过程装备与控制工程毕业设计氯甲烷洗涤塔再沸器设计.doc

本 科 毕 业 设 计 (论 文)氯甲烷洗涤塔再沸器设计 design of methyl chloride washing tower reboiler学 院： 机械工程学院 专业班级： 过程装备与控制工程 学生姓名： 学 号： 指导教师： 2013年 6 月毕业设计（论文）中文摘要氯甲烷洗涤塔再沸器摘 要：本设计的主要内容是根据给定的设计温度及设计压力、夹套所进出的物料、换热面积、全容积，确定内筒的筒体及封头材料，计算筒体及封头的壁厚，进行筒体强度的校核计算。由此进行半管夹套的尺寸及总长的设计计算及校核。并根据设计要求计算搅拌轴的尺寸并进行强度校核、从而选用搅拌及传动装置的各个部件的标准型式。设计并进行管法兰，接管的选择，并进行支座的设计计算。设备总重量的估算等。关键词：洗涤塔再沸器；设计计算；校核毕业设计（论文）外文摘要 design of methyl chloride washing tower reboilerabstract:the main content of the design is based on the given design temperature and design pressure of inner cylinder and half-pipe shell,the kind of material in the half-pipe shell,the area of heat transfer,the coefficient of welded, full volume,to determine material selection of the inner cylinder,and its sizes and wall thickness.the calculation method for cylinder strength.thus calculate the size and length of half-pipe shell and checking.according to the design requirements to calculate the size of stirring shaft and strength check.so that select of the standard type of the various components of mixer drive apparatus. the design of mechanical seal system. design and select pipe flange.selection of tube. design and calculate the standoffs. estimates the total weight of equipment.keywords: washing tower reboiler；design；calculation； 目 录1 绪论 11.1 再沸器设备的国内外研究现状、水平及发展趋势 1 1.2 再沸器的类型、特点及应用 12 已知条件 22.1 设计数据 22.2 管口表 23 结构计算 33.1 确定内筒的直径与高度 43.2 选取半管夹套并估算其总长 53.3 釜体的强度计算 63.4 内筒水压试验及强度校核 93.5 接管选用与开孔补强校核 93.6 人孔选择和补强校核153.7 支座的选用计算173.8 搅拌装置的选用与计算183.9 搅拌传动装置的选用20结论 26致谢 28参考文献 29淮海工学院二一三届本科毕业设计（论文） 第 29 页 共 29 页 1 绪论我设计的是洗涤塔再沸器，它的主要作用是液体再次升温气化。再沸器是一种实现物料之间热量传递的节能设备。1.1 再沸器设备的国内外研究现状、水平及发展趋势再热器（也称重沸器），它是一种能够交换热量，且有气化空间的一种换热器。是广泛应用于石油、化工生产过程中的工艺设备。目前国内外的工程上对再沸器的基本要求是操作稳定、调节方便、结构简单、加工制造容易、安装检修方便、使用周期长、运转安 全可靠，同时也应考虑其占地面积和安装空间高度要合适。换热设备的应用相当广泛，特别在石油化工的生产操作过程中。如在液体原料贮路的防止凝固，气体压缩输送的冷却、反应过程的冷却或加热、环境温度的控制等等。目前我国再沸器技术基础研究仍然薄弱。相对于国外先进水平，我国换热器产业在产品的基础研究和原理研究上存在较大的技术差距。在换热器制造上，我国目前还以仿制为主。目前我国在换热器设计过程中还不能实现虚拟制造、仿真制造，缺乏自主知识产权的大型专业计算软件。由于在再沸器的相关计算等方面缺少大型专业化软件支持，使得我国对设计出来的再沸器产品无法准确预计其使用效果。随着我国工业化和城镇化进程的加快，以及全球发展中国家经济的增长，国内市场和出口市场对换热器的需求量将会保持增长，客观上为我国再沸器产业的快速发展提供了广阔的市场空间。在石油、化工、电力、轻工、食品等行业仍然保持稳定增长，将对再沸器产业产生巨大的需求拉动。1.2 再沸器的类型、特点及应用目前常见的再沸器主要有如下几类 （1）立式热虹吸再沸器。 立式热虹吸再沸器的沸腾过程发生在管程，加热介质在壳程，两相流混合物以较高的流速由排出管流向塔内。出口管的流通截面应与管束总的过流面积一样大，出口管的压降应小于总压降的30%。出口管既可由沿轴向的大直径弯管和塔连接，也可采用管箱侧面开口。试验表明，出口管的结构对再沸器的性能影响很小，但出口管过流面积过小对再沸器的性能影响很大。流动循环的驱动压头由塔釜的液面压头提供。通常，塔釜液面和再沸器的上管板在一个水平面上。对于真空条件，塔内液面高度可为管束长度的0.50.8 倍,这样可减少再沸器的过冷长度。为消除在低压头和高热流条件下发生的流动不稳定性，应在供液管路上安装阀门或孔板。对于碳氢化合物，最佳的出口干度应在0.10.35，而对于水和水溶液，出口干度应在0.020.1。管径和管长的选择应保证有足够的循环量，防止发生干涸。 （2）卧式热虹吸再沸器。 卧式热虹吸再沸器，其加热介质在管内流动，管程即可以是单流程，也可以是多流程。在设计时，对于沸点范围较宽的流体，应设水平折流板，以防止轻组分在进口处闪蒸及重组分在出口处浓缩。为了防止流动阻塞，流动不稳定，应对最大热流密度加以限制。该型再沸器适用于中等压力、中等温差及低静压头的场合。 （3）强制循环式再沸器强制流动再沸器沸腾过程发生在管内侧，卧式立式均可以。流体循环的动力由大容量泵提供。强制流动再沸器的最佳应用场合为有严重结垢倾向和有极高粘性的流体。因为可以泵可以使流体保持很高的流速和非常低的蒸发率，使结垢的速率大大减小。但泵的造价和能源消耗都很高，故而使用受到一定限制，适用场合不甚广泛。 （4）釜式再沸器。釜式再沸器壳体为大小端圆柱形壳体结构，通过锥形壳连接。其汽液分离过程在壳程中进行。为保证管束完全浸没在液体中，通常在管束的外侧设一挡板，维持壳程液位。换热管束通常为双管程的u形管结构，当壳程液体较脏，为了方便清洗也可以使用浮头式换热管。釜式再沸器非常适合应用在汽化量大，沸点范围宽的场合。 （5）内置式再沸器是将再沸器。塔内置式再沸器的特点是将管束直接插入蒸馏塔的塔底液池中，其他同釜式再沸器一样。其应用场合类似于釜式再沸器，但是也有相当的限制，即塔或塔釜直径大，釜液洁净不易结垢的工况。2 已知条件 已知设计参数见表21表21设计参数设计参数 内筒 盘管设计压力 0.7mpa 0.6mpa设计温度 260 300处理介质 四氯化碳 蒸汽搅拌设备 型式 双层四折叶涡轮转速100r/min功率15kw全容积16.6m3换热面积27m2 设备上所有接管尺寸用途见表22表22 管口表符号 数量 公称规格 压力等级 用途或名称 n1 1 200 5.0 物料进口n2 1 350 5.0 物料出口n3 1 50 5.0 高沸物出口n4 1 80 5.0 液体进口n5 1 100 5.0 导热油出口n6 1 100 5.0 导热油进口n7 1 25 5.0 夹套排尽口v1 1 80 5.0 安全放空口l1 1 150 5.0 液位计口p1 1 25 5.0 压力表口 t1 1 25 5.0 温度计口m1 1 500 2.5 人口 3 强度计算 换热器内筒一般是立式圆筒形容器，由顶盖、筒体和罐底组成，通过支座安装在基础或平台上。罐底通常为椭圆形封头，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（槽钢或工字钢）制的横梁，用以支承搅拌器及其传动装置。顶盖与罐底分别与筒体相连。罐底与筒体的连接通常采用焊接连接。顶盖与筒体的连接型式分为可拆或不可拆两种，筒体内径时，宜采用可拆连接。当要求可拆时，做成法兰连接。3.1 确定内筒的直径与高度3.1.1 确定再沸器操作容积由已知条件知，该设备内物料反应平稳可选取设备装料系数=0.8。已知全容积v=16.6m2，设备操作容积v0=v=13.28m2 （31）式中 v0操作容积，m2； v全容积，m2； 装料系数，通常可取。如果物料在反应过程中起泡沫或呈沸腾状态，应取低值，约为；如果物料反应平稳，可取，（物料粘度大时取大值）3.1.2 确定内筒直径根据表31选取筒体长径比i=h/di=2，计算内筒的内径为： （32） 将计算结果圆整至公称直径标准系列，选取筒体内径dn=di=2.2m表3-1几种搅拌反应釜的长径比i值 种类 设备内物料类型 i 一般搅拌釜 液-固相或液-液相物料 气-液相物料 发酵罐类 3.1.3确定内筒封头尺寸椭圆封头选标准件，它的内径与筒体内径相同，筒体内径dn=di=2.2m的标准椭圆封头，曲面高度h1=550mm，直边高度初选h2=40mm（与壁厚有关）。则封头容积v封=1.5459m3，内表面积fn=5.5229m2图3-1 标准椭圆形封头3.1.4 确定内筒高度再沸器容积v通常按下封头和筒体两部分容积之和计算，则再沸器内筒高度h1按下式计算，并进行圆整： （33）式中 v封封头容积，m2di 圆整后的筒体内径，m将内筒高度圆整为h=4000mm3.1.5 验算内筒长径比和装料系数由已经确定的数据可知： 长径比： （34）装料系数： （35） 均符合要求3.2 选取半管夹套并估算其总长3.2.1 半管夹套规格的选取 分析工艺要求及腐蚀情况，选取管制的半管夹套，其内径为52mm，厚度为5m。其具体安装方式详见装配图。3.2.2 估算半管夹套的总长单位长度的半管夹套的传热宽度为dn=114mm，根据换热面积可算出夹套总长，计算如下； （36） 式中 l0夹套总长，m； a换热面积，；3.3 釜体的强度计算3.3.1 选取设备材料，确定许用应力由已知建议并分析工艺要求和腐蚀因素，决定采纳建议意见，半管夹套选用20r，釜体选用16mnr。由gb1501998查的：20r在220300下的许用应力t=101mpa，（设n=616mm）。 16mnr在220300下的许用应力t=144mpa，（设n=616mm）。3.3.2 确定计算压力半管夹套是受内压容器，按已知条件，设计压力为p=0.6mpa，内筒的筒体与封头即受内压又受外压。内压的设计压力为0.7mpa。设计内压的取法是考虑操作过程中可能要出现的最大压差，所以取p=0.7mpa为设计内压。内筒液柱静压力： （37） 所以内筒的筒体和封头的计算内压。 （38）计算外压为pc=p=0.6mpa。半管夹套的计算内压为pc=p=0.6mpa。3.3.3 内筒的筒体壁厚n 半管夹套式换热设备，在计算缠绕夹套的内筒壁厚时仅考虑筒体内压即可。对于本设计设备，其公称直径即为内筒内径。假设壁厚在mm之间， ，设计温度下圆筒材料的许用应力。 （1）按承受pc=0.74mpa内压计算 内筒计算厚度按下式算 （39）式中 pc计算压力，mpa；焊接接头系数 ， 名义厚度： （310）式中 c1厚度负偏差，mm； 本设计取c1=0.8mm c2腐蚀欲量，mm； 本设计取c2=3mm （311） 名义厚度n=10mm在mm之间 取合适 （2）按承受pc=0.6mp的夹套压力校核 半圆管沿容器筒体螺旋形排管布置时，通道内的工作压力应满足下式 （312） 不满足强度要求 式中 设计温度下的容器壳体材料许用应力，mpa； 筒体壁厚，mm；c壁厚附加量夹套通道宽度，mm；半圆管的平均半径，mm；半圆管通道所对圆心角半角，度；di内筒内径，mm；取 不满足强度要求取 满足强度要求由于内筒即承受内压又承受外压，所以筒体壁厚应取两者之间较大的，即筒体壁厚筒=16mm3.3.4 内筒的封头壁厚n同样半管夹套式换热设备，在计算缠绕夹套的封头壁厚时仅考虑封头内压即可。假设壁厚在mm之间， ，设计温度下封头材料的许用应力。（1）按承受pc=0.74mpa内压。其计算式如下： （313） ， 取厚度负偏差c1=0.8mm，腐蚀裕量c2=3mm。则 设计厚度： 。 名义厚度n=10mm在mm之间 取合适考虑到焊接方便，上封头要承受搅拌设备的重量，下封头要承受夹套外压。可取上封头与筒体等厚，即n=16mm（2）按外压校核下封头封下封头壁厚，其外压条件满足下式 （314） 式中内筒内压，mpa；计算直径（对筒体和封头），=，mm； 取下封头厚度n=16mm，满足外压稳定和内压强度校核，取下封头厚度为 封=16mm。 由此可确定封头直边高度h2=40mm3.4 内筒水压试验及强度校核3.4.1 确定试验水压16mnr在设计温度（t=260）下的许用应力t=144mpa,在试验温度下的许用应力为=170mpa。（20）。试验水压按下式算： （315）3.4.2 内压试验应力校核圆筒校核公式： （316）式中t薄膜应力，mpa； 内筒的内径,mm；内筒有效厚度，mm；焊接接头系数s屈服极限，mpa椭圆封头校核公式： （317）液压试验时，内筒的筒体及封头薄膜应力t不得超过试验温度下材料的屈服点的90%。16mnr之常温屈服极限s=345mpa，=1圆筒筒体内：圆筒封头内：压力均小于,故水压试验是安全的。3.5 接管选用与开孔补强校核详见管口表根据参考文献4表4-15，允许不另行补强的最大接管外径为89mm。有三处开口需要补强计算，分别是物料进口n1，物料出口n2，液位计l13.5.1 物料进口n1的补强及校核可选用pn=1.6mpa。dn=500mm开孔，选取接管尺寸为219.18。接管材料选用20号钢，其在设计温度下的许用应力。封头和接管厚度附加量均取3mm。 （1） 补强计算开孔直径 ： （318）式中接管内径，mm；c厚度附加量，mm；本凸形封头开孔直径，满足等面积法开孔补强计算的适用条件，故可用等面积法进行开孔补强计算。 （2） 开孔所需补强面积 封头计算厚度 由于在椭圆形封头中心区域开孔，所以封头计算厚度按如下式算： （319） 式中k1应力增强系数，查参考文献一表4-5本设计k1=1pc计算压力，mpa 内筒的内径,mm；t许用应力，mpa； 开孔所需补强面积先计算强度消弱系数r， ， （320）式中设计温度下的许用应力，mpa 接管有效厚度为： （321）式中接管厚度，mm；c厚度附加量，mm；开孔所需补强面积按式参考文献一（4-91）计算 （322） =2065.35+25.355（10.7）=1118.2mm2式中开孔直径，mm；封头计算厚度，mm；接管有效厚度，mm； r 消弱系数； （3） 有效补强范围 有效补强宽度b 按参考文献一（494）算 （323）故b=412mm 有效高度 外侧有效高度h1按参考文献一式（495)确定 （324） 故h1=40.6mm 内侧有效高度h2按参考文献一式（496）确定 （325）故h2=0mm（4）有效补强面积 封头多余金属面积 封头有效厚度 （326） 封头多余金属面积a1按参考文献一（497）计算 （327） =1598.85mm2 接管多余金属面积 接管计算厚度 （328） 接管多余金属面积a2按参考文献一式（498）计算 （329） mm2 接管区焊缝面积 0 有效补强面积 ae=a1+a2+a31118.2a （330） 故无需另行补强3.5.2 物料出口n2的补强及校核可选用pn=1.6mpa。dn=350mm开孔，选取接管尺寸为355.610。接管材料选用20号钢，其在设计温度下的许用应力。封头和接管厚度附加量均取3mm。（1）补强计算开孔直径： 本凸形封头开孔直径，满足等面积法开孔补强计算的适用条件，故可用等面积法进行开孔补强计算。 （2）开孔所需补强面积 封头计算厚度 由于在椭圆形封头中心区域开孔，所以封头计算厚度按如下式算： 式中k1=1（查参考文献一表4-5） 开孔所需补强面积 先计算强度消弱系数r， ， 接管有效厚度为 开孔所需补强面积按式参考文献一（4-91）计算 =3565.35+25.357（10.7）=1927.07mm2 （3） 有效补强范围 有效补强宽度b 按参考文献一（494）算 故b=712mm 有效高度 外侧有效高度h1按参考文献一式（495)确定 故h1=59.7mm 内侧有效高度h2按参考文献一式（496）确定 故h2=0mm （4）有效补强面积 封头多余金属面积 封头有效厚度 封头多余金属面积a1按参考文献一（497）计算 =2755.3mm2 接管多余金属面积 接管计算厚度 接管多余金属面积a2按参考文献一式（498）计算 mm2 接管区焊缝面积 0 有效补强面积 ae=a1+a2+a33238.3a 故无需另行补强3.5.3 液位计口l1的补强及校核可选用pn=1.6mpa。dn=150mm开孔，选取接管尺寸为168.17.3。接管材料选用20号钢，其在设计温度下的许用应力。封头和接管厚度附加量均取3mm。 （1）补强计算 开孔直径 本凸形封头开孔直径，满足等面积法开孔补强计算的适用条件，故可用等面积法进行开孔补强计算。（2） 开孔所需补强面积 封头计算厚度 由于在椭圆形封头中心区域开孔，所以封头计算厚度按如下式算： 式中k1=1（查参考文献一表4-5） 开孔所需补强面积先计算强度消弱系数r， ，接管有效厚度为 开孔所需补强面积按式参考文献一（4-91）计算 =1565.35+25.354.1（10.7）=847.8mm2 （3） 有效补强范围 有效补强宽度b 按参考文献一（494）算 故b=312mm 有效高度 外侧有效高度h1按参考文献一式（495)确定 故h1=33.3mm 内侧有效高度h2按参考文献一式（496）确定 故h2=0mm （4）有效补强面积 封头多余金属面积封头有效厚度 封头多余金属面积a1按参考文献一（497）计算 =1246.8mm2 接管多余金属面积 接管计算厚度 接管多余金属面积a2按参考文献一式（498）计算 2 接管区焊缝面积 0 有效补强面积 ae=a1+a2+a31414.6mm2a 故无需另行补强3.6 人孔选择和补强校核3.6.1 选择人孔人孔选用常压旋柄快开人孔，可选用pn=1.6mpa。dn=500mm之人孔，选取接管尺寸为52010。接管材料选用20号钢，其在设计温度下的许用应力。封头和接管厚度附加量均取3mm。3.6.2 补强校核 （1） 补强及补强方法判别 补强判别根据参考文献一表4-15，允许不另行补强的最大接管外径为89mm。本开孔外径远大于89mm，故需另行考虑其补强。 补强计算方法判别开孔直径 本凸形封头开孔直径，满足等面积法开孔补强计算的适用条件，故可用等面积法进行开孔补强计算。 （2） 开孔所需补强面积 封头计算厚度 由于在椭圆形封头中心区域开孔，所以封头计算厚度按如下式算： 式中k1=1（查参考文献一表4-5） 开孔所需补强面积 先计算强度消弱系数r， ， 接管有效厚度为 开孔所需补强面积按式参考文献一（4-91）计算 =5065.35+25.357（10.7）=2729.6mm2 （3） 有效补强范围 有效补强宽度b 按参考文献一（494）算故b=1012mm 有效高度 外侧有效高度h1按参考文献一式（495)确定 故h1=71.1mm 内侧有效高度h2按参考文献一式（496）确定 故h2=0mm （4）有效补强面积 封头多余金属面积封头有效厚度 封头多余金属面积a1按参考文献一（497）计算 =3838.8mm2 接管多余金属面积 接管计算厚度 接管多余金属面积a2按参考文献一式（498）计算 mm2 接管区焊缝面积 0 有效补强面积 ae=a1+a2+a34362.6a 故无需另行补强3.7 支座的选用计算3.7.1 支座的选择 夹套反应釜多为立式安装，最常用的支座为耳式支座。标准耳式支座（jb/t 4725-92)分为a型和b型两种。当设备需要保温或直接支承在楼板上时选b型，否则选a型。根据本设计要求选用b型耳式支座。3.7.2 再沸器总重载荷计算总重载荷q=q1+q2+q3+q4 （331）式中q1内筒的筒体与封头总重载荷dn=2200mm，n=16mm筒节每米重为;dn=2200mm，n=16mm的封头重量为6909n，所以：q2夹套的重量r=52mm，n=5mm的半管夹套密度q3为料液重量。按水压试验时充满水计，水的密度，现以筒体尺寸估计：dn=2200mm的封头容积为v封=1.5459m3，dn=2200mm的筒节每米长容积为v1m=3.8m3，故有： （332）q4为保温层与附件重量，人口重量载荷为3136n，其他接管和保温层按3500n计，故：总重载荷为：每台设备可配置两个或四个支座，考虑到设备在安装时可能出现全部支座不能同时受力的情况，在确定支座尺寸时不论实际支座是两个还是四个，可以一律按两个计算。所以每个支座载荷为q/2=122kn,可选用6号b型支座，其允许载荷为：标记为:jb/t4725-92 b3材料：16mnr图32 b型耳式支座3.8 搅拌装置的选用与计算3.8.1 涡轮搅拌器 涡轮搅拌器直径 （333）式中di内筒内径。 根据工艺条件和要求，可取的双层四折叶涡轮3.8.2 搅拌轴的强度计算对搅拌轴来说，它承受扭转和弯曲联合作用，但是以扭转为主，所以工程应用中常用近似的方法进行搅拌轴的强度计算。这种方法假设轴只受扭矩作用，然后用增加安全系数也降低材料的许用应力的方法弥补由于忽略弯曲作用而引起的误差。轴承受扭转时的强度条件是： （334）式中max截面上的最大剪应力，mpat轴传递的扭矩，nmmwt抗扭截面模量，mm3降低后的扭转许用剪切力，mpa。其数值参考下表：表32几种材料的值材料 q235-a 35 45 40cr（调质） 1cr18ni9ti （335）对实心轴 （336） 故搅拌轴直径d为： （337）轴材料选用45钢，由表32查的，将p=15kw,n=100r/min一并代入上式得： （338）因轴上开一键槽（装搅拌器），所以应增大20%，。按表34将d圆整至搅拌轴的标准直径系列值，取d=80mm，以保证轴的最小值径不小于计算值。表34 搅拌轴的标准直径系列 轴颈 装滚动轴承：末位数为0或5装滑动轴承：20,22,25,28,30,35,38,40，递增5110轴头装夹壳联轴器、搅拌器、填料箱：20,40,50,65,80,95,110 3.8.3 搅拌轴的刚度校核为了防止搅拌轴产生过大的扭转变形，从而在扭转中振动，影响正常工作，应把轴的扭转变形限制在一个允许的范围内，即规定一个设计的扭转刚度条件。工程上以单位长度的扭转角不得超过许用扭转角的刚度条件，本设备传动轴为整体轴即传动轴伸入釜内做搅拌轴，本次再沸器搅拌装置的传动轴取，故刚度校核时取校核。即： （3-39） 式中：轴扭转变形的扭转角，/m；g搅拌轴材料的剪切弹性模数，mpa，对于碳钢及合金钢为8.1mpa；i轴截面的极惯性矩，mm4，对于实心轴公式；许用转角，/m。对于一般传动，如搅拌轴，取0.5 /m1.0 /m。由（3-37）可导出实心轴的直径为： (3-40)本次设计的刚度计算为： 经校核，搅拌轴的刚度合格。因为通过校核，搅拌轴的直径同时满足强度和刚度两个条件，所以本次设计搅拌轴直径选用满足设计要求。3.9 搅拌传动装置的选用设备的搅拌器是由传动装置来带动。传动装置通常设置在釜顶封头的上部。搅拌机传动装置一般由电动机、减速机、机架、传动轴、搅拌轴、搅拌轴轴封（填料密封或机械密封）、安装底盖、凸缘法兰等零件组成。本设备传动轴为整体轴即传动轴伸入釜内做搅拌轴。设备零部件大都已制定了hg标准（行业标准），为缩短设计制造周期，提高产品质量和经济性，应尽量提高标准化程度。本设备釜内操作压力仅为0.7mpa，操作温度为260，介质腐蚀性微弱，故可选用单支点机架填料密封箱的搅拌机传动装置系统组合。根据传动轴直径d=120mm，以及内筒公称直径2200mm，由压力容器与化工设备实用手册下册p307 表3-5-5查得，可以选用公称直径500mm的安装底盖和b型单支点机架。3.9.1 连接法兰的选用凸缘法兰一般焊接于搅拌容器封头上，用于连接整个搅拌传动装置，也可兼做安装、维修、检查用孔。凸缘法兰分整体和衬里两种结构型式，密封面分突面（r）和凹面（m）两种。查参考文献3p303图3-5-7至3-5-10知本设计所选法兰为m型凸缘法兰。图33 m型凸缘法兰其安装尺寸参照参考文献3表3-5-2和3-5-3选用公称直径500mm，m型,材质为20号钢的凸缘法兰。其标记为：hg 2156495 法兰 m500203.9.2 安装底盖的选用安装底盖采用螺栓等紧固件，上与机架相连，下与凸缘法兰连接。是整个搅拌传动装置与容器连接的主要连接件。安装底盖的常用型式为rs和lrs，其他结构（整体或衬里）、密封面型式（突面或凹面）以及安装型式（上装或下装式），按hg21565-95选取安装底盖的作用是安装机架和密封箱体，在对传动系统维修时还可以临时搁置传动轴。图34 mx和lmx型安装底盖由参考文献3p307表3-5-5和表3-5-6。选用公称直径500mm、整体下装式（mx）、材质为20。使用石棉橡胶板垫片（代号xb）配公称直径500mm机架、直径d=120mm传动轴的安装底盖。标记为：hg 2156595 底盖mx50050012020xb3.9.3 机架的选用机架用以支承减速机和搅拌机的传动轴，轴承箱也属于机架。机架的作用是安放减速机。它与减速机底座尺寸应匹配。v带减速机自带机架，选用其他类型标准釜式减速机按标准选取机架。标准机架有三种；1无支点机架2单支点机架3双支点机架。图34 公称直径400、500、700的a型和b型支架本设计选用单支点机架，其型式参见文献3p310表3-5-9，选用公称直径500mm的b型单支点机架.其标记为：hg 2156695 机架 b 5001203.9.4 联轴器的选用电机或减速机输出轴与传动轴之间及传动轴与搅拌轴之间的连接，都是通过传动轴的上端与减速机输出轴相连，下端与搅拌轴相连。本设备传动轴与搅拌轴为一个整体轴。常用的联轴器有弹性块式联轴器、刚件凸缘联轴器、夹壳联轴器和紧箍夹壳联轴器等。本设计采用带短节联轴器，其优点是能在拆卸联轴器的短节后，能在不拆卸减速机和机架的条件下，装、拆机架的中间支点轴承箱和轴封。图35 带短节联轴器轴孔100mm，其主要尺寸由参考文献3p325表3-5-28可查的。可标记为；hg 21569.1-95 联轴器b 100/90-353.9.5 传动轴的选用传动轴的主要作用是通过联轴器将电机的转动传递给下端涡轮搅拌器。本设计传动轴采用整体轴。图36 axf、bxf型传动轴及其釜内轴头型式传动轴轴径为120mm，配用公称直径500mm的b型机架。查参考文献3p321表3-5-22伸入釜内长度为l=750mm，p323表3-5-24，传动轴材料为45号钢.标记为：hg 21568-95 传动轴bxf500-120/750-453.9.6 减速机的选用反应釜所用的立式减速机，主要类型有谐波减速机、摆线针轮行星减速机、二级齿轮减速机和v带传动减速机，他们大多有标准。此外还有蜗杆传动减速机，因他的传动效率低，只能单向传动等特点，逐渐被摆线针轮行星减速机代替。四种标准减速机的功率，转速、范围、类型代号、特性参数见表34。减速机的基本特性见表35。 表34 标准减速机的功率、转速范围、类型代号及特性参数 序号 标准号 减速机类型 转速范围 电机功率范围 类型代号 特性参数1 hg5-744-78 谐波 4160.613xb 柔轮分部圆直径2 hg5-745-78 摆线针轮行星 161600.630bld功率、机型号3 hg5-746-78 二级齿轮 1252500.630lc 中心距4 hg5-747-78 v带传动 3205000.65.5p 三角皮带型号 表35 釜用立式减速机的基本特性特性 减速机类型 摆针轮针行星 二级齿轮 三角皮带 谐波减速机减速比范围879 11.65.63 4.532.9 35990输出轴转速范围16160 125250 320500 416功率范围，kw0.630 0.630 0.65.5 0.613效率0.9 0.96 0.83标准图号 hg5-745-78 hg5-746-78 hg5-747-78 hg5-744-78釜用减速机的选择往往通过类比进行，计算分析所得数据可作选型参考。根据搅拌轴转速为100r/min,电机功率为15kw，由参考文献3表3-5-14，应选用机型号为8，传动比为17的摆线针轮行星减速机。其型号为3.9.7常用电机及其连接尺寸搅拌设备选用电动机的问题，主要是确定系列、功率、转速以及安装形式和防爆要求等几项内容。最常用的为y系列全封闭自扇冷式三项异步电动机；当有防爆要求时，可选用yb系列。y系列三相异步电动机主要技术数据见附表及搅拌与混合设备设计手册选取电动机的型号为：3.9.8轴封装置的选用与安装轴封是搅拌设备的一个重要组成部分。其任务是保证搅拌设备内处于一定的正压和真空状态以及防止物料逸出和杂质的渗入。鉴于搅拌设备以立式容器中心顶插式搅拌为主，很少满釜操作，轴封的对象主要为气体；而且搅拌设备由于反应工况复杂，轴的偏摆振动大，运转稳定性差等特点，故不是所有型式的轴封都能用在搅拌设备上。搅拌轴出的密封属于动密封，常用的有填料密封和机械密封两种型式，本设计用机械密封，机械密封是一种功耗小、泄漏率低，密封性能可靠，使用寿命长的转轴密封。本次设计压力等级为pn1.6，查参考文献3p353表3-5-69选用机械密封型号为2005。其各结构件的材料选择参照参考文献3表3-5-70和3-5-71。标注为hg 2157195 ms2005120bk u p f e bk u p3.9.9机械密封循环保护系统的选