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1、 前 言 随着我国高等教育事业的迅速发展，实用型的设计已经是迫在眉睫。本设计书正是关于立式多喷嘴水喷射真空泵的设计。 本设计书根据真空泵的设计参数，对真空泵的主要元件进行了强度，刚度，稳定性的计算和设计。对真空泵的附件进行了选型，以及对真空泵质量检验方法使用和进行焊缝的结构设计。最后提供了真空泵的装配图和水室部件图 再次特别感谢张茂润老师为本人提供的技术指导以及宝贵的经验 由于本人水平有限，加之初次进行设计，所以设计书中有诸多不完善之处，敬请广大同仁和读者指教 目 录第一章 水室的设计1.1 水室筒体的设计1.1.1 设计参数的确定1.1.2 筒体壁厚的强度计算1.1.3 筒体壁厚的刚度计算1
2、.2筒体法兰联接结构的设计1.2.1法兰的设计及密封面的选型1.2.2 垫片的设计及螺栓、螺母、垫圈的设计1.3 进液管的设计1.3.1 进液管直径的设计1.3.2进液管长度的设计及装配尺寸1.3.3进液管法兰联接结构的设计1.5压力表接管及法兰联接结构的设计1.5.1 接管的设计1.5.2 法兰联接结构的设计第二章 平板封头的设计2.1平板封头的强度计算2.1.1设计参数的确定2.1.2 平板封头壁厚的设计2.1.3 平板封头的结构设计第三章 喷板的设计3.1 喷嘴孔在喷板上的布置3.2 喷板的稳定性计算3.2.1 设计外压的确定3.2.2 稳定性计算第四章 真空室的设计4.1 真空室的长度
3、设计4.1.1圆筒的长度设计4.1.2圆锥壳的长度设计4.2 真空室的稳定性计算4.2.1设计外压的确定4.2.2筒体壁厚的设计4.2.3 圆锥壳壁厚的设计4.3 真空室的法兰联接结构设计4.3.1外压圆筒的法兰联接结构设计4.3.2外压圆锥壳的法兰联接结构设计4.3.3进气管法兰联接结构设计4.3.4进气管的装配尺寸4.3.5支座的装配尺寸4.3.6真空表接管的装配尺寸4.4 真空室的部件图第五章 喷嘴的设计5.1喷嘴的设计5.2防旋装置的设计第六章 喉管、尾管的结构设计6.1 喉管的设计6.2 尾管的设计6.2.1尾管的设计6.2.2 法兰联接结构设计第七章 压力试验7.1水室的水压试验7
4、.1.1试验压力的确定7.1.2压力试验的强度校核7.1.3水压试验的操作7.2真空室的气压试验7.2.1试验压力的确定7.2.2压力试验的强度校核7.2.3气压试验的操作第八章 支座的设计8.1 设备工作时总质量的估算8.1.1设备金属的质量的估算8.1.2操作介质的质量（）的估算8.2支座的选型及尺寸设计8.2.1支座的选型8.2.2支座的尺寸设计第九章 开孔补强的设计计算9.1 水室开孔补强的设计计算9.1.1水室的筒体开孔后被削弱的金属面积的计算9.1.2 有效补强区内起补强作用的面积计算9.1.3 补强面积的的确定9.2真空室开孔补强的设计计算9.2.1真空室的筒体开孔后被削弱的金属
5、面积的计算9.2.2 有效补强区内起补强作用的面积计算9.2.3 补强面积的的确定第十章 主要焊缝的结构与尺寸设计第十一章 装配图及主要部件图的设计11.1技术特性表 11.2接管表11.3技术要求技 术 要 求 11.4标题栏及明细表11.5 装配图及部件图参 考 文 献第一章 水室的设计 1-法兰；2-筒体；3-仪表接管；4-进液管图1 水室的结构水室的作用：贮存具有一定压力的引射流体水，并容纳若干个喷嘴。由条件设计单中可知水室的工作压力为，属低压设备；操作介质为水，不具有污染性；操作温度为室温，因此，筒体和接管材料均选用Q235-B，法兰材料选用16Mn，其基本结构如图1所示。1.1 水
6、室筒体的设计1.1.1 设计参数的确定设计压力： 1.1，取1.1=1.10.2液体静压： 按筒高近似为 估算=0.01，因=0.01=0.011，故可以忽略。计算压力： = = 1.10.2设计温度： 25+15=40焊缝系数： （单面焊透，局部无损探伤）钢板负偏差： 0.25（GB6654-96）因设备材料为尚耐腐蚀材料且为微弱单面腐蚀故取腐蚀裕量： 11.1.2 筒体壁厚的强度计算假设筒体壁厚的，由Q235-B、=25、查钢板的许用应力表可知113。根据得：考虑，则=，圆整由于，故假设的筒体壁厚太大，应重新假设，考虑到设计压力较小，因此，强度条件已不是确定筒体壁厚的主要因素，应按刚度条件
7、设计筒体壁厚。 1.1.3 筒体壁厚的刚度计算对于Q235-B制容器，当3800 ，2/1000且不小于3，另加图2 法兰的结构与尺寸并圆整至。故：考虑到筒体加工壁厚不小于5mm，取。1.2筒体法兰联接结构的设计1.2.1法兰的设计及密封面的选型根据法兰的DN=500、PN=0.25查表可知：法兰的类型为甲型平焊法兰；密封面的型式为平密封面，结构及尺寸如图2。法兰标记： 法兰 500-0.25 JG/T4701-2002。材 料： 16Mn螺栓规格： 16螺栓数量： 20法兰数量： 31.2.2 垫片的设计及螺栓、螺母、垫圈的设计根据密封的介质为水，操作温度为25，操作压力为0.2，由垫片选用
8、表可知：选用橡胶垫片，材料为橡胶板（GB/T3985）。垫片的尺寸如图3。垫片标记：HG20606 垫片 FF 500-0.25 XB350本设计选用六角头螺栓（A级、GB/T5780-2000）、型六角螺母（A级、GB/T41-2000）、平垫圈（100HV、GB/T 95-2002）螺栓长度的计算：螺栓的长度由法兰的厚度（）、平板封头的厚度()、垫片的厚度（）、螺母的厚度（）、垫圈厚度（）、螺栓伸出长度(0.30.5)确定。其中=30、=14(见第二章)、=3、=14.8、3、螺栓伸出长度取=0.418。与平板封头联接的螺栓长度为：取长度。螺栓标记： 螺栓GB/T5780-2000 M16
9、80 材 料： Q235-A螺母标记： 螺母GB/T41-2000 M162材 料： Q235-A垫圈标记： 垫圈GB/T 952002 -16-100 HV 1.3 进液管的设计1.3.1 进液管直径的设计 取进液管液体流速 由得：根据得：由查钢管标准可知：进液管，外径、壁厚。开孔直径，满足开孔最大直径的要求。1.3.2进液管长度的设计及装配尺寸 设备外部没有保温层，由DN=200查表可知，进液管长度取：进液气管的中心线距筒体上法兰密封面的尺寸（装配尺寸）按下式计算：其中：筒体半径，取250mm；筒体壁厚，取5mm；接管外径，取219mm。，取。1.3.3进液管法兰联接结构的设计一、管法兰的
10、设计及密封面的选型根据管法兰的DN=200、PN=0.25查表可知：法兰的类型为板式平焊管法兰；密封面的型式为突面，结构及尺寸如图4。 图4 进液管法兰的结构与尺寸法兰标记：HG20592 法兰 PL200-0.25 RF 16Mn二、垫片的设计及螺栓、螺母的设计根据密封的介质为水，操作温度为25，操作压力为0.2，由垫片选用表可知：选用橡胶垫片，材料为橡胶板（GB/T3985）。垫片的尺寸如图5。 垫片标记：HG20606 垫片 RF 200-0.25 XB350图5 垫片的尺寸本设计选用六角头螺栓（A级、GB/T5780-2000）、型六角螺母（A级、GB/T41-2000）、平垫圈（10
11、0HV、GB/T 95-2002）螺栓长度的计算：螺栓的长度由法兰的厚度（）、垫片的厚度（）、螺母的厚度（）、垫圈厚度（）、螺栓伸出长度(0.30.5)确定。其中=22 =2 =14.8 1.5螺栓伸出长度取=0.418。 螺栓的长度为： 取螺栓长度。 螺栓标记： 螺栓GB/T5780-2000 M1675 材 料： Q235-A螺母标记： 螺母GB/T41-2000 M162材 料： Q235-A垫圈标记： 垫圈GB/T952002 -16-100 HV1.4筒体长度的确定筒体的长度H：其中：筒体半径，取250mm；筒体壁厚，取5mm；进水管外径，取219mm。取H = 400mm。1.5压
12、力表接管及法兰联接结构的设计1.5.1 接管的设计由条件设计单可知接管的DN=20，规格为253。接管的长度。接管的装配尺寸(接管中心线距上法兰密封面的竖直距离)为：其中：筒体半径，取250mm；筒体壁厚，取5mm；接管外径，取25mm。，取。图6压力表接管法兰的结构及尺寸1.5.2 法兰联接结构的设计一、法兰的设计及密封面的选型根据管法兰的DN=20、PN=0.25查表可知：法兰的类型为板式平焊管法兰；密封面的型式为突面，结构及尺寸如图6。法兰标记：HG20592 法兰 PL20-0.25 RF 16Mn二、垫片的设计及螺栓、螺母的设计根据密封的介质为水，操作温度为25，操作压力为0.2，由垫片选用表可知：选用橡胶垫片，材料为橡胶板（GB/T3985）。垫片的尺寸如图7。图7 垫片的尺寸垫片标记：HG20606 垫片 RF 20-0.25 XB350本设计选用六角头螺栓（A级、GB/T5780-2000）、型六角螺母（A级、GB/T41-2000）、平垫圈（100HV、GB/T 95-2002）螺栓长度的计算：螺栓的长度由法兰的厚度（）、垫片的厚度（）、螺母的厚度（）、垫圈厚度（）、螺栓伸出长度(0.30.5)确定。其中=14、=2、=8.4、2.0、螺栓伸出长度取=0.411。取螺栓长度。螺栓标记： 螺栓GB/T5780-2000 M1050材 料： Q235-A螺母标记：
