《立式多喷嘴水喷射真空泵设计课程设计》由会员分享,可在线阅读,更多相关《立式多喷嘴水喷射真空泵设计课程设计(45页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、立式多喷嘴水喷射真空泵设计前 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。水喷射泵具有一定压力的工作介质水,通过喷嘴向吸入室高速喷出,将水的压力能变为动能,形成高速射流;吸入室中的气体被高速射流强制携带与之混合,形成气液混合流,进入扩压器,从而使吸入室压力降低,形成真空,在扩压器的扩张段内,混合射流的动能转变为压力能,速度降低压力升高,气体被进一步压缩,与水一起排出泵
2、外,在水箱中气水分离,气体释放入大气,水由水泵循环再利用,周而复始达到抽真空的目的。单级水喷射泵的喷嘴可以是由一个渐缩喷嘴构成的单喷嘴结构,也可以是在一个孔板上开设多个孔口的多喷嘴结构。 通过对这次课程设计的学习,我更加明确了,我们不仅要学习理论上的知识,而且还要通过实践,把理论知识联系起来,做到从理论 中来,到实践中去的学习作风。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,虽然在这次课程设计中我学到了不少东西,但由于本人水平有限,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11.1 水室筒体的设计1设计参数的确定1筒体壁厚的强度
3、计算2筒体壁厚的刚度计算21.2筒体法兰联接结构的设计2法兰的设计及密封面的选型2垫片的设计及螺栓、螺母、垫圈的设计31.3 进液管的设计4进液管直径的设计4进液管长度的设计及装配尺寸4进液管法兰联接结构的设计4一、管法兰的设计及密封面的选型4二、垫片的设计及螺栓、螺母的设计51.4筒体长度的确定61.5压力表接管及法兰联接结构的设计6接管的设计6法兰联接结构的设计6一、法兰的设计及密封面的选型6二、垫片的设计及螺栓、螺母的设计71.6水室的部件图8第二章 平板封头的设计92.1平板封头的强度计算9设计参数的确定9平板封头壁厚的设计9平板封头的结构设计10第三章 喷板的设计113.1 喷嘴孔在
4、喷板上的布置113.2 喷板的稳定性计算11设计外压的确定11稳定性计算11第四章 真空室的设计134.1 真空室的长度设计13圆筒的长度设计13一、进气管直径的确定13二、圆筒长度的确定14圆锥壳的长度设计144.2 真空室的稳定性计算14设计外压的确定14筒体壁厚的设计14一、试差法14二、图算法15圆锥壳壁厚的设计164.3 真空室的法兰联接结构设计16外压圆筒的法兰联接结构设计16外压圆锥壳的法兰联接结构设计17一、管法兰的设计及密封面的选型17二、垫片的设计及螺栓、螺母的设计18进气管法兰联接结构设计18一、法兰的设计及密封面的选型18二、垫片的设计及螺栓、螺母的设计19进气管的装配
5、尺寸20支座的装配尺寸20真空表接管的装配尺寸214.4 真空室的部件图21第五章 喷嘴的设计225.1喷嘴的设计225.2防旋装置的设计22第六章 喉管、尾管的结构设计236.1 喉管的设计236.2 尾管的设计23尾管的设计23法兰联接结构设计24一、管法兰的设计及密封面的选型24二、垫片的设计及螺栓、螺母的设计24第七章 压力试验267.1水室的水压试验26试验压力的确定26压力试验的强度校核26水压试验的操作267.2真空室的气压试验27试验压力的确定27压力试验的强度校核27气压试验的操作27第八章 支座的设计288.1 设备工作时总质量的估算28设备金属的质量Q1的估算28(一)水
6、室的金属质量28(二)真空室的金属质量28(三)喷板及喷嘴的金属质量29(四)尾管的金属质量29(五)附件的金属质量29操作介质的质量Q2的估算298.2支座的选型及尺寸设计30支座的选型30支座的尺寸设计30第九章 开孔补强的设计计算319.1 水室开孔补强的设计计算31水室的筒体开孔后被削弱的金属面积A的计算31有效补强区内起补强作用的面积计算31一、筒体起补强作用金属面积的计算31二、接管起补强作用金属面积的计算32三、焊缝起补强作用金属面积的计算32补强面积的的确定329.2真空室开孔补强的设计计算32真空室的筒体开孔后被削弱的金属面积A的计算32有效补强区内起补强作用的面积计算33一
7、、筒体起补强作用金属面积的计算33二、接管起补强作用金属面积的计算33三、焊缝起补强作用金属面积的计算34补强面积的的确定34第十章 主要焊缝的结构与尺寸设计35第十一章 装配图及主要部件图的设计3711.1技术特性表3711.2接管表3711.3技术要求3711.4标题栏及明细表3811.5 装配图及部件图39参 考 文 献40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-
8、B,法兰材料选用16Mn,其基本结构如图1所示。1.1 水室筒体的设计 设计参数的确定设计压力: 1.1,取1.1=1.10.35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: = = 1.10.35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: 1 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
9、已不是确定筒体壁厚的主要因素,应按刚度条件设计筒体壁厚。 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法兰的设计及密封面的选型根据法兰的DN=500、PN=0.6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 500-0.6 JG/T4701-2002。材料: 16Mn 螺栓规格:16 螺栓数量:20 法兰数量:3 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0.35,由垫片选用表可知:选用橡
10、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 500-0.6 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、=18(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 M1680 材料:
11、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 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。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。进液管法兰联接结构的设计一、管法兰的设计及密封面的选型根据管法兰的DN=200、P
12、N=0.6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。法兰标记:HG20592 法兰 PL200-0.25 RF 16Mn 图4 进液管法兰的结构与尺寸二、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0.35,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 200-0.6 XB350图5 垫片的尺寸图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(100HV、GB/T 95-2002)
13、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压力表接管及法兰联接结构的设计 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。 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=0.6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