化工机械设计说明书

化工设备机械基础课程设计题目： 1.2m3夹套反应釜设计学院: 化学与化工学院

专业: 化学工程与工艺

姓名: 吴羊1166115129

李洋1166115322

刘艳魁1166115225

梁俊亭1166115337

姬冰洁1166115229

李源1166115310 指导老师: 张永强韩晓星

完成日期: 2013/12/4

目录

一．课程设计任务书 (3)

二．设计方案的分析和拟定 (3)

三．夹套反应釜的设计 (4)

1釜体的尺寸 (4)

1.1容积 (4)

1.2确定筒体的直径和高度 (4)

1.3确定筒体封头尺寸 (5)

2.外压圆筒与封头的设计 (5)

2.1确定筒体的材料、厚度 (5)

3.确定夹套的直径和高度 (9)

4.压力试验及强度校核 (10)

4.1外压容器的试压（液压试验）。 (10)

4.2夹套压力校核。 (10)

5.釜体法兰选择 (11)

6.反应釜的搅拌装置 (12)

6.1搅拌器的设计 (12)

6.2搅拌器设计 (13)

7.反应釜的传动装置 (14)

7.1电动机的选用 (14)

7.2减速器的选用 (15)

7.3凸缘法兰 (15)

7.4安装低盘 (16)

7.5机架选用 (16)

7.6传动轴的选用 (17)

7.7联轴器 (18)

7.8反应釜的轴封装置 (18)

8.反应釜的人孔 (19)

8.1 人孔 (19)

8.2选用人孔法兰 (20)

8.3人孔、凸缘法兰开孔补强计算 (20)

9.支座的选型与设计 (22)

9.1支座的选型 (22)

9.2支座载荷计算尺寸的初步设计 (23)

9.3支座载荷的校核计算 (24)

10.设备接口 (25)

10.1进料管和出料管钢管的外径和壁厚 (25)

10.2加热蒸汽进出管钢管的外径和厚度 (26)

10.3温度计接口 (27)

10.4安全阀接口 (27)

10.5视镜的选择 (27)

四.设计心得 (29)

五.参考文献 (29)

一．课程设计任务书

1设计目的：

把所学的《化工设备机械基础》及相关知识，在课程设计中综合运用，把化工工艺条件

与化工设备设计有机的结合起来，巩固和加强有关机械课程的基本理论和基本知识。

2设计要求：

A 、设计压力：容器内的设计压力为0.2MPa ，夹套内的设计压力为2.5MPa ，由此可知本反应釜是在常压下工作 。

B 、设计温度：容器内的设计温度<200℃，夹套内的设计温度250℃，设计温

度均不高，不需要对反应釜作保温措施。

D 、介质选择：容器内的介质为氯乙烯单体,夹套内的介质为蒸汽。

E 、搅拌器：选用桨式搅拌器，搅拌轴转速为85 r/min ，轴功率为2.8kW 。

F 、操作容器体积：1.2m 3

G 、单面腐蚀余量2C =1mm ，焊缝系数mm C 1,11==ϕ

H 、材料选择：最常用的16MnR 优质碳素专用钢材，由此釜中的其他接管法

兰等钢材也选用16MnR 优质碳素专用钢材。封头为标准的椭圆封头，16MnR 优质碳素专用钢材，搅拌装置选用45钢。

二．设计方案的分析和拟定

根据任务书中的的要求，一个夹套反应釜主要有搅拌器，搅拌装置，传动装置，轴封装置，支座，人孔，工艺接管的一些附件构成。而搅拌器可以分为罐体和夹套两部分。搅拌装置分为搅拌器和搅拌轴，根据任务说明书的要求本次设计搅拌器为浆式搅拌器；考虑到机械轴封的实用性和应用的广泛性，所以轴封采用机械轴封。

在阅读任务设计书之后，按以下内容和步骤进行夹套反应釜的机械设计。

（1）总体结构设计。

根据工艺的要求，并考虑到制造安装和维护检修的方便来确定各部分结构形式。

（2）搅拌器的设计。

A ．根据工艺参数确定各部件几何尺寸；

B ．考虑压力，温度，腐蚀因素，选择釜体和夹套材料；

C ．对罐体，夹套进行强度和稳定性计算，校核；

（3）传动系统设计，包括选择电机。确定传动类型，选择联轴器等。

（4）决定并选择轴封类型及有关零件。

（5）绘图，包括总图，部件图。

（6）编制技术要求，提出制造，装配，检验和试车的方面的要求。

三．夹套反应釜的设计

1釜体的尺寸

釜体的尺寸主要是确定它的容积.长径比和壁厚。

1.1容积

釜体的操作容积V 0,釜体的全容积V ,装料系数η。

选择填料系数η=0.6

三者关系为： ηV V o =得26.02.1===η

o V V m ³ 1.2确定筒体的直径和高度

选取长径比: 6.1==i

D H i 估计圆筒内径为：

mm m i V D i 1167167.16

.124433==⨯⨯=≈

ππ 将计算结果圆整至公称直径标准系列，选取筒体直径mm D i 1200=。

此时由上表8-24得每一米高的筒体容积为31131.1m V =，表面积277.3m F i =

查上表8-27得，mm D N 1200=时的标准椭圆封头曲面高度mm h 3001=，直边高度252=h mm ，封头容积32545.0m V h =，表面积2665.1m F h =。 筒体高度为mm V V V H h 1543131

.12545.021=-=-= 筒体高度圆整为mm H 1600=。 于是33.11200

1600===D L i ，复核结果基本符合原定范围。 修正体积：3310.2064.22545.06.1131.1m m V H V V h >=+⨯=+=

1.3确定筒体封头尺寸

(1)筒体封头内径：mm D D i N 1200==

(2)筒体的封头高度：H=325mm

2.外压圆筒与封头的设计

2.1确定筒体的材料、厚度

筒体材料选用16MnR ，筒体上部分受0.2MPa 内压，下部分受2.3 MPa 外压，故以受外压部分计算出的壁厚肯定符合条件。

被夹套包围的筒体按内压计算，受双面腐蚀作用，取1C =1mm ，2C =2mm ，初选筒体厚度 mm n 32=δ ，由表4—9查得P97—钢板厚度的负偏差

则有效厚度： mm C n e 292132=--=-=δδ