典型设备带搅拌装置的夹套传热式连读反应釜机械设计说明书

摘 挡 罐体和夹套总质量m1的计 传动装置总质量m2的计 物料重量m3的计 冷却水重量m4的计 传动装置、轴封装置及支座、人孔、工艺接管等附件组成。容器内介质为，夹套内的介质为蒸汽。采用电机Y132M2-6960r/min5.5kW采用推进式，搅拌轴转速200r/min4kW：带搅拌的夹套反应釜；；蒸汽；电机 Y132M2-6；推进式搅拌工作压力4设计压力工作温度设计温度全容积操作容积传热面积搅拌轴转速轴功率4概泛应用于合成塑料、合成纤维、合成橡胶、、化肥等行业。一个夹套反应釜主要有搅搅拌器和搅拌轴组成；传动装置是为带动搅拌装置的，主要由电动机、器、联轴器和罐体和夹套的设计罐体和夹套的结构设计D11200mm，宜采用可拆连接。当要求可拆时，做成罐体几何尺寸的设计确定筒体内径 式 V—工艺条件给定容积

1347确定封头尺寸H375mmA2.2346m2V00.3977m3，DND11400mm曲hi=350mmDN≤2000mm直边高度h0=25mm ： 2[]t式 椭圆封头形状系数，k=Pc---------计算压力，Pc=P+则Pc=P=4.5MPa查参考文献[1]查参考文献[2]，封头焊接型式采取双面焊、全焊透，局部无损检测，则 =19.7mm2[]t最小厚度是指壳体加工成型后不包括腐蚀裕量的最小厚度。GB105.1-2011《压力容器查参考文献[2]得：负偏差取C10.3mm查参考文献[2]得：腐蚀裕量取C21.3mm确定筒体的厚度根 ：H1(VV封)/V1m式中V封—封头容积（查参考文献[1]，m3V1m—1m高筒体容积（查参考文献[1]，m3/m；代入H1(2.30.3977)/1.5391236VV1mH1V封 式中V封—封头容积（查参考文献[1]，m3H1—圆整后的筒体高度，夹套几何尺寸计夹套下的封头型式和罐体封头，其直径D2与夹套筒体相同。夹套高H2由传热面积而决定，但不能低于料液高。装料系数通常取0.6~0.85，本设计应取0.8（推进式搅拌器只适用于低黏度液体操作容积=全容积0.82.31.84VV封V夹套高度H2计算：H2 V

0.82.3 0.937查参考文献[1]得F1m4.40封封

A2.2346mFF

夹套反应釜的强度计算强度计算的原则及依据GB150-1998《钢制压力容器》的规定。DN600mm时，被夹套包围部分的圆筒分别按内压圆筒和外压圆筒计算，取其中较按内压对圆筒和封头进行强度计算罐体筒体厚度计已知tc=190 []t189MP Pc=P=4.5=19.7查参考文献[2]得：负偏差取C10.3mm查参考文献[2]得：腐蚀裕量取C21.3计算名义厚度封头同理tc=190 Pc=P=4.5 []t189MPa=19.7第1部分:通用要求》中对容器最小厚度的规定是：查参考文献[2]得：负偏差取C10.3mm查参考文献[2]得：腐蚀裕量取C21.3mm按外压对筒体和封头进行强度校核由于圆筒外径=1400+42=1442圆筒有效厚度19.7所以73；其 LH1h100013501117 3 =查参考文献[2]A0.003，tc190B150=150/73=2<4.5MPa因为所以筒体名义厚度n19.7mm，令n=45同理可得：所 34；=34查参考文献[2]A0.009，tc190℃,B160=160/34=4.7>4.5MPa因为所以筒体名义厚度n设封头名义厚度n=45mm，则=1400+90=1490，43.7本设计采用标准椭圆形封头，查参考文献[2]，K1所以R0计算系数AR0查参考文献[2]，得A,B故：带入计算 >4.5夹套厚度计算(1)夹套筒体部分厚度计已知tc150o Pc0.4MPa[]t189MP 则

1.870mm22[]t2

mm。所以取计算厚度23查参考文献[2]得：负偏差取C10.3查参考文献[2]得：腐蚀裕量取C21.3计算名义厚度n2C24.3 1.867mm2[]t 不满足刚性条件，取最小厚度做计算厚度23则n2C24.3水压实验校核计夹套反应釜对罐体和夹套分别进行水压校核，并对圆筒的应力T进行校罐体由于[][]t， 4.5=5.6=95.9查参考文献[2]材料屈服点应

s345T0.9

0.9s0.93450.85

c由于[][]t，故 1.25P1.250.40.5c 查参考文献[2]材料屈服点应s345MPa；0.9s263.9T0.9s反应釜的设计反应釜的搅拌器反应釜的搅拌器推进式：D1/DJ4/1~3/1 H0/DJ不限本设计中取D1/DJ3.5 H0/DJ查参考文献[1]D11400mm；H0600mm；DJ400D11/5～1/2n=100～500r/min的场合。推进式搅拌器如图1。挡

图 推进式搅拌径的1/10～1/12，一般设置4～6个挡板沿罐壁均匀分布直立安装[1]。本设计挡板宽度取容器内径的1/10，设计4个挡板。反应釜的传动装为加工和安装方便，常将搅拌轴分段制造。安装搅拌器的部分称为搅拌轴或下轴，与常用电动机及其连接尺寸按设计书要求，选Y132M2-6，其轴功5.5kW，轴转速n=960r/min，本设计选用V型带传动。查参考文献[1]得：电动机Y132M2-6电流Y132M-PdP式 电动机功率 釜用机类型、标准及其选由于立式反应釜转速通常较低，因而电动机多与变速器（器）组合使用，有时也采用变频器直接调速。釜用立式器主要类型有摆线针轮机、齿轮器和带传动器三大类[1]。其基本特性见下表。三大类器已列入HG/T3139.1～12《釜用立式减釜用立式标 器的基本特性：摆线针轮齿轮使用长、运转平使用长；在相同该机结构简单，过in额定9604.8n输 出轴转速200r/min，转矩T与功率P的转化为：TPPT

5.5T=1075.29式中P—T—输出转矩，N·m；—总传动效根据以上数据查参考文献[1]可选用FP系列带传动机搅拌轴的计算搅拌轴的材料搅拌轴的结构搅拌轴的最小轴后，查参考文献[1]，取最小轴径为40mm。P4kWn=200r/min45钢，查参考文献[1]知： d 112 30.4n d—轴端直径，n—转速，r/min

=d32mm,带轮和联轴器轴向定位的连接用平键查参考文献[1]，选用平键10832js9d235mm，查参考文献[1]，40mmL42mm,为了保证轴端挡圈只压在带轮上而不压在轴的端面上，轴的长度应取略短些，取段轴的长度L1=40mm。上轴强度校核查参考文献[1]知

T0[W式中[]K35W对于实心轴查参考文献[1]

pWp

d

3.1432

6430.72P9.55106T0 5式中max—扭转剪应力，MPa；T0—轴传递的扭矩，N·m；则max1910006430.7229.70]Kd40mm

轴承的选择及校轴承选对轴承作为支承。本设计中，转速较低，载荷较重，24小时连续工作，故选用圆锥滚子轴d=35D=18T=18B=18C=14Cr=43.2Cor=59.2系数e=0.38，Y=1.4，Y0=0.8；轴承代号为32007。轴承校查参考文献[3]，对滚子轴承核算106CfLh t60n式 n—轴承的工作转速

PLh—按小时计算的轴承额定10/3CPh参考文献[3]知：选L范围为50000～60000，10（对圆锥滚子轴的 指数10）h

6339.2P2荷影响因素fp）

C

h 50468.860nP 60 6200Lh50468.8h50000～60000h联轴器的选择查参考文献[2]KA1.5；故TC1.5191Tn400N·m，许用转矩[n]8000r/minm5.43kg罐内搅拌轴的结构设搅拌器与搅拌轴的连接结构设 ：DJ=0.33×1100=363最终查参考文献[1]DJ400mmm4.59kg轴封型式的选择填料密机械密D1=175 D2=145 D3=110 H=147机架结构的设计端与变速器（机）连接尺寸相匹配，下端采用螺柱与安装底盖连接。机架分为无支点DJ型单支点机架主要尺寸56选择凸缘法兰本设计选择R型法兰（DN=400mm。R型突面法兰查参考文献[1]。安装底盖结构安装底盖的常用形式为RS和LRS型，其他结构（整体或衬里、密封面型式（突面或凹面RS型安装底盖，其尺寸为：DN400mm机架公称直径400mmd40mm查BC型，否则选A型，B4个，查参考文献[1]DN1400mm得：允许90KNH250mm30M2415.7kg，B型耳式支座尺B型钢板l2=290 b2=140Bb470

210b1140mml1200mm，114mm，S1703l3315mm，b3250mm，8mme3料选用Q345R，地板材料一般应与容器材料相同。D1867

2l2 n—壳体名b2、l2、3—耳式支座尺寸，查参考文献[1]中相应的尺寸接管和法（P兰密封面为突面（RFPN表示，查参考文献[1]知一般PN32mm，蒸汽外径为38mm，一般加料口PN为80mm，故加料口外径为89mm，一般温度计PN为25mm，故温度计外径为32mm，一般压缩空气PN为32mm，压缩空气外径为38mm，一般放料口和冷凝水出口管PN为50mm，放料口外径为57mm，冷凝水出口管外径为57mm。法兰密封面应进行机械加工，通常表面粗糙度Ra3.2～6.3m。本设计的表面粗糙度取中间值4.8m，因为法兰螺栓等距跨中均布。接管的伸长一般为从法兰密封面到壳人密封面型式：突面（RF型）公称压力：1.0MPa公称直径：DN=450总质量：154kg螺柱：2040M24×12视当视镜需要斜装或设备直径较小时，采用带灯有颈视镜，PN=100mmPN=100mm时，得视镜质量m=4.7kg。液