《结晶釜的设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《结晶釜的设计（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1. 结晶釜的设计目录结晶釜的结构32. 结晶釜的功能和用途3结晶釜的反应条件3设计标准4设计方案的分析和拟定4各部分结构尺寸的确定和设计计算5罐体和夹套的结构设计5罐体几何尺寸计算6夹套几何尺寸计算7结晶釜的强度计算8强度计算（按内压计算强度）8稳定性校核（按外压校核厚度）10水压试验校核13结晶釜的搅拌器13搅拌装置的搅拌器13搅拌器的安装方式及其与轴连接的结构设计13搅拌装置的搅拌轴设计1444结晶釜的传动装置设计16常用电机及其连接尺寸16凸缘法兰16安装底盖163. 结晶釜的轴封装置设计16填料密封17机械密封17结晶釜的其他附件设计18支座18手孔和人孔18设备接口17参考文献21
2、1.结晶釜的结构结晶釜的功能和用途结晶釜主要由搅拌容器、搅拌装置、传动装置、轴封装置、支座、人孔、工艺接管和一些附件组成。搅拌容器分罐体和夹套两部分，主要由封头和筒体组成，多为中、低压压力容器；搅拌装置由搅拌器和搅拌轴组成，其形成通常由工艺设计而定；传动装置是为带动搅拌装置设置的，主要由电机、减速器、联轴器和传动轴等组成；轴封装置为动密封，一般采用机械密封或填料密封；它们与支座、人孔、工艺管等附件一起，构成完整的结晶釜。结晶釜是物料混合反应后，夹层内需冷冻水或冷媒水急剧降温的结晶设备，其关键环节在于夹层面积的大小，搅拌器的结构形式和物料出口形式，罐体内高精度抛光，以及罐体内清洗无死角的要求来满
3、足工艺使用条件。结晶釜是化工、制药、食品等行业的物料混合、加温、降温、搅拌等国内过程中的混合反应设备。由于工艺和介质不同，物料有易燃、易爆、巨毒、高温高压的状况常为多见。设备的搅拌形式、转速、加温和降温的要求不同。该设备的设计选材、结构和减速机防爆与不防爆要求也不同。结晶釜的反应条件结晶釜的设计要注重反应的条件，一般考虑夹套和搅拌器的材料、上下进出口的设计，主要分为温度、压强、进料口和出料口、材料这几个因素。温度这个一般都应当有严格的控制，所以在设计的时候要注意温度计选择。要是反应温度高可能要使用油浸泡温度计，所以要留可以装油的管槽，要是温度低还要注意冰封现象发生。要是温度在100度到0度之间
4、，要求不高的情况下，可以用塞子直接套温度计（注意压强）。压强压强的高低要选择合适的反应釜，一般只要能承受两倍的大气压就可以了。本设计是在负压条件下完成。进料口和出料口一般进料口做一定大就一个可以了，要注意一些比如回流口、真空口什么的，还有就是出料口的大小，有些物质反应后不容易放出，所以要设计合适。材料一般反应釜都是玻璃的，要是工业生产最好用搪瓷的，搅拌的金属要注意保护不要被腐蚀，放料活塞要可以防腐。还有就是夹套的进出水的控制，防止部分比如盐水的滞留。2. 设计标准1) HG/T20569-94机械搅拌设备2) GB150-1998钢制压力容器3) HG2156321572-95HG8-92搅拌
5、传动装置4) TCEDS8-90压力容器强度计算书统一格式3. CD130A20-86化工设备设计文件编制规定设计方案的分析和拟定此次我要设计的是全容积为m3，操作容积为m3的结晶釜。1、设计压力：容器内的设计压力为负压，夹套内的设计压力为，由此可知本反应釜是在常压下工作。2、设计温度：容器内的设计温度80到100C，夹套内的设计温度130C,设计温度均不高，不需要对反应釜作保温措施。3、介质选择：容器内的介质为染料及有机溶剂,夹套内的介质为冷却水或蒸汽。4、搅拌器：选用推进式搅拌器，搅拌轴转速为50r/min，功率为。5、材料选择：选用最常用的Q235-A碳素钢材，由此釜中的其他接管法兰等钢
6、材也选用Q235-A碳素钢材。封头为标准的椭圆封头，材质也选用Q235-A碳素钢。6、传动系统：选用库存电机丫1322-6，转速960r/min,功率，给定搅拌传动系统用V带传动。7、接管设计：已知结晶釜的用途为冷却结晶，因此反应釜需要冷却水入口、加料口、人孔、温度计管口、压缩空气入口、放料口、手孔、备用管口、压料管、压料管套管。公称尺寸：冷却水入口公称尺寸DN=25加料口公称尺寸DN=25人孔公称尺寸DN=400温度计管口公称尺寸DN=80压缩空气入口公称尺寸DN=25放料口公称尺寸DN=40冷凝水出口公称尺寸DN=25手孔公称尺寸DN=100备用管口公称尺寸DN=40压料管DN=50压料管
7、套管DN=80。8 焊接选择：焊接采用电弧焊，焊条牌号：采用J507焊条。9 法兰焊接：法兰焊接按相应法兰标准的规定，角焊缝及搭接焊缝的焊叫尺寸按两焊件中较薄板的厚度。此外，设计中还需选择接管管法兰设备法兰轴承联轴器轴封形4. 式，最后完成设计时，需将设计的反应釜绘制成装配图及绘出传动系统部件图各部分结构尺寸的确定和设计计算罐体和夹套的结构设计罐体一般是立式圆筒形式容器，有顶盖、筒体、罐底，通过支座安装在基础平台上。罐底通常为椭圆形封头。顶盖在受压状态下常选用椭圆形封头，对于常压或操作压力不大而直径较大的设备，顶盖可采用薄钢板制造的平盖，并在薄钢板上加设型钢(槽钢和工字钢)制的横梁，用以支承搅
8、拌器及其传动装置。顶盖和钢底分别与筒体相连。罐底与筒体的连接常采用焊接连接。顶盖与筒体的连接型式分为开拆和不可拆两种，筒体直径D11200伽，宜采用可拆连接。当要求可拆时，做成法兰连接。夹套型式与罐体相同。罐体几何尺寸计算1、釜体形式为常用结构圆筒形，封头形式为常用结构椭圆形。原始尺寸如F表4-1:表4-1原始尺寸全容积V(m3)操作容积V1(m3)2传热面积F(m)2、初算筒体内径D1按式4VD1计算，得D11.853m取圆整筒体内径D1=2000mm米高的容积V1m=m3，内表面积入=口2选取釜体圭寸头容积V,封=m3釜体咼度H,按式HiVV,封/Vim计算，得HiVVi封/Vim=()/
9、=V 选取圆整釜体高度H,=2000mm实际容积V按式VimHiVi封计算，得VimHiVi封=*+=m3夹套几何尺寸计算夹套直径D2选取夹套筒体内径D2=D,+i00=2iO0mm,装料系数n按式计算，得夹套筒体高度H按式V操/VV操/V=(VVi封)计算H2VVi封/Vim=(*)/=选取圆整夹套筒体高度H2=1400mm以内径为公称直径的椭圆封头的型式和尺寸，选取罐体封头表面积Fi封=m2筒体的容积、面积和质量，选取一米高筒体表面积F1m=m2实际总传热面积F按式FF1mH2Fi封、校核，得22FFimH2=*+=mm综上所述，筒体和夹套尺寸为下表4-6所示:表4-6筒体和夹套尺寸直径（
10、mm）高度（mm筒体20002000夹套21001400夹套反应釜的强度计算强度计算（按内压计算强度）据工艺条件或腐蚀情况确定，设备材料选用Q235-A由工艺条件给定，设计压力（罐体内）pi=,设计压力（夹套内）P2=，设计温度（罐体内）tiDi。ie确定罐体筒体名义厚度=8mm2、假设罐体圭寸头名义厚度in=8mm选取钢板厚度负偏差G=0.6mm据经验规律，腐蚀裕量C2=2.0mm厚度附加量C按式Ci计算，得罐体封头有效厚度ie按式计算，得罐体封头外径Dio按式CCiC2=+=2.6mmieieinCinC=5.4mmDiODi2in计算，得标准椭圆封头当量球壳外半径r1o按式Rio0.9D
11、io计算，得系数A按式计算，得查BfA曲线，得系数许用外压力p按式计算，得确定罐体封头名义厚度423水压试验校核罐体试验压力p仃按式R100.9Dio=*2016=1814mm计算，得0.1250.125R1。1e0.12518145.40.0000153B=90MPaR1O/1epB900.27MpaMPaR10/1e18145.41n=8mm卩仃1.2551.25pt0.25Mpa113夹套水压试验压力按式p2T1.25p2t计算，得P2T查碳素钢、普通低合金钢钢板许用应力计算，得罐体圆筒应力1T按式1131.25P2rt113,得材料屈服点应力计算，得P仃D11e1T21e夹套内压试验应力2TT.9Ss235Mpa0.9PlTD11e1T21e0.2520005.446.42MpaMpa25.42Tp2TD21e21e0.37521005.425.473.10MpaMpa所以夹套水压试验强度足够。综上所述，筒体和夹套具体加工尺寸如下表4-10:表4-10筒体和夹
