1、畢業設計苯基苯酚甲醛樹脂成套裝置蒸餾釜研究設計phenyl phenol formaldehyde resindisitillation kettle班級： 過程裝備與自動化 學生姓名： 學號： 指導教師： 職稱：副教授/高級工程師 導師單位： 徐州工業職業技術學院 論文提交日期： 2013年11月30日 一選題意義及背景所研究的課題是實現具體化工生產過程中不可缺少的設備。在石油、化工、輕工、制藥、能源等工業生產中，常常需要實現工藝要求的加熱、蒸發、冷卻及低高速的混配功能，課題選自工程實踐，具有工程實用價值。設計與參數配置的反應釜，達到工藝的需求，滿足生產需要。二畢業設計（論文）主要內容設計參

2、數及要求容器內夾套內工作壓力/mpa0.90.6設計壓力/mpa10.66工作溫度/130164設計溫度/150168介質合成樹脂水蒸汽全容積/m30.073腐蝕情況微腐傳熱面積/m20.62攪拌轉速/ r/min85推薦材料06cr19ni10軸功率/kw1.2攪拌器型式錨框式裝料系數0.81.完成設計論文2.完成反應釜主體和零部件的結構和強度設計3.合計完成a1圖紙至少三張（總裝配圖和零件圖）三計劃進度1.第一周：查閱資料，完成論文的緒論，完成初步設計計算2.第二周：完成反應釜設計及計算，初步進行結構和強度設計3.第三周：完善結構及強度設計，繪制出相應零件圖4.第三周：完成電機及動力傳動裝

3、置的選型設計，完成總裝圖及零件圖5.第五周：查缺補漏，修改論文和圖紙，并提交畢業設計相關資料，準備答辯四畢業設計（論文）結束應提交的材料.畢業設計（論文）報告.畢業設計論文評閱表和交叉評閱表.答辯評分表.論文真實性承諾及指導教師聲明.設計計算書.圖紙.其它相關資料指導教師 教研室主任 年 月 日 年 月 日附：參考圖樣（尺寸不符） 管口表符號公稱尺寸用途a50蒸餾口b50進料口c1-250視鏡d25測濕口e20壓力表口f25回流口/真空口g25進料口h1-325蒸汽進出口k40出料口s8氮氣口n8平衡口m25測溫口l25安全閥口論文真實性承諾及指導教師聲明學生論文真實性承諾本人鄭重聲明：所提交

4、的作品是本人在指導教師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果，內容真實可靠，不存在抄襲、造假等學術不端行為。除文中已經注明引用的內容外，本論文不含其他個人或集體已經發表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。如被發現論文中存在抄襲、造假等學術不端行為，本人愿承擔本聲明的法律責任和一切后果。畢業生簽名： 日 期： 指導教師關于學生論文真實性審核的聲明本人鄭重聲明：已經對學生論文所涉及的內容進行嚴格審核，確定其內容均由學生在本人指導下取得，對他人論文及成果的引用已經明確注明，不存在抄襲等學術不端行為。指導教師簽名： 日 期： 摘要蒸餾釜是根據物質餾分沸點

5、的不同，通過加熱將混合物料的個別組分汽化，再通過冷凝裝備收集，來完成蒸餾。通過這次的苯基苯酚甲醛樹脂蒸餾釜的設計，目的就是了解蒸餾釜的結構、工作原理、工作條件及其安裝、檢修。在工業生產中，蒸餾釜的主要作用使物料在蒸餾釜中不斷的加熱攪拌，并使溫度達到一定的值，使物料中的某些組分汽化，從而達到提純的裝置。依據gb150-2011鋼制壓力容器和hg/t 20569-1994機械攪拌設備等標準對蒸餾釜個零件的結構和強度進行計算和校核，包括內筒的筒體和封頭的厚度計算和校核、夾套的筒體和封頭的厚度計算、攪拌軸的計算和校核等。最后查閱標準，按實際設計步驟依次進行結構設計，加以研究和分析得出蒸餾釜的設計參數并

6、畫出蒸餾釜的cad裝配圖。【關鍵詞】 蒸餾釜 攪拌傳動裝置 夾套abstractdistillation kettle is based on the material of distillate boiling point is different,the individual components of the mixture material vaporized by heating,and then collected by condensing equipment,to complete the distillation. through the design of phenyl p

7、henol formaldehyde resin-still the,aimed to investigate the distillation tower structure,working principle,working conditions and the installation,maintenance.in industrial production,the main role still makes the material stirring constantly heated in a distillation kettle,and make the temperature

8、reaches a certain value,the material of some components in the vaporization,so as to achieve the purpose of purifying device.were calculated and checked according to the structure and strength of gb150-2011 steel pressure vessel and mechanical stirring equipmenthg/t20569-1994 standard for still part

9、s,including inner cylinder and cylinder head thickness calculation and checking,jacket and cylinder head thickness calculation and check of the stirring shaft.at last check standard,according to the actual design steps of structural design,design parameters and analysis of distillation tower and dra

10、w the assembly drawing cad distillation tower.keyword still the stirring transmission device jacket目錄第一章 緒論11.1 概述11.2設計方案的分析和擬定1第二章 罐體幾何尺寸計算22.1 確定筒體內徑22.2 確定封頭尺寸22.3 確定筒體高度32.4 夾套幾何尺寸計算32.5 傳熱面積計算42.6 夾套蒸餾釜的強度計算42.6.1 強度計算的原則及依據42.6.2 內筒及夾套的受力分析52.6.3 強度計算(按內壓計算厚度)52.6.4 穩定性校核（按外壓校核罐體厚度）72.6.5 水壓試

11、驗校核8第三章 蒸餾釜的攪拌裝置103.1 選擇攪拌器103.2 電動機額定功率的確定103.3 攪拌軸設計113.4 攪拌器強度設計12第四章 蒸餾釜的傳動裝置134.1 總體結構傳動裝置的系統組成134.2 選用電動機144.3 選用減速器144.4 凸緣法蘭的選用144.5 選用安裝底蓋154.6 機架的選用174.7 傳動軸的選用184.8 聯軸器的選用204.8.1凸緣聯軸器204.8.2釜內凸緣聯軸器的選用204.8.3釜外凸緣聯軸器的選用204.9 軸封裝置21第五章 工藝接管及附件選用235.1 夾套的工藝接管235.2容器法蘭的設計235.2.1 連接法蘭的結構235.2.2

12、 容器法蘭墊片245.3 設備接口255.3.1 接管的選用255.3.2 管法蘭的選用255.3.3 補強圈275.4 視鏡285.5 支座295.6 擋板29第六章 焊縫結構的設計316.1 釜體上的主要焊縫結構316.2 夾套上的焊縫結構的設計32總結33致謝34參考文獻35第一章 緒論1.1 概述蒸餾釜主要為解決現有的苯基苯酚甲醛樹脂在生產過程中，當物料中含有固狀物及高沸點物時需間斷檢修清理的問題而設計的。它包括蒸餾釜殼體，在蒸餾釜上方時上封頭，上封頭上有物料進口，蒸餾釜下部為固狀物及高沸點物沉降室，沉降室內設攪拌器，攪拌器軸通過軸封與外部電機相連。蒸餾釜底部設固狀物及高沸點物排出口。

13、1.2設計方案的分析和擬定根據任務書中的要求，一個夾套蒸餾釜主要有攪拌容器、攪拌裝置傳動裝置、軸封裝置、支座、工藝接管等一些附件構成。而攪拌容器又可以分為罐體和夾套兩部分。攪拌裝置分為攪拌器和攪拌軸，根據任務說明書的要求，本次設計攪拌器為錨框式攪拌器。考慮到機械軸封的實用性和應用的廣泛性，所以軸封采用機械密封。第二章 罐體幾何尺寸計算攪拌設備的罐體一般是立式圓筒形容器，由頂蓋、筒體和罐底組成，罐底大多為橢圓形封頭，必要時也可選錐形封頭。頂蓋選用橢圓形封頭或平蓋。罐底與筒體的連接常采用焊接連接。頂蓋與筒體的連接形式分為可拆和不可拆兩種，要求可拆時，采用法蘭連接。2.1 確定筒體內徑根據工藝條件給

14、定的容積 v=0.073m3按公式估算內徑d1： （2-1）式中 v工藝條件給定容積，： 高徑比，（按物料的類型選取，見表2-1） 填料系數，取0.8表2-1 常用攪拌容器的高徑比種類設備內內物料類型高徑比i一般攪拌器液-固相或液-液相物料1-1.3一般攪拌器氣-液相物料1-2發酵罐類1.7-2.5由表2-1可取 = 1.0,根據式（2-1）得：d1=420mm將d1估算值圓整到公稱直徑系列，得：d1=400mm2.2 確定封頭尺寸蒸餾釜罐體封頭與夾套封頭型式選取標準橢圓封頭，其斷面形狀如圖2-1所示。封頭內徑與筒體內徑相同。標準橢圓封頭查gb/t 25198-2010標準可知：總深度h=12

15、5mm,內表面積a=0.2049 容積v=0.0115m3圖 2-1 橢圓封頭2.3 確定筒體高度蒸餾釜容積通常按下封頭和筒體兩部分容積之和計算。則筒體高度按照式（2-2）計算并進行圓整： （2-2）式中 封頭容積，； 1米高筒體容積，/m。查表得：，再根據公式（2-2）得：圓整得：筒體高度確定后，按圓整后的筒體高度修正實際容積。 則： （2-3）式中 封頭容積，m3 1m高筒體容積，m3/m 圓整后的筒體高度，m所以：2.4 夾套幾何尺寸計算夾套的結構尺寸常根據安裝和工藝兩方面的要求而定。夾套與筒體的連接常焊接成封閉結構，夾套內徑可根據筒體內徑按表2-2選取，夾套下封頭型式同罐體封頭，其直徑

16、與夾套筒體相同。 表 2-2 夾套內徑于筒體內徑關系/mm500-600700-18002000-3000/mm+50+100+200查表（2-2） 得 夾套筒體內徑=500mm所以夾套下封頭直徑 夾套高度由傳熱面積決定，不能低于料液高。通常由工藝給定裝料系數 或根據已知操作容積和全容積進行計算，即 =操作容積/全容積夾套高按式（2-4）估算 （2-4）式中 取0.8 ，將值代入式（2-4）得 =0.372m 圓整取 =400mm2.5 傳熱面積計算夾套所包圍的罐體表面積（筒體表面積+封頭表面積）一定要大于工藝要求的傳熱面積,即： （2-5）式中， 筒體表面積 ，m2； 封頭表面積，參見gb/

17、t 25198-2010 ,m2 1m高筒體內表面積，m2/m查表得 由式（2-5）求出 所以滿足換熱要求。2.6 夾套蒸餾釜的強度計算當夾套蒸餾釜幾何尺寸確定后，則要根據已知的公稱直徑，設計溫度進行強度計算，確定罐體及夾套的筒體和封頭的厚度。2.6.1 強度計算的原則及依據強度計算中各參數的選取及計算，均應符合鋼制壓力容器的規定，強度計算應考慮以下幾種情況。（1）圓筒內為常壓外帶套時 當圓筒公稱直徑時，被夾套包圍部分的筒體按外壓（指夾套壓力）圓筒設計，其余部分按常壓設計； 當圓筒公稱直徑dn1mpa.該假設滿足要求，筒體封頭名義厚度為5mm。2.6.5 水壓試驗校核設計溫度按20 考慮，則試

18、驗溫度下06cr19ni10的許用應力=122mpa,設計溫度下許用應力 罐體試驗壓力由公式： （2-20）得，；夾套水壓試驗壓力由公式： （2-21）得，。查得06cr19ni10 在20 時罐體圓筒應力由公式： （2-22）得，；液壓強度足夠； 夾套內壓試驗應力由公式： （2-23）得，液壓強度足夠。第三章 蒸餾釜的攪拌裝置3.1 選擇攪拌器攪拌器又稱攪拌槳或攪拌葉輪，是攪拌設備的關鍵部件。攪拌裝置由攪拌器、軸及其支撐組成。攪拌器的形式主要有：槳式、推進式、框式、渦輪式、螺桿式和螺帶式等。它的選型通常按工藝來選，根據本次蒸餾釜的生產工藝，本釜選用ks型錨框式攪拌器。其結構和尺寸見圖3-1和

19、表3-1。根據條件選取 得dj=280mm，b=36mm，h=200mm圖3-1 ks型錨框式攪拌器結構形式（dj1340mm）表 3-1 攪拌器的重要參數槳型常用尺寸常用運轉條件常用介質粘度范圍錨框式葉端線速度15m/s小于(1:2)(1:1) 表 3-2 錨框式攪拌器的主要參數/mmdjdhd1d0h2h1lb許用扭矩m參考質量g28030200m8m69070-3661305.2注：液面高度，dj攪拌器直徑錨框式攪拌器與軸的連接采用螺栓對接，即葉輪與攪拌軸連接的一端制成半圓狀的軸環，然后兩側葉片的兩個半圓環用螺栓在攪拌軸上夾緊。同時用穿軸螺栓來固定葉片與攪拌軸。3.2 電動機額定功率的確

20、定由工業可知攪拌功率p=1.2kw ,填料密封功率損失約為攪拌器功率的10%，而機械密封的功率損失僅為填料密封的10%-15%。因此選用機械密封，其功率損失約為。傳動方式選用擺線針輪傳動，因此傳動裝置的機械效率=0.95.因此電動機功率由公式： （3-1）得，為了生產安全，選用p=1.5kw式中 p攪拌器功率，kw 軸封系統的摩擦損失功率，kw 傳動裝置的機械效率 3.3 攪拌軸設計攪拌軸可用實心或空心直軸，材料選用45號鋼，結構形式根據軸上安裝的攪拌器類型、支承的結構和數量以及與聯軸器的連接要求而定，對于本次選用的錨框式攪拌器因用螺栓對夾，所以用光軸即可。（1）按轉矩計算時。軸材料選用45

21、，則，實心軸直徑由公式： （3-2）式中 攪拌傳遞功率，； 攪拌軸轉速，； 攪拌軸的需用切應力，得，。（2）按剛度計算時。對于碳鋼及合金鋼;一般傳動和攪拌軸的計算可選為，在此選。則攪拌軸直徑： （3-3）式中 剪切彈性模量，對于碳鋼及合金鋼在精密穩定的傳動中，可取；一般傳動和攪拌軸的計算可選；對精度要求低的傳動可選。由式（3-3）得，d=39.7mm；因此選擇軸徑d=40mm。軸的轉速不大于，故不需要計算軸的臨界轉速。3.4 攪拌器強度設計攪拌器強度計算中的計算功率： （3-4）式中，查得由式（3-4）求得.作用在折葉槳表面上的液體阻力在折葉片根部i-i斷面對主慣性軸x-x所產生的彎矩為： （

22、3-5）由式（3-5）求得：。該斷面的抗彎斷面模量為： （3-6）取槳葉厚度，由式（3-6）得，。攪拌器強度計算中的安全系數，則彎曲應力： （3-7）由式（3-7）得，。因此攪拌器強度足夠。第四章 蒸餾釜的傳動裝置4.1 總體結構傳動裝置的系統組成帶動攪拌軸的傳動裝置由圖4-1所示的零、部件組合而成。安裝在釜蓋上的凸緣法蘭、安裝底蓋支承著機架和密封箱（內裝有填料密封或機械密封零件），傳動軸則吊裝在機架上的軸承箱內、穿越密封箱體深入釜內，再利用釜內聯軸器與攪拌軸相連。攪拌傳動裝置共有四種組合可供選擇：機械密封、單支點機架的系統組合；：填料密封、單支點機架的系統組合；：機械密封、雙支點機架的系統組

23、合；：填料密封、雙支點機架的系統組合；本釜選用：機械密封、單支點機架的系統組合； 具體包含的零部件見表4-1圖4-1 攪拌軸的傳動裝置的系統組成表4-1 類組合包含的零（部）件件號零件名稱標準號1電動機2減速機3單支點機架（a、b型）hg 215664（釜外）帶短節聯軸器（a、b型）hg 21569.15機械密封hg 215716傳動軸（a、b型）hg 215687（釜內）聯軸器：凸緣式（c型）夾克式（d型）焊接法蘭式（e型）整體法蘭式（axf、bxf型）hg 21570hg 21570hg 21570hg 215688安裝底蓋hg 215659凸緣法蘭hg 215644.2 選用電動機根據設

24、計任務書的要求，選用選用三相異步電動機yb-112m-8,轉速690r/min，p=1.5kw.4.3 選用減速器釜用立式減速機主要類型有擺線針輪減速機、齒輪減速機和帶傳動減速機三大類。根據 n=85 r/min，電動機功率為1.5kw查參考文獻【1】表4-9與表4-10，選用xl系列 單級 擺線針輪減速機。4.4 凸緣法蘭的選用凸緣法蘭一般焊接在攪拌容器封頭上，用于連接攪拌傳動裝置，也可兼作安裝、維修、檢查用孔。凸緣法蘭可選用整體結構或襯里結構，密封面形式有突面（r或lr）和凹面（m或lm）兩種，其中lr和lm為襯里結構的密封面形式。如表4-2表4-2 凸緣法蘭形式及代號結構形式密封面形式突

25、面凹面整體rm襯里lrlm本釜選用r型凸緣法蘭，見圖4-2，凸緣法蘭的詳細結構圖見圖4-3；凸緣法蘭的密封面尺寸見表4-3，連接尺寸和結構尺寸見表4-4。圖 4-2 r型凸緣法蘭圖 4-3 r型凸緣法蘭的詳細結構 表4-3 凸緣法蘭的密封面尺寸 （mm）dnr型m型d6h3d7t120026632504.5表4-4 凸緣法蘭的連接尺寸和結構尺寸（mm）凸緣法蘭公稱直徑dn螺栓質量kg數量螺紋碳鋼或整體不銹鋼不銹鋼襯里200200340295220245346548m2022421921 4.5 選用安裝底蓋安裝底蓋的作用主要是在它的上面安裝機架和密封箱體，在對傳動系統維護時還可以臨時擱置傳動軸

26、。根據安裝底蓋與凸緣法蘭間的密封面不同，安裝底蓋形式也有r型和m型之分，安裝底蓋的型式見表4-5.由于凸緣法蘭選用的是r型，為與之配合安裝底蓋選用r型采用上裝式。其結構形式見圖4-4，主要外形尺寸見表4-6，和表4-7。表4-5 安裝底蓋的型式圖4-4 安裝底蓋結構形式表4-6 安裝底蓋外形尺寸(之一)/mm安裝底蓋公稱直徑dn機架公稱直徑dndk螺柱孔d3（h7）螺紋孔s數量d7數量d8200200340295822245-40表4-7 安裝底蓋尺寸（之二）/mm傳動軸直徑dd4（h7）k2螺紋孔數量d9401101454m16安裝底蓋、機架、傳動軸、攪拌容器的組和尺寸見表4-8表 4-8

27、安裝底蓋、機架、傳動軸、攪拌容器系列組配/mm安裝底蓋dn機架公稱直徑攪拌容器dn傳動軸軸徑d30405060708090100110120130140160200200200- 圖 4-5 上裝式傳動軸及其擱軸裝置4.6 機架的選用機架是用來支承減速機和傳動軸的，軸承箱也歸屬機架 。本釜機架選用xd型單支點機架，如圖4-6。機架形式選用a型，其結構尺寸見表4-11。表4-9單支點機架支點 /mm機架形式機架公稱直徑200250300400500700支點距離la405435560630750830b485620690750880960注：a型機架高度較矮，只適于配用不帶內軸承的機械密封 b型

28、機架較高，適于配用填料密封箱和帶內置軸承的機械密封。 機架的公稱直徑選用200mm，機架的尺寸見表4-10表 4-10 機架的外形尺寸（不包括底、頂部）及所配置的軸承型號 /mm機架公稱直徑傳動軸軸徑機架形式軸承型號單支點單支點及雙支點下部a型b型hh1hh12004057522073029546210圖4-6 xd型單支點機架表4-11xd型單支點機架尺寸/mm4.7 傳動軸的選用hg 21568 所采用的的傳動軸如圖4-7所示，軸的上端用帶短節的聯軸器與減速機（采用單支點機架時）相連。上端軸徑下方的螺紋至軸肩是安裝軸套的區段，再往下是軸封段，軸封段下面設有擱軸裝置（如圖），安裝或檢查時傳動

29、軸可擱置在安裝底蓋上。由于選擇的機架類型（a、b型）、傳動軸的安裝方式（上、下裝式）及傳動軸下端與攪拌軸的連接方式（c、d、e、f4）的不同，傳動軸也有不同的型式及代號，如表4-12所示。傳動軸伸入釜體長度l如表4-13所示。由于選用的是a 型機架、安裝方式采用上裝式、連接方式采用c型，所以傳動軸的型號選用asc型。表 4-12 傳動軸型式傳動軸釜內軸頭形式（釜內聯軸器）機架型式（單支點、雙支點）ab傳動軸安裝形式上裝（s）下裝（x）上裝（s）下裝（x）c（凸緣）ascaxcbscbxcd（夾殼）asdaxdbsdbxde（焊接）axebxef（整體）axfbxf圖4-7 傳動軸的結構及形式表

30、 4-13 傳動軸上、下軸頸尺寸及伸入釜體長度 4.8 聯軸器的選用 4.8.1凸緣聯軸器聯軸器是連接軸與軸并傳遞運動和扭矩的零件。在攪拌傳動裝置中采用的有有：凸緣聯軸器(包括帶短節聯軸器)、夾殼聯軸器和塊狀彈性聯軸器。 凸緣聯軸器是由兩個帶凸緣的半聯軸器組成，并用螺栓將二者連成一體如圖4-8所示。用于釜外時在兩個半聯軸器中間加一個短節，用于傳動軸與減速機輸出軸的連接（采用單支點機架）。由于a型機架與b型機架中間軸承上方空間高度不同，所以帶短節聯軸器也有a、b兩種形式。用于釜內的凸緣聯軸器并無特殊之處，冠以“c型”以區分傳動軸不同的軸頭形式。圖 4-8 凸緣聯軸器4.8.2釜內凸緣聯軸器的選用

31、本釜用與釜內的聯軸器選用凸緣聯軸器（c型）見圖4-8（b）。其主要尺寸見表4-14。表4-14 凸緣聯軸器（c型）主要尺寸/mmd2dl1l2l許用扭矩/nm351306067141150402304.8.3釜外凸緣聯軸器的選用本釜用于用于傳動軸與減速機輸出軸的連接的聯軸器（釜外）選用帶短節的凸緣聯軸器如圖4-8（a）所示，其主要尺寸見表4-15。表 4-15 帶短節聯軸器尺寸/mmd1dl1l2l0l許用扭矩/nmabab35130606715040160250301376230注：aa型機架 bb型機架4.9 軸封裝置軸封是攪拌設備的一個重要組成部分。其任務是保證攪拌設備內處于一定的正壓和

32、真空狀態以及防止反應物料逸出和雜質的滲入。鑒于攪拌設備以立式容器中心頂插式攪拌為主，很少滿釜操作，軸封的對象主要為氣體；而且攪拌色設備由于反應工況復雜軸的偏擺振動大，運轉穩定性差等特點。故不是所有形式的軸封都能用于攪拌設備上。 蒸餾釜攪拌軸處的密封，屬于動密封。常用的有填料密封和機械密封兩種形式。填料密封結構簡單、易于制造，在攪拌設備上廣泛應用，一般用于常壓、低壓、低轉速及允許定期維護的攪拌設備。機械密封是一種功耗小、泄露率低，密封性能可靠，使用壽命長的轉軸密封，主要用于腐蝕、易燃、易爆、劇毒及帶有固體顆粒的介質中工作的高壓和真空設備。根據已知工況，選用機械密封，其工作原理見圖4-9。納入攪拌

33、傳動裝置標準中使用的機械密封共有8種形式，其型號及適用條件如表4-16表 4-16 釜用機械密封型號及適用范圍型號機械密封形式適用溫度/壓力/mpa介質2001單端面平衡型-201500.6一般介質2002帶內置軸承的單端面平衡型2003徑向雙端面平衡型-203001.6易燃、易爆、有毒介質2004雙端面非平衡型2005帶內置軸承的雙端面非平衡型2006雙端面平衡型-203001.6一般介質2007帶內置軸承的雙端面平衡型2008雙端面平衡型圖 4-9 單端面機械密封（供說明機械密封原理用）根據已知工況，本釜選用2003型機械密封即徑向雙端面平衡型機械密封，其密封結構如圖4-10所示，其主要外

34、形尺寸如表4-17所示。圖4-10徑向雙端面平衡型機械密封（2003型）表4-17機械密封主要外形尺寸/mm軸徑dd1d2d3（h6）螺柱孔l1（2001、2003、2004、2006、2008不大于）l2（2002、2005、2007不大于）n3017514511041813521540175145110418135215第五章 工藝接管及附件選用5.1 夾套的工藝接管當夾套用作冷卻時，冷卻水從夾套的底部進入，由夾套的上部排出；當夾套用蒸汽加熱時，蒸汽從夾套上部進入，由底部出口排出冷凝水。由已知工況可知，本釜的夾套用作蒸汽加熱的，所夾套的液體的出料管采用如圖5-1所示，夾套的進氣管采用如圖5

35、-2所示。圖5-1 夾套的液體出料管圖5-2 夾套進氣接管5.2容器法蘭的設計5.2.1 連接法蘭的結構本釜的筒體與上封頭的連接采用法蘭連接，標準參考jb/t 47004707-2000壓力容器法蘭標準壓力容器法蘭分類及參數見表5-1，壓力容器法蘭密封面型式及代號見表5-2。因為筒體的直徑是400mm，設計壓力是1mpa，所以容器法蘭的公稱直徑是400mm，公稱壓力采用1mpa。所以本釜的容器法蘭采用甲型平焊法蘭，密封面采用凹凸密封面形式，即與筒體相連的采用凹密封面，與封頭相連的采用凸密封面。凹凸型密封面的甲型平焊法蘭結構形式見圖5-3，其系列尺寸見表5-3。表5-1 壓力容器法蘭分類及參數類

36、型平焊法蘭對焊法蘭甲型乙型長頸標準號jb/t 4701jb/t 4702jb/t 4703簡圖0.250.601.001.600.250.601.001.602.504.000.250.601.001.602.504.006.40300按pn=1.00350400表5-2 壓力容器法蘭密封面型式及代號密封面形式代號密封面形式代號平面密封面平密封面rf榫槽密封面榫密封面t凹凸密封面凹密封面fm凸密封面m槽密封面g圖5-3 甲型平焊法蘭結構形式表5-3 甲型平焊法蘭系列尺寸/mm公稱直徑dn/mm法蘭，mm螺柱dd1d2d3d4d規格數量pn=1.00mpa40051548045044043730

37、18m16205.2.2 容器法蘭墊片本釜的容器法蘭墊片選用非金屬軟墊片圖5-4 非金屬軟墊片結構表5-4 非金屬軟墊片尺寸表公稱壓力pn/mpa1.0公稱直徑 dn/mmdd400439/454403/4105.3 設備接口化工容器及設備，往往由于工業操作等原因，在筒體和封頭上需要開一些各種用途的孔。5.3.1 接管的選用接管與管法蘭是用來與管道或其他設備連接的。標準管法蘭的主要參數是公稱直徑（）和公稱壓力（）。管子的公稱直徑和鋼管的外徑關系見表5-5：表 5-5 管子的公稱直徑和鋼管外徑關系公稱直徑1015202540506580100125鋼管外徑14182532455776891081

38、33公稱直徑150200250300350400450500600鋼管外徑1652192733253774264805306305.3.2 管法蘭的選用管法蘭的類型及其密封面的適用范圍見表5-6。根據已知的工藝(pn=1.0mpa)，本釜的管法蘭均采用板式平焊法蘭，密封面形式采用凸面形式。板式平焊法蘭結構尺寸見圖5-5與表5-7所示。密封面尺寸見圖5-6和表5-8.表5-6 管法蘭的類型及其密封面的適用范圍（摘自hg 20592）圖5-5 板式平焊法蘭結構圖5-6 凸面密封面形式表5-7 板式平焊法蘭結構尺寸/ mm（pn=1.0mpa）表5-8 凸面密封面尺寸/mm5.3.3 補強圈 容器開

39、孔后由于殼體材料的削弱，出現開孔應力集中現象。因此要考慮補強。補強圈就是用來彌補設備殼體因開孔過大而造成的強度損失的一種常用形式。補強圈形狀應與被補強部分相符，使之與設備殼體密切貼合，焊接后能與殼體同時睡。補強圈上有一小孔，焊后同如壓縮空氣，以檢查焊縫的氣密性。補強圈的厚度和材料一般與設備殼體相同。5.4 視鏡視鏡主要用來觀察內物料及其反應情況，也可作為料面指示鏡，一般成對使用。當視鏡需要斜裝或設備直徑較小時，采用帶頸視鏡。本設計采用帶頸視鏡，其結構型式如圖5-7。主要尺寸見表5-9，材料見表5-10.表 5-9帶頸視鏡主要尺寸/mm公稱直徑/mm公稱壓力/mpadd1b1b2h螺柱重量kg數

40、量n直徑d500.981301002222573.5701136m124.21.571301002424573.5701166m124.52.451301002626573.5701206m125.0圖 5-7 視鏡的結構形式表 5-10 視鏡材料件號名稱數量材料件號名稱數量材料1視鏡玻璃1鋼化硼硅玻璃（hgj 501-86-0）4壓緊環12襯墊2石棉橡膠板5螺柱6353接緣16螺母6255.5 支座夾套蒸餾釜多為立式安裝，最常用耳式支座。標準耳式支座（jb/t 4712.3-2007容器支座 第三部分：耳式支座）分為型、型和c型三種。本釜選用b型耳式支座。其結構形式和尺寸見表5-11和圖5-

41、8。表 5-11 b型耳式支座主要尺寸/mm允許載荷/kn直徑高度h底板筋板墊板蓋板地腳螺栓質量/kgq235a 06cr19ni10q345rd規格10143006001251006063016070516012562050-24m202.5圖 5-8 b型（支座號15）支座的結構形式5.6 擋板為消除攪拌器形成的“打旋區”，通常在筒體內壁安裝一定數量的擋板。設置擋板主要是為了消除漩渦，改善主題循環，增大湍動程度，改善攪拌效果；同時還能降低攪拌載荷的波動，使功率消耗保持穩定。一般情況下，在容器內壁面均勻安裝4塊寬度為容器直徑的的擋板。當攪拌容器直徑時，擋板的數量為塊；當擋板直徑時，擋板的數量

42、為塊。因為攪拌容器的直徑di=400mm1000mm所以擋板的數量應選擇4塊。擋板寬度w的計算：擋板上緣與攪拌容器的靜止液面齊平，擋板下緣與容器底封頭的切線齊平其結構形式如圖5-9所示：圖 5-9 擋板結構形式第六章 焊縫結構的設計6.1 釜體上的主要焊縫結構釜體上的主要焊縫結構及尺寸如圖6-1：圖 6-1 釜體主要焊縫結構6.2 夾套上的焊縫結構的設計夾套上的焊縫結構及尺寸如圖6-2：圖6-2 夾套上的焊縫結構總結致謝參考文獻【1】蔡紀寧，張莉彥化工設備機械基礎課程設計指導書 北京：化學工業出版社，2010【2】鄭津洋，董其伍，桑芝富工程設備設計第三版 北京：化學工業出版社，2010【3】董大勤，袁鳳隱壓力容器設計手冊 北京：化學工業出版社，2005【4】陳志平，章序文，林興華攪拌與混合設備設計選用手冊 北京：化學工業出版社，2004【5】馬秉騫化工設備 北京：化學工業出版社，2009【6】gb150-2011気持今flying get！dou都斗豆逗陡抖痘兜讀蚪竇篼蔸乧侸兠凟剅吺唗投斣枓梪橷毭氀浢瀆瀆瞗窬竇脰艔豆讀逾郖酘酡鈄鋀