搅拌釜设计说明书

1反应釜的设计参数及要求设计参数及要求容器内夹套内设计压力（MPa）0.20.3设计温度「C）100150介质有机溶剂蒸气焊接街头系数0.850.85全容积（m3）1.3搅拌器形式推进式腐蚀情况（mm）微弱推荐材料Q235-A搅拌轴转速（r/min）250电动机功率（KW）5.5传热面积>32夹套反应釜设计反应釜的罐体和夹套的设计2.1.1罐体和夹套的结构设计罐体一般是立式圆筒形容器，有顶盖、筒体和罐底，通过支座安装在基础或平台上。根据反应釜的设计参数及要求可知，罐体采用立式圆筒形结构，上、下封头均采用标准椭圆形封头。下封头与筒体焊接，上封头与筒体采用法兰连接。夹套采用焊接式整体结构形式。2.1.2筒体的几何尺寸计算查资料选取该反应釜筒体的长径比i=H/D1=1.2,则筒体的内径为D1@D1@=1.084m将计算结果圆整至公称直径标准系列，选取筒体直径 D1=1100mm。此时，由计算得每一米高的筒体容积为V1m=PDL?10.950m3，表面积4F1m=pD1=3.454m2，查表得，DN==1100mm时的标准椭圆封头曲面高度h1=275mm，直边高度=40mm，封头容积V封=0.1980m，表面积F封=1.39810。筒体高度为H1=H1=V-V封V1mLL78101m0.950筒体高度圆整为H1=1200mm于是i=D=1100=1.09，复核结果基本符合原定范围2.1.3夹套几何尺寸计算罐体直径D1=1100mm,则夹套内径为D2=D1+100=1200mm，符合压力容器公称直径系列。取反应釜装填系数为h=0.80，则估算夹套高度为H2=hV-V封H2=hV-V封=V1m0.8込「3 °.=9)80.950050=9t5t0选取夹套高度H2=950mm，贝UH0=H1-H2=1200-950=250mm，这样满足筒体法兰螺栓的装拆要求。夹套的传热面积为22F=F1mH2+F封=3.14?0.9501.3980=4.38m3m2.1.4按内压计算厚度罐体和夹套材料选用Q235-A,,设计温度t1=100C（罐体内）,t2=150C（夹套内），设计压力p1=0.2Mpa（罐体内），P2=0.3Mpa（夹套内）。液柱静压力皿=10-6rgh=10-6创11009.8?（1.20.275+0.040）=0.016Mpa罐体计算压力p1c=p1+p1H=0.2+0.016=0.216Mpa夹套内介质为水蒸气，故其液柱静压力可以忽略不计，则夹套的计算压力为P2c=P2=0.3MPa由设计任务书可知，焊接接头系数为f二0.85查表可知设计温度下，Q235-A的许用应力为[d]=113Mpa筒体计算厚度a=. P1cU =0.216'1100=1.23mmt2[d]f- P1c2创1130.85-0.216夹套计算厚度d2= p2cD2- 0.3'1200 =1.877mm2[d]f-P2c2创1130.85-0.3筒体封头计算厚度d=P1cU =t =0.216'1100=1.234mm2[dff-0.5皿 2创1130.85-0.50.216夹套封头计算厚度ct= = 0.3‘1200 =1.875mm2[d]tf-0.5p2c 2仓山130.85-0.50.3取钢板厚度负偏差G=0.6mm,腐蚀裕量：夹套C2=2mm，则夹套厚度附加量为C=G+C?=0.6+2=2.231mm则有筒体设计厚度dc=d+C=1.23+2=3.23mm夹套设计厚度d2c=d2+C=1.877+2=3.87mm筒体封头设计厚度d'c=d+G=1.234+2=3.234mm夹套封头设计厚度d2c=d+C=1.875+2=3.875mm圆整后选取筒体名义厚度dm=4mm夹套名义厚度ckn=4mm筒体封头名义厚度d1n=6mm夹套封头名义厚度d2n=6mm2.1.5按外压校核厚度取厚度附加量C=2.6mm，假设筒体名义厚度g=10mm，则筒体有效厚度噤=dn-C=10-2.6=7.4mm

筒体外径D1O=D1+2d1n=1100+2?10 1120mm筒体计算长度L=H2+13h1=950+13?275 1042mm1O10421120=0.914系数11207.4=1O10421120=0.914系数11207.4=151.35查文献得系数A=0.00095查文献得系数B=48许用外压力[p查文献得系数A=0.00095查文献得系数B=48许用外压力[p]=DB=1]20.5=0.79Mpa>0.3Mpa

；deJ4因此，名义厚度dm=10mm时，筒体能满足0.3Mpa的外压要求筒体封头的厚度计算如下:假设筒体圭寸头名义厚度为dn=10mm，则d1e=dn-C=7.4mm，D1O=D-i+2c1n=1120mm，当量球壳外半径Ro=0.9D；O=1108mm系数a=°；系数a=°；1250.12511087.4=0.000835查文献得系数查文献得系数B=110许用外压力［昨J许用外压力［昨Jde1101108/7.4=0.735pa0.3Mpa该假设满足稳定要求，筒体封头名义厚度为 d1n=10mm2.1.6水压试验校核筒体材料为Q235该材料有ss=235MPa，取F=0.85,贝USt0.9Ss=0.9创0.85235=179.8MPa

罐体筒体水压试验压力p仃=1.25口胃二1.25仓创罐体筒体水压试验压力p仃=1.25口胃二1.25仓创）.2

[s]3=0.25MPa113夹套筒体水压试验压力P2T=1.25p2-[s]=1.25仓J0.3113=0.375MPa[s] 113罐体内筒水压试验时壁内应力：P1T（D17）=0.25?（11007.4）=18.7MPa<2de 2'7.4179.8Mpa夹套内压试验应力:S2TP2T（D2+cbe）_0.375?（12007.4）

2cbe = 2'7.4=30.6MPa<179.8Mpa可见水压试验时筒体，夹套内应力都小于St，水压试验安全。反应釜的搅拌装置2.2.1选择搅拌器由结构选择时所写，本釜选用推进式搅拌器。根据搅拌器直径与罐体内径之比 DjD常取0.2〜0.5,选取[5]搅拌器，其主要尺寸如下图3-1:图3-1推进式搅拌器的结构搅拌器直径Dj=0.22D=1100?0.22 242mm圆整Dj=300mm搅拌轴直径d=40mm;di=80mm键槽b=12mmt=43.6mmH=55mm质量3.38kgN/n不大于0.022.2.2设计搅拌轴搅拌轴的材料：选用45钢搅拌轴的结构：连接桨式的轴头较简单，因用螺栓对夹，所以用光轴即可；与联轴器配合的轴头结构需要车削台肩，开键槽，轴端还需要车螺纹，轴的具体结构如下图所示：根据任务书，选用电机丫32M2-6。选用轴功率P=4kw,轴转速n=250r/min,45钢扭转切应力II-35MPa，系数取112，则d?咗122?爲30.75mm考虑开键槽和物料对轴的腐蚀，轴径扩大7%，即d=28.2h2(1 =12%m)m故d圆整为35mm满足强度要求。搅拌轴的形位公差和表面粗糙度要求：一般搅拌轴要求运转平稳，为防止轴的弯曲对轴封处的不利影响，因此，轴安装和加工要控制轴的直度，由于搅拌轴转速n=900r/min1000r/min，直线度允差1000：0.1.安装轴承处轴的公差带采用k6，外壳孔的公差带采用H7,安装轴承的配合表面粗糙度Ra取0.8，外壳孔与轴承配合表面粗糙度Ra取1.6。反应釜的传动装置反应釜的搅拌器是由传动装置带动，传动装置通常设置在釜顶封头的上部反应釜的传动装置包括电机、减速器、联轴器、机架、底座和凸缘法兰。2.3.1选用电机根据设计任务书要求，选选用电机 丫32M2-6,选用轴功率P=5.5kw,轴转速n=960r/min。2.3.2选用减速器根据任务书，选用V带传动。V带传动选择和主要尺寸确定如下，传动的额定功率P=5.5kw

小皮带轮转速ni为电机转速=960r/min大皮带轮转速n2为已知搅拌机转速=250r/min由参考文献选取工况系数Ka=1.2设计功率Pd=Ka*P=1.25.5=6.6kw根据Pd和ni选取B型带i=nin2960250=3.84初选小皮带轮计算直径di=125mm验算带速v=二dini6010003.14125960601000=6.28m/s亠5m/s选取滑动率；=0.02大带轮计算直径d2二idi(1-；)=3.84125(1-0.02)=470.4mmmm圆整，取d2=475mm初取中心距600mm带的基准长度Ld0=2a。 （did2）（d2一小）2=2193.5mm2 4a圆整并根据长度系列选取Ld0=2