毕业设计乳化液泵站设计

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1、搅拌反应釜设计（普通夹套)年 级 ： 2006级 专 业 ： 过 程 装 备 与 控 制工 程 姓 名 ： 秦 佩指 导 教 师 ： 淡 勇设计参数及要求容器内 夹套内工作压力MPa 0.2 0.6设计压力MPa 0.22 0.6工作温度1 0-200 0-200设计温度c 200 200介质 水或水蒸气全容积 6.25操作容积 m3 5传热面积m 2 12.85推荐材料 Q235-A搅拌器形式 桨式搅拌轴转速r/min 130轴功率kw 1.31：除HF、强碱以外的有机酸、无机酸、弱碱等。一、选题背景与意义在 化 工 生 产 中 ， 几 乎 所 有 的 过 程 装 备 中 ， 都包 含 有

2、反 应 设 备 ， 涵 盖 石 油 、 化 工 、 橡 胶 、 农 药、 染 料 、 医 药 、 食 品 等 领 域 。 因 此 如 何 选 用 合 适 的 反 应 釜 型 式 ， 确 立 最 佳 的 操 作 条 件 和 设 计 合 理 可 靠 的 反 应 釜 ， 满 足 日 益 发 展 的 过 程 工 业 的 需 求 具 有 十 分 重 要 的 意 义 。机 械 搅 拌 型 式 的 反 应 釜 应 用 最 早 ， 其 中 ， 普通 夹 套 反 应 釜 应 用 较 为 广 泛 ， 技 术 最 为 成 熟 ， 也 比 较 具 有 代 表 性 。本 设 计 按 照 一 般 的 反 应 釜 设 计

3、思 路 和 方 法进 行 设 计 ， 主 要 进 行 机 械 设 计 ， 根 据 所 提 供 的 工艺 设 计 参 数 进 行 机 械 设 计 。本 设 计 的 重 点 是 结 构 设 计 和 强 度 计 算 ， 根据 所 学 的 有 关 化 工 设 备 和 机 械 方 面 的 知 识 ， 按 照一 般 的 反 应 釜 设 计 步 骤 进 行 选 型 设 计 和 结 构 设 计， 然 后 进 行 强 度 校 核 ， 最 终 使 设 计 的 反 应 釜 能 够达 到 要 求 。三、反应釜的设计_詹 詹 ， 鴦 ， 礅 ， 蠔 ， 3.1反 应 釜 的 总 体 结 构k 3.2釜 体 及 传 热

4、装 置 设 计 # 3.3讎 装 置 及 附 件 设 计)/ 3.4传 动 装 置 的 选 用響 3.5轴 封 装 置 的 设 计 3.6其 他 零 部 件 的 选 用3.1反应釜的整体结构搅 拌 设 备 由 主 要 由 釜 体 部 分 、 搅 拌 装 置 、 轴 封 、传 热 装 置 和 传 动 装 置 五 大 部 分 组 成 。搅拌釜的结构3.1反应釜的整体结构3.2釜体及传热装置设计釜体及传热装置设计主要包括： 3.2.1釜 体 及 封 头 的 几 何 尺 寸 计 算 3.2.2夹 套 和 封 头 的 几 何 尺 寸 计 算 3.2.3釜 体 及 封 头 的 壁 厚 计 算 3.2.4夹

5、 套 及 封 头 的 壁 厚 计 算 3.2.5工 艺 接 管 口 的 设 计 3.2.6水 压 试 验 校 核3. 2.1釜体及封头的几何尺寸计算根 据 要 求 选 择 圆 柱 形 筒 体 和 椭 圆 形 封 头 。长径比H/Dp-U 简体DN=1800, H=2200全容积 VZ6IT13I -K i椭圆封头DN=1800, h1=450, h2=40可 见 ， 该 椭 圆 封 头 为 标 准 椭 圆 封 头 。 封 头 的 其 余参 数 为 ： 容 积 Vh=0.866m3, m=419kg。3.2.2夹 套 和 封 头 的 几 何 尺 寸 计 算根据下表夹套直径与内筒直径关系因此，选取

6、夹套直径0=0|+100=1900,夹套髙度Hj=1700 ;封头的选取结果为：DN=1900, V=1.01m3, =40, h2=475, m=294kg,也是标准椭圆封头。通过计算总的传热面积为13.34m 2,大于要求的12.85m 2。内筒体Dj， mm 500-600 7001800 2000-3000夹套Dj, mm V50 D丨 +100 Dj+2003.2.3釜 体 及 封 头 的 壁 厚 计 算 由 于 介 质 式 除 氢 氟 酸 、 强 碱 以 外 的 有 机 酸 、 无 机 酸 和 弱 碱 ， 选 用 Q235-A热 轧钢 。_设 计 压 力内 压 为 ： 0.22MP

7、a;外 压 为 : 0.6MPa。按内压计算根据公式PDt得到内筒体名义厚度5=4mm。按外压计算根据图算法取得内筒体的名义厚度为5=14mm比较合适。最终选取内筒体的厚度为： 5=14mm。对封头进行校核，5=14mm无论内压外压都能满 足要求，因此封头壁厚也取14mm。(焊接接头系数cp =0.85, CO.8, C2=1)3.2.4夹 套 及 封 头 的 壁 厚 计 算夹套壁厚按照内压为0.6MPa来进行设计计算。夹套和封头的壁厚最终取得9mm。夹套采用 双面焊，局部探伤。设计过程中，选取焊接接头系数p=0.85,钢 板负偏差。，。”，腐蚀裕量0 2=1。3. 2.6水 压 试 验 校

8、核进料口 出料口3.2.5工 艺 接 管 口 的 设 计本设计中的工艺接管包括：蒸汽进出口接管、进料口、出料口、温度计套管，均选择076X3.5接管。选择最普通的（a)型接管伸进设 备内，端部成45 斜面朝向中心， 可避免物料沿釜壁流动。与接管配套的法兰的选择结果见 装配图。内筒体的水压试验压力P TS0.32MPa;夹套的水压试 验压力P T为0.807MPa 。根据内压试验校核公式Sr =2以6Tj=27.96MPa得到 235X0_9=211.5MPa6Tj=125.7MPa都没有超过试验温度下的屈服强度的90%,可见内 筒体和夹套满足水压试验应力要求。3. 2.6水 压 试 验 校 核

9、外压试验校核 由前面的计算知：内筒体的许用外压P =0.614MPa,小 于 夹 套 0_807MPa的水压试验压力，故在做夹套的压力试 验时，必须在内筒体保持一定的压力，以使整个试 验过程中的任一时间内，夹套和内筒体的压力差不 超过允许压差。3.3搅拌装置及附件设计 3.3.3挡板的设计允许扭转变形4=37.5扭转强度屯=30.7轴封处许用挠度屯=48选取轴的直径d=50mm, 釆用45钢，均大于计算 的d” d2、d3、d4，满足强度好刚度要求3.3.1搅拌轴的计算 3.3.2搅拌器的选型临界转速d 4=46 3.3.3挡板的设计由于桨端速度比较小，釜内介质的粘度不大， 选用平直叶桨式搅拌

10、器（HG 5-220-65),桨叶选 用Q235- B扁平钢，桨叶数 Z=2。搅拌器尺寸：Dj=850, d=50, f=45, B=90,m=110, C=140, e=5通过校核，桨叶满足强度要求。 3.3.2搅拌器的选型挡板数量Z b=4。由于粘度M=0.2Pa_s,粘度不大, 把挡板装在壁上，故选择b 型。参数：WI/IODrlSO, Sb=54, H=1700a型 b型 c型3.4传动装置的选用_搅拌釜的传动装置一般包括：电动 机、减速器、联轴器、轴封装置、 机座及搅拌轴。#电动机经减速器将转速降低，再通 过联轴器带动搅拌轴旋转，从而带 动搅拌器转动。整个传动装置连同机座及轴封装置都

11、安装在底座上。 传 动 装1 一 电 动 机 I 2减 速 机 喜3_联 轴 器 I 4支 架 5搅 袢 袖 ！ 6釉 封 装 a;7凸 缘 | 8 上 封 头3.4.2减速机的选择计算电祕功率P=1.41KW电机的选型结果：Y90L-4 JB/T5271-1991 V1安装型式功率P=1.5 KW,转速1410r/min 长 X 宽 X 高=335 X 245 X190 质量M=27Kg3.4.1电动机的选择根据电动机功率P=1.5MPa,传 动 比 i=11,最终选取结果如下：BLD型摆针线针齿行星 减速机：BLD 1.5-2-11公称出轴转速130r/min3.4.3机架的选择选择单支点

12、机架HG 216566-95 机架A 250-503.5轴封装置的设计3.4.5其他部件的选择传动装置的其他部件选型型如下：联轴器：C凸缘联轴器HG 21570-95 凸缘法兰：HG 21564-95法兰 R 250-16Mn安装底盖：HG 21565-95底盖 RS 250-50-16MnR-XB 传动轴：HG 21568-95 ASC 250-50填料压盖考虑到容器有强酸等腐蚀性 物质，选取石棉浸四氟乙烯 填料。填料规格： 8X8 选取结果：带有油环的碳钢填料箱PN0.6 DN50 HG2153.7-92-33.6其他零部件的选用3.6.1支座选择耳式支座A6型JB /T4725-92, 4个 3.6.2人孔选择盖板式平焊法兰人孔人孔IIIA 450-0,6 HG21516-95对人孔进行补强计算得知，不需进行补强。3.6.3筒体连接法兰选择长颈法兰JB/T 4730,与其配套的垫片材料 为石棉橡胶板。3.6.4视镜选择带颈视镜 PN1_0 DN80 HGJ 501-864。耳式支座盖板式人孔连接法兰带颈视镜 最 终 选 用 搪 玻 璃 反 应 釜釜内介质是除氢氟酸、强碱以外 的有机酸、无机酸、弱碱等，故选 用搪玻璃反应釜。使用压力： 0.20.4Mp 。耐酸性：对各种有机酸、无机 酸、有机溶剂均有较好的抗蚀性。 耐碱性：搪玻璃对碱性溶液抗蚀性 较酸溶液差。