沉析槽的设计（删减版

1、四川理工学院毕业设计 110沉析槽的设计学 生：学 号：专 业：过程装备与控制工程班 级：指导教师：王维慧 四川理工学院机械工程学院二O一三年六月四 川 理 工 学 院毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目： 110m3沉析槽的设计 学院： 机械工程学院 专业： 过程装备与控制工程 班级：2 学号： 学生： 指导教师： 王维慧 接受任务时间 2013.03.01 系主任 （签名）院长 （签名）1毕业设计（论文）的主要内容及基本要求工艺容积（）： 110 介质:PVC、VCM、水设计压力（MPa）： 1.4 腐蚀裕度（mm）： 1最高工作压力（MPa）： 1.0 焊缝接头系数： 1设计温度（）：

2、 100 设计转速（r.p.m）： 50操作温度（）： 601简单了解110沉析槽在PVC工程中的作用；2根据用户提供的工艺参数，和查看相关资料进行结构分析，制定安全可靠的、经济合理的设计方案；3完成设计计算书，完善相关设计资料。2指定查阅的主要参考文献及说明1 机械设计手册 ，机械工业出版社； 2 化工设备 ，丁作民等编；3 机械制图 ，清华大学出版社； 4 聚氯乙烯工艺学 ；5 材料与零部件 ，化工设计手册编写组，上海人民出版社；6 HG21569-1994机械搅拌设备 ； 7 GB150-1998钢制压力容器 ；期刊主要有：化工设计通讯 、化工机械 、流体机械3进度安排设计（论文）各阶段

3、名称起 止 日 期1资料收集，阅读文献，完成开题报告2013.03.01-2013.03.252完成所有结构设计和设计计算工作2013.03.26-2013.04.213完成所有图纸绘制2013.04.22-2013.05.224完成设计说明书及图纸的修改2013.05.23-2013.06.015答辩的准备和毕业答辩2013.06.02-2013.06.21摘 要沉析槽属于反应釜的一种，它广泛用于PVC工程中，是PVC生产中的重要设备之一。反应釜是在生产工业中用来进行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。本设计首先根据工艺条件

4、和工作环境确定材料的选择，再根据其所需传热面积来选取换热元件。之后由所给定的主要参数对反应釜的釜体结构进行设计和强度计算。按工艺要求选择搅拌器和设计搅拌轴。最后对反应釜的传动装置和其相关附件进行选型和设计，并完成说明书的编写及装配图、零件图的绘制。关键词:沉析槽；釜体结构设计；强度计算；选型ABSTRACT Settling out tank belongs to a kind of reaction kettle, it is widely used in PVC engineering, is one of the important equipment for the productio

5、n of PVC. Reaction kettle is used to carry out the physical or chemical reaction vessel, through the container structure design and the parameter configuration, realizing process requirement of cooling and heating, evaporation, low speed of mixed function. At first,This design according to the proce

6、ss conditions and working environment determine the choice of materials. The second step is according to its heat transfer area required to select heat transfer element.Then design the structure of the reaction kettle body and the calculation of strengthy that is based on the main parameters. Accord

7、ing to the requirements of process choose stirrer and design stirring shaft. Finally I will selection and design the reaction kettle gearing and the related attachment, and writ the instructions 、draw the pigture of assembly and part.Keyword: Settling out tank ; Thekettlebodystructure designing; Str

8、engthcalculation ; Theselection 目 录摘 要IABSTRACTII第1章 绪 论11.1 聚氯乙烯11.1.1聚氯乙烯简介11.1.3聚氯乙烯的主要用途11.1.4聚氯乙烯的发展与现状及制造方法21.2 沉析槽3第2章 设计方案及参数的确定55.2.2 确定筒体高度和几何尺寸175.3 夹套几何尺寸计算185.4 壁厚的确定18第6章 反应釜的搅拌装置216.1.2 搅拌器的选用246.2 搅拌轴的设计266.2.4 搅拌轴的支承276.2.5 搅拌轴的临界转速28第7章 传动装置的选择297.1 电动机的选用307.2 减速机的选用317.3 机架的选用327

9、.4 凸缘法兰327.3 安装底盖337.4 传动轴和联轴器的选取337.4.1 传动轴337.4.2 联轴器34第8章 反应釜的轴封装置358.1 填料密封358.2 机械密封379.2 支座的选择429.3工艺接管及观测部件459.3.1 进料管459.3.2 出料管469.4安全泄放装置49第10章 结 论50参考文献51致谢53第1章 绪 论1.1 聚氯乙烯1.1.1 聚氯乙烯简介聚氯乙烯，简称PVC，是由氯乙烯在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂。是氯乙烯的均聚物，为无定形结构的白色粉末。它是我国第一、世界第二大通用型合成树脂材料。由于具有优异的难燃性、耐磨性、抗化学腐蚀性、综合机械性

10、、制品透明性、电绝缘性及比较容易加工等特点，目前，聚氯乙烯已经成为应用领域最为广泛的塑料品种之一，在工业、建筑、农业、包装、电力、日常生活、公用事业等领域均有广泛应用，与聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）和ABS统称为五大通用树脂。1.1.2聚氯乙烯的物理性质和化学性质聚氯乙稀是一种无毒、无臭的白色粉末。工业生产的PVC分子量一般在5万12万范围内，具有较大的多分散性，分子量随聚合温度的降低而增加；无固定熔点，8085开始软化，130变为粘弹态，160180开始转变为粘流态；有较好的机械性能，抗张强度60MPa左右，冲击强度510kJ/m2；有优异的介电性能。但对光和热的稳定性差

11、，在100以上或经长时间阳光曝晒，就会分解而产生氯化氢，并进一步自动催化分解，引起变色，物理机械性能也迅速下降，在实际应用中必须加入稳定剂以提高对热和光的稳定性。PVC很坚硬，溶解性也很差，只能溶于环己酮、二氯乙烷和四氢呋喃等少数溶剂中，对有机和无机酸、碱、盐均稳定，化学稳定性随使用温度的升高而降低。PVC溶解在丙酮-二硫化碳或丙酮苯混合溶剂中，用于干法纺丝或湿法纺丝而成纤维，称氯纶。具有难燃、耐酸碱、抗微生物、耐磨并具有较好的保暖性和弹性。1.1.3聚氯乙烯的主要用途均在40万吨/年或以上，由此可见，未来在中国PVC投产装置大型化的发展趋势成为必然。中国聚氯乙烯行业依靠规模扩张的粗放型的发展

12、模式已经难以适应市场要求。在淘汰落后产能的同时，构建上下游一体化产业链，加大科研投入，采用更加清洁环保的生产工艺已经成为聚氯乙烯企业可持续发展的主要方向。1.1.4.2制造方法PVC的两种生产工艺分别为：一是电石法，主要生产原料是电石、煤炭和原盐； 二是乙烯法，主要原料是石油。 国际市场上PVC的生产主要以乙烯法为主，而国内受富煤、贫油、少气的资源禀赋限制，则主要以电石法为主。前几年，由于石油价格不断攀升，电石法PVC生产工艺得到了飞速发展，到2008年底，电石法PVC产能约占我国PVC总产能的70%以上。下图1.1为电石法生产PVC的工艺流程示意图。沉析槽是PVC生产中的重要设备之一，其工作

13、稳定性直接影响PVC树脂的质量。它的作用在于把从上一工段来的混合悬浮液，进行结晶，然后成为一种颗粒状颗粒。 沉析槽为机械搅拌反应设备（也称搅拌釜式反应器），搅拌反应器由搅拌容器和搅拌机两大部分组成。搅拌容器包括筒体、换热元件及内构件。搅拌器、搅拌轴及其密封装置、传动装置等统称为搅拌机。搅拌设备的作用如下：使物料混合均匀；使其他在液相中很好的分散；使固体粒子（如催化剂）在液相中均匀的悬浮；使不相溶的另一液相均匀悬浮或充分乳化；强化相间的传质（如吸收等）；强化传热。例如为了制备某种悬浮液，就要用玻璃棒不断地搅动容。第2章 设计方案及参数的确定2.1 搅拌物料的种类及特性搅拌物料 F/A=du/dy

14、或写成 =du/dy= （2-1）则此比例常数就称为粘度。流体的物理性质一般是指密度P、粘度(或运动粘度，=/)等含有气和液滴的异相系中，表面张力等也是很重要的特性。 1假塑性流体； 2塑性流体；3牛顿型流体；4宾汉塑性流体。2.1.2 非牛顿型流体凡是粘度随着剪切应力及速度梯度的不同而有变化时，即不符合式（2-1)的线性关系的流体，称为非牛顿型流体。非牛顿型流体的搅拌比牛顿型流体复杂。不但理论部成熟，而且经验也积累不多。因此在目前阶段，非牛顿型流体的搅拌问题大多还只能依靠有限的经验。 对于牛顿型流体，其剪切应力与速度梯度d u/dy之比称为流体的黏度。而对于非牛顿型流体，这一比值称为表观黏度

15、。用下式表示: （2-2） 对非牛顿型流体的表观黏度，必须指明是在某一速度梯度范围内的数值，否则是无意义的。K值的大小即代表黏性的大小，而a值则代表非牛顿型的程度。 在非牛顿型流体中，按其性质，随着时间而变化的，称为与时间有关的非牛顿型流休。未成型的塑料，分子量大于百万的聚环氧乙烷均属这一类。其性质不随时间而变化的非牛顿型流体，称为与时间无关的非牛顿型流体。与时间无关的非牛顿型流体，又可分为宾汉塑性、假塑性与胀塑性三种。 2.1.2.1 宾汉塑性流体从曲线图中可看出，它的关系曲线是不通过原点的直线。这种非牛顿型流体和牛顿型流体间的差别，在于剪切应力和速度梯度的直线关系不通过原点，与轴相交于某一

16、点o，这一点称为屈服应力，即当搅拌剪切应力未达到一定值前，流体不会运动，但当剪切应力达到一定程度，大于o时，流体才能引起流动，并和牛顿型流体具有相同的流动特性。所以在搅拌运动中.宾汉塑性流体的戮度特性也和牛顿型流体相似。因此其剪切应力和速度梯度间的关系为: （2-3）对宾汉塑这是非牛顿型流体中最重要的一种，大多数非牛顿型流体均属于此类。在算术坐标系中，假塑性流体的剪应力和速度梯度的曲线是下弯的曲线形状。但是在对数坐标系中，它常常在很大的剪应力范围呈一条线关系。此时式（2-2)中的a1 。a的数值离1越远，假塑性越大。对特定的物料，黏度值随搅拌程度的强化而减小，而在静止时的翁度最大。在同一搅拌设

17、备内，受剪切应力最大处其粘度最小.而受剪应力最小处其薪度最大。从式（2-2)可看出，假塑性流体的表观黏度的变化是因速度梯度的增大，液体分子或质点间的相互作用逐渐减小所致。这种情况常常发生在具有高度不对称性的分子，如长链的高分子物质。当流体静止时，这些分子彼此纠缠在一起，在剪应力的作用下，这些分子或质点逐渐排列起来，而使它们的轴与流动方向平行，此时排列好的流体层间呈平行的流动。由于高分子物质的混乱运动较小，即动量交换较小，因此在排列好的流体层间的剪应力是不大的二随着速度梯度的增大，这种分子的定向排列愈完全，分子间的作用力愈小。所以表观私度就随速度梯度增大而减小。但是在很高的速度梯度下，当分子排列

18、已经变化。知道这些非牛顿型流体与温度的关系，就可以对搅拌设备采取有效措施。搅拌高钻度液体的流型除由资料知道外。还可用实测法观察。对这些复杂流动恃性的液体进行搅拌时，将流动特性用正确的数学公式表现出来是非常繁杂的，因为多数情况是不能进行解析计算的，所以一般是用表观黏度a而和牛顿型流体相同情况来处理的。2.2 搅拌装置的安装型式搅拌设备可以从各种不同的角度进行分类，如按工艺用途分、按搅拌器结构型式分或按搅拌装置的安装型式分等。以下仅就搅拌装置的各种安装型式进行分类说明。2.2.1 立式容器中心搅拌将搅拌装置安装在立式设备筒体的中心线上，驱动方式一般为皮带传动和齿轮传动，用普通电机直接联接或与减速机

19、直接联接。从功率方面看，可从0.1kw到数百千瓦。但在实际应用中，常用的功率为0.222kW，有人统计这种范围内的电机数量约占电机总数量的50%。由于设备的大型化，超过400 k W的大型搅拌设备也出现了。一般认为功率3.7kW以下为小型，5.522kW为中型。转速低于l00r/min为低速，100400r/min称中速，大于400r/min称高速。桨叶的形状，根据用途可以考虑各种各样的组合方式，以三叶推进式、涡轮式为主体.而组合各种形式。轴封以填料函密封的比较多，但对于真空及承受压力比较，增加了液层间的湍动，使搅拌效果得到明显的提高。但偏心搅拌容易引起振动、一般用于小型设备上比较合适。 装置

20、图2-4 偏心式搅拌2.2.3 倾斜式搅拌为了图2-5 倾斜式搅拌此种搅拌设备的搅拌器小型、轻便、结构简单，操作容易，应用范围广。一般采用的功率为0.22.2kW,使用一层或两层桨叶，转速为36300r/min,常用于药品等稀释、溶解、分散、调和及pH值的调整等。2.2.4 底搅拌搅拌装置封头接管的排列与安装，特别是上封头带夹套，冷却气相介质时更为有利。底搅拌有利于底部出料。可使出料口处得到充分的搅动，使输料管路畅通。对于大型聚合釜搅拌设备的结构，在设计上有很多实际困难。通常聚合釜的搅拌轴是通过釜的顶盖伸入体，可由乙烯或乙炔制得。为无色、易液化气体，沸点-13.9，临界温度142，临界压力5.

21、22MPa。氯乙烯是有毒物质，肝癌与长期吸入和接触氯乙烯有关。它与空气形成爆炸混合物，爆炸极限4%22%（体积），在压力下更易爆炸，贮运时必须注意容器的密闭及氮封，并应添加少量阻聚剂。化学性质稳定。3.2 材料选用由于PVC和VCM的性质都比较稳定，而且设计压力1.4MPa小于1.6MPa，设计容器属于低压容器，其设计温度为100 。此次设计选用材料为Q345R这种压力容器专用钢板。Q345R具有良好的综合力学性能和制造工艺性能，适用于制造中低压容器。第4章 换热元件的选择有换热要求的的搅拌反应器，为维持反应的最佳温度，需要设置换热元件。常用的换热元件有夹套和内盘管。 图4-2 整体夹套的形式

22、整体夹套与釜体的连接方式有可拆式和不可拆式，如图4-3所示。图中(a)的为可拆式连接结构，它适应于需要检修内筒外表面以及定期更换夹套，或者由于特殊要求，夹套与内筒之间不能焊接的场合； b)为常用的不可拆式连接结构，夹套与内筒之间采用焊接，加工简单，密封可靠。图4-3 夹套与釜体的连接结构（a）可拆式连接；（b）不可拆式连接1-容器法兰；2-筒体；3-夹套夹套上设有介质进出口，当夹套中用蒸汽作为载热体时，蒸汽一般从上端进人夹套，冷凝液从夹套底部排图4-4 螺旋导流板4.2 内盘管当所需传热面积较大，而夹套传热不能满足要求时，可采用内盘管传热。它浸没在物料中，热量损失小，传热效果好，但检修较困难。

23、内盘管可分为螺旋形盘管和竖式蛇管。4.3 选取换热元件当夹套的换热面积能满足换热要求时，应优先采用夹套，这样可以减少容器内构件，便于清洗，不占用有效容积。所以本次设计我选用的换热元件为夹套。结构形式如图4-2（b）所示。第5章 反应釜釜体的设计5.1 确定筒体和封头的型式从设计要求的工作压力、温度和该设备的工艺性质可以看出它属于带搅拌的低压反应釜类型。根据惯例，选择圆柱形筒体和标准椭圆形封头。5.2 筒体的几何尺寸计算5.2.1 确定筒体和封头的直径5.2.1.1 高径比的确定确定高径比时应考虑:（1）高径比对搅拌功率的影响:N，高径比越大，即或越小，所需搅拌功率也越小气-液相12发酵罐发酵液

24、1.72.5选取反应釜的高径比为=1.35.2.1.2 确定填料系数h釜体全容积V和操作容积的关系： =hV (5-1)填料系数h一般取0.60.8，物料在反应过程中要气泡沫或呈沸腾状态，填料系数h取低值，约为0.60.7，物料反应平稳，h可取0.80.85，物料粘度较大可取大值。根据任务书提供的工艺参数，选取填料系数h=0.85。5.2.1.3 筒体和封头直径从任务书可得工艺容积V=110反应釜的直径估算如下：由可得：将计算结果圆整至公称直径标准系列，取=4700mm ，封头取相同直径。5.2.2 确定筒体高度和几何尺寸取以内径为基准的标准椭圆形封头，由JB4746-2002表1可得： =4

25、700断面状况如图5-1所示：筒体高度估算为； 取，所以，结果符合原定范围。5.3 夹套几何尺寸计算取夹套直径，其值符合压力容器公称直径系列。夹套的封头也采用椭圆形封头，且封头直径与夹套直径相同。由JB4746-2002，表B.1可查得时，封头总深度，内表面积，容积。夹套筒体的高度估算如下：筒承受压力为1.1MPa的外压。所以，设计它们的厚度时，筒体分别按1.4MPa的内压和1.1MPa的外压设计，夹套按1.1MPa的内压设计。5.4.2 计算夹套筒体、封头厚度由设计条件可得，焊缝接头系数，腐蚀裕度为1mm，夹套的设计温度取185，夹套筒体与封头的材料均为Q345R，查参考文献3，表D-1可得

26、，在夹套设计温度下，按名义厚度取。夹套筒体的厚度计算如下：夹套封头的厚度计算如下：承受1.1MPa外压时内筒筒体的厚度：为简化起见，假设内筒筒体厚度，则内筒承受外压部分高度,以此决定及的值。因此，mm ； mm由参考文献3图4-6可查得：A=0.00093；图4-8可查得：B=120MPa，则许用应力可计算如下：设，则，而，标准椭圆形封头，所以。查参看文献3图4-8可得：B=132MPa，则所以内筒封头厚度为满足强度要求。由于内筒封头既可能承受内压，也可能承受外压。因此内筒封头厚度应选两者中的大值，即确定内筒封头的厚度为。5.5 水压试验筒体和夹套材料为Q345R，在钢板厚度为时屈服点，该材料

27、在钢板厚度为时屈服点，取=0.85。内筒筒体的水压试验压力为： 夹套筒体水压试验时壁内应力为：内筒筒体水压试验时壁内应力为：可见水压试验时筒体，夹套内应力都小于，所以水压试验安全。第6章 反应釜的搅拌装置90度安装。图6-1 桨式搅拌器(a)平直叶桨式；（b）平直叶单面加筋；（d）折叶桨式6.1.1.2 涡轮式搅拌器这种搅拌器有多种形式，如图6-2所示，其直径不能做得太大，一般在700mm以下。图6-2 涡轮式搅拌器（a）开启直叶涡轮式；（b）开启弯叶涡轮式；（c）开启斜叶涡轮式；（d）圆盘直叶涡轮式；（e）圆盘弯叶涡轮式；(f)闭式弯叶涡轮式6.1.1.3 锚式和框式搅拌器 这类搅拌器底部形

28、状与反应釜下封头形状相似，如图6-3所示。图(a)、(b)适用于椭圆形或碟形下封头的釜体；图（c）适用于锥形封头的釜体。反应釜的直径较大或物料粘度很大时，常用横梁加强，其结构就成为框式。通常锚式和框式搅拌器的直径D较大，取釜体内径的2/39/10。这种搅拌器适用于有固体沉淀或容易挂料的场合。6.1.1.4 推进式搅拌器推进式搅拌器常用整体锻造，加工方便，采用焊接时，需模锻后再与轴套焊接，加工较困难。制造时应做静平衡试验。搅拌器可用轴套以平键或紧定螺钉与轴联接，如图图6-3锚式和框式搅拌器在搅拌时，推进式搅拌器能使物料在反应釜内循环流动，所起的作用以容积循环为主、切向作用小，上下翻腾效果好。当需

29、要有更大的液流速度和液体循环时，可安装导流筒。图6-4推进式搅拌器6.1.1.5 其他形式搅拌器除上述儿种常见的搅拌器外，还有许多不同形式的搅拌器，如螺杆式和螺带式搅拌器等，如图6-5所示。图6-5 螺杆式和螺带式搅拌器（a）螺杆式搅拌器；（b）螺带式搅拌器6.1.2 搅拌器的选用搅拌操作涉及流体的流动、传质和传热，所进行的物理和化学过程对搅拌效果的要求也不同，至今对搅拌器的选用仍带有很大的经验性。搅拌器选型一般从三个方面考虑：搅拌目的、物料黏度和搅拌容器容积的大小。选用时除满足工艺要求外，还应考虑功耗、操作费用，以及制造、维护和检修等因素。注：有者为可用，空白者不详或不适用 根据工艺条件和搅

30、拌目的由表6-1选用桨式搅拌器。由参考文献5表10-1选取直叶桨式搅拌器。其结构简图如图6-6所示；桨叶数。取 ； ； C=0.6所以，查参考文献5表10-7取mm ，查参考文献5表10-7取 C=0.6=0.62100=1260mm查参考文献5可得桨式搅拌器的结构如图6-7所示：当mm；时，桨式搅拌器零件的尺寸可由参考文献5表10-7可查得；其中；螺栓数量为4，为M22；销数量为1，为22mm；质量=86.90kg；P/n不大于1.0。图6-7中零件明细表如下表6-2所示：表6-2 零件明细表 G为搅拌轴材料的剪切弹性模数，对于碳钢及合金钢为8.1MPa 为轴截面的极惯性矩，对于实心轴：又因

31、为：所以：对于一般传动取，所以搅拌轴满足刚度要求。6.2.4 搅拌轴的支承一般情况下，搅拌轴依靠减速机内的一对轴承支撑。但是，由于搅拌轴往往较长而且悬伸在反应釜内进行搅拌操作如图6-8，因此运转时容易发生振动，将轴扭弯，甚至完全破坏。为了保持悬臂搅拌轴的稳定，悬臂轴长度,搅拌轴直径d。两轴承间的距离B之间的关系应满足以下条件: ； 图6-8搅拌轴的支承当轴的直径裕量较大，搅拌器经过平衡及低转速时，/B及/d 可取偏大值。所以取/B=5；/d=48所以：=48110=5280mm；B=5280/5=1056mm6.2.5 搅拌轴的临界转速 当搅拌轴的转速达到其自振频率时会发生剧烈振动，并出现很大

32、的弯曲，这个速度7.1 电动机的选用 搅拌反应釜用的电动机绝大部分与减速机配套使用，只有在搅拌转速很高时，才见到电动机不经减速机而直接驱动搅拌轴。因此，电动机的选用，一般与减速机的选用互相配合考虑。很多场合下，电动机与减速机配套供应，设计时可根据选定的减速机选用配套的电动机。 选用电动机主要是确定电动机系列、功率、转速以及安装形式和防爆等要求。 搅拌反应釜常用的电动机系列有:Y系列三相异步电动机、YB系列隔爆型三相异步电动机、Y-F系列防腐型三相异步电动机、YXJ系列摆线牛十轮减速异步电动机等。电动机的功率主要根据搅拌所需的功率及传动装置的传动效率等而定。搅拌所需的功率一般由工艺要求提出，通常

33、已考虑到了物料搅拌启动时的需要，但根据化工计算所得的搅拌轴计算功率有时与实际情况出人较大，还需要参考相近物料、相近搅拌情况下所需的功率。传动效率根据所选传动装置的类型不同而不同，其数值可在减速机的有关资料中查到。此外还应考虑搅拌轴通过轴封装置时因摩擦而损耗的功率等因素。因此搅拌反应釜所需电动机的功率可由下式表示: （7-1）为轴封摩擦损失的功率，其值因密封系统的机构而异。填料密封的功率损失较大，机械密封则较小。作为粗略的估算，填料密封的功率损失约为搅拌功率的10%或至少为0.5Hp。机械密封的功率损失一般为填料密封的1015%。传动系统的效率也和其结构有关，一般为0.70.98。所以: ,取=

34、0.85 一般异步电动机的同步转速按电动机的极数分成几挡，如3000r/min、1500r/min、1000r/min、750r/min、600r/min等，其1500r/min的电动机价格较低，供应较普遍，故应用最广泛。电动机的常用安装形式一般有几种，如图所示7-2。选用时可根据所选减速器及机座对电动机的安装位置安排而定。图7-4 摆线针轮行星减速机其主要特点为传动效率高，传动比大，结构紧凑，拆装方便，寿命长，重量轻，体积小，承载能力高，工作平稳。对过载和冲击载荷有较强的承受能力，允许正反转，可用于防爆要求。由HG/T 3139.2-2001表1可查得选取的摆线针轮行星减速机的型号为 XL

35、B 75-11-29 Q7.3 机架的选用机架一般有无支点机架、单支点机架和双支点机架。无支点机架一般仅适用于传递小功率和小的轴向载荷的条件。单支点机架适用于电动机或减速机可作为一个支点，或容器内可设置中间轴承和底轴承的情况。双支点机架适用于悬臂轴和搅拌密封装置有较高要求的场合。本设计选用双支点机架，查HG21567-1995可得选用的机架为：HG21567-1995 机架 B 500-110 其结构如下图7-5所示： 电机或减速器输出轴与传动轴之间及传动轴与搅拌轴之间的连接，都是通过联轴器连接的。常用的联轴器有凸缘联轴器、夹壳联轴器和块式弹性联轴器。 查参考文献8 3.7.6，传动轴与搅拌轴

36、间的联轴器选用GT刚性凸缘联轴器。减速器输出轴与传动轴之间选用夹壳联轴器。图7-8 凸缘联轴器可靠，广泛应用于搅拌反应釜的轴封。 图8-3是一种典型反应釜机械密封的结构图，从图中可以看出，静环14依靠螺母1、双头螺栓2和静环压板16固定在静环座17上，静环座与反应釜底座联接。当搅拌轴7转动时，弹簧4依靠三只紧定螺钉10固定在轴上，而双头螺栓6使弹簧压板11与弹簧座9进行轴向固定，三只固定螺钉3又使动环13与弹簧胀板进行周向固定。所以当轴转动时，带动了弹簧座、弹簧压板、动环等零件一起旋转。由于弹簧力的作用，使动环紧紧压在静环上，而静环静止不动，这样动环和静环相接触的环形端面就阻止了介质的泄漏。图

37、8-3 机械密封的结构图1-螺母；2-双头螺栓；3-固定螺钉；4-弹簧；5螺母；6-双头螺栓；7-搅拌轴；8-弹簧固定螺丝；9-弹簧座；10-紧定螺钉；11-弹簧压板；12-密封圈；13-动环；14-静环；15-密封垫；16-静环压板；17-静环座机械密封分为单端面与双端面和平衡型与非平衡性。单端面与双端面，根据密封面的对数分为单端面密封（一对密封面）与双端面密封（两对密封面）。单端面密封结构简单、制造容易、维修方便、应用广泛。如图8-4所示的双端面密封有两个密封面，且可在两密封面之间的空腔中注入中性液体，使其压力手孔和人孔的设置时为了安装、拆卸、清洗和检修设备内部的装置。当设备的直径大于90

38、0mm时，应开设人孔。人孔的形状有圆形和椭圆形两种。圆形人孔制造方便，应用较为广泛。人孔的大小及位置应以人进出设备方便为原则，对于反应釜，还要考虑搅拌器的尺寸，以便搅拌轴及搅拌器能通过人孔放人罐体内。本设计开设人孔一个。查参考文献8 3.4 选取人孔为回转盖带颈平焊法兰人孔。其基本结构见下图9-1所示。图9-1 回转盖带颈平焊法兰人孔图9-1中件号所表示的零件名称见参考文献8图3-4-3，其具体尺寸见参考文献8表3-4-6。本设计选取的回转盖带颈平焊法兰人孔密封面型式为RF型；公称压力为1.0MPa；公称直径选用500mm；其总重量为154kg。9.1.2 补强及补强方法的判别由参考文献3，表

39、4-15可知：允许不另行补强的最大接管外径为=89mm，本设计开孔外径为530mm，故需另行考虑其开孔补强。(1)补强的计算方法判别:开孔直径d： 本凸形封头开孔直径d=504mm，满足等面积法开孔补强的适用条件。故可用等面积法进行开孔补强计算。(2)开孔所需补强面积：封头的有效厚度： 封头多余金属面积： （5）接管多余金属面积：接管计算厚度： 接管多余金属面积： 接管区焊缝面积（焊脚取6.0mm）： 有效补强面积： 所以开孔后不需要另行补强。9.2 支座的选择夹套反应釜多为立式安装。立式容器支座由耳式支座、支承式支座、腿式支座和裙式中为内筒和夹套的总重， 为传动装置与搅拌装置总重， 为物料重

40、， 为冷却水重。（1）的计算：筒体重量的计算公式为： (9-1)内筒筒体：；，所以其质量为： 夹套筒体：；，所以其质量为： 标准椭圆封头重量计算公式为：内筒筒体封头：；，所以其质量为：每台反应釜常用4个支座，但作承重计算时，考虑到安装误差造成力情况变坏，应按2个支座计算。故每个支座承受载荷：按支座允许负荷大于实际负荷的原则选用支座JB/T4724-1992支撑式座B8，材料为Q235-AF，支座本体允许载荷，则4个B型支座能满足支座自身的承载要求。9.3工艺接管及观测部件9.3.1 进料管反应釜常用的进料管如下图9-3所示：图9-3 加料管（a）型接管伸进设备内，端部成45，斜面朝向中心，可避

41、免物料沿斧壁流动。（b）型进料管可抽出，用于易腐蚀、易堵塞的物料，清洗、检修方便。（c）型进料管浸没在料液中，可减少因冲击液面而产生的泡沫。管上开小孔是为了防止虹吸现象。本设计选用（b）型进料管，（b）型进料管由进料管和进料套管组成。查HG20593-97表4-3可得选用的进料管和进料套管的规格分别如下表9-1和表9-2。表9-1 进料管规格公称规格管子外径法兰厚度C法兰内径法兰理论重量PN1DN150159mm24mm161mm7.61kg表9-2 进料套管规格公称规格管子外径法兰厚度C法兰内径法兰理论重量PN1DN200219mm22mm222mm6.58kg9.3.2 出料管 反应器由上

42、出料和下出料两种方式。图9-4 上出料管图9-5 下出料管表9-3 下出料管尺寸管径公称直径DN255010075+DN100+DN160+DN 其中DN为下出料管公称直径。本设计选用下出料方式，选用（a）型。查HG20593-97表4-3可得选用的出料管规格如下表9-4。表9-4 出料管规格公称规格管子外径法兰厚度C法兰内径法兰理论重量PN1DN250273mm26mm276mm11.9kg9.3.3 夹套的进气管 当夹套设计进气管时，为了防止气体直冲罐体，影响罐体强度。可采用下图9-6所示结构进气管选用图中（d）型结构。查HG20593-97表4-3可得选用的进气管规格如下表9-5。表9-5 进气管规格公称规格管子外径法兰厚度C法兰内径法兰理论重量PN1DN8089mm20mm91mm3.59kg图9-6 进气管结构9.3.4 反应釜的其他接管查HG20593-97可得反应釜的其他开孔接管选用如下表9-6。表9-6 设备其他接管规格名称或用途公称规格管子外径法兰厚度C法兰