【正文】 行臨界轉(zhuǎn)速的驗(yàn)算，當(dāng)轉(zhuǎn)速較低時(shí)為剛性軸，一般不會(huì)發(fā)生共振，可以不進(jìn)行臨界轉(zhuǎn)速的校核。圖38 傳動(dòng)裝置攪拌設(shè)備具有單獨(dú)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一股包括電動(dòng)機(jī)，減速裝置，聯(lián)軸器及攪拌軸等。傳動(dòng)裝置通常設(shè)置在反應(yīng)釜頂蓋上，一般采用立式布置。傳動(dòng)裝置的作用是將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，通過減速器，調(diào)整至工藝要求所需的攪拌轉(zhuǎn)速，再通過聯(lián)軸器帶動(dòng)攪拌軸旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)攪拌器工作。在許多場(chǎng)合下，電動(dòng)機(jī)與減速器一并配套供應(yīng)，設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)選定的減速器選用配套的電動(dòng)機(jī)。工作環(huán)境包括防爆、防護(hù)等級(jí)、腐蝕情況等。電動(dòng)機(jī)的功率是選用的主要參數(shù)，可由攪拌功率計(jì)算電動(dòng)機(jī)的功。電機(jī)功率必須滿足攪拌器運(yùn)轉(zhuǎn)功率與傳動(dòng)系統(tǒng)、軸封系統(tǒng)功率損失的要求，還要考慮到有時(shí)在攪拌操作中會(huì)出現(xiàn)不利條件造成功率過大，電機(jī)機(jī)功率按式(39)確定。減速器的作用是傳遞運(yùn)動(dòng)和改變轉(zhuǎn)動(dòng)速度，以滿足工藝條件的要求。為了提高產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約成本，適應(yīng)大批量專業(yè)生產(chǎn)，已制訂了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)系列，并由有關(guān)廠家定點(diǎn)生產(chǎn)。反應(yīng)釜用減速器常用的有擺線針輪行星減速器、齒輪減速器、V帶減速器以及圓柱蝸桿減速器，其特點(diǎn)見表31。對(duì)過載和沖擊載荷有較強(qiáng)的承受能力，允許正反轉(zhuǎn)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，過載時(shí)能打滑，可起安全保護(hù)作用，但傳動(dòng)比不能保持精確。根據(jù)各類減速機(jī)的特點(diǎn)，選用擺線針輪行星減速器，該減速器的傳動(dòng)效率高，傳動(dòng)比大，工作平穩(wěn)，適合與本設(shè)計(jì)使用。圖39 機(jī)架的結(jié)構(gòu)攪拌反應(yīng)釜的傳動(dòng)裝置是通過機(jī)架安裝在釜體頂蓋上的。釜用機(jī)架的常用結(jié)構(gòu)有單支點(diǎn)機(jī)架和雙支點(diǎn)機(jī)架兩種。單支點(diǎn)支架用以支承減速器和攪拌軸，適合電動(dòng)機(jī)或減速器可作為一個(gè)支點(diǎn)，或容器內(nèi)可設(shè)置中間軸承和可設(shè)置底軸承的情況。當(dāng)減速器中的軸承不能承受液體攪拌所產(chǎn)生的軸向力時(shí)，應(yīng)選用雙支點(diǎn)機(jī)架，由機(jī)架上的兩個(gè)支點(diǎn)承受全部的軸向載荷。單支點(diǎn)機(jī)架和雙支點(diǎn)機(jī)架都已有標(biāo)準(zhǔn)系列產(chǎn)品。單支點(diǎn)機(jī)架標(biāo)準(zhǔn)為HG2156695，雙支點(diǎn)機(jī)架標(biāo)準(zhǔn)為HG2156795。 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)傳動(dòng)軸是連接減速機(jī)和攪拌軸的中間軸，傳動(dòng)軸的型式應(yīng)根據(jù)機(jī)架型式、軸的安裝形式及釜內(nèi)軸頭型式確定，根據(jù)HG 2156895《攪拌傳動(dòng)裝置傳動(dòng)軸》選取ASE方式，傳動(dòng)軸軸徑130 mm，伸入攪拌釜的長(zhǎng)度L為800mm[15]。傳動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)如圖310所示：圖310 傳動(dòng)軸及釜內(nèi)軸頭形式凸緣法蘭用于連接攪拌器傳動(dòng)裝置的安裝底蓋。標(biāo)準(zhǔn)凸緣法蘭（HG2156495）有四種結(jié)構(gòu)形式，如表32和圖311所示。圖311 凸緣法蘭結(jié)構(gòu)視反應(yīng)釜內(nèi)物料的腐蝕情況，凸緣法蘭有襯里和不襯里的兩種。要求襯里的，則在可能與物料接觸的凸緣法蘭表面襯一層耐腐蝕材料，通常用不銹鋼。凸緣法蘭的選擇根據(jù)機(jī)架的尺寸進(jìn)行選擇配套。表32 凸緣法蘭形式[15]形式結(jié)構(gòu)特征公稱直徑DN/mmR突面凸緣法蘭200～900M凹面凸緣法蘭200～900LR突面襯里凸緣法蘭200～900LM凹面襯里凸緣法蘭200～900安裝底蓋用于支承支架和軸封，分為上裝式（傳動(dòng)裝置設(shè)立在釜體上部）和下裝式（傳動(dòng)裝置設(shè)立在釜體下部）兩種形式，安裝底蓋、機(jī)架、凸緣法蘭、軸封的裝配關(guān)系，見圖312。標(biāo)準(zhǔn)底蓋的適應(yīng)范圍與凸緣法蘭相同。圖314 立式夾殼聯(lián)軸器聯(lián)軸器的作用是將兩個(gè)獨(dú)立設(shè)備的軸牢固地聯(lián)在一起，以進(jìn)行傳遞運(yùn)動(dòng)和功率。聯(lián)軸器隨聯(lián)接的不同要求而有各種不同的結(jié)構(gòu)，基本上分為剛性聯(lián)軸器和彈性聯(lián)軸器兩類。夾殼材料為HT200，并用一組螺栓鎖緊，鎖緊后，軸與夾殼接觸，靠摩擦力傳遞扭矩。夾殼中間由材料Q235A制成的懸吊環(huán)，它由兩個(gè)半環(huán)組成，用來固定軸的軸向位置。優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單、拆裝方便拆裝時(shí)軸不需作軸向移動(dòng)。此系列適用于單件或小量生產(chǎn)，制造簡(jiǎn)單，焊后進(jìn)行加工。剛性聯(lián)軸器（HG 2157095）(圖315右圖)剛性聯(lián)軸器又稱為凸緣聯(lián)軸器其結(jié)構(gòu)是由兩個(gè)帶凸凹圓盤組成，四盤稱為半聯(lián)軸節(jié)。通過一個(gè)半聯(lián)軸器的端面上開有凹槽，另一個(gè)半聯(lián)軸器則為凸肩，兩者嵌合對(duì)中，兩個(gè)半聯(lián)輔節(jié)靠螺栓連接在一起。一般使用于振動(dòng)小和剛度大的軸。聯(lián)軸節(jié)為榫槽法蘭式，其法蘭盤與攪拌軸直接焊接，上下兩段攪拌軸依靠榫槽面的配合來保證同心度。單端面機(jī)械密封結(jié)構(gòu)，為便于密封安裝調(diào)整，彈簧座上部光軸部分長(zhǎng)度需大于150mm。運(yùn)轉(zhuǎn)之同心軸的聯(lián)接，橡膠塊能耐油，耐弱酸及弱堿浸蝕的工作條件，此聯(lián)軸器是靠彈性塊變形而儲(chǔ)蓄能量，從而使聯(lián)軸器具有 震與緩和沖擊的能力，并允有不大的徑向位移和軸向位移，以及補(bǔ)償少量的軸線偏差，但不能承受軸向載荷。根據(jù)各種聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，和使用特性，進(jìn)行聯(lián)軸裝置的選擇。查標(biāo)準(zhǔn)知聯(lián)軸器代號(hào)JQ110，材料HT聯(lián)軸器代號(hào)JQ130，材料HT本節(jié)討論化工容器附件的類型、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、標(biāo)準(zhǔn)及其選用，為正確選用這些附件提供理論依據(jù)。在反應(yīng)釜設(shè)備中，圖41 蛇管的結(jié)構(gòu)如果所需傳熱面積較大，而夾套傳熱不能滿足要求或不宜采用夾套傳熱時(shí)，可采用蛇管傳熱（如圖41）。但蛇管檢修困難，還可能因冷凝液積聚而降低傳熱效果。蛇管允許的操作溫度范用是：30～+250℃，公稱操作壓力系列為：、 MPa、 MPa、 MPa。蛇管除了能起到能量傳遞的作用外，還能起導(dǎo)流筒和擋板作用。當(dāng)蛇管比較笨重或攪拌時(shí)有振動(dòng)，則需安裝支架以增加蛇管的剛性。常見的進(jìn)出口結(jié)構(gòu)如圖42。圖(b)型用于蛇管需要經(jīng)常拆卸。螺栓材質(zhì)應(yīng)耐介質(zhì)腐蝕。需拆卸接頭時(shí)，可在罐體外面短節(jié)的焊縫處割斷，裝時(shí)再焊上。圖(e)型進(jìn)出口與頂蓋采用填料函式密封。法蘭與蛇管管口的連接見節(jié)點(diǎn)圖所示的兩種結(jié)構(gòu)型式。蛇管尺寸由（見圖43）確定，蛇管尺寸為Φ89蛇管層數(shù)n計(jì)算： 工藝要求換熱面積為10m3 （41）A即： ?。簄=7 反應(yīng)釜的加料管一般都是從頂蓋引入。角，開口方向朝著設(shè)備中心，以防止沖刷釜體，根據(jù)需要可按圖44選擇加料管結(jié)構(gòu)。(b)型加科管能夠抽出，用于易磨蝕、易堵塞的物料清洗和檢修比較方便。管上開小孔是為了防止虹吸現(xiàn)象。加料管尺寸，材料20號(hào)鋼管。反應(yīng)釜的卸料管也和一般容器一樣，應(yīng)放在釜體的最低處。如果采用放料閥卸料時(shí)，釜體底部可直接焊接放料閥的凸緣，以代替卸料管。反應(yīng)釜里物料的溫度主要利用放在套管中的長(zhǎng)溫度計(jì)或熱電偶來進(jìn)行測(cè)量。為了建立良好的傳熱條件，可在套管里注入一些機(jī)油或其它高沸點(diǎn)液體，然后插入溫度計(jì)或熱電偶(其結(jié)構(gòu)如圖46)。除最里層的套管外，其他各層套管都要鉆平衡孔，使套管夾層中的氣體與大氣連通。該反應(yīng)釜選用熱電偶作為測(cè)溫元件，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)熱電偶溫度計(jì)的尺寸，確定出該套管的尺寸為，材料20號(hào)鋼。窺鏡的結(jié)構(gòu)形式很多，而且已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，常用的有兩種視鏡的結(jié)構(gòu)類型很多，本設(shè)計(jì)采用凸緣視鏡（如圖47所示）。由于該反應(yīng)釜的公稱直徑較大，所以選用較大規(guī)格的視鏡便于觀察。壓力表的種類較多，在化工生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的是彈簧管式壓力表，本設(shè)計(jì)亦采用此壓力表。當(dāng)壓力大于大氣壓的流體通過人管內(nèi)時(shí)，管子的曲率要變小，管端向外移動(dòng)。根據(jù)彈簧管式壓力表的尺寸，確定出封頭接管的尺寸為 ，材料選用20號(hào)鋼。其既有液位計(jì)的作用，同時(shí)可以對(duì)液位進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。音叉式液位開關(guān)的結(jié)構(gòu)及原理特性使其能夠取代任何一種機(jī)械式液位開關(guān)，廣泛應(yīng)用于石化、冶金、輕工、建材等行業(yè)中對(duì)液位進(jìn)行上、下限位報(bào)警及控制。根據(jù)設(shè)計(jì)壓力和設(shè)計(jì)溫度，選用回轉(zhuǎn)蓋帶頸平焊法蘭人孔（如圖48所示），材料16MnR公稱壓力=、公稱直徑=450mm，H1=230mm，RF型密封面，材料16MnR采用石棉橡膠板墊片[20]。b．補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算方法判別開孔直徑 (41) mm式中di——開孔的公稱直徑，di=450mm； C——封頭厚度附加量，； C′——人孔厚度附加量，2mm；本凸形封頭開孔直徑d=Di/2=1200mm，滿足等面積發(fā)開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算適用條件，故可用等面積法進(jìn)行開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。b．有效高度 外側(cè)有效高度h1按(47)確定 (47)h1=230mm（實(shí)際外伸高度） 取小值，故h1=。a．封頭多于金屬面積封頭有效厚度 封頭多于金屬面積A1按式(49)計(jì)算 (49)b．接管多于金屬面積接管計(jì)算厚度 (410) 式中 Pc——設(shè)計(jì)壓力，Pc=； di——接管的內(nèi)徑，di=450mm； ——接管材料的引用應(yīng)力，=113MPa； φ——焊縫系數(shù)，φ=接管多于面積A2按式(411)計(jì)算 (411)=2()+0=() A3=2=36mm2 (412) =﹢+36= (413) mm2擬采用補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)。因?yàn)锽=D，補(bǔ)強(qiáng)圈在有效補(bǔ)強(qiáng)范圍內(nèi)。攪拌反應(yīng)釜的密封除了各種接管的靜密封外，還要考慮攪拌軸與頂蓋之間的動(dòng)密封。對(duì)動(dòng)密封的基本要求是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、密封可靠、維修裝拆方便、使用壽命長(zhǎng)。填料密封結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制造。填料密封由填料、填料箱體、襯套、壓蓋、壓為一帶夾套的鑄鐵填緊螺栓、油杯等組成。圖410 機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)機(jī)械密封：用垂直于軸的平面來密封轉(zhuǎn)軸的裝置稱為機(jī)械密封或端面密封（如圖410）。機(jī)械密封的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝拆不便，對(duì)動(dòng)環(huán)和靜環(huán)的表面光潔度及平直度要求高，不易加工，成本較高。但是在機(jī)械密封中，密封力是依靠彈簧壓緊動(dòng)環(huán)與靜環(huán)而產(chǎn)生的，當(dāng)這兩個(gè)環(huán)有微小磨損后，密封力基本上可保持不變，因此介質(zhì)就不容易泄露（如表42）表42 填料密封與機(jī)械密封的區(qū)別比較項(xiàng)目填料密封機(jī)械密封泄漏量180~450mL/h一般平均泄漏量是填料密封的1%摩擦功損失機(jī)械密封為填料密封的10%~15%軸磨損在磨損用久后要換幾乎沒有磨損維護(hù)及壽命需要經(jīng)常維護(hù)，更換填料，個(gè)別情況8小時(shí)更換一次~1年或更長(zhǎng)，很少需要維護(hù)高參數(shù)高壓、高溫、高真空、高轉(zhuǎn)速、大直徑密封很難解決可以加工及安裝加工要求一段，填料更換方便動(dòng)環(huán)、靜環(huán)表面光潔程度及平直度要求高，不易加工，成本高，裝拆不便對(duì)材料的要求一般動(dòng)環(huán)、靜環(huán)要求較高減摩擦性能圖411 碳鋼填料箱本次設(shè)計(jì)選用碳鋼填料箱，如圖411 安全裝置的選擇圖412安全閥結(jié)構(gòu)為了確保操作安全，在反應(yīng)釜上應(yīng)裝設(shè)安全閥。當(dāng)器內(nèi)壓力降低到安全值時(shí)，彈簧力又使安全閥自動(dòng)關(guān)閉。為了避免安全閥不必要的泄放，通常預(yù)定的安全閥開啟壓力應(yīng)略高于化工容器的工作壓力。 支座的選擇支座型式主要有三大類：立式容器支座，臥式容棄置座和球形容器支座。臥式容器一般可分為鞍座式、圈座式及支腿式三種支座。設(shè)計(jì)選用支承式支座（如圖413所示），首先粗略估計(jì)支座負(fù)荷。附件質(zhì)量：人孔質(zhì)量為125kg，其它接管的總和按400kg計(jì)，故傳動(dòng)裝置總質(zhì)量：分為減速器（帶電機(jī)）81聯(lián)軸器18機(jī)架36凸緣法蘭19安裝底蓋8傳動(dòng)軸135等，粗略估計(jì)其總質(zhì)量為1800kg。設(shè)備的總質(zhì)量為：考慮到一些不可預(yù)知的質(zhì)量，為安全起見，擴(kuò)大總質(zhì)量為30000。所以4個(gè)B5能夠滿足要求。F[25]。本設(shè)計(jì)由于頂蓋是用法蘭連接的可拆式的，為了方便檢修時(shí)將封頭的吊起，從工程上來考慮頂部板式吊耳（如圖414所示）合適。圖414 頂部板式吊耳 管法蘭的選擇管法蘭類型包括：板平式焊法蘭、帶頸平焊法蘭、帶頸對(duì)焊法蘭、整體法蘭、承插焊法蘭、螺紋法蘭、對(duì)焊環(huán)松套法蘭、平焊環(huán)松套法蘭、法蘭蓋和襯里法蘭蓋。圖415 管法蘭類型第五章 結(jié) 論攪拌反應(yīng)釜是化學(xué)工業(yè)中常用的典型反應(yīng)設(shè)備之一。在確定本次設(shè)計(jì)題目后，需要先從多方面收集資料，如：學(xué)校圖書館、各種化工行業(yè)網(wǎng)站、國(guó)內(nèi)外的期刊等。為設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備。很多地方需要一個(gè)一個(gè)地修改。設(shè)計(jì)方案確定后，又進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，并畫出能夠清楚表達(dá)設(shè)計(jì)意圖的級(jí)攪拌器裝配圖草圖，完成