr18Ni9Ti 3 襯墊 2 石棉橡膠板（ GB398583） 4 壓緊環(huán) 1 Q235A 5 螺柱 6 35 6 螺母 6 25 支座的選型及尺寸的初步設(shè)計 ： 夾套反應(yīng)釜多為立式安裝，最常用耳式支座。標(biāo)準(zhǔn)耳式支座（ JB/T473592）分為 A型和 B 型兩種。當(dāng)設(shè)備需要保溫或直接支承在樓板上是選 B 型，否則選 A 型。其主要尺寸見表 57。文獻 [2]342 頁表 1623 所以選耳式 B 型支座，支座數(shù)量為 4 個。 反應(yīng)釜總質(zhì)量的估算： 1 2 3 4Fm m m m m? ? ? ?+ 5 式中： 1m — 釜體的質(zhì)量（ Kg ）； 2 m — 夾套的質(zhì)量（ Kg ）； 3 m — 攪拌裝置的質(zhì)量（ Kg ）4m — 附件的質(zhì)量（ Kg ）； 5 m — 保溫層的的質(zhì)量（ Kg ） 物料總質(zhì)量的估算： W j dm m m?? 式中： jm — 釜體介質(zhì)的質(zhì)量（ Kg ）； d m — 水的質(zhì)量（ Kg ） 陳剛： 22 反應(yīng)釜的總質(zhì)量估算為 1800Kg ，物料的質(zhì)量為 1200Kg （以水裝滿釜體計算），夾套的質(zhì)量 和水 1500Kg。 裝置的總質(zhì)量： m=1800+1200+1500 =4500（ Kg ） 每個支座承受的重量 Q 約為： 4500 ＝ 22（ KN ） 根據(jù) DN1500 KNQ 26? 由文獻 [2]表 1623 初選 B 型耳式支座，支座號為 4 標(biāo)記： JB/T472592 耳座 B4 材料： Q235A F 系列參數(shù)尺寸如表 59： 表 59 B 型耳式支座的尺寸 H 底板 筋板 墊板 地腳螺栓 支座 重量 1l 1b 1? 1S 2l 2b 2? 3l 3b 3? e d 規(guī)格 kg 250 200 140 14 70 290 160 10 315 250 8 40 30 M 24 支座載荷的校核計算 耳式支座實際承受的載荷按下式近似計算： 34 ( )[ ] 1 0o e e em g G p h G SQ k n n D ???? ? ? 式中 D= )50205(2)82125()82621500( 22 ????????? = mm ， g ＝ 2/sm ， 150 0 147 15 ( )eGN? ? ?， om =5300Kg ， ? ， n =4， p =0， 500( )eS mm? 將已知值代入得 ?Q 310 ???????? ? ?????? ? 因為 Q ? ＜ [Q]=60KN 以選用的耳式支座滿足要求。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 第 6 章 攪拌裝置的設(shè)計 攪拌軸直徑的設(shè)計 電機的功率 P ＝ ，攪拌軸的轉(zhuǎn)速 n ＝ 50 /minr ， 文獻 []2 表 111 取用 材料為45， [? ]＝ 40MPa ，剪切彈性模量 G ＝ 8 104MPa ，許用單位扭轉(zhuǎn)角 [? ]＝ 176。 /m。 nPT ?? （ 61） 由公式（ 61）得： ? ?N m mT 286500? 利用截面法得： ? ?N mmTM T 286500m a x ?? ? ??? ??pTWMmax （ 62） 由公式（ 62）得： ?pW 因為攪拌軸為實心軸 dWp ? （ 63) 由公式（ 63）得 mmd ? 取 mmd 50? 。 攪拌軸剛度的校核 3m a xm a x 10180 ??? ??pTGJM （ 64） 由公式（ 64）得 )/( 286500 344m a x m???????? ?? 因為最大單位扭轉(zhuǎn)角 ? ? ? ? mm /1/ a x ????? ?? 所以圓軸的剛度足夠。 由于反應(yīng)釜的攪拌軸轉(zhuǎn)速 n =50r/min＜ 200r/min，故無需作臨界轉(zhuǎn)速校核計算 參照參考文獻 [6]，由于軸的直徑為 50mm,選擇聯(lián)軸器的形式為 C 型凸緣聯(lián)軸器。標(biāo)記： DN40HG2157095 結(jié)構(gòu)如圖 61 和 62 所示： 陳剛： 24 圖 61 聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)形式及尺寸 圖 62 C 型凸緣聯(lián)軸器軸頭 由參數(shù)可知攪拌器的形式為漿式攪拌器，本文選用平直葉可拆漿式，由文獻 [2]表185 可知漿式攪拌器的型式如圖 63： 畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 圖 63 攪拌器形式 h=（ ） DN=900mm， Dj=（ ） DN=900mm 由文獻 [2]圖 1811 可知攪拌器具體結(jié)構(gòu)如圖 64： 700≤ Dj≤ 1100 圖 64 槳式攪拌槳的結(jié)構(gòu) 由文獻 [7]表 515 可確定槳式攪拌槳的尺寸，如表 61 所示。 查文獻 [4]表 315 可確定零件明細(xì)表，如表 61 所示。 表 61 漿式攪拌器的尺寸 (mm)（ HG/T2123— 91） D d 螺栓 穿軸螺栓 銷 δ B C m f e 質(zhì)量/kg 900 50 0d 數(shù)量 1d 數(shù)量 2d 數(shù)量 M16 4 M16 1 16 90 140 110 45 5 陳剛： 26 攪拌軸的長度 L 近似由釜外長度 1L 、釜內(nèi)未浸入液體的長度 2L 、浸入液體的長 3L 三部分構(gòu)成。即： L = 1L + 3L + 2L 其中 1L =H M? （ H — 機架高； M — 減速機輸出軸長度 ） 1L =50067=433（ mm） 2L = TH + FH iH? （ TH — 釜體 筒體的長度 ； FH — 封頭深度； iH? 液體裝填高度） 液體裝填高度 iH 的確定： 釜體筒體的裝填高度1 24cFiVVHD??? 式中 cV — 操作 容積（ 3m ）； FV — 釜體 封頭容積（ 3m ）； i D — 筒體的內(nèi)徑 （ m ） mmH 43 9 21 ???? ? 液體的總裝填 高度 iH = 1 1 2H h h?? =104+25+375 =1440（ mm ） 2L =1300+2 (25+375） 1440=660（ mm） 浸入 液體攪拌軸的長度 3L 的確定： 攪拌槳的攪拌效果和攪拌效率與其在 釜體的位置和液柱高度有關(guān) 。 攪拌槳浸入 體內(nèi)的最佳深度為： 2233iiS D H??。 當(dāng) iiDH? 時為最佳裝填高度；當(dāng) iD ＜ iH 時，需要設(shè)置兩層 攪拌槳。 由于 iH =1440mm＞ iD =1400mm，本設(shè)計設(shè)置兩層 攪拌槳。 攪拌槳浸入 液體內(nèi)的最佳深度為： S=2Hi/3=2 1440/3=960（ mm ） 故 浸入 液體的長度： 3L =960（ mm） 攪拌軸攪拌軸的長度 L 為： L =433+660+960=2053（ mm ），取 L =2200（ mm ） 畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 第 7 章 傳動裝置的選型和尺寸計算 由于反應(yīng)釜里的物料無易燃性和一定的腐蝕性，選用 Y 系列三相異步電機。根據(jù)攪拌軸的功率 P ＝ KW 、轉(zhuǎn)速 n ＝ 50 min/r ，由文獻 [8]表 191選用電機型號為 Y90L4（ JB/T103912020） 根據(jù)電機的功率 P ＝ 、攪拌軸的轉(zhuǎn)速 n ＝ 100 min/r 、傳動比 i 為 1400/ 50＝28。根據(jù)文獻 [6]1045頁擺線針齒行星減速器適用范圍和代號可知 ，本設(shè)計選用擺線針齒行星減速器 （ HG574578） ，標(biāo)記 。由文獻 [6]1049頁確定其安裝尺寸，擺線針齒行星減速器的外形和尺寸見圖 71： 圖 71電動機結(jié)構(gòu)及安裝尺寸 機架是用來支承減速器和傳動軸的，軸承箱也歸屬于機架。 由于攪拌軸的直徑為 50mm，且此反應(yīng)釜體積小，壓強小，攪拌軸的載荷不會太大，所以由文獻 [7]表 977 選擇 LWJ45A 型無支點機架。其結(jié)構(gòu)如圖 72 所示： 陳剛： 28 圖 72 機架結(jié)構(gòu)（ mm） 本文選擇的機架為Ⅱ型，其尺寸具體如表 71： 表 71 機架尺寸（ mm） 機架型號 H1 H2 H3 H4 輸入端接口 輸出端接口 LWJ45A D1 D2 D3 n1M D4 D5 D6 α/(176。) n2?22 H LWJ45A 24 15 5 6 200 230 260 6M12 290 350 395 30 12?14 650 對于不銹鋼設(shè)備，本設(shè)計如下底座的結(jié)構(gòu)，其上部與機架的輸出端接口和軸封裝置采用可拆相聯(lián)，下部伸入釜內(nèi)。根據(jù) HG2156595 選擇 RS 型安裝底蓋，傳動軸直徑d=50mm結(jié)構(gòu)與尺寸如圖 73 所示。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 2