【正文】 時，轉(zhuǎn)軸線速度不應(yīng)超過 1m／ s； （ 3） 當(dāng)攪拌容器內(nèi)介質(zhì)溫度大于 200℃ 時，應(yīng)對填料密封進(jìn)行有效冷卻； （ 4） 當(dāng)從填料箱 油 杯中壓注密封潤滑液時，潤滑液壓力一 般 應(yīng)略高于被密封介質(zhì)的壓力 ， 以防止容器內(nèi)介質(zhì)的泄露；采用密封潤滑液時，潤滑液流入容器內(nèi)對工藝性能有影響時，應(yīng)在填料箱下端 軸 上設(shè)置儲油杯； （ 5） 填料箱 — 般可不設(shè)支承套，應(yīng)將攪拌軸的支承設(shè)置在機(jī)架上。 機(jī)械密封 機(jī)械密封是 一 種功耗小、泄漏率低，密封性能可靠，使用壽命長的轉(zhuǎn)軸密封 。主要用于 腐蝕、 易燃、易爆、劇毒及帶有固體 顆 粒的介質(zhì)中工作的有 壓 和真空設(shè)備。 機(jī)械密封的基本結(jié)構(gòu)及 工 作原理見圖 2－ 15。 由于反應(yīng)釜多采用 立 式結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)速低，但攪拌 軸 直徑大、尺寸長 ， 擺動和振動較大，故機(jī)械密封常采用外裝式 (靜環(huán)裝于釜口法蘭外側(cè) )、小彈簧 (補(bǔ)償機(jī)構(gòu)中含有多個沿周向分布的彈簧 )、旋轉(zhuǎn)式 (彈性元件隨軸旋轉(zhuǎn) )的結(jié)構(gòu)，當(dāng)介質(zhì)壓力、溫度低且腐蝕性不大時，可采用單端面 (由一對密封端 面 組成 )、非平衡型 (載荷系數(shù) K≥ 1)的機(jī)械密封。當(dāng)介質(zhì)壓力、溫度高或介質(zhì)為易燃、易爆、有毒時，應(yīng)采 用 雙端面 (由兩對密封面組成 )、平衡型 (載荷系 數(shù) K＜ 1)的機(jī)械密封。 20 應(yīng) 用 于反應(yīng) 釜 上的機(jī)械密封結(jié)構(gòu)形式很多，且大多有標(biāo)準(zhǔn)。附圖 16和 附表 18 給出 202型標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械密封結(jié)構(gòu)及主要尺寸，供設(shè)計時參考。 當(dāng)攪拌設(shè)備采 用 機(jī)械密封時，在下列情況 下 應(yīng)采用必要的措施，以便保證密封使用性能，提高使用壽命。 （ 1） 當(dāng) 密 封腔介質(zhì)溫度超過 80℃ 時，對單端面和雙端面機(jī)械密封 ，都應(yīng)采取冷卻 措施； （ 2） 為防止密封面干摩擦，對單端 面 機(jī)械密封，應(yīng)采取潤滑措施； （ 3） 當(dāng)采用雙端面機(jī)械密封時，應(yīng)采用密封液系統(tǒng)，向密封端面提供密封液，用于冷卻、潤滑密封端面； （ 4） 必要時 ， 應(yīng)對潤滑液、密 封液進(jìn)行過濾； （ 5） 當(dāng)采用潤滑及密封液系統(tǒng)時，需考慮一旦潤滑液、密封液漏入攪拌容器內(nèi)，應(yīng)不會影響容器內(nèi)物料的工藝性能，不會使物料變質(zhì)，必要時應(yīng)采用緩沖液杯和漏液收集器等防污染措施。 反應(yīng)釜的其他附件 支座 夾套反應(yīng)釜多為立式安裝，最常用的支座為耳式支座。標(biāo)準(zhǔn)耳式支座 (JB／ T 4725—92)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時選 B 型，否則選 A 型。耳式支座的選擇及標(biāo)記示例 見 參考文獻(xiàn) 1 第十 二章第二節(jié)的相關(guān)部分。 A 型耳式支座見附圖 17， B 型耳式支座見附圖 18，其主要尺 寸見附表 19。 每臺反應(yīng)釜常 用 4 個支座，但作承重計算時，考慮到安裝誤差造成的受力情況變壞，應(yīng) 按 兩個支座計算。 耳式支座實際承受載荷的近似計算 ： ? ? ? ?30 4 1 0 2 1 3eee p h G Sm g GQ k n n D ?? ? ????? ? ????? 　 　 　 　 　 　 　 － 式中 Q—— 支座實際承受的載荷， kN， D—— 支座安裝尺寸， mm； g—— 重力 加速度 ； Ge一 — 偏心載荷， N； h一 — 水平力作用點至底板高度， mm； k—— 不均勻系數(shù) ,安裝 3個支座時，取 k＝ l， 安 裝 3 個以 上 支座 時，取 k=； m。 —— 設(shè)備總質(zhì)量 (包括殼體及其附件，內(nèi)部介質(zhì)及保溫層的質(zhì)量 ) n—— 支 座 數(shù)量 ； Se—— 偏心距， mm； p —— 水平力，取 ep 和 wp 的大值 ， N。 當(dāng) 容器高徑比不大于 5，且總高度 H0不大 于 10m 時， ep 和 wp 可按下式計算，超出此范21 圍的容器 不推薦使用耳座。 水平地震力 ep ： ? ?00 . 5 2 1 2eep m g?? 　 　 　 　 　 　 　 － 式中 e? —— 地震系數(shù) ,對 7， 8， 9度地震分別取 ， ， 。 水平風(fēng)載荷 wp ： ? ?60 0 00 . 9 5 1 0 2 1 3wip f q D H ??? 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 － 式 中 Do—— 容器外徑，有保溫層時取保溫層外徑， mm， fi—— 風(fēng)壓高度變化系數(shù)，按設(shè)備質(zhì)心所處高度取 。 H0—— 容器總高度， mm； 0q —— 10m 高 度處的基本風(fēng)壓值， N／ m 2。 表 2－ 10 if 距地面高度（ m） A B C 5 10 注： A 指海島，海岸湖岸以及沙漠地區(qū)； B 指田野、鄉(xiāng)村、叢林以及房屋比較稀疏的中小城鎮(zhèn)和大城市郊區(qū)； C指有密集建筑群的大城市市區(qū)。 手孔和人 孔 手孔和人孔的設(shè)置是為了安裝、拆卸、清洗和檢修設(shè)備內(nèi)部的裝置。 手孔直徑一般為 150～ 250mm，應(yīng)使工人帶上手套并握有工具的手能方便的通過。 當(dāng)設(shè)備的直徑 大于 900mm 時，應(yīng)開設(shè)人孔。人孔的形狀有圓形和橢圓形兩種。圓形人孔制造方便，應(yīng)用較為廣泛。人 孔 的大小及位置應(yīng)以人進(jìn)出設(shè)備方便為原則，對于反應(yīng)釜，還要考慮攪拌器的尺寸，以便攪拌軸及攪拌器能通過人 孔 放入 罐 體內(nèi)。 手孔和人 孔 的種類較多，且大部分有標(biāo)準(zhǔn)。帶頸平焊法蘭手孔 (HG 21530—— 95)的基本結(jié)構(gòu)見附圖 19。附表 20列出標(biāo)準(zhǔn)帶領(lǐng)平焊法蘭手孔主要尺寸。附圖 20 為回轉(zhuǎn)蓋帶頸平焊法 蘭 人孔 (HG215l7— 95)的基本結(jié)構(gòu)?；剞D(zhuǎn)蓋帶頸平焊法蘭人孔的主要尺寸見附表 21。 設(shè)備接口 化工容器及設(shè)備，往 往由于工藝操作等原因，在 筒 體和封頭上需要開一些各種用途的孔。 （ 1） 接管 與 管法 蘭 接管和管法蘭是用來與管道或其他設(shè)備連接的。標(biāo)準(zhǔn)管法 蘭 的主要參數(shù)是公 稱直 徑（ DN）和 公稱壓力 (PN)。管子的公稱 直 徑 與 鋼管的外徑的關(guān)系見 表 2－ 11。 管法蘭分為：板式平焊法 蘭 (PL)、帶 頸平 焊法蘭 (SO)、 帶頸對焊法蘭 (WN)等，法 蘭 密封面形式主要有突面 (RF)、凹凸面 (MFM)、 榫 槽面 (TG)三 種。附圖 21為標(biāo)準(zhǔn)突面板式 平 焊鋼制管法蘭 (HG20593— 97)。其主要尺 寸 見附 表 22。 22 表 2－ 11 無縫鋼管的公稱直徑 DN與外徑 D0以及常用壁厚 DN 10 15 20 25 32 40 50 65 80 100 125 D0 14 18 25 32 38 45 57 76 89 108 133 δ 3 3 3 4 4 1 4 DN 150 175 200 225 250 300 350 400 450 500 D0 159 194 219 245 273 325 377 426 480 530 δ 6 6 7 8 8 9 9 9 9 接管的伸出長度 一般 為從法 蘭 密封面到殼體外徑 的距離， 為 150mm，當(dāng)考慮設(shè)備保溫等要求時 ， 可取伸出長度為 200mm。 （ 2）補(bǔ)強(qiáng)圈 容器開孔后由 于殼 體材料的削弱，出現(xiàn)開孔應(yīng)力集中現(xiàn)象。因此，要考慮補(bǔ)強(qiáng)。補(bǔ)強(qiáng)圈就是用來彌補(bǔ)設(shè)備殼體因開孔過大而造成的強(qiáng)度損失的 一 種最常用形式。補(bǔ)強(qiáng)圖形狀應(yīng)與 被補(bǔ)強(qiáng)部分相符，使之與設(shè)備殼體密切貼 合 ，焊接后能與殼體同時受力。撲強(qiáng) 圈 上有一小螺紋 孔 (M10)，焊后通入壓縮空氣，以檢查焊縫的氣密性。補(bǔ)強(qiáng) 圈 的厚度 和 材料 一 般均與設(shè)備殼體相同。補(bǔ)強(qiáng) 圈 結(jié)構(gòu)及坡口型式如附圖 22。補(bǔ)強(qiáng)圈的外徑尺寸見附表 23。 筒 體和封頭適用的開口范圍及不另行補(bǔ) 強(qiáng)的最大 開 孔直徑等規(guī)定參見參考文獻(xiàn) 1第十— 章第三節(jié)的相關(guān)內(nèi)容。 當(dāng)采用補(bǔ)強(qiáng) 圈 外強(qiáng)時，其接管壁厚可參照下列數(shù)值選?。? Φ 108 6， Φ 133 6， Φ 159 8， Φ 219 8， Φ 273 8， Φ 325 10，Φ 377 10 （ 3） 液體出料管 出料管結(jié)構(gòu)設(shè)計主要從物料易放盡、阻力小和不易堵塞等因素考慮。另外還要考慮溫差應(yīng)力的影響。圖 2－ 16 為兩種常用的。當(dāng)釜壁溫度與夾套溫度相等時，采用圖 2－ 16（ a）圖 結(jié)構(gòu)，否則采用圖 2— 16(b)圖結(jié)構(gòu)。圖中 主 要結(jié)構(gòu)尺寸參見表 2— 12。 “ 表 2－ 12 出料管尺寸 管 子公稱直徑 DN ≥ 25 ≥ 50 ≥ 100 1d 75＋ DN 100＋ DN 160＋ DN （ 4）過夾套的物料進(jìn)出口 穿 過夾套的物料 進(jìn)出口結(jié)構(gòu)可 按圖 2－17 的規(guī) 定。圖中尺寸 1d 見表 2－12 23 （ 5）夾套進(jìn)氣管 當(dāng)夾套設(shè)進(jìn)氣管時，為防止氣體直沖罐壁，影響罐體強(qiáng)度，可采用圖 2－ 18 結(jié)構(gòu)。 視鏡 視鏡主要用來觀察設(shè)備內(nèi)物料及其反應(yīng) 情況，也可作為料面指示鏡， 一般成對使用，當(dāng)視鏡需要斜裝或設(shè)備直徑較小時，采用帶頸視鏡。附圖 23 為帶燈有頸視鏡，其主要尺寸見附表 24。 24 25 3 攪拌反應(yīng)釜機(jī)械設(shè)計舉例 已知條件 見表 31： 31 攪拌反應(yīng)釜設(shè)計有關(guān)參數(shù) 工作壓力 釜內(nèi) ≤ 夾套 ≤ 工作溫度 釜內(nèi) ≤ 120℃ 夾套 ≤ 150℃ 介質(zhì) 釜內(nèi) 染料及有機(jī)溶劑 夾套 冷卻水 腐蝕情況 輕微 攪拌 型式 槳式 轉(zhuǎn)速 85r/min 功率 4KW 操作容積 V0 2m3 傳熱面積 7m3 推薦材料 Q235B 確定 釜 體的直徑和高度 確定設(shè)備全容積 按 選取反應(yīng)釜裝料系數(shù) η ＝ 0． 8，由 于操作容積 30 2Vm? ，所以由式 21 可得設(shè)備容積 確定 釜 體直徑 由表 2－ 1 選取 釜 體長徑比 1/1i H D??，按式 2－ 2計算 釜 體內(nèi)徑為： 將計算結(jié)果圓整至公稱直徑標(biāo)準(zhǔn)系列，選取筒體內(nèi)徑 D m?? 。 確定 釜 體封頭尺寸 查 附 表 2， D m?? 的 標(biāo)準(zhǔn)橢圓 封 頭 ， 曲面高度 h1=350mm，直邊高度 初選為 h2＝ 40mm（與壁厚有關(guān)，預(yù)計 封頭壁厚 10 20n mm? ? ，見附表 2 注 ） ， 則 封頭容積 V 封 ＝，表面積 Fh＝ 。 確定 釜 體高度 按（ 2－ 3）式計算 釜 體高度為： 30 2 2 .50 .8VVm?? ? ?331 34 4 4 2 . 5 1 . 4 71iVVDmHiD????? ? ? ??1 222 . 5 0 . 4 2 0 2 1 . 3 51 . 444iVVHmD??? ?? ? ??封26 將 釜 體高度圓整為 H＝ =1400mm。 驗算 釜 體長徑比和裝料系數(shù) 由已經(jīng)確定的數(shù)據(jù)可 知 / 14 00 / 14 00 1iHD ?? 均符合要求。 確定夾套的直徑和高度 由表 2－ 2 可知， 對于筒體內(nèi)徑 iD ＝ 700～ 1800mm，夾套的內(nèi)徑 100jiDD?? ， 因此 jD =1400 十 100＝ 1500mm，符合壓力容器公稱直徑。 估算夾套的高度為 選取夾套高度 Hj＝ 1100mm。 驗算夾套傳熱面積 查附表 1， 1400iD mm? 的圓筒每米高度內(nèi)表面積為 21 ? ；查附表 2可知，封頭內(nèi)表面積 F 2封 ＝ ，所以實際總傳熱面積為： 所以 夾套傳熱面積符合設(shè)計要求。 釜 體和夾套的強(qiáng)度計算 選擇設(shè)備材料，確定許用應(yīng)力 由已知建議并分析工藝要求和腐蝕因素（微弱），決定采納建議意見，選用 Q235－ B普通碳素鋼板。由參考文獻(xiàn) 3 表 9－ 4 查得， Q235－ B 鋼板在 0120 150 C 下的許用應(yīng)力為? ? 113t MPa? ? （設(shè) 3 16n mm? ? ）。 確定計算壓力 cP 夾套筒體和封頭是內(nèi)壓容器，按已 知條件，設(shè)計壓力為 P=； 釜體的筒體和封頭既受內(nèi)壓，又受外壓的作用。內(nèi)壓設(shè)計壓力 P=，設(shè)計外壓的取法是考慮操作過程可能出現(xiàn)的最大壓差，所以取 P=。 釜體液柱靜壓力 661 0 1 0 1 0 0 0 9 . 8 1 . 4 0 . 0 1 4 5 % 0 . 0 5 0 . 2HP g h M P a P???? ? ? ? ? ? ? ? ?2 02 2 22 0 .4 2 0 2 1 .0 31 .44 4 4hjiiVV VVHmDD?? ? ?? ? ?? ? ? ?? ? ?封221 4 . 4 1 . 1 2 . 3 0 0 5 7 . 1 4 7mjA F H F m m? ? ? ? ? ? ?封00222 0 . 7 81 . 4 1 . 4 0 . 4 2 0 244iVVV D H V? ??? ? ?? ? ? ?封 ＝27 ? ，所以釜體筒體和封頭的計算內(nèi)壓 0. 23 4cHP P P M P a? ? ? 。釜體筒體和封頭的計算外壓為 P MPa?? 。 夾套筒體和封頭的計算內(nèi)壓為 P MPa??