反應釜課程設計說明書

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　夾套反應釜分罐體和夾套兩部分，主要有封頭和筒體組成，多為中、低壓壓力容器；攪拌裝置有攪拌器和攪拌軸組成，其形式通常由工藝而定；傳動裝置是為帶動攪拌裝置設置的，主要有電動機、減速器、聯(lián)軸器和傳動軸等組成；軸封裝置為動密封，一般采用機械密封或填料密封；它們與支座、人孔、工藝接管等附件一起，構成完整的夾套反應釜。</p>

2、;<p>　　本課程設計題目是夾套反應釜，該設備是由筒體、夾套、攪拌軸、減速器和電動機等組成。本設計詳細的論證了筒體直徑、筒體厚度、筒體的高度設計，材料的選擇以及強度、穩(wěn)定性校核。本設計還涉及到夾套的選擇，夾套厚度的計算；從多個角度分成十章分別對釜體厚度、釜體封頭以及電機的選擇，機架的設計，以及對應的凸緣、聯(lián)軸器的選擇方面做了詳細的介紹。本設計中還對法蘭、管法蘭的選取做了詳盡的介紹。本設計選用的是皮帶傳動，設計中對皮帶的選

3、擇做了詳盡的介紹。設計中參數(shù)選取恰到好處，不僅滿足了設備的設計要求，而且使設備的操作彈性變大，運行質(zhì)量得到了保證。</p><p>　　關鍵詞：夾套反應釜；攪拌軸；夾套；封頭；皮帶輪；聯(lián)軸器；法蘭壓力容器；設計</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章 反應釜設計的有關內(nèi)容3</p><

4、p>　　第二章 罐體幾何尺寸計算4</p><p>　　2.1 確定筒體內(nèi)徑4</p><p>　　2.2 確定封頭尺寸4</p><p>　　2.3 確定筒體高度4</p><p>　　2.4 夾套的幾何尺寸計算5</p><p>　　2.5 夾套反應釜的強度計算6</p>

5、<p>　　2.5.1 強度計算的原則及依據(jù)6</p><p>　　2.5.2 內(nèi)筒及夾套的受力分析6</p><p>　　2.5.3 計算內(nèi)筒筒體厚度7</p><p>　　2.5.4 確定內(nèi)筒封頭厚度8</p><p>　　2.5.5 帶折邊錐形封頭壁厚的設計8</p><p>　　第

6、三章 反應釜釜體及夾套的壓力試驗9</p><p>　　3.1 釜體的水壓試驗9</p><p>　　3.1.1 水壓試驗壓力的確定9</p><p>　　3.1.2 水壓試驗的強度校核9</p><p>　　3.1.3 壓力表的量程、水溫及水中濃度的要求9</p><p>　　3.2 夾套的水壓試

7、驗9</p><p>　　3.2.1 水壓試驗壓力的確定9</p><p>　　3.2.2 水壓試驗的強度校核9</p><p>　　3.2.3 壓力表的量程、水溫及水中濃度的要求10</p><p>　　第四章 反應釜的攪拌裝置11</p><p>　　4.1 槳式攪拌器的選取和安裝11<

8、/p><p>　　4.2 攪拌軸設計11</p><p>　　4.2.1 攪拌軸的支承條件11</p><p>　　4.2.2 功率12</p><p>　　4.2.3 攪拌軸強度校核12</p><p>　　4.2.4 攪拌抽臨界轉(zhuǎn)速校核計算12</p><p>　　4.3 聯(lián)

9、軸器的型式及尺寸的設計12</p><p>　　第五章 反應釜的傳動裝置與軸封裝置14</p><p>　　5.1 常用電機及其連接尺寸14</p><p>　　5.2 減速器的選型15</p><p>　　5.2.1 減速器的選型15</p><p>　　5.2.2 減速機的外形安裝尺寸15&l

10、t;/p><p>　　5.3 機架的設計16</p><p>　　5.4 反應釜的軸封裝置設計17</p><p>　　第六章 反應釜其他附件19</p><p>　　6.1 支座19</p><p>　　6.2 手孔和人孔20</p><p>　　6.3 設備接口21<

11、;/p><p>　　6.3.1 接管與管法蘭21</p><p>　　6.3.2 補強圈21</p><p>　　6.3.3 液體出料管和過夾套的物料進出口22</p><p>　　6.3.4 固體物料進口的設計22</p><p>　　6.4 視鏡23</p><p>　　第七

12、章 焊縫結構的設計25</p><p>　　7.1 釜體上的主要焊縫結構25</p><p>　　7.2 夾套上的焊縫結構的設計26</p><p><b>　　鳴謝27</b></p><p><b>　　參考文獻28</b></p><p><b&g

13、t;　　緒論</b></p><p>　　反應釜的廣義理解即有物理或化學反應的容器，通過對容器的結構設計與參數(shù)配置，實現(xiàn)工藝要求的加熱、蒸發(fā)、冷卻及低高速的混配功能。</p><p>　　根據(jù)攪拌過程的目的與攪拌器造成的流動狀態(tài)判斷該過程所適用的漿型，這是一種比較合用的方法。</p><p>　　反應釜廣泛應用于石油、化工、橡膠、農(nóng)藥、染料、醫(yī)藥、食品，

14、用來完成硫化、硝化、氫化、烴化、聚合、縮合等工藝過程的壓力容器，例如反應器、反應鍋、分解鍋、聚合釜等；材質(zhì)一般有碳錳鋼、不銹鋼、鋯、鎳基（哈氏、蒙乃爾、因康鎳）合金及其它復合材料。</p><p>　　反應釜是化工行業(yè)不可缺少的防腐設備，在使用中機械碰撞、溫度急變等因素經(jīng)常引起脫瓷、裂紋、氣泡、氣孔和面釉的其他損傷，這些缺陷在搪瓷設備中是決不允許的， 一旦發(fā)生這種現(xiàn)象，必須進行修補。一個搪瓷釜價值幾萬元，由于局部

15、爆瓷而報廢十分可惜。應采用高分子復合材料搪瓷修補劑修復搪瓷釜，搪瓷現(xiàn)場修補劑是由高分子聚合物、合金鋼粉末或耐磨陶瓷粉末為基材并配以固化劑的雙組份復合材料。與普通樹脂型的修補劑相比，高分子復合材料依靠自身更為細密的高分子結構，使得材料自身具有更強的粘接力和優(yōu)異的耐腐蝕、抗腐蝕性能，高分子甚至能夠滲透到金屬里面，形成更為緊密的高分子復合材料保護層。</p><p>　　反應釜由釜體、釜蓋、夾套、攪拌器、傳動裝置、軸封

16、裝置、支承等組成。攪拌形式一般有錨式、槳式、渦輪式、推進式或框式等，攪拌裝置在高徑比較大時，可用多層攪拌槳葉，也可根據(jù)用戶的要求任意選配。并在釜壁外設置夾套，或在器內(nèi)設置換熱面，也可通過外循環(huán)進行換熱。加熱方式有電加熱、熱水加熱、導熱油循環(huán)加熱、遠紅外加熱、外(內(nèi))盤管加熱等，冷卻方式為夾套冷卻和釜內(nèi)盤管冷卻，攪拌槳葉的形式等。支承座有支承式或耳式支座等。轉(zhuǎn)速超過160轉(zhuǎn)以上宜使用齒輪減速機.開孔數(shù)量、規(guī)格或其它要求可根據(jù)用戶要求設計、

17、制作。</p><p>　　1 反應釜設計的有關內(nèi)容</p><p>　　設計條件及設計內(nèi)容分析</p><p>　　由設計條件單可知，設計的反應釜體積為1.25、操作體積為3.5；攪拌裝置配制的電機功率為0.55、攪拌軸的轉(zhuǎn)速為80、攪拌槳的形式為槳式；加熱的方式為用夾套內(nèi)的水進行電加熱；裝置上設有7個工藝接管、2個視鏡、4個耳式支座、8個電加熱器套管、1個固體

18、物料進口、2個測控接管。</p><p>　　反應釜設計的內(nèi)容主要有：</p><p>　?。?）根據(jù)工藝參數(shù)計算確定設計方案；</p><p>　?。?）釜體直徑設計；</p><p>　　（3）筒體與封頭設計；</p><p><b>　?。?）夾套設計；</b></p><

19、;p>　　（6）密封裝置設計；</p><p>　?。?）傳熱設計及校核；</p><p>　?。?）攪拌軸、攪拌器及傳動裝置設計與選擇；</p><p>　?。?）懸掛式支座設計；</p><p>　?。?0）其他附件設計；</p><p>　?。?1）焊接方案的選擇及設計；</p><p&

20、gt;　　2 罐體幾何尺寸計算</p><p>　　2.1 確定筒體內(nèi)徑</p><p>　　一般由工藝條件給定容積V、筒體內(nèi)徑按照式（2.1）估算</p><p><b>　　(2.1)</b></p><p>　　式中 V-工藝條件給定容積，m³；</p><p>　　i-長徑比

21、,i=（按物料的類型選取，見附表2.1）。</p><p>　　表2.1 不同釜內(nèi)物料類型長徑比</p><p>　　由表1.1可取i=H/Di=1</p><p>　　=1.77m </p><p><b>　　圓整得，</b></p><p>　　2.2 確定封頭尺

22、寸</p><p>　　橢圓封頭選取標準件，它的內(nèi)徑與筒體內(nèi)徑相同</p><p><b>　　查表，得：，，， </b></p><p>　　2.3 確定筒體高度</p><p>　　反應釜容積V通常按下封頭和筒體兩部分容積之和計算。則筒體高度按照式(2.2)計算并進行圓整。</p><p>

23、<b>　　(2.2)</b></p><p>　　式中 -封頭容積，m³；</p><p>　　-1米高筒體容積，m³/m。 </p><p><b>　　查表，得：，</b></p><p><b>　　=</b></p><p>

24、;<b>　　圓整得，</b></p><p>　　2.4 夾套的幾何尺寸計算</p><p>　　夾套和筒體的連接常焊接成封閉結構。</p><p>　　夾套的結構尺寸常根據(jù)安裝和工藝兩方面要求而定。夾套的內(nèi)徑可根據(jù)筒體內(nèi)徑選取。</p><p>　　表2.2夾套內(nèi)徑與筒體內(nèi)徑關系</p><p&

25、gt;　　夾套下封頭型式同罐體封頭，其直徑與夾套筒體相同。</p><p>　　夾套高友傳熱面積決定，不能低于料液高。</p><p>　　填料系數(shù)取0.80。夾套高按式（2.3）估算</p><p><b>　?。?.3）</b></p><p><b>　　取=1500mm</b></p&

26、gt;<p><b>　　傳熱面積計算 </b></p><p>　　夾套所包圍的罐體表面積一定要大于工藝要求的傳熱面積。</p><p><b>　?。?.4）</b></p><p><b>　　查表，得：，</b></p><p>　　2.5 夾套反應

27、釜的強度計算</p><p>　　2.5.1 強度計算的原則及依據(jù)</p><p>　　強度計算應考慮以下幾種情況。</p><p>　?。?）圓筒內(nèi)為常壓外帶夾套時</p><p>　　當圓筒公稱直徑DN≥600mm時，被夾套包圍部分的筒體按外壓（指夾套壓力）圓筒設計，其余部分按常壓設計；</p><p>　?。?

28、）圓筒內(nèi)為真空外帶夾套時</p><p>　　當圓筒公稱直徑DN≥600mm時，被夾套包圍部分的筒體按外壓（指夾套壓力+0.1MPa）圓筒設計，其余部分按真空設計；</p><p>　　當圓筒公稱直徑DN≤600mm時，全部筒體按外壓（指夾套壓力+0.1MPa）圓筒設計；</p><p>　　（3）圓筒內(nèi)為正壓外帶夾套時</p><p>　　

29、當圓筒公稱直徑DN≥600mm時，被夾套包圍部分的筒體分別按內(nèi)壓圓筒和外壓圓筒計算，取其中較大值；其余部分按內(nèi)壓圓筒設計。</p><p>　　當圓筒公稱直徑DN≤600mm時，全部筒體按內(nèi)壓圓筒和外壓圓筒計算，取其中最大值。</p><p>　　2.5.2 內(nèi)筒及夾套的受力分析</p><p>　　工藝提供的條件為：釜體內(nèi)筒中工作壓力為0.2MPa，夾套內(nèi)工作壓

30、力0.3MPa。則夾套筒體和夾套封頭為承受0.3MPa內(nèi)壓；而內(nèi)筒的筒體和下封頭為既承受0.2MPa內(nèi)壓，同時又承受0.3MPa外壓，其最惡劣的工作條件為：停止操作時，內(nèi)筒無壓而夾套內(nèi)仍有蒸汽壓力，此時內(nèi)筒承受0.3MPa外壓。</p><p>　　2.5.3 計算夾套筒體、封頭厚度</p><p>　　夾套筒體與內(nèi)筒的環(huán)焊縫，因無法探傷檢查，故查取，從安全計夾套上所有焊縫均取，封頭采用

31、由鋼板拼制的標準橢圓形封頭，材料均為A3鋼。夾套厚度計算如下：</p><p><b>　　≥</b></p><p>　　夾套封頭厚度計算如下：</p><p><b>　　≥</b></p><p>　　圓整至鋼板規(guī)格厚度并查閱封頭標準，夾套筒體與封頭厚度均取為。</p><

32、p>　　2.5.3 計算內(nèi)筒筒體厚度</p><p><b>　　內(nèi)筒所有焊縫均取，</b></p><p>　　承受0.2MPa內(nèi)壓時筒體厚度</p><p><b>　　≥</b></p><p>　　承受0.3MPa外壓時筒體厚度</p><p>　　為簡化起見

33、，首先假設,則</p><p>　　由于夾套頂部距容器法蘭實際定位150mm，因此內(nèi)筒體承受外壓部分的高度為H-150mm。并以此決定及之值。</p><p><b>　　因此；</b></p><p>　　由圖查得A=0.0003，再查圖，得B=150，則許用壓力可計算如下</p><p>　　所以，當名義厚度為8mm

34、時，能滿足穩(wěn)定要求。</p><p>　　由于筒體既可能承受內(nèi)壓，又可能承受外壓。因此筒體壁厚應選取二者中之大值，即確定筒體厚度為8mm。</p><p>　　2.5.4 確定內(nèi)筒封頭厚度</p><p>　　承受0.2MPa內(nèi)壓</p><p><b>　　≥</b></p><p>　　承受0

35、.3MPa外壓 設，則，而</p><p><b>　　查圖得B=90，則</b></p><p><b>　　滿足穩(wěn)定要求</b></p><p>　　2.5.5 帶折邊錐形封頭壁厚的設計</p><p>　　考慮到封頭的大端與夾套筒體對焊，小端與釜體筒體角焊，因此取封頭的壁厚與夾套筒體的壁厚

36、一致，即。結構如圖2.1</p><p><b>　　圖2.1</b></p><p>　　3 反應釜釜體及夾套的壓力試驗</p><p>　　3.1 釜體的水壓試驗</p><p>　　3.1.1 水壓試驗壓力的確定</p><p><b>　　水壓試驗的壓力：</b>

37、</p><p><b>　?。?.1）</b></p><p>　　3.1.2 水壓試驗的強度校核</p><p><b>　　水壓試驗的應力：</b></p><p><b>　　（3.2）</b></p><p><b>　　液壓強度足

38、夠。</b></p><p>　　3.1.3 壓力表的量程、水溫及水中濃度的要求</p><p>　　壓力表的最大量程： =2=2×0.275=0.55</p><p><b>　　水溫≥15℃ </b></p><p><b>　　水中濃度≤25</b></p>

39、<p>　　3.2 夾套的水壓試驗</p><p>　　3.2.1 水壓試驗壓力的確定</p><p><b>　　水壓試驗的壓力：</b></p><p><b>　?。?.3）</b></p><p>　　3.2.2 水壓試驗的強度校核</p><p>

40、;<b>　　水壓試驗的應力：</b></p><p><b>　　（3.4）</b></p><p><b>　　液壓強度足夠</b></p><p>　　3.2.3 壓力表的量程、水溫及水中濃度的要求</p><p>　　壓力表的最大量程： =2=2×0.412

41、5=0.825</p><p><b>　　水溫≥15℃ </b></p><p><b>　　水中濃度≤25</b></p><p>　　4 反應釜的攪拌裝置</p><p>　　在反應釜中，為增加反應速率、強化傳質(zhì)或傳熱效果以及加強混合等作用，常裝設攪拌裝置。攪拌裝置由攪拌器、軸及其支承組成。

42、攪拌器的型式主要有：槳式、推進式、框式、渦輪式、螺桿式和螺帶式等。設計任務書要求的為槳式。</p><p>　　4.1 槳式攪拌器的選取和安裝</p><p>　　槳式攪拌器結構比較簡單，槳葉一般以扁鋼制造，材料可以采用碳鋼、合金鋼、或有色金屬，或碳鋼外包橡膠環(huán)氧樹脂、酚醛玻璃布等。槳葉有平直葉和折葉兩種。平直葉葉面與旋轉(zhuǎn)方向垂直，而折葉式則是槳葉與旋轉(zhuǎn)方向成一傾斜角，一般為60

43、6;。槳式攪拌器運轉(zhuǎn)速度較慢，一般為20―80r/min，v≤4m/s。</p><p>　　根據(jù)任務書給予的工藝條件，選取一層槳葉。</p><p>　　一層槳葉安裝位置為安裝在下封頭焊縫線高度上。</p><p>　　槳式攪拌器直徑D約取反應釜內(nèi)徑的1/3—2/3，不宜過大。</p><p><b>　　根據(jù)條件，選取</

44、b></p><p><b>　　4.2 攪拌軸設計</b></p><p>　　攪拌軸的機械設計內(nèi)容同一般傳動軸。主要是結構設計（包括軸的支承結構）和強度校核，對于轉(zhuǎn)速n＞200r/min的，還要進行臨界轉(zhuǎn)速的校核。</p><p>　　（1）攪拌軸的材料：用45號鋼</p><p>　?。?）攪拌軸的結構：常用

45、實心或空心直軸，其結構形式根據(jù)軸上安裝的攪拌器類型、支承的結構和數(shù)量、以及和聯(lián)軸器的連接要求而定，還要考慮腐蝕等因素的影響。介質(zhì)為鹽類無腐蝕性。軸上安裝一層攪拌器。攪拌器的軸頭需車削臺肩，開鍵槽，軸端還要車螺紋。</p><p>　　4.2.1 攪拌軸的支承條件</p><p>　　保持攪拌軸懸臂穩(wěn)定性的允許長度，在一般工作條件下，根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)，推薦以下兩個穩(wěn)定條件的關系式，以供參考。&

46、lt;/p><p>　　≤4—5 （4.1）</p><p>　　≤40—50 （4.2）</p><p><b>　　取=2325mm</b></p><p><b>　　4.2.2 功率</b>&l

47、t;/p><p>　　先計算雷諾數(shù)Re </p><p>　　液體黏度μ=0.38pa·s</p><p>　　密度ρ=1200kg/m3</p><p>　　軸轉(zhuǎn)速n=80r/min≈1.33r/s</p><p><b>　　d=0.7m</b></p><p>

48、;<b>　　(4.3)</b></p><p>　　代入式（4.3），得： </p><p>　　由教材362頁查功率曲線，得</p><p><b>　　計算功率W</b></p><p>　　4.2.3 攪拌軸強度校核</p><p>　　選擇攪拌軸的材料為45鋼，查

49、表知45鋼的許用軸向應力[τ]=30-40Mpa，計算系數(shù)A=107—118，則攪拌軸直徑為：</p><p><b>　　（4.4）</b></p><p>　　考慮到鍵槽對軸的削弱和物料對軸的腐蝕，可取軸的直徑d=35mm。</p><p>　　4.2.4 攪拌抽臨界轉(zhuǎn)速校核計算</p><p>　　由于反應釜的攪

50、拌軸轉(zhuǎn)速=80＜200，故不作臨界轉(zhuǎn)速校核計算。</p><p>　　4.3 聯(lián)軸器的型式及尺寸的設計</p><p>　　由于聯(lián)軸節(jié)軸孔直徑=40mm，因此攪拌軸的直徑調(diào)整至50mm。</p><p>　　查表，選擇立式夾殼聯(lián)軸器，公稱軸徑50mm的聯(lián)軸器的最大許用扭矩[Mn]≈530N·m。驗算聯(lián)軸器的扭矩。查教材，選取載荷系數(shù)K=1.5，聯(lián)軸器的計

51、算扭矩Mnj為： Mnj=K×Mn=1.5×9550×0.40/80=71.63N·m<[Mn]=530N·m 夾殼聯(lián)軸器的標記為聯(lián)軸器Dn50HG5-213-65。</p><p>　　圖4.1 立式夾殼聯(lián)軸節(jié)</p><p>　　1-夾殼；2-懸吊環(huán)；3-墊圈；4-螺母；5-螺栓</p><

52、p>　　表4.1 夾殼聯(lián)軸節(jié)的尺寸</p><p>　　表4.2 夾殼聯(lián)軸節(jié)的零件及材料</p><p>　　5 反應釜的傳動裝置與軸封裝置</p><p>　　反應釜的攪拌器是由傳動裝置來帶動。傳動裝置通常設置在釜頂封頭的上部,一般采用立式布置。如圖5.1所示。電動機經(jīng)減速裝置將轉(zhuǎn)速減至工藝要求的攪拌轉(zhuǎn)速，再通過聯(lián)軸器帶動攪拌軸旋轉(zhuǎn)。減速機下設計一機座，以

53、便安裝在反應釜的封頭上。由于考慮帶傳動裝置與軸封裝置站樁時要求保持一定的同心度以及裝卸檢修方便，常在封頭上焊一底座，整個傳動裝置連機座及軸封裝置都一起安裝在這個底座上。因此，反應釜的傳動裝置設計內(nèi)容一般應包括：選用電動機、減速機和聯(lián)軸器、選用或設計機座和設計底座。 </p><p><b>　　圖5.1</b></p><p>　　5.1 常用電機及其連接

54、尺寸</p><p>　　攪拌裝置選用電機問題，主要是確定系列、功率、轉(zhuǎn)速以及安裝形式和防爆等幾項內(nèi)容。最常用的為Y系列全封閉自扇冷氏三相異步電動機；當有防爆要求時，可選用YB系列。</p><p>　　電機功率必須滿足攪拌器運轉(zhuǎn)功率與傳動系統(tǒng)、軸封系統(tǒng)功率損失的要求，還要考慮到有時在攪拌操作中會出現(xiàn)不利條件造成功率過大。</p><p>　　電機功率可按照下式確定

55、：</p><p><b>　?。?.1）</b></p><p>　　式中Pd-電機功率，kW；</p><p>　　P-攪拌器功率，kW；</p><p>　　Pm-軸封系統(tǒng)的摩擦損失，kW；</p><p>　　-傳動系統(tǒng)的機械效率。</p><p>　　最終選取電機

56、型號為Y801-4。其額定功率為3kW，滿載轉(zhuǎn)速為1390r/min。</p><p>　　5.2 減速器的選型</p><p>　　釜用減速機的選擇往往通過類比方法進行，計算分析所得的數(shù)據(jù)可作選型參考。選擇前一般已知的條件是：攪拌所需轉(zhuǎn)速及攪拌軸的功率（或所配電機功率）和工況的特殊要求等。</p><p>　　5.2.1 減速器的選型</p>&

57、lt;p>　　根據(jù)電機的功率P=2.2kW、攪拌軸的轉(zhuǎn)速n＝80r/min、傳動比i為1500/ 80＝18.75。選用擺線針齒行星減速機（標定符號BLD型號代號—機型號—減速比—軸頭型式，標準圖號HG 5—745—78）</p><p>　　5.2.2 減速機的外形安裝尺寸</p><p>　　圖5.2 直連擺線針輪減速機</p><p>　　表5.1

58、 減速機的外形安裝尺寸</p><p>　　5.3 機架的設計</p><p>　　機架式安防減速機用的，它與減速機底座尺寸應匹配。V帶減速機自帶機架，選用其他類型標準釜用減速機按照標準選配機架。標準機架有三種：無支點機架、單支點機架和雙支點機架。</p><p>　　本設計采用無支點機架。其結構如圖6.2所示。</p><p>　　圖6.

59、2 WJ型無支點機架</p><p>　　無支點機架的選用條件：</p><p>　?。?）電動機或減速機具備兩個支點，并經(jīng)核算確認軸承能夠承受由攪拌軸傳遞而來的徑向和軸向載荷者；</p><p>　?。?）電動機或減速機有一個支點，但釜內(nèi)設有底軸承、中間軸承或軸承本體設有可以作為支點的抽成，上下組成一對軸支撐者。</p><p>　　無支

60、點機架一般僅適用于傳遞小功率和小的軸向載荷的條件。減速器輸出軸聯(lián)軸器形式為夾殼式聯(lián)軸器或剛性凸緣聯(lián)軸器。</p><p>　　5.4 反應釜的軸封裝置設計</p><p>　　反應釜中介質(zhì)的泄露會造成物料浪費并污染環(huán)境，易燃、易爆、劇毒、腐蝕性介質(zhì)的泄露會危及人身安全和設備安全。因此，在反應釜的設計過程中選擇合理的密封裝置是非常重要的。</p><p>　　軸封裝

61、置按密封面間有無運動，分為靜密封和動密封兩大類。攪拌反應釜上法蘭面之間是相對靜止的，它們之間的密封屬于靜密封。靜止的反應釜頂蓋（上封頭）和旋轉(zhuǎn)的攪拌軸之間存在相對運動，它們之間的密封屬于動密封。為了防止介質(zhì)從轉(zhuǎn)動軸與封頭之間的泄露而設置的密封裝置，簡稱為軸封裝置。反應釜中使用的軸封裝置主要有填料密封和機械密封兩種。</p><p>　　表5.2 填料箱密封和機械密封的比較</p><p>

62、　　我們這次設計使用填料密封。它是攪拌反應釜最早采用的一種軸封結構，其特點是結構簡單、易于制造，并適用于低壓、低溫的場合。雖然填料中含有一些潤滑劑，但其數(shù)量有限且在運轉(zhuǎn)中不斷消耗，故填料箱上常設置添加潤滑油的裝置。</p><p>　　密封裝置不可能達到絕對密封,因為壓緊力太大時會加速軸與填料的磨損，使密封失效更快。從延長密封壽命出發(fā)，允許有一定的泄露量（150mL/h～450mL/h），運轉(zhuǎn)過程中需調(diào)整壓蓋的壓

63、緊力，并規(guī)定更換填料的周期。填料是保證密封的主要零件。填料選用正確與否對填料的密封性起關鍵性的作用。對填料的基本要求是：</p><p>　　（1）要有彈性，這在壓緊壓蓋后，填料能貼緊攪拌軸并對軸產(chǎn)生一定的抱緊力；（2）良好的耐磨性；</p><p>　?。?）與攪拌軸的摩擦系數(shù)要小，以便降低摩擦功率損耗，延長填料壽命；</p><p>　?。?）良好的導熱性，使摩

64、擦產(chǎn)生的熱量能較快地傳遞出去；</p><p>　?。?）耐介質(zhì)及潤滑劑的浸泡和腐蝕。此外，對用在高溫高壓下的填料還要求耐高溫及有足夠的機械強度。</p><p>　　填料的選用應根據(jù)反應釜內(nèi)介質(zhì)的特性（包括對材料的腐蝕性）、操作壓力、操作溫度、轉(zhuǎn)軸直徑、轉(zhuǎn)速等進行選擇。</p><p>　　對于低壓（PN≤0.2MPa）、無毒介質(zhì)、非易燃易爆者，可選用一般石棉繩，

65、安裝時外涂黃油，或者采用油浸石棉填料。壓力較高或介質(zhì)有毒及易燃易爆者，最常用的是石墨石棉填料和橡膠石棉填料。</p><p><b>　　6 反應釜其他附件</b></p><p><b>　　6.1 支座</b></p><p>　　夾套反應釜多為立式安裝，最常用耳式支座。標準耳式支座（JB/T4735-92）分為A型

66、和B型兩種。當設備需要保溫或直接支承在樓板上是選B型，否則選A型。本設計選A型。其主要尺寸見下表。</p><p>　　表6.1A型耳式支座主要尺寸</p><p>　　每臺反應釜常用4個支座，但承重計算時，考慮安裝誤差造成的受力情況變壞，應按照兩個支座計算。</p><p>　　耳式支座實際承受載荷是近似計算：</p><p><b&

67、gt;　?。?.1）</b></p><p>　　式中 Q-支座實際承受載荷，kN；</p><p>　　D-支座安裝尺寸，mm；</p><p>　　g-重心加速度，取g=9.8m/s²；</p><p>　　Ge-偏心載荷，N；</p><p>　　h-水平力作用點至底板高度，mm；</

68、p><p>　　k-不均勻系數(shù)，安裝3個支座時，取k=1，安裝3個以上時，取k=0.83；</p><p>　　-設備總質(zhì)量（包括殼體及其附件，內(nèi)部介質(zhì)及保溫層的質(zhì)量），kg；</p><p><b>　　n-支座數(shù)量；</b></p><p>　　Se-偏心距，mm；</p><p>　　P-水平力

69、，取和的大值，N。</p><p>　　當容器高徑比不大于5，且總高度不大于10m時，和可按照下式計算，超出此范圍的容器不推薦使用耳式支座。</p><p><b>　　水平地震力：</b></p><p><b>　　（6.2）</b></p><p><b>　　式中 -地震系數(shù)。&l

70、t;/b></p><p><b>　　水平風載荷：</b></p><p><b>　　(6.3)</b></p><p>　　式中 -容器外徑，有保溫層時取保溫層外徑，mm；</p><p>　　-風壓高度變化系數(shù)，按設備質(zhì)心所處高度??；</p><p>　　-10

71、m高度處的基本風壓值，N/m²；</p><p>　　-容器總高度，mm。</p><p>　　將已知值代入式（6.1），得</p><p>　　因為，所以選用的耳式支座滿足要求。</p><p>　　6.2 手孔和人孔</p><p>　　手孔和人孔的設置是為了安裝、拆卸、清洗和檢修設備內(nèi)部的裝置。<

72、;/p><p>　　手孔直徑一般為150—250mm，應使工人帶上手套并握有工具的手能方便的通過。</p><p>　　手孔和人孔的種類較多，且大部分有標準。本設計采用手孔，為帶頸平焊法蘭手孔，其主要尺寸見表6.2。</p><p>　　表6.2表6.2 帶頸平焊法蘭手孔</p><p><b>　　6.3 設備接口</b&g

73、t;</p><p>　　化工容器及設備，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。</p><p>　　6.3.1 接管與管法蘭</p><p>　　接管與管法蘭是用來與管道或其他設備連接的。標準管法蘭的主要參數(shù)是公稱通徑（DN）和公稱壓力（PN）。管子的公稱通徑和鋼管的外徑關系見表6.3。</p><p><b

74、>　　表6.3</b></p><p>　　6.3.2 補強圈</p><p>　　容器開孔后由于殼體材料的削弱，出現(xiàn)開孔應力集中現(xiàn)象。因此要考慮補強。 </p><p>　　補強圈就是用來彌補設備殼體因開孔過大而造成的強度損失的一種常用形式。補強圈形狀應與被補強部分相符，使之與設備殼體密切貼合，焊接后能與殼體同時受力。補強圈上有一小孔，焊后同

75、如壓縮空氣，以檢查焊縫的氣密性。補強圈的厚度和材料一般均與設備殼體相同。</p><p>　　6.3.3 液體出料管和過夾套的物料進出口</p><p>　　出料管結構設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力的影響。</p><p>　　液體出料管和過夾套的物料進出口的主要尺寸見表6.4</p><p><

76、;b>　　表6.4</b></p><p>　　6.3.4 固體物料進口的設計</p><p>　　由于釜體的內(nèi)徑，因此不需要在釜體的封頭上設置人孔，本設計選用板式平焊法蘭物料孔。由文獻【3】1208頁表12-149和1212表12-151查文獻【4】附錄九，得其結構如圖6.1、尺寸見表6.5、材料見表6.6。</p><p>　　圖6.1 帶蓋

77、平焊法蘭進料口結構</p><p>　　1-接管；2-螺母；3-螺栓；4-法蘭；5-墊片；6-法蘭蓋；7-手柄；</p><p>　　表6.5帶蓋平焊法蘭進料口的尺寸</p><p>　　表6.6 物料進口0.6200的明細表</p><p><b>　　6.4 視鏡</b></p><p>　

78、　視鏡主要用來觀察內(nèi)物料及其反應情況，也可作為料面指示鏡，一般成對使用。其結構型式如圖6.2。當視鏡需要斜裝或設備直徑較小時，采用帶頸視鏡。本設計采用帶燈有頸視鏡，主要尺寸見表6.7，材料見表6.8。</p><p>　　圖6.2 視鏡的結構型式</p><p><b>　　表6.7</b></p><p>　　表4.9 視鏡的材料</

79、p><p>　　7 焊縫結構的設計</p><p>　　7.1 釜體上的主要焊縫結構</p><p>　　釜體上的主要焊縫結構及尺寸如圖</p><p>　?。╝）筒體的縱向焊縫 （b）筒體與下封頭的環(huán)向焊縫 </p><p>　　（c）固體物料進口接管與封頭的焊縫 （d）

80、進料管與封頭的焊縫</p><p>　　（e）冷卻器接管與封頭的焊縫 （f）溫度計接管與封頭的焊縫</p><p>　?。╤）出料口接管與封頭的焊縫</p><p>　　7.2 夾套上的焊縫結構的設計</p><p>　　夾套上的焊縫結構及尺寸如圖</p><p>　　（a）筒體的縱向焊縫

81、 （b）筒體與封頭的橫向焊縫</p><p>　?。╟）導熱油進口接管與筒體的焊縫 （e）導熱油出口接管與筒體的焊縫</p><p>　　（f）釜體與夾套的焊縫</p><p><b>　　鳴謝</b></p><p>　　經(jīng)過三周的努力，本次課程設計終于落下帷幕。本次設計能夠順利完成，和老師

82、的悉心指導和同學們的幫助是分不開的。在與同學們的交流中，我的設計思路得以開拓，同學查閱資料互相交流使原本繁瑣的工作變得簡單。老師耐心的教導，使我不再畏懼遇到的種種難題。在此，向為本次課程設計提供幫助的同學、老師表示感謝。</p><p>　　通過這次課程設計，加深了我對于課本知識的理解，拓寬了我的知識面，提高了計算機應用技術，了解了工程問題和理論計算之間的差別。本次課程設計為我們將理論知識轉(zhuǎn)化為實際生產(chǎn)力提供了一

83、次有效的鍛煉。 </p><p>　　由于初次面對實際工程問題，限于個人知識有限、缺乏經(jīng)驗，缺點和錯誤在所難免，懇請希望老師批評指正！</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]湯善甫、朱思明編，《化工設備基礎（第二版）》</p><p>　　華東理工大學出版社 2004</p>

84、<p>　　[2]張展主編，《機械設計通用手冊》</p><p>　　機械工業(yè)出版社 2008.5</p><p>　　[3]朱有庭、曲文海、于浦義主編，《化工設備設計手冊（上、下卷）》</p><p>　　化學工業(yè)出版社 2004.8 </p><p>　　[4]機械設計手冊編委會，《機械設計手冊（

85、單行本）管道與管道附件》</p><p>　　機械工業(yè)出版社 2007.3</p><p>　　[5]成大先主編，《機械設計手冊（單行本）減（變）速器電機與電器》</p><p>　　工業(yè)出版社 2004</p><p>　　[6]吳宗澤，《機械設計實用手冊》</p><p>　　化學工業(yè)出版社 1999</p&

86、gt;<p>　　[7]余國琮主編.《化工機械工程手冊》（上、中、下卷）.</p><p>　　化學工業(yè)出版社，2003</p><p>　　[8]蔡紀寧主編.《化工設備機械基礎課程設計指導書》</p><p>　　化學工業(yè)出版社，2000</p><p>　　[9]湯善甫、朱思明編，《化工設備機械基礎》</p>