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1、沈阳理工大学课程设计焊接结构课程设计任务书学院专业焊接专业学生姓名 学号设计题目蒸汽加热反应釜设计要求及技术参数： 全容积18m3 工作压力0.5MPa 工作温度80 容器材料1Cr18Ni9T. 技术要求：1.写出该结构的几种设计方案 2.强度计算及尺寸选择 3.绘制结构设计图 4.撰写主要工艺过程 5.撰写设计说明书进度安排：1熟悉零件：讲授课程，熟悉零件 2天2查阅相关资料，提出可行方案 2天3上机画图 3天4书写说明书 4天5图纸及工艺的检测 2天6答辩 2天指导教师（签字）： 年 月 日学院院长（签字）：年 月 日 蒸汽加热反应釜课程设计前言 蒸汽加热反应釜广泛的应用于医药、化工、塑
2、料、橡胶、建材、食品等行业，具有加热迅速、耐高温、耐腐蚀、无环境污染、无需锅炉自动加温、使用方便等特点。 不锈钢反应釜由锅体、锅盖、搅拌器、加热夹套、支承及传动装置、轴封装置等组成。锅体、锅盖、搅拌器、轴封等均由 1cr18Ni9Ti 不锈钢制作。 锅体与锅盖由法兰密封联接，锅体下部有放料孔，锅内有搅拌器，锅盖上开进料、搅拌观察、测温测压、蒸汽引出分馏、安全放空等工艺管孔。 锅盖上部焊接支架上，装置减速机与电机，由传动轴驱动锅内搅拌器，轴封装置在锅盖顶部。 加热夹套上开有进、排油（汽）测温，放空蒸汽阀门、电热棒等接管孔。 由于用户因生产工艺、操作条件不尽相同，对锅盖工艺开孔、搅拌型式（有桨式、
3、锚式、框式、螺旋式等）、支承型式（悬挂式或支支座式）以及填料密封装置等不同要求，另行设计。目 录第一章 反应釜釜体的设计1.1 釜体DN 、PN的确定41.2 釜体筒体壁厚的设计 41.3 封头的设计 5 1.4筒体长度的设计5第二章 反应釜夹套的设计2.1夹套的、的确定62.2夹套筒体的设计62.3夹套封头的设计6第三章 反应釜釜体及夹套的压力试验3.1釜体的水压试验93.2釜体的气压试验93.3夹套的液压试验10第四章 反应釜附件的选型及尺寸设计4.1人孔的设计124.2视镜的设计134.3支座的选型及设计144.4工艺接管的设计15第五章 固体物料进口的开孔及补强计算5.1封头开人孔后被
4、削弱的金属面积的计算18第六章 焊缝结构的设计19第七章 第七章 反应釜的装配图及零件图7.1 反应釜的装配图227.1 反应釜的零件图22参考文献 23第一章 反应釜釜体的设计1.1 釜体 、的确定1.1.1 釜体的确定将釜体视为筒体，取L/D=1.1由V=(/4)，L=1.1则=，圆整=2.8m由文献4-1页表4-1-1查得釜体的=2800mm1.1.2釜体的确定因工作压力0.5，故：0.61.2 釜体筒体壁厚的设计1.2.1设计参数的确定设计压力P：P（1.051.1），取P1.1=1.10.5=0.55MPa；液体静压：(kgf/)0.2MPa /P=0.2/0.55=36.365，不
5、可以忽略；计算压力：=P+= 0.75；设计温度： 80 ；焊缝系数： 1.0（双面埋弧焊，100%无损探伤）；许用应力：根据材料1Cr18Ni10Ti、设计温度50，由文献14-46页续表4-2-8知131；钢板负偏差：0.8 腐蚀裕量：0（不锈钢腐蚀极微）厚度附加量C：C=+=0.8mm1.2.2 筒体壁厚的设计由公式=+C 得：+0.8=8.84mm，圆整=9mm，实际取=10mm刚度校核：不锈钢的1.3 封头的设计 上下封头都取标准椭圆形封头，内径与筒体相同，标准JB1154-73由公式 =+C得： =+0.8=8.83mm 圆整得=9mm根据规定，取封头壁厚与筒体壁厚一致=10mm、
6、 封头的直边尺寸、体积及重量的确定根据=2800mm，由文献14-12页续表4-1-4知：曲面高度：700 体积：3.12 直边高度：40 内表面积F：8.82 质 量m: 842kg 结构如图1-1所示 图1-1 外径为公称直径的椭圆形封头1.4 筒体长度的设计1.4.1筒体长度H的设计 ， =1.911mm圆整得: H =1920mm 1.4.2釜体长径比的复核=（H+2）/= （1920+2700）/2800=1.18； 在1.01.3之间，满足要求。第二章 反应釜夹套的设计2.1 夹套的、的确定2.1.1夹套的确定 由夹套的筒体内径与釜体筒体内径之间的关系可知：=+1002800+10
7、0=2900mm考虑到2900一般不在取值范围，故取=3000mm2.1.2 夹套的确定由设备设计条件单知，夹套内介质的工作压力为常压，取0.252.2 夹套筒体的设计 2.2.1 夹套筒体壁厚的设计因为为常压0.3，所以需要根据刚度条件设计筒体的最小壁厚。 30003800，取min2 /1000且不小于3 另加C， min6+0.8=6.8（），圆整=7。对于不锈钢制造的筒体壁厚取8。 2.2.2 夹套筒体长度的初步设计公式= ，由文献14-2页表4-1-3知=7.030 所以，=1.604m 圆整后 =1610mm2.3 夹套封头的设计 2.3.1 封头的选型夹套的下封头选标准椭球型，内
8、径与筒体相同。标准JB/1154-73。夹套的上封头选折边锥形封头 2.3.2 椭球形封头壁厚的设计因为为常压0.3，所以需要根据刚度条件设计封头的最小壁厚。 30003800，取min2/1000且不小于3 另加C， min6+0.8=6.8mm对于不锈钢制造的封头壁厚取8。 2.3.3椭球形封头结构尺寸的确定 图2-1 外径为公称直径的椭圆形封头 下封头的结构如图2-1所示由文献14-12页续表4-1-4得封头的尺寸如下：曲面高度=750mm 直边高度=40mm 容积=3.18 内表面积A=10.01封头的下部结构如图2-1 封头下部结构的主要结构尺寸300。 图 2-2封头的下部结构 2
9、.3.4折边锥形封头壁厚的设计考虑到封头的大端与夹套筒体对焊，小端与釜体筒体角焊，因此取封头的壁厚与夹套筒体的壁厚一致，即8。结构如图2-3所示 图2-3 折边锥形封头由文献14-31页续表4-1-13得 直边高度h=25mm 圆弧半径=50mm=2800mm0.6=10mm=10mm曲面高度：700 体积：3.12 直边高度：40 内表面积F：8.82 质 量m: 842kgH =1920mm=3000mm0.258 =1610mm8曲面高度=750mm 直边高度=40mm 容积=3.18 内表面积A=10.018第三章 反应釜釜体及夹套的压力试验3.1釜体的水压试验3.1.1水压试验压力的
10、确定 水压试验的压力：且不小于(p+0.1) ，查.0=1.250.551=0.69MPa，（+0.1）= 0.65 ， 取=0.693.1.2液压试验的强度校核 由 得：=105.3MPa 0.9 =0.91311.0=117.9MPa由105.3 0.9 故液压强度足够3.1.3压力表的量程、水温及水中浓度的要求 压力表的最大量程： =2=20.69=1.38 或1.5PT 4PT 即1.03MPa 2.76 水温15 水中浓度253.1.4水压试验的操作过程操作过程：在保持釜体表面干燥的条件下，首先用水将釜体内的空气排空，再将水的压力缓慢升至0.69，保压不低于30，然后将压力缓慢降至0.55，保压足够长时间，检查所有焊缝和连接部位有无泄露和明显的残留变形。若质量合格，缓慢降压将釜体内的水排净，用压缩空气吹干釜体。若质量不合格，修补后重新试压直至合格为止。水压试验合格后再做气压试验。3.2釜体的气压试验3.2.1气压试验压力的确定 气压试验的压力： =1.150.551.0=0.6325（）取=0.653.2.2气压试验的强度校核 由得： = 99.23MPa 0.8 =0.81311.0=104.8MPa
