机械毕业设计搪玻璃反应釜说明书

内蒙古科技大学毕业设计13000升开式搪玻璃反应釜的设计摘要：搪玻璃设备具有质量好、耐腐蚀等优点，对资源的节约、我国经济发展和石油工业的发展起着巨大的作用。设计一台操作容积为3000L的搪玻璃反应釜，全容积为3715L。按照GB150-1998《钢制压力容器》，HG2432-2001《搪玻璃设备技术条件》，HG/T2371-2003《搪玻璃开式搅拌容器》进行设计、制造、检验和验收。容器圆筒的材料为Q235B，工作压力为0.4MPa，工作温度为0~200℃；夹套材料为Q235B，工作压力为0.6MPa，工作温度为0~200℃。此次设计主要进行了搪玻璃反应釜的结构设计和强度计算。进行了圆筒壁厚计算，夹套的壁厚计算，电动机轴功率校核，搅拌器强度校核，开孔补强计算，耳座的校核等。该设备按JB/T4709-2009进行焊接，焊缝进行无损探伤。该设备应根据TSGR0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》和《压力容器定期检验规则》的要求定期检验。关键词：搪玻璃；反应釜；耐腐蚀内蒙古科技大学毕业设计2Thedesignfor3,000litresopen-cycleglassliningreactionkettleAbstract:Glass-linedequipmentwithgoodquality,corrosionresistance,etc.,resourceconservation,economicdevelopmentandthedevelopmentoftheoilindustryplaysahugerole.Thedesignoperatingglass-linedreactorwithavolumeof3000L,3715Lfullvolume.《Steelpressurevessel》inaccordancewiththeGB150-1998HG2432-2001《glass-linedequipmenttechnicalconditions》,HG/T2371-2003《glass-linedopenmixingvessel》forthedesign,manufacture,inspectionandacceptance.ThematerialofthecontainercylinderQ235B,workingpressureto0.4MPa,theoperatingtemperatureof0to200°C;jacketmaterialforQ235B,workingpressureof0.6MPa,theoperatingtemperatureof0to200°C.Thedesignismainlyforthestructuraldesignandstrengthcalculationofglass-linedreactor.Cylinderwallthickness,thewallthicknessofthejacket,themotorshaftpowercheck,stirrerstrengthcheck,openingreinforcementcalculation,earseatcheck.ThedeviceJB/T4709-2009welding,weldNDT.TheequipmentshouldbebasedontherequirementsoftheTSGR0004-2009《fixed-pressurevesselsafetytechnologytomonitortheprocedures》and《regularpressurevesselinspectionrules》periodicinspection.Keywords:Honingglass;reactionkettle;corrosionresistance.内蒙古科技大学毕业设计3目录摘要……………………………………………………………………………………1Abstract………………………………………………………………………………2绪论……………………………………………………………………………………5第一章反应釜釜体与传热装置……………………………………………………71.1反应釜釜体…………………………………………………………………71.1.1确定反应釜釜体的直径和高度…………………………………………71.1.2确定反应釜夹套的直径和高度…………………………………………81.1.3夹套类型的选择…………………………………………………………91.1.4夹套圆筒的应力计算……………………………………………………91.1.5夹套试验压力…………………………………………………………101.2确定反应釜内筒的材料和壁厚……………………………………………111.3封头、卡子及密封装置的选择……………………………………………13第二章反应釜的传递装置…………………………………………………………142.1减速装置…………………………………………………………………142.2电动机基本特性及选用…………………………………………………162.3机架………………………………………………………………………172.3.1机架的选用原则………………………………………………………172.4传动轴……………………………………………………………………182.5联轴器……………………………………………………………………19第三章反应釜的搅拌装置…………………………………………………………203.1搅拌器……………………………………………………………………203.1.1搅拌器的选择…………………………………………………………203.1.2搅拌器的强度计算……………………………………………………213.2搅拌轴……………………………………………………………………243.2.1揽拌轴的材质及加工要求……………………………………………243.2.2搅拌轴直径的确定及强度计算………………………………………24第四章反应釜的轴封装置………………………………………………………344.1轴封装置的选用原则……………………………………………………344.2机械密封原理……………………………………………………………344.3填料密封原理……………………………………………………………354.4机械密封与填料密封的对比……………………………………………354.5机械密封及其循环保护系统的选择……………………………………354.6反应釜耳座的选用计算…………………………………………………36第五章反应釜开孔补强计算……………………………………………………385.1人孔M的开孔补强计算………………………………………………385.2温度计套管口T的开孔补强计算……………………………………405.3搅拌孔e的补强计算……………………………………………………425.4放料口f的补强计算……………………………………………………44第六章主要技术要求……………………………………………………………466.1材料方面…………………………………………………………………466.2焊接方面…………………………………………………………………466.3焊缝无损探伤……………………………………………………………46内蒙古科技大学毕业设计4结语…………………………………………………………………………………47参考文献……………………………………………………………………………48致谢…………………………………………………………………………………50内蒙古科技大学毕业设计5绪论搪玻璃反应釜是将含高二氧化硅的玻璃，衬在钢制容器的内表面，经高温灼烧而牢固地密着于金属表面上成为复合材料制品。所以，它具有玻璃的稳定性和金属强度的双重优点，是一种优良的耐腐蚀设备。搪玻璃反应釜广泛地应用于化工、石油、医药、农药、食品等工业。搪瓷反应釜技术规范：1、使用压力：0.2---0.4Mpa2、耐酸性：对各种有机酸、无机酸、有机溶剂均有较好的抗蚀性。如将我厂生产的搪玻璃试样置于20%HCI溶液中煮沸48h，腐蚀速率为0.9lg/m2.d（优等品指标为1.0g/m2.d）。3、耐碱性：搪玻璃对碱性溶液抗蚀性较酸溶液差。但将我厂搪玻璃试样置于1N氢氧化钠溶液腐蚀，试验温度80℃时间48h。腐蚀速率为6.76g/m2.d（优等品指标为7.0g/m2.d）。4、操作温度：搪玻璃设备加热和冷却时，应缓慢进行。我厂制造的搪玻璃设备使用温度为0－200℃，耐温急变性≥200℃。5、瓷层厚度：玻璃设备的瓷层厚度0.8-2.0mm，搪玻璃设备附件的瓷层厚度0.6-1.8mm。6、耐压电：搪玻璃具有良好的绝缘性，当搪玻璃在规定厚度内用20KV高频电火花检查瓷层时，高频电火花不能击穿瓷层。7、耐冲击性：玻璃层的内应力越小，弹性越好，硬度越大，抗弯抗压强度越高，则耐冲击就越好。8搪玻璃设备的耐温差急变性是指搪玻璃表面或其反侧的金属基体经受突然温度急变的性能。搪玻璃设备耐温差急变温度为：冷急变温度为110℃，热急变温度为120℃。本设计主要介绍制胶搪玻璃反应釜的结构、特点和各个零件的选型原则。制胶搪玻璃反应釜的基本结构：反应釜、搅拌装置、传动装置、轴封等组成。搅拌装置由搅拌轴和搅拌器组成，靠搅拌轴传动动力，由搅拌器达到搅拌目的。内蒙古科技大学毕业设计6传动装置包括电动机、减速机、机座、联轴器、底座、和活套法兰等附件，它为搅拌器提供搅拌动力和相应的条件。轴封装置为反应釜和搅拌轴间的密封装置，以封住反应釜体内的流体不致泄露。制胶搪玻璃反应釜机械设计的依据：制胶搪玻璃反应釜机械设计是在工艺设计之后进行的。工艺设计所确定的对反应釜的工艺要求是机械设计的依据。反应釜的工艺要求通常包括反应釜的面积、最大工作压力、工作温度、工作介质、腐蚀情况、传热面积、换热方式、搅拌形势、转动及速率、接管方位尺寸的确定等。反应釜中的搅拌器有锚式、框式、浆式、涡轮式，刮板式，组合式，转动机构可采用摆线针轮减速机、无级变速减速机或变频调速等，可满足各种物料的特殊反应要求。密封装置可采用机械密封、填料密封等密封机构。加热、冷却可采用夹套、半管、盘管、米勒板等机构，加热方式有蒸汽、电加热、导热油，以满足耐酸、耐高温、设计磨损、抗腐蚀等不同工作环境的工艺要求。可根据用户工艺要求进行设计、制造。制胶搪玻璃反应釜机械设计大体包括：1确定反应釜的结构形式和尺寸；2选择材料；3计算强度或稳定性；4选择主要零件；5绘制图样；6提出技术要求。内蒙古科技大学毕业设计7第一章反应釜釜体与传热装置搅拌设备常被称作搅拌釜（或搅拌槽），当搅拌设备用作反应器时，又被称为搅拌釜式反应器，有时简称反应釜。釜体的结构型式通常是立式圆筒形，其高径比值主要依据操作容器的装液高径比以及装料系数大小而定。传热方式有两种：夹套式壁外传热结构和釜体内部蛇管联合使用。根据工艺需要，釜体上还需要安装各种工艺接管。所以，反应釜釜体和传热装置设计的主要内容包括釜体的结构和部分尺寸、传热形式和结构、各种工艺接管的安设等。1.1反应釜釜体1.1.1确定反应釜釜体的直径和高度在已知搅拌器的操作容积后，首先要选择筒体适宜的长径比（H/Di），以确定筒体直接和高度。选择筒体长径比主要考虑一下两方面因素：①长径比对搅拌功率的影响：在转速不变的情况下，PD5(其中D：搅拌器直径；P：搅拌功率），P随釜体直径的增大而增大很多，减小长径比只能无谓的损耗一些搅拌功率。一次一般情况下，长径比应该大一点。②长径比对传热的影响：当容积一定时H/Di越高越有利于传热。长径比的确定通常采用经验值。表1-1种类罐体物料类型H/Di一般搅拌罐液-固或液-液相物料1-1.3气-液相物料1-2发酵罐类1.7-2.5在确定反应釜直径和高度时，还应该根据反应釜操作时所允许的装料程度---装料系数η等予以综合考虑，通常装料系数η可取0.6-0.85.如果物料在反应过程中产生泡沫或