化工课程设计夹套反应釜课程设计.doc

化工设备机械基础课程设计 题 目： 1m3夹套反映釜设计 学 院: 化学与材料工程学院 专　　业: 化学工程 班　 级: 10化工 姓 名: 学 号: 指导老师: 完毕日期: 2023年6月1日 夹套反映釜设计任务书设计者： 班级：10化工 学号： 指导老师： 日期： 一、设计内容设计一台夹套传热式带搅拌的配料罐二、设计参数和技术特性指标见下表三、设计规定1. 进行罐体和夹套设计计算；2. 选择支座形式并进行计算；3. 手孔校核计算；4. 选择接管、管法兰、设备法兰；5. 进行搅拌传动系统设计；（1）进行传动系统方案设计（指定用V带传动）；（2）作带传动设计计算：定出带型，带轮相关尺寸（指定选用库存电机Y1322-6，转速960r/min,功率5.5kW）；（3）选择轴承；（4）选择联轴器；（5）进行罐内搅拌轴的结构设计、搅拌器与搅拌轴的连接结构设计；6. 设计机架结构；7. 设计凸缘及安装底盖结构；8. 选择轴封形式；9. 绘制装配图；10. 绘传动系统部件图。

表1 夹套反映釜设计任务书简图设计参数及规定容器内夹套内工作压力，Mpa设计压力，MPa0.20.3工作温度，℃设计温度，℃<100<150介质染料及有机溶剂冷却水或蒸汽全容积，m31.0操作容积，m30.8全容积传热面积，m2>3.5腐蚀情况薄弱推荐材料Q235-A搅拌器型式推动式搅拌轴转速，r/min200轴功率，kW4接管表符号公称尺寸DN连接面形式用途a25蒸汽入口b25加料口c80视镜d65温度计管口e25压缩空气入口f40放料口g25冷凝水出口h100手孔 目 录1. 夹套反映釜的结构 61.1 夹套反映釜的功能和用途 61.2 夹套反映釜的反映条件 62. 设计标准 73. 设计方案的分析和拟定 74. 各部分结构尺寸的拟定和设计计算 84.1 罐体和夹套的结构设计 94.1.1 罐体几何尺寸计算 94.1.2 夹套几何尺寸计算 114.2 夹套反映釜的强度计算 134.2.1 强度计算(按内压计算强度) 134.2.2 稳定性校核(按外压校核厚度) 174.2.3水压实验校核 224.3 反映釜的搅拌器 244.3.1 搅拌装置的搅拌器 244.3.2 搅拌器的安装方式及其与轴连接的结构设计 244.3.3 搅拌装置的搅拌轴设计 254．4 反映釜的传动装置设计 274.4.1 常用电机及其连接尺寸 274.4.2釜用减速机类型、标准及其选用 274.4.3 V带减速机 284.4.4凸缘法兰 324.4.5安装底盖 334.4.6机架 334.4.7联轴器 344.5 反映釜的轴封装置设计 344.5.1 填料密封 344.5.2 机械密封 354.6反映釜的其他附件设计 364.6.1 支座 364.6.2 手孔和人孔 364.6.3 设备接口 365. 设计小结 396. 参考文献 40设计说明书1. 夹套反映釜的结构夹套反映釜重要由搅拌容器、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，重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立的，重要由电机、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，构成完整的夹套反映釜1.1 夹套反映釜的功能和用途反映釜具有耐高温、耐腐蚀、生产能力强等优点，广泛用于合成塑料、合成橡胶、合成纤维、农药、颜料、树脂、化肥等行业还用于医药，化工，食品，轻工等行业中的水解，中和，结晶，蒸馏，蒸发，储存等生产环节釜体上的夹套重要是用于加热和冷却的模块其中带搅拌的夹套反映釜是精细化工、涂料、热熔胶、医药及食品等工业中常用的反映设备之一它是一种在一定压力和温度下，借助搅拌器将一定容积的两种（或多种）液体以及液体与固体或气体物料混匀，促进其反映的设备1.2 夹套反映釜的反映条件 夹套反映釜的设计要注重反映的条件，一般考虑夹套和搅拌器的材料、上下进出口的设计，重要分为温度、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。

要是反映温度高也许要使用油 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，规定不高的情况下，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映釜，一般只要能承受两倍的大气压就可以了 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，尚有就是出料口的大小，有些物质反映后不容易放出，所以要设计合适 材料----一般反映釜都是玻璃的，要是工业生产最佳用搪瓷的，搅拌的金属要注意保护不要被腐蚀，放料活塞要可以防腐 尚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/T 20569-94 《机械搅拌设备》（2）GB 150-1998 《钢制压力容器》（3）HG 21563~21572-95 HG 21537.7~8-92 《搅拌传动装置》（4）TCED S8-90 《压力容器强度计算书统一格式》（5）CD 130A20-86 《化工设备设计文献编制规定》3. 设计方案的分析和拟定由夹套反映釜设计任务书可知，本次设计内容是设计一台夹套传热式带搅拌的配料罐。

任务书中已经给定此夹套反映釜一些设计参数及规定，我先对已有数据进行进一步分析并拟定本次设计的总体设计方向本次我要设计的是全容积为1，操作容积为0.8的夹套反映釜1、设计压力：容器内的设计压力为0.2MPa，夹套内的设计压力为0.3MPa，由此可知本反映釜是在常压下工作 2、设计温度：容器内的设计温度<100℃，夹套内的设计温度<150℃，设计温度均不高，不需要对反映釜作保温措施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：选用推动式搅拌器，搅拌轴转速为200 r/min，轴功率为4kW5、材料选择：任务书上的推荐材料为最常用的Q235-A碳素钢材，由此釜中的其他接管法兰等钢材也选用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：任务书指定选用库存电机Y1322-6，转速960r/min,功率5.5kW，给定搅拌传动系统用V带传动7、接管设计：已知反映釜的用途为传热带搅拌，因此反映釜需要蒸汽入口、加料口、视镜、温度计管口、压缩空气入口、放料口、冷凝水出口、手孔任务书中已经分别给出相应的公称尺寸：蒸汽入口公称尺寸DN=25、加料口公称尺寸DN=25、视镜公称尺寸DN=80、温度计管口公称尺寸DN=65、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。

8、焊接选择：焊接采用电弧焊，焊条牌号：采用J 507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10、检查事项：（1）、容器上的A类和B类焊缝应进行X射线探伤检查，探伤长度为20%，X射线探伤应符合JB4730-94《压力容器安全技术监察规程》规定，Ⅲ级为合格.（2）、设备制造完毕后设备内0.25MPa进行水压实验，合格后焊上夹套，夹套内以0.38MPa进行水压试压3）、设备上凸缘与安装底座的连接表面，应在组焊后加工，安装时轴线应处在垂直状态，搅拌轴轴封处轴的径向摆动量不得大于0.5mm,搅拌轴轴向窜动量不得大于0.3mm4）、设备制造完毕后以水代料试运转1小时，应使设备达成工作压力，试运转过程中不得有不正常的噪音和震动此外，设计中还需选择接管、管法兰、设备法兰、轴承、联轴器、轴封形式，最后完毕设计时，需将设计的反映釜绘制成装配图及绘出传动系统部件图4. 各部分结构尺寸的拟定和设计计算4.1 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1200㎜，宜采用可拆连接当规定可拆时，做成法兰连接夹套型式与罐体相同 4.1.1 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下表4-1：全容积（） 1.0操作容积（） 0.8传热面积（） 3.5表4-1 原始尺寸2、几种搅拌釜的长径比i值如下表4-2,本次设计任务的内物料为液-液相物料，所以i的取值范围为1～1.3又由于设计容器不大，为使直径不致太小，在顶盖上容易布置接管和传动装置，故选取i =H1/D1=1.2表4-2 i取值种类设备内物料类型i一般搅拌器液-固相或液-液相物料1～1.3气-液相物料1～2发酵罐类1.7～2.5初算筒体内径按式 计算,得 m 按下表4-3筒体的容积、面积和质量,选取圆整筒体内径 =1000mm，一米高的容积 =0.785，内表面积=3.14。

表4-3筒体的容积、面积和质量按附表4-4 以内径为公称直径的椭圆封头的型式和尺寸,选取釜体封头容积 =0.1505 表4-4 以内径为公称直径的椭圆封头的型式和尺寸釜体高度按式 计算,得 =（1-0.1505）/0.785=1.0822m选取圆整釜体高度 =1000 mm 实际容积按式 计算,得 。