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1、安徽工程大学毕业设计（论文）2.4 m3搅拌反应釜设计摘 要本文设计的搅拌设备是搅拌反应釜，反应釜的结构采用夹套式。内筒介质是染料及有机溶剂，设计压力为0.7MPa；夹套内介质为冷却水或蒸汽，设计压力为0.9MPa；主体材质为Q345R，搅拌速度为50r/min，反应釜体积为2.4m3，操作体积为2.0m3，轴功率为1.4KW。搅拌反应釜主要由筒体和夹套组成，多为中、低压压力容器；搅拌装置由搅拌器和搅拌轴组成；传动装置是为搅拌装置设置的，主要由电动机、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、工艺接管等附件一起，构成完整的搅拌反应釜。设计方法
2、采用压力容器常规设计方法，遵循化工设备要求，按照GB150-98钢制压力容器等技术法规执行，设计内容主要包括釜体（内筒与夹套）强度、结构设计、校核和水压试验；搅拌装置设计与校核；传动装置设计以及反应釜其他零部件设计等。反应釜作为搅拌设备的一种，其应用前景广泛，尤其在石油与化工行业中更是得到了广泛的应用。关键词 反应釜；釜体；搅拌装置；传动装置；附件AbstractThis design of mixing equipment is stirred tank reactor with jacket. Inner tube is a dye and an organic solvent mediu
3、m and the design pressure is 0.7Mpa.jacket cooling medium is water or steam and the design pressure ois 0.9MPa; The main material is Q345R, stirring speed is 50r/min, reactor volume is 2.4m3, operating volume is 2.0m3 and shaft power is 1.4KW。stirred tank reactor is mainly composedof the cylinder an
4、d the jacket ，mostly in medium and low-pressure vessels.The mixing device composed by a stirrer and agitator shaft.The gearing is set for the stirring device, mainly consists of motor, reducer, couplings and shafts and other components; seal device is dynamic seal, generally use mechanical seal or p
5、acking.All of them with support, manholes, and other accessories with the takeover process constitute a complete stirred tank reactor.Pressure vessel design using conventional design methods, follow the chemical equipment requirement, according to GB150-98 steel pressure vessel and other technical e
6、nforcement.The designed mainly includes kettle body (inner tube and jacket) strength, structural design, school nuclear and hydraulic test, stirring device design and checking, gear design and other reactor components design.Reactor as a stirring device has broad application prospects, especially in
7、 the oil and chemical industry it has been even more widely used.Keywords reactor；kettle；stirring device；gearing；attachment目录引言- 1 -第1章 绪论- 3 -1.1反应釜研究的背景及意义- 3 -1.2反应釜的研究现状- 3 -1.3反应釜的发展趋势- 4 -第2章 反应釜釜体的设计- 6 -2.1 釜体 、的确定- 6 -2.2 釜体筒体壁厚的设计- 6 -2.3 釜体封头的设计- 7 -2.4筒体长度的设计- 7 -2.5 外压筒体壁厚的设计- 8 -2.6 外压
8、封头壁厚的设计- 8 -第3章 反应釜夹套的设计- 10 -3.1 夹套的、的确定- 10 -3.2 夹套筒体的设计- 10 -3.3 夹套封头的设计- 10 -3.4 传热面积的校核- 11 -第4章 反应釜釜体及夹套的压力试验- 12 -4.1釜体的水压试验- 12 -4.2釜体的气压试验- 12 -4.3夹套的液压试验- 13 -第5章 反应釜附件的选型及尺寸设计- 15 -5.1釜体法兰联接结构的设计- 15 -5.2工艺接管的设计- 16 -5.3接管垫片尺寸及材质- 18 -5.4人孔的设计- 19 -5.5视镜的选型- 20 -5.6支座的选型及设计- 21 -第6章 搅拌装置的
9、设计- 23 -6.1搅拌轴直径的初步计算- 23 -6.2搅拌抽临界转速校核计算- 23 -6.3联轴器的选择- 23 -6.4搅拌器的设计- 24 -6.5搅拌轴尺寸的设计- 26 -第7章 传动装置的选型和尺寸计算- 27 -7.1电动机的选型- 27 -7.2减速器的选型- 27 -7.3机架的设计- 27 -7.4底座的设计- 28 -7.5凸缘法兰的选型- 29 -7.6 密封形式的选择- 29 -7.7安装底盖与密封箱体、机架的配置- 30 -第8章 焊缝结构设计及开孔补强计算- 31 -8.1釜体上的主要焊缝结构- 31 -8.2夹套上的焊缝结构的设计- 32 -8.3封头开人
10、孔后被削弱的金属面积的计算- 33 -8.4有效补强区内起补强作用的金属面积的计算- 33 -8.5判断是否需要补强的依据- 34 -结论与展望- 35 -致谢- 36 -参考文献- 37 -附录- 38 -附录A：主要参考文献摘要及题录- 38 -附录B：英文原文及翻译- 40 - 23 -插图清单图2-1 椭圆型封头结构9图3-1夹套下封头的结构 11图3-2夹套上封头的结构 11图5-1乙型平焊法兰结构15图5-2垫片结构15图5-3蒸汽入口结构17图5-4突面板式平焊法兰结构17图5-5垫片结构形式18图5-6人孔19图5-7视镜21图6-1联轴器结构形式及尺寸24图6-2 C型凸缘联
11、轴器轴头24图6-3搅拌器型式25图6-4桨式搅拌器的结构25图7-1电动机结构及安装尺寸27图7-2 机架结构 28图7-3 底座的型式及尺寸 29图7-4 凸缘法兰结构型式及尺寸 29图7-5 填料密封结构型式 30图7-6安装底盖与密封箱体、机架的配置结构30表格清单表2-1 几种搅拌设备筒体的高径比6表3-1 封头尺寸 11表5-1 法兰结构尺寸 15表5-2 垫片的尺寸 16表5-3 法兰、垫片、螺栓、螺母材料 16表5-4 板式平焊法兰的尺寸 18表5-5 各法兰垫片尺寸明细表 19表5-6 回转盖带颈平焊法兰人孔的尺寸 20表5-7 PN1.0DN400人孔的明细表20表5-8
12、视镜材料 21表5-9 B型耳式支座的尺寸22表6-1 浆式搅拌器的尺寸 25表7-1 机架尺寸 28引言反应釜的广义理解即有物理或化学反应的容器，通过对容器的结构设计与参数配置，实现工艺要求的加热、蒸发、冷却及低高速的混配功能。由于反应过程中的压力不同对容器的设计要求也不尽相同。不锈钢反应釜广泛应用于石油、化工、橡胶、农药、染料、医药、食品等生产型用户和各种科研实验项目的研究，用来完成水解、中和、结晶、蒸馏、蒸发、储存、氢化、烃化、聚合、缩合、加热混配、恒温反应等工艺过程的容器。反应釜是综合反应容器，根据条件对反应釜结构功能及配置附件的设计。从开始的进料到出料均能够以较高的自动化程度完成预先设定好的步骤要求，对反应过程中的温度、压力等重要参数进行严格的调整。1.反应釜常见的类型反应釜根据材质可大致分为一下几种类型：不锈钢反应釜不锈钢反应釜由釜体、夹套、搅拌器、传动装置、轴封装置和其他附件等组成。材质一般有碳钢、不锈钢以及其他合金或复合材料；根据反应釜的制造机构可分为开式平盖式反应釜、开
