【正文】 合填料密封已經(jīng)被淘汰。目前采用的主要密封型式是填料密封和機(jī)械密封，填料密封的優(yōu)點(diǎn)是更換方便，缺點(diǎn)是泄漏量大，還要經(jīng)常維修 。南通職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 0 目錄 第一章、 緒論 ?????????????????????????? 1 研究的背景與意義 ?????????????????????? 1 國內(nèi)外現(xiàn)狀 ?????????????????????????? 1 ?????????????????????????? 1 ?????????????????????????? 2 本文主要內(nèi)容 ????????????????????????? 3 第二章、罐體幾何尺 寸計(jì)算 ??????????????????? 4 工藝條件 ??????????????????????????? 4 筒體內(nèi)徑 ??????????????????????????? 4 封頭尺寸 ??????????????????????????? 5 筒體高度 ??????????????????????????? 5 夾套幾何尺寸計(jì)算 ??????????????????????? 6 傳熱面積計(jì)算 ????????????????????????? 6 夾套反應(yīng)釜的 強(qiáng)度計(jì)算 ???????????????????? 7 ??????????????????? 7 ??????????????????? 7 （按內(nèi)壓計(jì)算厚度） ????????????????? 7 ???????????????????????? 9 ??????????????????????? 10 第三章、 反應(yīng)釜的攪拌設(shè)置 ??????????????????? 12 攪拌器的選型 ????????????????????????? 12 ??????????????????????? 12 —— 擋板 ????????????????????? 14 第四章、 傳動裝置的選型 ???????????????????? 15 電動機(jī)的選型 ???????????????????????? 16 減速機(jī)選型 ????????????????????????? 17 機(jī)架的選取 ?????????????????????????? 17 機(jī)械密封反應(yīng)釜 的設(shè)計(jì) 1 聯(lián)軸器 ???????????????????????????? 18 ??????????????????????? 20 攪拌軸功率的計(jì)算 ??????????????????????? 21 攪拌軸的計(jì)算 ????????????????????????? 22 ??????????????????????? 22 ???????????????? 24 ???????????????? ?????? 27 支座選型及校核 ???????????????????????? 27 第五章、 部分式機(jī)械密封裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算 ???????????? 29 填料密封 ??????????????????????????? 30 ????????????? 31 ????????????????????????? 31 ???????????????????? 32 機(jī)械密封的設(shè)計(jì)計(jì)算 ????????????? ????????? 33 ?????????????????? 33 ?????????????????? 33 ??????????????????????? 33 ????????????????????? 34 ????????????????????? 35 ?????????????????? 35 輔助密封材料的設(shè)計(jì)選材 ?? ?????????????????? 36 ?????????????????? 36 ????????????????????????? 36 彈簧元件及彈簧力的計(jì)算 ???????????????????? 37 ??????????????????????? 37 ?????????????????????? 38 密封裝置整體設(shè)計(jì) ?????????????????????? 38 參考文獻(xiàn) ?????? ?????????????????????? 39 鳴謝 ??????????????????????????????? 40 南通職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 0 第一章、 緒論 研究的背景和意義 國內(nèi)外石油、化工、醫(yī)藥等行業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)裝置中，反應(yīng)釜是廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵設(shè)備之一，擔(dān)負(fù)著提供化學(xué)反應(yīng)場所的重要作用，是整個化工工藝流程的心臟。反應(yīng)釜旋轉(zhuǎn)軸用密封和一般的旋轉(zhuǎn)密封相比，密封介質(zhì)通常具有腐蝕性和毒性等特點(diǎn)，一旦泄漏，將影響產(chǎn)品質(zhì)量，還會對操作人員和環(huán)境造成較大的危害，此外，工作環(huán)境常為高溫、高壓，工作周期較長，因而易損壞，屬于維護(hù)保養(yǎng)的重點(diǎn) 零部件之一。機(jī)械密封則屬于一次性安裝，泄漏量小。機(jī)械密封屬于接觸式密封，其關(guān)鍵部件動、靜環(huán)會由于長期摩擦磨損而導(dǎo)致密封失效。 國內(nèi)外現(xiàn)狀 國外現(xiàn)狀 1991 年日本 Nagai Yataro 等發(fā)明了“帶有剖分環(huán)的機(jī)械密封” , 其密封環(huán)被一個帶預(yù)制溝槽的支撐環(huán)覆蓋住 , 用“ O”環(huán)鑲嵌在預(yù)制的槽中 [1]。 圖 1 機(jī)械密封反應(yīng)釜 的設(shè)計(jì) 1 1997 年 Bessette 等發(fā)明的“完全剖分集裝式機(jī)械密封” ,由兩個部分組成 ,每部分依據(jù)集裝式設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)非 常簡單、操作方便、安裝時(shí)無需測量或推測工作。在每個環(huán)段剖分面上有一個弧形凹槽 , 把對準(zhǔn)夾具放入一個環(huán)段剖分面上的弧形凹槽內(nèi)并固定 ,以便能進(jìn)行另一環(huán)段剖分面的固定。盡管如此 , 剖分式機(jī)械密封并未獲得真正的應(yīng)用。直到 2022年才由德國 Burgmann 公司生產(chǎn)出產(chǎn)品并應(yīng)用于水處理、制漿和發(fā)電等工業(yè)裝置中 [3]（圖 1）。然而 , 提高密封壓力所增加的應(yīng)力不僅導(dǎo)致整個組件產(chǎn)生較大變形 , 而且也使剖分環(huán)瓣產(chǎn)生相對運(yùn)動 ,需要對所使用的材料進(jìn)行非線性變形和應(yīng)力計(jì)算。 靜環(huán)、靜環(huán)座、壓緊螺母固定為一體 , 靜環(huán)、靜環(huán)座上的具有斜面的兩個半夾緊環(huán)夾緊 [5]。共設(shè)計(jì)制造了 20 多套單端面、小彈簧結(jié)構(gòu)剖分式機(jī)械密供石化行業(yè)使用 (圖 )，但是試驗(yàn)證明，該完全剖分式機(jī)械密封裝置在釜內(nèi)壓力為 、常溫的工況下運(yùn)轉(zhuǎn)良好，在將釜內(nèi)壓力升高至 時(shí)，有大量氣泡逸出，但是將釜內(nèi)壓力升高至 時(shí)，有大量的氣泡逸出。 2022年艾志工業(yè)技術(shù)集團(tuán)公司報(bào)道了其成功地 CHESTERTON442[7]。 本文主要內(nèi)容 本文以 機(jī)械密封 反應(yīng)釜 為基礎(chǔ)，介紹了機(jī)械密封反應(yīng)釜的設(shè)計(jì)全過程，其中第二章講述了機(jī)械密封反應(yīng)釜的計(jì)算等內(nèi)容，第三章介紹了反應(yīng)釜的攪拌裝置的設(shè)計(jì)，第四章介紹了傳動裝置的設(shè)計(jì)，最后參考文獻(xiàn)與圖紙附 機(jī)械密封反應(yīng)釜 的設(shè)計(jì) 3 第二章、 罐體幾何尺寸計(jì)算 工藝條件 具體參數(shù)： 介質(zhì)： 次磷酸鋁；水蒸汽 工作壓力：最高工作壓力為 溫度：最高工作溫度 195176。 攪拌設(shè)備的罐體一般是立式圓筒形容器，由頂蓋、筒體和罐底組成，罐底大多為橢圓形封頭，必要時(shí)也可選錐形封頭。罐底與筒體的連接常采用焊接連接 。 確定筒體內(nèi)徑 罐體全容積 V與罐體的公稱容積 VN 有如下關(guān)系： 3/ 11 / 5V VN m?? ? ? 一般有工藝條件給定容積 V、筒體內(nèi)徑 iD 按照式（ 21）估算： 33i4 4 1 3 .7 5 24441 .2VD m mi????? ? ? （ 21） 式中 V— 工藝條件給定容積， 3m ： i— 高徑比， iiHi D? （按物料的類型選取，見表 21） ?— 填料系數(shù)，取 南通職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 表 21 常用攪拌容器的高徑比 種類 筒體內(nèi)物料類型 高徑比 i 反應(yīng)釜、混合槽、溶解槽 液 液或液 固體系 反應(yīng)釜、分散槽 氣 液體系 12 聚合釜 懸浮液、乳化液 攪拌發(fā)酵罐 氣 液體系 由表 21可取 =iHi D? ，根據(jù)式 （ 21） 得： i 1D? 圓整得： i 2600mmD ? 確定封頭尺寸 橢圓封頭選取標(biāo)準(zhǔn)件見圖 21，它的內(nèi)徑于筒體內(nèi)徑相同，標(biāo)注橢圓封頭尺寸查JB/T 47462022標(biāo)準(zhǔn)可知： 橢圓封頭總深度 H=690mm，容積 ? ，內(nèi)表面積? 。則筒體高度 iH 按照式（ 22）計(jì)算并進(jìn)行圓整： i 11 3 . 7 5 2 . 5 1 3 12 . 1 1 75 . 3 0 9hVVH V? ?? ? ? （ 22） 式中 hV— 封頭容積， 3m ； 1V 1米高筒體容積， 3m /m。夾套內(nèi)徑 2D 可根據(jù)筒體內(nèi)徑 1D 按表 22選取得 2=2800mmD ： 表 22 夾套內(nèi)徑于筒體內(nèi)徑關(guān)系 2D /mm 500600 7001800 20223000 iD /mm iD +50 iD +100 iD +200 夾套下封頭型式同罐體封頭，其直徑 2D 與夾套筒體相同。 夾套高 2H 按式（ 23）估算： ? ?h210 . 8 2 1 3 . 7 5 2 . 5 1 3 1= 1 . 5 75 . 3 0 9VVH V? ???? ?? （ 23） 將值代入式（ 23）得： 2= ，圓整取 2 =1600mmH 。 南通職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 夾套反應(yīng)釜的強(qiáng)度計(jì)算 強(qiáng)度計(jì)算的原則及依據(jù) 強(qiáng)度計(jì)算中各參數(shù)的選取及計(jì)算，均應(yīng)符合 150GB 鋼制壓力容器的規(guī)定，強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)考慮以下幾種情況。 當(dāng)圓筒公稱直徑 600mmDN 時(shí)，全部筒體按內(nèi)壓圓筒和外壓圓筒計(jì)算，取其中最大值。 強(qiáng)度計(jì)算 (按內(nèi)壓計(jì)算厚 度 ) 罐體和夾套材料選用 0Cr18Ni9和 Q235B， 設(shè)計(jì)溫度 1t =215C （容器內(nèi)）， 2t =215C（夾套內(nèi)）；設(shè)計(jì)壓力 1= （容器內(nèi)）， 2= （夾套內(nèi)）。 筒體計(jì)算厚度由公式： ? ?1c i1 t 1c= 2 PD P? ??? (25) 得， 1=? ； 夾套計(jì)算厚度由公式： ? ?2c i2 t 2c= 2 PD P? ??? （ 26） 得， 2=? ； 筒體封頭計(jì)算厚度由公式 : ? ?39。1=? ； 夾套封頭計(jì)算厚度由公式： ? ?39。2=? ， 取鋼板厚度負(fù)偏差 1 ? ，腐蝕裕量：罐體為 0，夾套 2 ? ，則夾套厚度附加量由公式： 12C C C?? （ 29） 得， ? ； 筒體設(shè)計(jì)厚度由公式： 1c 1 1=+C?? (210)