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容量 悬浮 聚合 反应器 设计 CAD

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任务书论文(设计)题目：大容量悬浮聚合反应器设计工作日期：2017年12月18日 2018年05月20日1.选题依据:由于社会经济的快速发展，对PVC的需求量越来越多。但是，我国仍然有很大一部分需要从国外进口。所以在这种情况下，设计出工作效率更高的氯乙烯悬浮聚合反应器是我们本次设计的宗旨。我们在此次设计中采用框式搅拌器及三叶掠式搅拌器搅拌，反应器公称容积为80立方米。通过开展该题目毕业设计，有利于学生深入掌握大容量悬浮 聚合反应器的工作原理，综合利用机制类的专业知识，提高分析解决问题的能力，加强应用环节的动手能力。2.论文要求(设计参数):1. 大容量悬浮聚合反应器的桨叶选择2. 大容量悬浮聚合反应器的零部件计算3. 大容量悬浮聚合反应器搅拌结构选型4. 大容量悬浮聚合反应器搅拌器型号的选择5. 大容量悬浮聚合反应器密封设计6. 确定切削用量及基本工时7撰写论文；3.个人工作重点:1.大容量悬浮聚合反应器结构设计，通过对桨叶，零部件，搅拌器，安装底座，支座 等零部件的设计，实现大容量悬浮聚合反应器的结构要求。2. 大容量悬浮聚合反应器密封设计4.时间安排及应完成的工作:第1周：分析题目，收集资料。第2周：分析研究资料，确定课题设计思路。撰写开题报告。 第3周：完成相关外文论文翻译。第4周：修改开题报告。进行开题答辩。 第5周：大容量悬浮聚合反应器的桨叶选择第6周：大容量悬浮聚合反应器的零部件计算第7周：大容量悬浮聚合反应器搅拌结构选型第8周：大容量悬浮聚合反应器搅拌器型号的选择 第9周：大容量悬浮聚合反应器密封设计第10周：确定切削用量及基本工时（中期检查） 第11周：钻顶面四孔夹具设计第12周：撰写论文（说明书）。第13周：修改论文（说明书），并完成终稿，自查重。 第14周：提交论文，制作PPT，准备毕业答辩。5.应阅读的基本文献:1王凯等编.搅拌设备.化学工业出版社，2004.4 2董大勤编.化工设备机械基础.化学工业出版社，2003.6 3朱开宏等译.化学反应器的设计、优化和放大.中国石化工业出版社，2003 4臧福录等.化学反应器的计算和分析.中国石化出版社，19985 陈乙崇主编.搅拌设备设计.上海科学技术出版社，1985 6王凯，冯连芳主编.混合设备设计，2000 7王凯，唐锁云主编.第10章混合机械.机械工程手册.第二版.通用设备卷.北京：机械工业出版社，19978杨可桢 程光蕴主编.机械设计基础.高等教育出版社，2005.4 9王凯等编.搅拌设备.化学工业出版社，2004.4 10董大勤编.化工设备机械基础.化学工业出版社，2003.6指导教师签字：XX教研室主任意见：同意签字：XX 2017年12月14日教学指导分委会意见：同意签字：XX 2017年12月15日 学院公章进度检查表第-3周工作进展情况确定选题，接受指导老师的当面指导，分析所选题目，收集资料，分析并确定课题的设计思路，确定工作重点。撰写开题报告，查询并完成相关外文论文的翻译。2017年12月29日指导教师意见你的工作基本完成阶段任务，在此基础上，抓紧时间，完成总体设计方案，为后续结构设计奠定基础。指导教师(签字)：XX 2018年01月05日第 1周工作进展情况分析自己选择的题目，收集并且整理和题目相关的资料。2018年03月06日指导教师意见这个过程时间不易过长，希望尽快的拿出方案来讨论，把细节全部理清，并且研究工作重点和难点的解决。指导教师(签字)：XX 2018年03月15日第 3周工作进展情况进行大容量悬浮聚合反应器的桨叶选择，并且进行大容量悬浮聚合反应器的零部件计算，有不懂的及时和老师沟通。2018年03月23日指导教师意见很好，要站在巨人的肩膀上，多多参考国内外的先例，找出他们的优缺点，在此基础上突出我们的特点。指导教师(签字)：XX 2018年03月25日第 6周工作进展情况大容量悬浮聚合反应器搅拌器型号的选择大容量悬浮聚合反应器密封设计以及支座的计算2018年05月08日指导教师意见在此过程中，注意关键零件的选型，选性的客观原因，以及该零件的计算和校核。指导教师(签字)：XX 2018年05月19日第 9周工作进展情况撰写论文（说明书）。修改论文（说明书），并完成终稿，自查重2018年05月08日指导教师意见请按照大连大学的毕业论文格式来撰写毕业设计说明书。说明书的章节分布要体现设计的内在逻辑，同时注意摘要的概括性，结论的客观性。指导教师(签字)：XX 2018年05月19日第周工作进展情况年月日指导教师意见指导教师(签字)：年月日过程管理评价表评价内容具体要求总分评分工作态度态度认真，刻苦努力，作风严谨33遵守纪律自觉遵守学校有关规定，主动联系指导教师,接受指导33开题报告内容详实，符合规范要求53任务完成按时、圆满完成各项工作任务44过程管理评分合计13 过程管 理评语 该生在毕业设计过程中，态度端正，刻苦努力，工作较认真。能够自觉遵守学校有关规定，并且主动联系指导教师，在设计环节的各个阶段都能同指导教师共同研究制定，并且按照指导教师的指导开展工作。其开题报告是在数量足够的文献后阅读后撰写的，故而能够制定正确的合理的工作思路，内容详实，开题报告符合规范要求。在研究进行过程中，在总体方案、桨叶结构等细节分析等环节都能够按时完成指导教师设置的节点任务。总之，该生完成了毕业设计的各项工作任务，达到了培养目标的要求。指导教师签字:XX日期:2018-05-22指导教师评价表评价内容具体要求总分评分选题质量符合培养目标要求,有一定的研究价值和实践意义,有一定的开拓性、创新性,深度、难度适宜,工作量饱满54能力水平有较强的综合运用知识能力、科研方法运用能力、中文表达与外语能力、文献资料检索能力、计算机应用能力54完成质量文题相符,概念准确,分析、论证、计算、设计、实验等正确合理,结论明确；论文结构、撰写格式、图表等符合基本规108指导教师评分合计16 指导教 师评语 该生题目符合培养目标要求，其所研究题目有一定的研究价值和实践意义，具有现实意义和针对性；有较强的综合运用知识能力、科研方法运用能力较强、中文表达能力较好，但是外语能力、文献资料检索能力需要进一步加强，计算机应用能力比较强；该课题文题相符，概念准确，分析、论证、计算、设计、实验等正确合理，但是综合运算比较简单。结论明确；论文结构和撰写格式需要进一步完善、图表等符合基本规范要求。该生课题与教学大纲符合较好，论文工作量丰满，已经实现了大纲要求。同意是该生参加答辩。指导教师签字:XX日期:2018-05-22评阅人评价表评价内容具体要求总分评分选题质量符合培养目标要求,有一定的研究价值和实践意义,有一定的开拓性、创新性,深度、难度适宜,工作量饱满54能力水平有较强的综合运用知识能力、科研方法运用能力、中文表达与外语能力、文献资料检索能力、计算机应用能力54完成质量文题相符,概念准确,分析、论证、计算、设计、实验等正确合理,结论明确；论文结构、撰写格式、图表等符合基本规107评阅人评分合计15 评阅人 评语 该生完成了大容量悬浮聚合反应器的设计，设计了框式搅拌器和三叶搅拌器。该选题符合培养目标要求，有一定的实践意义，深度和难度适宜。 该生有一定的综合运用知识能力及外语表达能力及计算机应用能力，能独立检索文献。 论文文题相符，概念基本准确，结构设计合理，结论明确。存在问题：摘要字数少，对设计的主要内容表述不完整，论文缺少对反应器总体结构的论述，文图未对应，设计工作量不够饱满。论文达到本科毕业生学位论文基本要求，同意提交答辩。评阅人签字：XX评阅人工作单位：机械工程学院日期：2018-05-22答辩纪录 学生姓名：XX专业班级：XX 毕业论文(设计)题目： 大容量悬浮聚合反应器设计答辩时间：2018年05月 日 时 分 时 分答辩委员会(答 主任委员(组长)： XX委员(组员)： XXXXXX辩小组)成员答辩委员会(答辩小组)提出的问题和答辩情况问题1：设计思想是什么？回 答： 先挑选零部件浆叶，对浆叶进行形状设计，材料选择，明确搅拌需求后对轴进行计算和校核，对齿轮进行选择和设计。最后挑选电机，选用行星轮是为了搅拌更充分。问题2：怎么形成公转和自转？回 答： 公转：电机连接主轴。绕轴公转。自转：通过行星轮的连接带动行星轴自转问题3：锥齿轮角度如何确定？回 答： 根据中心距和需求偏转角度确定。问题4：锥齿轮的加工方法有哪些？回 答： 铣床 以及铣齿问题5：解释图纸10-m6是什么？回 答： 直径为10的孔，精度m6，标错了。应是10个m6的螺孔。记录人： 2018年05月24日答辩委员会评价表评价内容具体要求总分评分自述总结思路清晰,语言表达准确,概念清楚,论点正确,分析归纳合理109答辩过程能够正确回答所提出的问题,基本概念清楚,有理论根据108选题质量符合培养目标要求,有一定的研究价值和实践意义,有一定的开拓性、创新性,深度、难度适宜,工作量饱满55完成质量文题相符,概念准确,分析、论证、计算、设计、实验等正确合理,结论明确；论文结构、撰写格式、图表等符合基本规108能力水平有较强的综合运用知识能力、科研方法运用能力、中文表达与外语应用能力、文献资料检索能力、计算机应用能力108答辩委员会评分合计38 答辩委员会评语 XX同学在毕业设计工作期间，工作努力，态度认真，能遵守各项纪律，表现良好。 能按时、全面、独立地完成与毕业设计有关的各环节工作，具有一定的综合分析问题和解决问题的能力。 论文立论正确，理论分析得当，解决问题方案实用，结论正确。 论文使用的概念正确，语言表达准确，结构严谨，条理清楚。 论文中使用的图表，设计中的图纸在书写和制作时，能够执行国家相关标准，规范化较好。 具有一定的独立查阅文献资料及外语应用能力，原始数据搜集得当，实验或计算结论准确。 答辩过程中，能够简明和正确地阐述论文的主要内容，思路清晰，论点基本正确；回答问题准确，有应变力；有较好的语言表达能力。答辩成绩： 38答辩委员会主任：XX成绩评定 项目分类成绩评定过程管理评分13指导教师评分16评阅人评分15答辩委员会评分38总分82成绩等级B成绩等级按“A、B、C、D、F”记载成绩审核人签章： XX学院审核人签章： XX一、选题依据1论文（设计）题目大容量悬浮聚合反应器设计2研究领域机械设计、化工机械3论文（设计）工作的理论意义和应用价值理论意义：通过行星轮系统的引入，使反应器搅拌运动同时具有公转和自转，通过二者的叠加，进而使液体获得强烈的对流，从而使密度差悬殊的固液体得到相当充足的混合。这一方案从理论上解决了 PVC 反应不充分的难题。为设计大容量 PVC 反应器奠定了理论基础。应用价值：最近几年以来，由于社会经济的快速发展，对 PVC 的需求量越来越多。但是，我国仍然有很大一部分需要从国外进口。国内的 PVC 反应器容量大多数都在30m以下，并且生产效率和产量低下，人均更是只有世界平均水品的 1/10。目前我国的 PVC 生产远达不到社会经济发展的需求。随着我国经济的发展对聚氯乙烯的需求一定会进一步增加。现如今，我国 PVC 生产工艺采用石油路线的，总体水平与国外仍有比较大的差距，我国生产厂家使用的搅拌反应釜基本都在 30 立方米以下，生产效率相对低下，成本相对较高，急切需要加大聚氯乙烯的生产产量。所以在这种情况下，设计出工作效率更高的氯乙烯悬浮聚合反应器是本次设计的宗旨。在本设计中采用框式搅拌器及三叶掠式搅拌器搅拌，反应器公称容积为 80m。并且本设计中还用到了的行星轮。上部主要用带有框式搅拌器及行星机构组成的行星搅拌器，下部分主要用三叶后掠式搅拌器搅拌，这样可以使搅拌更加均匀，并且同时我们减少了搅拌的盲区，使氯乙烯聚合的效率更高。我们将要设计的 75m 3 氯乙烯聚合反应器，将解决 PVC 反应设备中的反应不充分问题以及反应器容积过小的问题，可以提高生产效率，容易获得高质量的产品，并且降低成本，提高市场竞争力。4目前研究的概况和发展趋势国内外悬浮聚合反应器（以下简称 PVC 反应器）生产技术进展（1）国外 PVC 生产技术进展日前，世界发达国家聚氯乙烯树脂生产技术都较为成熟，普遍采用大釜密闭技术，先进的防粘釜工艺，改进了搅拌装置，用后掠式搅拌器代替平桨式搅拌器。并在搅拌器和挡板中通冷却水，提高了聚合釜的传热能力。日前，世界最大的聚合釜是德国许尔斯公司使用的 200 m聚合釜。美国吉昂公司采用 100 m 悬浮聚合釜，采用深冷水作冷却介质，除传热效果好、聚合釜生产效率高外，一釜年生产 PVC 树脂可达到 2. 5 万 t。欧洲索尔维公司和日木信越公司采用的聚合釜容积在 127 m 左右。为了增加移热能力，大釜普遍采用了釜顶设计回流冷凝器、釜夹套采用大循环回流水量的方式来增加传热系数，以强化换热效果。日前，在聚合配方上采用高汕水配比， 以增加聚合釜的产量;采用氨水和碳酸氢钱混合溶液取代氢氧化钠溶液作 pH 值调节剂，提高了产品白度，缩短了 PVC 加工塑化时间。改善加工质量，添加纳米无机材料或者优化分散剂种类和比例来提高 PVC 颗粒的表观密度，提高后加工的速度;添加特殊助剂生产如抗静电 PVC、阻燃 PVC、消光 PVC、耐放射线 PVC 等;与其他单体共聚生产耐热 PVC、内增塑 PVC 等。（2）国内 PVC 生产技术进展我国 80%以上的 PVC 生产厂家聚合釜的容积都在 30 m以下，生产规模很小， 缺乏规模效益，其平均生产能力仅为 5 万 t/年，年生产能力超过 10 万 t /年的 PVC 厂家仅有 10 家。而国外平均生产能力为 15 万 t/年。国内厂家很少采用容积为 70 m以上的大型聚合釜。锦西化工集团公司自行开发了容积为 70 m的聚合釜，并首家将容积为 70 m 聚合釜整套生产技术应用于工业生产。而国外德国达到了 200 m，由此可见，我国普遍使用的聚合反应釜容积仅为外国的 1/5-1/7，这种生产规模很难取得良好的经济效益。我国 PVC 生产主要采用悬浮法和乳液法，品种仅为外国的 1/2 左右，产品的附加值低，适应性差。而且我国的 PVC 产品种类少、用途窄，技术含量高的专用料和功能化树脂较少。目前园内乙烯法 PVC 与国外在技术和成本上的差异也是一个发展约因素。一是国内相关装置多属于引进技术，新建装置一般会落后于同期国外先进技术 510 年,老装置则落后 15 年以上,多数企业研发力量比较薄弱，国内外技术差距会随时间推移进一步加大，二是国内乙烯法 PVC 所需的乙烯多数来源于石油裂解,虽然近两年开始兴起煤基乙烯,但短期内难以改变国内乙烯供不应求的局面，不得不高价进口乙烯，这就提高了 PVC 的成本,在与采用中东天然气乙烯和美国页岩气乙烯的竞争中处于劣势。发展趋势随着全球工业水平的发展，氯乙烯的反应器需求也越来越多，据有关数据显示， 氯乙烯反应器的的销量以飞快的速度增加，但是目前世界上，在用的反应器有其局限性。最近几年以来世界 PVC 的发展速度非常快，到 2015 年为止，全世界 PVC 树脂生产厂家大概有 170 多家，每年总生产能力达到了 3313 万 t。在此之中，美国的生产能力最强，约有七百二十万吨每年，再者是中国，生产能力为三百九十万吨每年。估计今后几年中，全世界 PVC 产品需求量将以每年百分之四的速度持续增长，到 2020 年和 2025 年，全世界 PVC 需求量将分别达到三千一百万吨每年和三千七百万吨每年， 基本可以达到供需平衡的状态。我国的 PVC 生产开始于 20 世纪 50 年代，目前主要生产 PVC 的企业已达 70 多家，总生产能力达到四百八十五万吨每年，占世界总能力的百分之 14.26.其中生产能力到达十二万吨每年以上的企业大约有 10 家，PVC 总生产能力占全国 PVC 总生产能力的百分之 54.1。现如今，我们国家 PVC 生产工艺采用石油路线的，生产能力占全国总 PVC 生产力的百分之 22.5，采用进口二氧乙烷和氯乙烯单体的,其生产能力占全国总 PVC 生产能力的百分之 21.5，采用电石作为原料的生产能力占全国总 PVC 生产能力的百分之 56。除了少数大型 PVC 装置是引进了国外技术和设备以外，总体水平与国外依然有比较大的差距。随着我国 PVC 行业的发展和先进技术的研发与引进，我国 PVC 反应技术也在不断的提高，但是由于起步晚，基础薄弱，技术设备低等等问题，我国的 PVC 反应技术还与国外存在很大的差距。PVC 的生产力作为衡量一个国家工业化水平的重要指标，已经获得了越来越广泛的应用和发展。当前，随着市场竞争的加剧，为了适应市场的需求，为了适应市场，PVC 行业也要不断的创新。其中包括反应时间越来越短，效率的不断提高，以及 PVC反应器寿命也越来越长，其容积也在不断的增大。与电石法 PVC 相比,乙烯法 PVC 具有清活、节能、环保、安全、质优等特点,而且由于国外 PVC 装置几乎全是乙烯法,所以今后乙烯法仍将是我国必不可少的一种PVC 生产工艺,也是最可与国外 PVC 抗衡的工艺路线。我国发展循环经齐已是经齐发展的必然选择,而节能减排是我国经济发展和环保工作在很长段时间内的重中之重。化工生产以先进工艺技术和清洁原料替代传统工艺亦是必然。目前国内乙烯法 PVC 比恻还比较低,也与国内乙烯供应不足有很大关系。但是,随着越来越多 MTO 项目的投产，国内乙烯供不应求的状况会有所改善，进口依存度会逐渐降低，且国内国际乙烯贸易的不断发展也为将来推广乙烯法 PVC 提供了保障。随着美国以页岩气为原料的石化产品供应增加在长期供过于求的状态下,低成本乙烯必将进一步挤压国产乙烯的市场份额,这个压力对以传统油为原料的乙烯法 PVC 企业和目前中国大量上马的谋化工项目均有很大的成本竟争威胁。因此,国内乙烯法PVC 路线要做大做强,必须从两个方面人手:必须增加研发投入，培养研发人才,提高创新能力,縮小国内外差距;2 大力发展非石油祛(煤法和页岩气法)乙烯产业,降低乙烯成本，降低进口依存度,最大限度地实现乙烯国内供应。只有这样,国内乙烯法 PVC 产品才有国际竞争力才能保证国内 PVC 产业健康、安全和可持续发展。近期石油、乙烯价格同步下跌，并可能持续相当长的一段时间，这也为我国 PVC 行业工艺路线的转变提供了有利时机，国内 PVC 行业技术升级和整合的时机应该是为时不远了。总之，PVC 反应器回朝着大容积，快速，高效，经济的大方向发展。二、论文（设计）研究的内容1.重点解决的问题（1）反应器的桨叶选择。（2）反应器的零部件计算。（3）搅拌结构选型。2.拟开展研究的几个主要方面（论文写作大纲或设计思路）（1） PVC 反应器的产业现状与发展趋势。（2）分析反应器结构，绘制零件装配图。（3）研究并确定选择何种浆叶。（4）确定搅拌反应器的功率。（5）搅拌器强度的校核。（6）支座的计算选择。3.本论文（设计）预期取得的成果（1）确定搅拌器主体的结构；（2）确定反应器的桨叶结构；（3）生成反应搅拌器的装配图。三、论文（设计）工作安排1.拟采用的主要研究方法（技术路线或设计参数）；1. 大容量悬浮聚合反应器的桨叶选择 2. 大容量悬浮聚合反应器的零部件计算 3. 大容量悬浮聚合反应器搅拌结构选型 4. 大容量悬浮聚合反应器搅拌器型号的选择 5. 大容量悬浮聚合反应器密封设计 6. 确定切削用量及基本工时 7撰写论文； 2.论文（设计）进度计划第 1 周 分析题目，收集资料。第 2 周 分析研究资料，确定课题设计思路。撰写开题报告。第 3 周 完成相关外文论文翻译。第 4 周 修改开题报告。进行开题答辩。第 5 周 大容量悬浮聚合反应器的桨叶选择第 6 周 大容量悬浮聚合反应器的零部件计算第 7 周 大容量悬浮聚合反应器搅拌结构选型第 8 周 大容量悬浮聚合反应器搅拌器型号的选择第 9 周 大容量悬浮聚合反应器密封设计第 10 周 确定切削用量及基本工时 （中期检查） 第 11 周 钻顶面四孔夹具设计第 12 周 撰写论文（说明书）。第 13 周 修改论文（说明书），并完成终稿，自查重。第 14 周 提交论文，制作 PPT，准备毕业答辩。四、需要阅读的参考文献1 高世杰. PVC 轨道交通材料烟气毒性试验研究J. 科学与技术,2016.09.05：32-36.2 隋博远. 试论高压反应釜设计及制造要点J. 价值工程，2017.10.08：58-60.3 石娜，杜震宇. 反应釜专用框式搅拌器J. 常州回天新材料有限公司 2015.01.21： 83-85.4 王东升. 一种化学反应釜J. 机械工程师，2014.07.02：39-43.5 张书杰. 搅拌磨中行星搅拌器装置的设计J. 矿山机械, 2009.08.10:47-49.6 徐金，王海辉，罗松. 搅拌桨结构参数对混合效率的影响J. 中国钨业, 2016.08.26:71-74,7 张元刚，吕新春，张兴龙. 转速对轴流式大直径浆叶式搅拌器功率的影响J. 磷肥与复肥，2016.12.15:93-96.8 李文芳. 转轴强度计算的相对当量弯矩法及其应用J. 机械，2008.12.25:32-36.9 周鑫，徐永斗，姚建涛，赵永生. 5-UPS/PRPU 冗余驱动并联机床完整刚度模型及其刚度特性J. 光学精密工程，2015.04.15:50-53.10赵鹏，分段夹套搅拌反应器的设计J.中国特种设备安全,2016.04.30:33-37.11陈志刚，王小聪，李茂刚.工业锅炉超载水压试验的安全性能评估J.中国特种设备安全,2016.09.30:65-68.12朱保国， 压力容器基础知识M. 北京：化学工业出版社, 2016.06:139-155.13陈乙崇，搅拌设备设计M.化学工业出版社，2003.6：169-21314董大勤，化工设备机械基础M. 化学工业出版社，2003.615 Jui-Ho Chen,cheng-Chi Wang. Chaotic and dynamic analysis of a flexible rotor supported by ultra short aerolubricated bearing systemJ. Int J Adv Manuf Technol. 2015.04.15:55-63.16 HarlinZHAO, Gaoding CHEN. Dynamic performanceofa C/C.17 Compesite finger seal in a tilting modeJ. 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Triborogy in terrnational, 2015.12.15:339-358.附：文献综述或报告文献综述 我国 PVC 生产企业平均规模为年产 8 万多吨，PVC 生产处于低垄断状态。由于国产化 PVC 生产技术的成熟，在很大程度上降低了行业进入门槛。行业内和行业外企业为追求较高利润。竞相建设和扩产。近几年国内 PVC 热的显著特征是大。所谓大，是指规模大，新建改扩建项目年生产规模动辄十万吨以上，二三十万吨以上也不少见。未来 PVC 生产企业规模将向 40 万-80 万 t/a 大规模水平发展。规模小的企业将由于技术水平较低、污染严重、生产成本高、竞争能力弱而逐步被淘汰 我国 PVC 行业采用大型聚合釜生产装置成为近年来明显的发展趋势。 2 2.1 聚合釜容积的选型 聚合釜容积的选型与制造费用、运行费用、运输条件、生产效率和产品质量等密切相关。50 立方米聚合釜是引进和吸收欧洲 PVC 聚合釜先进技术。在国内成功研究开发和制造的聚合釜。聚合釜直径为4300mm 内夹套直径4200，筒体切线长度 5900，长径比为 1.38。釜体内壁电解抛光，抛光精度 Ra 0.1 um。机械密封使用寿命 12 000 h 以上。泄漏量小于 5 mL/h3。设备总体技术达到国际先进水平，可用于生产各种型号的悬浮法 PVC 树脂。尤其是生产用于注塑料的高型号树脂。SG7 和 SG8 树脂更显出其独特的优势，并实现全过程自动化控制。 从运输条件来考虑，直径4500mm 以内可以采用平板车运输，运输较为容易。从制造费用上比较：100m聚合釜制造费用不高于 400 万元/台而 70 m聚合釜制造费用约为二百七十万元/台，100 m聚合釜比较经济。从生产强度上来看，该聚合釜单釜生产设计能力达到 4.0 万 t/a，可以很好地满足目前国内新建或扩建 PVC 装置大型化的需要。 2.2 聚合釜换热方式的选择与优化 聚合釜的换热能力的大小决定釜的生产能力。聚合釜的换热能力取决于3 个因素： 即传热系数、换热面积、换热的温差。 换热夹套方式可以分为传统的釜外冷却夹套方式和釜内换热夹套方式。釜外夹套冷却方式制造简单。釜的内壁既承担承重的作用也要承担换热的功能。由于内壁较厚其换热能力较低。釜内换热夹套方式制造技术要求高，釜自身和反应物料的重量由釜外壳来承担。釜内壁只是起到隔绝冷却介质和换热的功能。可以很大程度地减少釜内壁的厚度，提高传热系数提高聚合釜的生产强度。 上海森松和北京化二对于聚合釜换热方式进行了研究。针对夹套的方式进行了比较，认为使用釜内夹套应用于悬浮法聚氯乙烯聚合釜是可行的。 对外夹套结构而言，釜体壁厚是影响传热的主要部分占总热阻的 56%以上。因此减少金属壁厚的热阻是提高聚合釜传热效率的主要方向，但釜体壁厚受压力和材料强度的制约。无法进一步减薄。 80m聚合釜采用不锈钢复合钢板内夹套结构的聚合釜型。可以同时解决聚合釜强度和传热的问题。使得夹套内的冷却水与釜内的介质仅隔几毫米厚度，金属壁厚的热阻大大下降提高了釜的传热系数。另外，全流通螺旋夹套结构传热面积达到最大化。 2.3 搅拌器和内冷挡板的选择 2.3.1.1 个理论公式可完全精确地描述搅拌流场的状况。搅拌流场是决定 PVC 树脂性能的主要因素。搅拌流场是由循环流量和剪切强度组成。循环流量可以使用轴向循环次数和径向循环次数来表征。实验中可以用示踪粒子的径向和轴向运行轨迹的循环次数统计规律来定量，循环量是比较数据，很难用绝对的数值来表示。循环流量对于传热和水油的分散与混合起着重要的作用。剪切强度主要由搅拌器和釜内挡板的相互作用提供，为悬浮液中的物质之间提供传质并且使悬浮 VCM 液滴提供破碎和聚集的能量。釜内挡板起到了破坏和改变流场状况，强化剪切强度和提高流场的剪切性能的作用。剪切强度一般使用单位体积的搅拌功率来表征。 单位体积的搅拌功率越大，剪切力越强。分散剂使用量相对减少，配方中的分散剂使用与搅拌形式密切相关。分散剂的品种和使用量必须与搅拌器的型式匹配一致， 才能生产出优质的产品。 2.3.2器。顶伸式搅拌器是普遍采用的搅拌形式，由于搅拌轴较长，轴的底部设有固定轴瓦。容易产生塑化皮子。大型反应釜一般采用底伸式搅拌器。与顶伸式搅拌比较，搅拌轴短而细，一般只有顶伸式的 1/3，可以节约电能，但其制造水平要求高。尤其是搅拌轴密封系统要有不间断的水冲洗，止物料沉积。80m聚合釜的设计采用底伸式搅拌形 2.3.3式，采用双端面平衡型机械密封，密封环隙处配置注水系统，可以有效地防止悬浮物的沉积。 因素考虑。在聚合反应中，搅拌叶对悬浮物料起着混合和分散的作用。直接关系到颗粒的形态、产品量、分散剂的用量、传热效果等。搅拌器性能和效果主要决定于搅拌转速、几何尺寸和形状等。80m聚合釜的设计采用三叶后掠式浆叶。 2.3.4到至关重要的作用。搅拌转速越高，流场的混合和剪切就越强，但转速太高将会导致电力浪费。悬浮液体系随着聚合反应段的不同。黏度逐渐变大，所需要的搅拌强度也应该逐步加强。根据反应原理，选用变频器控制搅拌的转速，在不同反应阶段，控制不同的搅拌转速，达到聚合反应的最佳效果。 2.3.53 个方面考虑。a. 从传热角度考虑，内冷挡板，管型越多，传热面积越大，对于聚合的传热越有力，反应时间越短。b. 从搅拌功能角度考虑，适度的安装档板。可以改变流体的状况，增加剪切强度， 有利于悬浮液的分散和混合。c.从聚合反应防黏釜角度考虑，内冷挡板越少越好，最好不设内冷挡板，釜内结构越简单越好。 2.4 釜上关键配件的选择 80m聚合釜设计采用电动驱动的喷淋阀和专用柱塞式出料阀。 喷淋阀有气动和电动 2 种驱动。目前电动驱动基本上取代了气动驱动。电动驱动的特点是工作平稳、准确，可进行微机程控远距离控制。喷淋阀配有过载、短路、断 路等保护装置使用的安全可靠性大大加强。喷淋阀丝杠处安装了防止操作人员误操作 造成超行程的锁死装置。问题处理完毕后，打开防锁装置可继续使用，不影响生产。 目前专为聚合釜配套的柱塞式出料阀有气动和电动 2 种形式。大部分用户采用电机驱动。电机装置同时配备“短路”“、断路”、“过载”等。综合保护器可调节，性能安全可靠。于采用柱塞式结构。所以在开闭过程中运行平稳，密封性能好，阻力小， 同时柱塞与釜口平齐，不会留下死角。避免对树脂质量造成影响。 电动专用柱塞式出料阀是手动出料阀的替代产品，它通过电力控制，电机带动减速机内的蜗轮和蜗杆及阀杆的旋转，使阀门中的柱塞做上下往复直线运动。通过行程开关控制柱塞移动的距离，达到阀开、阀关的目的。 2.5 聚合釜的安装 50m聚合釜采用挂耳式支撑，受力点在建筑物距地 7.8 m 处。80m聚合釜采用裙座式支撑，考虑釜底的搅拌器和电机的位置、直径较大的出料管道的安装位置、出料泵和出料过滤器等设备的安装位置，将釜的裙座支撑在距地 4 m 高的建筑物框架上。32010 年以来，国内聚氯乙烯行业由于除了石油路线外，还有电石路线。因此更成为投资的热门，出现了多原料路线齐上的热潮。行业内竞争日趋激烈，竞争优势更多地体现为规模优势。采用 50 m3 聚合釜及成套工艺技术，目前国内聚氯乙烯生产企业建设大规模生产装置，20 万 t/a 以上中具有较好的综合经济效益。以某企业建设 40 万 t/a 聚氯乙烯生产装置为例，采用 50 m聚合釜,需要 20 台，每台价格约为 270 万元，而采用 75m聚合釜，只需要 10 台，每台价格约为 400 万元。可节省设备投资约1400 万元，同时聚合釜上的安全阀等配件也相应减少。更重要的是 40 万 t/a 聚氯乙烯生产装置，采用 50m聚合釜需要同时重复建设 4 条生产线。而采用 75 m聚合釜， 只需要 2 条生产线，不但节约了建设投资，且给操作控制上带来了方便。减少了生产运行的费用。同时对产品质量上的控制也提供了更好的保证。采用 75 m聚合釜可以生产产品质量稳定的聚氯乙烯高型号树脂，更好地满足下游加工企业的需要。 随着国内聚氯乙烯行业的竞争越来越激烈，小规模聚氯乙烯生产装置将越来越表现出不经济性。考虑到今后国内新建聚氯乙烯生产装置规模至少将在 20 万 t/a 以上75 m3 聚合釜及其成套工艺技术具有极大的推广应用前景。由于引进国外 75 m以上聚合釜及成套工艺技术设备费用和技术费用相当昂贵。在今后较长一段时期内，国产化 75 m3 聚合釜及其成套工艺技术将是企业的理想选择。 4 通过比较与分析，本次设计用了锚式搅拌和叶轮搅拌相结合的搅拌方式，来提高搅拌的充分程度。采用电动专用柱塞式出料阀，程开关控制柱塞移动的距离，达到阀开、阀关的目的。采用底伸式搅拌形式，采用双端面平衡型机械密封，密封环隙处配置注水系统，可以有效地防止悬浮物的沉积。采用不锈钢复合钢板内夹套结构的聚合釜型，同时解决了聚合釜强度和传热的问题。 聚合釜的大型化。每釜的产量大，克服了小釜生产出的聚氯乙烯树脂质量不稳定的缺陷，大釜比小釜的产量批次较少，树脂之间的差异减小。质量更加均匀和稳定。同样规模的装置采用大型釜，较容易实现 DCS 控制。鉴于当前国内聚氯乙烯行业发展的情况，采用 75m3 聚合釜，可以节省设备投资和建设投资，减少生产运营费用，有效降低产品生产成本，可以大大提高国内聚氯乙烯生产企业的市场竞争能力，为国内聚氯乙烯生产企业扩大产品规模、调整产品结构等创造了有利的条件。75 m3 聚合釜的研制和成套工艺技术的开发，在国内聚氯乙烯生产史上具有划时代的历史意义和深远影响。将极大地推动国内 PVC 行业的技术进步和长远发展。 指导教师评阅意见（对选题情况、研究内容、工作安排、文献综述等方面进行评阅）审核意教研室主任意见见签字：年月日签字：年月日学院教学指导委员会意见签字：年月日公章：大容量悬浮聚合反应器设计摘要随着社会的进步，工业领域对聚乙烯为主的塑料的使用呈持续扩大的趋势，为了提高效率，适应这种情况。悬浮聚合反应器的容量不断扩大，大容量的悬浮反应聚合器，可以提高生产效率，减少成本。本文首先确定了反应器的浆叶型号，上部选用框式搅拌器和三叶后掠式搅拌器相结合，而后对反应器的功率、齿轮、壁厚以及轴径进行了计算，从而确定了反应器的尺寸，而后通过分析，我们选择了它所需要的减出器及其型号，然后进行强度校核，最后是再来密封处理，通过该过程，设计了满足要求的大容量的悬浮反应聚合器关键词： 聚合反应器行星轮搅拌器强度校核ABSTRACTWith the progress of the society, the use of polyethylene based plastics in the industrial field has been expanding continuously. The capacity of the suspension polymerization reactor is expanding continuously, and the large capacity suspension polymerization polymerizer can increase the production efficiency and reduce the cost. In this paper, the model of the pulp of the reactor is first determined. The upper part is combined with a frame agitator and a three leaf swept agitator, then the power, gear, wall thickness and shaft diameter of the reactor are calculated, and the size of the reactor is determined. Then, through analysis, we choose the reducer and its type which it needs. Then, the strength is checked, and then sealed again. Through this process, a large capacity suspension polymerization polymerizer is designed.Key words：Polymerization reactorPlanetary gearAgitatorStrength checking目录第一章 绪论11.1 研究目的及意义11.1.1 危害11.1.2 毒理学资料和环境行为21.2 研究内容21.3 国内外研究的状况3第二章 反应器的桨叶选择42.1 框式搅拌器42.2 三叶后掠式5第三章 反应器的零部件计算63.1 行星搅拌器63.2 搅拌功率的计算63.2.1 框式搅拌器功率的计算63.2.2 后掠式叶轮搅拌功率和转速的计算83.3 轴径计算103.3.1 行星轴主轴计算113.3.2 行星轴轴径计算133.3.3 横轴径计算153.4 行星齿轮计算163.4.1 小齿轮的受力情况173.4.2 小齿轮计算173.5 内筒体及夹套的壁厚计算183.5.1 选料和设计压力确定183.5.2 夹套筒体以及夹套封头壁厚的计算183.5.3 水压试验校核193.6 搅拌器强度校核203.6.1 框式搅拌器强度校核203.6.2 三叶后掠式搅拌器的精度校核233.7 开孔补强计算24第四章 搅拌结构选型274.1 .减速机选型274.1.1 立式减速机的选择274.1.2 卧式减速机的选择274.2 凸缘法兰的选择274.3 .夹套的选择294.4 封头的选择304.5 机架314.5.1 单支点机架的主要技术要求314.5.2 单支点机架的使用规定314.6 搅拌器型号选择324.6.1 框式搅拌器324.6.2 三叶后掠式334.7 安装底盖334.7.1 安装底盖材料344.7.2 安装底盖主要技术要求344.7.3 密封垫片和紧固件344.8 支座的计算选择354.9 温度计374.10 电机选择38第五章 密封395.1 填料密封395.2 机械密封41结论44参考文献45谢词46附录47第一章 绪论1.1 研究目的及意义最近几年以来世界 PVC 的发展速度非常快，到 2015 年为止，全世界 PVC 树脂生产厂家大概有 170 多家，每年总生产能力达到了 3313 万 t。在此之中，美国的生产能力最强，约有七百二十万吨每年，再者是中国，生产能力为三百九十万吨每年。估计今后几年中，全世界 PVC 产品需求量将以每年百分之四的速度持续增长，到 2020 年和 2020 年，全世界 PVC 需求量将分别达到三千一百万吨每年和三千七百万吨每年，基本可以达到供需平衡的状态。我国的 PVC 生产开始于 20 世纪50 年代，目前主要生产 PVC 的企业已达 70 多家，总生产能力达到四百八十五万吨每年，占世界总能力的百分之 14.26.其中生产能力到达十二万吨每年以上的企业大约有 10 家，PVC 总生产能力占全国 PVC 总生产能力的百分之 54.1。现如今，我们国家 PVC 生产工艺采用石油路线的，生产能力占全国总 PVC 生产力的百分之 22.5， 采用进口二氧乙烷和氯乙烯单体的,其生产能力占全国总 PVC 生产能力的百分之21.5，采用电石作为原料的生产能力占全国总 PVC 生产能力的百分之 56。除了少数大型 PVC 装置是引进了国外技术和设备以外，总体水平与国外依然有比较大的差距化学品英文名称： Chloroethylene中文名称 2：乙烯基氯英文名称 2： vinyl chloride技术说明书编码： 64 CAS9分子式：C2 H 3CL分子量： 62.501.1.1 危害危险性类别：低毒侵入途径：呼吸道、食道健康危害：急性毒性一般会表现为麻醉作用；长期接触可以引起氯乙烯病。急性中毒：轻度中毒时，病人将会出现眩晕、胸闷、嗜睡、步态蹒跚等症状；严重中毒会出现昏迷、抽搐等症状，甚至会造成死亡。皮肤如果接触氯乙烯液体将会导致红斑、水肿或坏死等症状。慢性中毒：常常表现为神经衰弱综合征、肝肿大、肝功能异常及消化功能障碍、雷诺氏现象、肢端溶骨症等症状1。本品为致癌物， 可导血管肉瘤等肿瘤疾病。环境危害：氯乙烯在可以参与光化学烟雾反应。燃爆危险：本品易燃，为致癌物。1.1.2 毒理学资料和环境行为大鼠经口 LD50: 500 mg/kg; 吸入 LC50: 18 pph/15M。小鼠吸入 LCL0: 20pph/30M。其属于低毒类。主要经过呼吸道进入。志愿者的肺吸收率为百分之 42, 不受空气之中氯乙烯浓度的影响;停止接触以后后,呼出的气氯乙烯浓度会立马下 降,因此我们可以认为通过肺排除的量很少。氯乙烯及它的代谢产物大部分经过肾排出体外。短时间内如果吸入大量的氯乙烯,因其麻醉作用将会产生中枢神经抑制, 可以导致急性中毒。兔和狗在 437.8g/m3(17.1 %)的浓度下一分钟即引起麻醉,但移离后便可以恢复1。人处于 10.4g/m3 浓度下 5 分钟之内没有任何感觉; 15.6g/m3 下会感到略有不适; 31.241.6g/m3 下会出现头昏、羞明、呕吐等症状。麻醉阈浓度为 182g/ m3 。1.2 研究内容本设计的主要内容是根据主要参数设计出 PVC 悬浮聚合的反应釜。表 1-1釜体夹套介质氯乙烯水最高工作压力0.6MPa0.6 Mpa工作温度11030公称容积80m3其它参数由设计计算决定要求设备的设计要选择合适的材料并且计算反应器的壁厚以及设计出反应器 的基本结构(反应器壳体的设计和搅拌与传动装置的设计以及旋转轴的密封设计)。1.3 国内外研究的状况目前.世界发达国家聚氯乙烯树脂生产技术都已经比较成熟.普遍采用大釜密闭技术以及先进的防粘釜工艺.改进了搅拌装置.用后掠式搅拌器代替平桨式搅拌器并且在搅拌器和挡板中通冷却水，以此来提高聚合滏的传热能力。现如今，全世界最大的聚合釜，是德国的许尔斯公司正在使用的 200 m3 聚合滏。美国的吉昂公司采用的 75m3 悬浮聚合釜，使用深冷水作冷却介质，除传热效果好以及聚合釜生产效率高以外，其中一釜一年可生产 PV C 树脂可达到 2. 5 万吨.欧洲索尔维公司以及日本的木越公司采用的聚合滏容积大约为 127 m3 左右。为了提高转移热的能力，大釜基本普遍采用了釜顶设计回流冷凝器以及滏夹套采用大循环回流水量的方式来提高传热系数，以便达到强化换热的目的。PVC 浆料汽提技术的发展是从汽提槽发展到穿流筛板汽提塔，再发展到溢流筛板汽提塔,PVC 浆料中的 VCM 的含量有很大程度的降低2。位于上海的氯碱化工股份有限公司汽提过程中采用螺旋板换热器进行余热的回收，不仅仅节约百分之 50左右的蒸汽，而且使提高汽提塔处理能力提高了百分之 20 左右。锦化化工有限责任公司对于沸腾床干燥技术进行了改善，通过降低前室的温度来取消后室冷却工艺，这样大概可以降低蒸汽单耗百分之 20%。位于上海的氯碱化工股份有限公司采用了旋风干燥器的技术，从而进一步有效的降低了干燥蒸汽单耗。江苏北方氯碱化工集团有限公司采用国内自主开发的旋流床干燥工艺，据了解，这种工艺比旋风干燥器技术蒸汽单耗还要低百分之 5。江苏华苏塑料有限责任公司采用的是滴流床工艺，据了解这种工艺技术蒸汽单耗比上述的更加低。干燥蒸汽冷凝水已经得到了普遍的回收以及利用，离心水已经得到部分回收以及利用，天津的大沽化学有限公司采用的臭氧氧化废水处理工技术和上海氯碱化工有限公司采用生化方法处理废水的加工工艺，她们的效果也都相当不错。第二章 反应器的桨叶选择在反应器设计的过程之中，叶片的选择可以说是相当的重要，这是用来衡量搅拌器的性能好坏的一个非常重要的参数。2.1 框式搅拌器锚式和框式叶轮是属于同一类的，这种叶轮的桨径对罐径之比 d D 通常是较大的，一般都是在低速下运行的，在搅拌低黏度液体时通常不会产生较大的剪切力， 所以一般它们不适用于液-液以及气-液分散。在另一方面来说，这些叶轮在罐内移动的流量相对来说比较大，水平旋转占据支配地位，因此它们不具有良好的混合均匀性，但是值得一提的是在罐壁附近的流速，能够得到比较大的传热膜系数，因此常常用于传热以及晶析操作，另外由于叶径比较大，并且贴近灌底，也经常用它来搅拌高浓度淤浆以及沉降性淤浆。除此之外它还常常被用于高黏度流体的搅拌，不过随流体黏度不断的增高，罐内的流动会相对减少，由传动装置传入的能量作为叶轮以及流体的的摩擦（剪切）消耗掉的比例会不断增大。从搅拌效果的看来，在叶片附近有液体的交换，而在轴附近会存在几乎不起搅拌作用的部分，虽然使用框式叶轮，可以使这种情况得到很大程度的改善，但是依然不能解决全部的问题。要使得高黏度的液体可以挤出流动的叶轮3。然而，与螺带式叶轮相比，锚式叶轮的价格更加的经济化，在叶径和转速相同的时候，其搅拌功率仅仅只有螺带的三分之二，所以对于那些不是特别强调混合效果的场合，我们常常选用锚式叶轮。在比较特殊场合，为了消除锚式叶轮剪切力不大的原因和附近拥有混合死区的缺点，我们选用框式以及多层涡轮式叶轮组成同轴线搅拌机。棋使用于低黏度液体的时候，锚式叶轮的叶径与罐径之比为零点七到零点九，对于高黏度液体则为零点八到零点九五。转速一般情况下为 10 到 50 r / min ，适用的最高 黏一般为 200 到 300 Pa s 。锚式叶轮： 常用尺寸d / D = 0.80.9b / D = 0.1h / D = 0.481.0采用的行星搅拌取 d / D = 0.5常用的运转条件： N = 1 100r / minv = 1 5m / s常用的介质范围： 10000mPa.sv 10m / s 3流动状态：通常为径向流动，配合指形挡板可以上下循环流动。循环量比较大， 在挡板配合的作用下，剪切作用也一般比较好。备注：最高叶端线速度可以达到15m / s因为该叶片是用于侧面推进搅拌，所以取 d / D = 0.5第三章 反应器的零部件计算3.1 行星搅拌器行星搅拌器的特点：行星搅拌器是由一对齿轮以及一根带有曲柄的锚式搅拌器所组成的。当传动轴经过曲柄带动搅拌器转动的时候，搅拌器上端的小圆锥齿轮便会绕着大圆锥齿轮滚动，从而我们可以获得两种运动方式。在其工作过程的中，一种是以搅拌器绕本身为轴心的转动，我们称之为自转；另一种是旋转的搅拌器以槽中心线为轴心的转动，我们称之为公转。自转和公转互相叠合，使得液体在槽内不但有垂直方向的运动，同时也拥有水平方向的运动，强烈的对流分布在槽内得每一个角落，因此可以使密度差悬殊的固液体得到相当充足的混合。行星搅拌轴的转速为 20 ，假设行星搅拌轴自转的转速为 20 主轴转速为 12。那么行星轮系中轮一（主轴上的）和轮二的齿数之比即为:0.5，因此小轮的齿数是大轮齿数的 0.5 倍。3.2 搅拌功率的计算3.2.1 框式搅拌器功率的计算搅拌功率准数Np 是搅拌设备最基本的特性参数，搅拌的功率的计算如下：P= NprN3d5(3-1)式中:Np 代表功率准数，取模拟试验的数值r：水的密度(kg / m3 )n ：搅拌的转速( r/s)d :桨叶的直径(m)3.2.1.1 影响搅拌功率的因素有关于叶轮的因素如下：叶轮直径 d 和叶宽 b 以及叶片倾斜角q和转数 N 及单个叶片数np 、叶轮离罐低高度 C 等等。有关搅拌罐的因素：罐的形状以及罐的直径 D 和液深 H 以及挡板数nb和板宽wb等等。有关搅拌液体的因素如下：液体的密度r和黏度m以及重力加速度 g搅拌桨的选择：为了使搅拌更加的均匀，同时为了减少搅拌盲区，因此我们采用了锚式搅拌和叶轮搅拌相结合的搅拌方式。3.2.1.2 行星轴自转叶轮功率m= 60 200Pa s由式 3-2 得Re=d2Nm(3-2)pRe= 8.728.9p于是F = N当 Re30 时，为层流区，此时重力对流型基本上没有影响，因此其的影响可以忽略不计。再由图 3-3 ETATO 公司的算图可以查得锚式轮的功率准数如下： Np =5.016.0（有关尺寸：bd=0.06，桨高h D=0.48） 取 N=15r/min由公式 3-1 可得单轴叶桨功率：P1 = N p 1.3 103 (1 3)3 2.0 5=1.5 Np (kw)P1 =7.524(kw)3.2.1.3 搅拌功率的修正液层高度 H 的影响：前苏联的 Kacpapob 认为，H/D 1 时的时候，功率值应在原=1 时候的计算结果上乘上系数 fo 。对各种桨型 f 都按照以下公式计算：f = (HD)0.6f =（6.5 4）0.6 =1.3382故， P 3 =1.3382 P 2 =10.032.1（kw）搅拌器内附件的影响(表 3-1)：P 4 = P3 （1+ Sq）=.20+0.1=0.34则： P =1.3(10.032.1)=13.041.8（kw）桨角度的影响：叶桨角度大多数为 45o，也会有 60o的。一般来说，当叶桨角度变小得时候，功率也相应的会降低。严格的说这其实和Re 的大小有关。当Re 小时q虽然也在变化但是功率变化并不是特别的明显，而当Re变大的时候，q的变化则会导致功率比较大的变化。而在设计中Re30，所以叶桨的角度对功率的影响还是比较小的。 浆叶离搅拌器底距离的影响前苏联 Kacpapob 认为，C/d=1/51/2 范围内变化时，对功率的影响不大，实际上可以忽略不记。齿轮的影响P5 =（13.041.8）/0.97=13.443.1kw表 3-1 附件对功率的影响序号罐内附件种类q 值推进式桨式涡轮式框式1压料管0.100.200.200.202温度计套管或浮标液面计0.050.100.100.103两根中心角大 90 o直立管0.150.300.300.304沿罐壁安装的右旋蛇管0.205分布在罐低部的螺旋 管 ， 管 径 为0.0330.054 罐径2.53.06导流筒的支撑零件0.053.2.2 后掠式叶轮搅拌功率和转速的计算对于悬浮法氯乙烯聚合反应而言，一般来说我们要求搅拌器可以完成两个任务： 使单体在水箱中可以分散成液滴，并且能均匀的保持悬浮状态;保证釜内各处温度是相同值。因此要选用的搅拌器必须具备剪切和容积循环的作用。在氯乙烯聚合釜之中， 如今被采用的搅拌器有桨式、推进式和三叶后掠式三种。由资料了解和试验结果可知， 三叶后掠搅拌器的适用范围如下:液体物料内含固体颗粒在 10 目以下的，浓度不大于百分之五十,粘度在一百泊以下。转速范围在 60150r/min 之内，叶端速度一般在十米每秒左右，一层桨叶的作用高度一般为(1.21.5) D。这种搅拌器的几何设计参数如下: 桨叶的直径 d=（0.40.55) D桨叶的宽度 b=(0.050.1)D 后掠角b= 4852o上挠角g= 15o三叶后掠式搅拌器一定要和适当的挡板相互配合，才可以达到比较好的搅拌效果。一般情况下我们采用的三叶后掠桨叶的断面形状有矩形、扁平管以及椭圆形三种，桨 叶的断面形状对搅拌功率存在有一定的影响。试验结果可以表明，能得到同样的搅拌 强度的情况下，椭圆形断面桨叶的搅拌功率是平板矩形断面的百分之七十,扁平管形 断面桨叶搅拌功率为平板矩形断面搅拌功率的百分之八十。在搅拌器设计的时候，我 们对桨叶断面形状的选定还应该考虑制造过程的方便性。大型聚合釜搅拌系统的设计过程，我们通常会采用相似放大的方法。即，在小试验釜和模拟釜上测得基础的数据以后，以一定相似条件进行放大，然后在进行设计计算，以此来确定确定搅拌器的几何尺寸和搅拌转速以及挡板配置等等。我们对氯乙烯聚合釜的放大设计，可以在几何相似的基础上来进行，用单位体积的搅拌功率是相等的作为为基本的相似条件，并且用循环次数进行校核和修正。从资料看来，在氯乙烯聚合的过程中，单位体积的搅拌功率一般会在 11.5kw/m 3 ，此时每分钟循环次数应该达到了 68 次。80 m 3 釜的搅拌放大设计，我们是在三叶后掠桨叶模拟试验的基础上来进行的。模拟试验提供了挡板数量以及位置和不同的桨叶几何尺寸以及断面形状对搅拌功率和作用高度以及循环特性的影响，并且我们可以得到放大计算的基础数据。在放大设计过程中，先试着选一组桨叶的几何尺寸，按照以上的放大原则来进行计算，经过几次修正和校验计算以后，从而可以确定 80 m3 釜浆叶的几何尺寸设置。桨叶的直径 d=2000mm 桨叶的宽度 b=400mm 后掠角 50o上翘角 y= 15o下端和封头底的距离为 200Omm，下面我们列出这一组桨叶的搅拌放大计算结果。计算中:d/D=0.5b/D=0.1V 投 = 72 m3因为有两轴搅拌，所以可以分为上下两个部分，下部分取V =40 m3投经过模拟试验测得:在 d/ D=0 . 5, b/ D = 0.1 时，功率准数为 Np=1,39 排出流量数 Nqd 与功率准数之比为 Np/Nqd=2.1当桨叶的几何条件改变的时候，我们可以采用下列关系式进行换算:Np(d / D)-1.1 (b / D)0.9Npd(d / D)-1.1 (b / D)0.4193.2.2.1 搅拌功率的计算搅拌所需的功率按照公式 3-1 来计算桨页主要是用来搅拌下半部分的溶液。 如我们前面所述所述，氯乙烯聚合的过程，其放大设计是以单位体积的搅拌功率 Pv 相等作为基本的相似条件，搅拌功率应为投P= Pv V =40 1.25=50(kw)代入上式可得n =1.04 r / s因此，可以确定搅拌的转速为 63r/min聚合釜电动机功率的选择还要考虑如下的几个因素：模拟试验我们是用水来进行的试验，氯乙烯聚合时的搅拌功率比搅拌水的功率高百分之 20减速机的效率一般取百分之 85械密封的损失大约为5kw要留有一定的动力余量。计算结果，最后选用电机功率为 90kw.3.2.2.2 循环特性的计算查阅试验资料可以得到，一定的几何条件下，湍流域某一型式搅拌器的功率准数Np 是一个常数，并且 Np/N:qd 的比值不会改变。因此，我们在放大设计中，可以取用模拟城验的所测得数据。Np=l.39，Np/Nqd=2.1所以 Nqd= 0.66循环流量数，Nqc 按经验公式求得:Nqc=Nqdl+0.16 (D/d) 2 -1=0 .98 循环流量 qc=Nqc n d 3 =596 m3 / min每分钟循环次数，N=qc/V投 =8.2r/min3.3 轴径计算轴材料：40Cr13（调制）t=40503.3.1 行星轴主轴计算行星搅拌轴的功率为P =出：41.8kw，由行星论传动系数f =0.97 ，我们可以得P 主 =P f =41.8 0.97 =43.1kw最小搅拌轴径计算公式：(3-3)d =365.1式中： P 搅拌传递功率n 搅拌轴转数，r/mind 实心轴直径最大扭矩计算公式：M= S(9553000 Po )(3-4)(t) maxn最大弯矩计算公式：M= S(9553000 Po L )(3-5)b(t) maxn i剪切应力计算最小轴径计算公式：ds =16 用拉力计算最小轴径计算公式：dt=1 3pts1 3pst(3-6)(3-7)3.3.1.1 轴采用实心轴计算已知：从3-3 计算最小的搅拌轴径： 由上公式有： d 365.1 =173.7 mm3.3.1.2 扭矩和弯矩合成计算轴上述计算方法我们是假设只承受扭矩而忽略弯矩的影响，从而降低了材料的许用应力，以此来弥补弯矩的影响，估算出的一个直径。已知行星主轴的长度： L =2000 mm 由公式 3-4 算得的最大扭矩为：M (t ) max = 43.1 955300010=41173430 N mm由公式 3-5 算得的最大弯矩为：M b(max) = 2888000 43.1 1 200010 2000=12535460 N mm剪切应力计算最小的轴径由公式 3-6 得ds=180.2 mm用拉力计算得最小的轴径ast =70 MP由公式 3-7 得dt=dt=155.4 mm1 33.14 70有键槽，故d = 175.2 1.05=183.96 mm 因此，主传动轴轴径大于等于 184 毫米。3.3.1.3 刚度计算为了预防由于旋转产生过大的扭转变形，并且避免在运转的过程中造成轴失效， 对表面涂覆保护层的轴液。为了预防由于过大的变形造成涂覆层被破坏，因此必须将 轴的扭转变形限制在一个可以接受的范围之内3。以上就是设计轴的扭转刚度条件。所以，搅拌轴必须要进行刚度计算。工程上一般用单位长度的比扭转角r 大于过许用比扭转角 r 作为扭转刚度条件，即：r = Mt GoJp 180 103 r (3-8)p式中 r 轴扭转变形的扭转角度，（o）/ MG 切变模量，对于碳钢及合金钢G = 7.94 104 MPooaM = 9553000 Ptnpd4Jp= 32带入整理可得实心轴的直径d =1536.64PrGonmm(3-9)在一般传动以及搅拌计算中r可选取1 2 （1 o）/ m则由 3-9 得：d =1536.6 443.11 7.94 104 10=1536.6 0.08583=131.9 mm因为， d d所以刚度合乎要求。 故轴径d 大于等于 184 mm3.3.2 行星轴轴径计算3.3.2.1 轴采用实心轴计算已知： n=20r/minP=41.8kw最小搅拌轴径： 由公式 3-3 得d 365.1 =136.5 mm3.3.2.2 按扭矩以及弯矩的来合成计算轴以上的计算方法只是假设只承受扭矩但是忽略弯矩的影响，由此降低了材料的许用应力，来弥补弯矩的影响，估算出的一个直径。已知行星轴的长度： L =4000 mm最大的扭矩： 由公式 3-4 得M(t) max =最大的弯矩： 由公式 3-5 得41.8 955300015=39931540 N mmMb(max)=2888000 41.8 115 2000 3000 =12071840 N mm用剪切应力计算得到最小轴径： 由公式 3-6 得ds =174.7 mm用拉力计算得最小轴径为；st=70 MPa由公式 3-7 得dt =dt=167.6 mm1 33.14 70有键槽，故d = 174.7 1.05=183.4 mm因此，主传动轴轴径d 186 mm3.3.2.3 刚度计算由公式 3-8、3-9 得d =1536.6 =1536.6 0.07163=110.1 mm因为 d 小于 d ，所以刚度合乎要求。 因此轴径选择：d 186 mm3.3.3 横轴径计算3.3.3.1 采用实心轴计算轴采用实心轴，最小搅拌轴径计算： 由公式 3-3 得d 365.1 =365.1 = 176.5 mm3.3.3.2 按扭矩以及弯矩的合成来计算轴最大扭矩：由公式 3-4 得M90 9553000(t) max =20=47765000Nmm最大弯矩： 由公式 3-5 得Mb(max)=2888000 100 120 2000 1200=864000N mm用剪切应力计算得到最小轴径为： 由公式 3-6 得16 4.56 107 1d = 3s3.14 40=173.5 mm用拉力计算得最小轴径：st =70 MPa由公式 3-7 得16 0.864 107d =+ 4.78 107 1 3t=160.25 mm3.14 70因为要同时满足剪切和拉伸两个条件，所以轴要大于等于 76.5 mm。3.3.3.3 刚度计算实心轴直径由 3-8、3-9 得90d =1536.6 4 1 7.94 104=1536.6 0.0621=95.5 mm因为， d d故刚度合乎要求。 76s键槽会减少轴的强度， 所以轴径：d=d 1.05=182.2 mm故d 182.2 mm3.4 行星齿轮计算材料：35SiMn（合金钢调质)s =760MPaK=1.3s =310 MPab = 100mmHFb齿宽YR 齿宽系数u 齿数比dm 小齿轮宽中点的分度圆sH 齿轮的接触疲劳极限扭矩计算K 载荷系数sF 齿轮弯曲疲劳极限T = 9550 Pd =9550 43.1 =41160 N m1n103.4.1 小齿轮的受力情况圆周力F = 2T1(3-10)dtm1径向力Fr =Fttgacond(3-11)轴向力Fa =Fttgasin d5(3-12)小齿轮受力：Ft=232500 NFr =251100 NFa =117100 N3.4.2 小齿轮计算锥齿距ReeR 300 mmRe 2（3-13）此取Re=300 mmZ1 = 40ReZ2 = 20=2(3-14)me=13.4所以取me=14me大端面模数sF = 2KT1YFbm2zm 1YF 齿形系数YF =2.9mm平均模数m= RempsF =170.1 MPa sF =310 MPa3.5 内筒体及夹套的壁厚计算3.5.1 选料和设计压力确定其毒性的我们可以程度参考 GB5044职业性接触毒物危害程度分级中的规定， 其为轻度危害（级），分析工艺要求以及其它的一些因素，根据 GB150-98刚制压力容器中的规定，我们选择内筒体和封头以及夹套的材料为 Q235，法兰材料选用16MnR。根据 GB150 选用低碳合金钢 16MnR， t=70MPb=470MP。夹套作为一个内压容器我们取其设计的压力等于夹套内的最高工作压力， 即体和底封头受到外压的作用，我们按照真空容器设计。3.5.2 夹套筒体以及夹套封头壁厚的计算p j = 0.6MPa ，内筒夹套筒体壁厚的计算dj =Pj Djt2s j- p(3-15)夹套采用的是双面焊，局部采用的是探伤检查，取j= 0.85，则由 3-12 得dj =0.6 40002 70 1.85 - 0.6= 9.3mm因此取dj = 10mm选择钢板厚度的负偏差为C1 = 0.22mm,腐蚀裕量为C2 = 2mm故厚度附加量为C = C1 + C2 = 2.22mm参考钢板的规格，选择夹套筒体名义厚度为dkj= 14mm为了选择和加工方便所以选择dj 夹套封头计算壁厚dkj= 32mmdkj=Pj D j2sj- 0.5 p0.6 4000= 2 70 0.85 - 0.5 0.6=20.23mm夹套封头采用局部无损探伤j= 0.85同理取dkj= 14mm，厚度附加量C = 2.6mm所以夹套封头的壁厚为 18mm。为了方便加工我们可以选择dkj = 32mm。3.5.3 水压试验校核外压容器我们参考内压容器来进行压力的测试，测试压力 PT 6；PT其中P 设计压力= 1.25P sst(3-16)带夹套的压力容器其自身的设计压力 P 等于容器压力与夹套内设计压力之差P = 0.6 - 0.3 = 0.3MPaA .试验压力：根据公式PT= P + 0.1 与PT s= 1.25P st， 其中较大的为内筒试验压力， 则PT =0.4MPa；同理我们可得夹套的试验压力： PT= 0.75MPaB.内压试验校核：P (D + d )29内筒筒体压力：sTi =由 3-14 式得Tie2dej（3-17）sTi= 0.4 (4000 + 64) = 29.9MPa 2 32 0.85sTi 0.85ds夹套筒体压力：P (D + d )Tjej0.75 (4500 + 32)sTj =2dejj2 32 0.85= 55.6MPasTj 0.85ds因此内筒和夹套都满足水压测试时应力的要求。3.6 搅拌器强度校核3.6.1 框式搅拌器强度校核R1 = 1060mm R2 = 990mmH1 = 905mm H m = 1690mmb = 150mmPq = 45kwL = 710mmd1e = 12mmde = 18mmh1 = 120mm(1)断面- (2)弯矩MM = 2388Pq 1 +H1（ N m）(3-18)n2(1 + a)L图 3-1 框式搅拌器a =2bmH (R1 )4R2- 1L 搅拌器横梁宽度中心线至椭圆形叶宽中心线的距离， mm由上式可得a = 0.565M=166985（ N m）1592P(R3 - R3 )H扭矩M =q121 (3-19)12nn(R4 - R4 )(1 + a)=3028.5（ N m） 抗弯断面模数WL2 = b - L1W=Iy(3-20)L2h2 + (b - d )d1L = 1ee2(2h1 + b - de)I= 1 d (b - L ) + bL3 - (b -d )(L-d )3 y3e11e1e-d d3 +d- d 2ZB b e12db e (L1 e ) 2(3-21)将数据代入上式可得L1 =30mmL2 =120mmIy =54弯曲应力s1W=0.45sM 103 s最大扭转应力t11 = =371 Mpa W(3-22)tM 103 t(2)-断面1 = n=6.73 Mpa Wn(3-23)弯矩M=916 N m抗弯矩模数WM = M n（ 1 -2H1)H m + H1(3-24)是矩形桨，因此按下公式算bd2 W = e(3-25)W =8100 mm3弯曲应力s6M 103s = (3-26)Ws =113(MPa) s3.6.2 三叶后掠式搅拌器的精度校核三叶后掠式搅拌器在对流体作功的时候，桨叶危险断面在桨叶的根部。如图3-2 中的-断面处。图 3-2 三叶后掠式搅拌器(1)桨叶-断面的弯矩MPq 1M = 3184 (N m)(3-27)ncos qM =5132(N m)(2)桨叶-断面模数WWbd2= e =10800mm36(3-28)(3)桨叶-断面上的弯曲应力s1s1 =s1 =475 MPa A120因此开入孔不再需要开孔补强。同理我们计算其它的几个小孔时也不再需要补强。第四章 搅拌结构选型4.1 .减速机选型4.1.1 立式减速机的选择FJ 系列圆柱圆锥齿轮减速机有双级和三级两种数级，常用的产品规格主要有 FJ 型立式基本型减速机，FJA 型立式出轴中空、搅拌轴大跨距独立支撑型减速机，FJB 型立式大跨距减速机，FJC 型立式双轴型减速机，以及 FJD 型 立式底搅拌型减速机等五种结构型式。行星搅拌器，其搅拌功率一般为 41.8kw，我们想到减速机的传动和行星齿轮等，在传动过程中损失的功率。综合计算，最后选择了 FJ7 型减速机。（表 9-40，搅拌与混合设备设计手册 p231 ）FJ7 型减速机：采用 6 级电机 电机转速：1000 r / min转速：12 r / min 、减速比：80、许用出轴转矩 5000 N m电机功率：45kw、输出4.1.2 卧式减速机的选择电机输入功率为 90kw,转速 1000r/min, 选用 DCY 250-16 输出转速 63r/min、减速比 164.2 凸缘法兰的选择凸缘法兰的材料的选用规格，参照表 4-1本设计中选用 16Mn。图 4-1 凸缘法兰主要技术要求(1)凸缘法兰母体以及衬层材料的化学成分以及机械性能应符合表 4-1 所列的有关标准及规定。(2)凸缘法兰材料使用时的温度应该按照相应标准的规定，并符和HG-20624-1997 标准中的规定。(3)锻件参照 JB4726、JB4727、JB4728 的级锻件检验和验收。(4)尺寸公差：凸缘法兰连接的尺寸以及法兰法人厚度公差参照 HG20615-1997以及 HG20624-1997 为标准；凸缘法兰的其它尺寸公差，参照 GB/T1804 中的规定，加工面没有标注公差的尺寸参照 IT14，非加工面没有标注公差的尺寸公差参照 IT16。 (5)凸缘法兰母材以及衬层材料的焊接材料，参照 HGJ15 和 J B/T470 的标准规定选用。(6)带有衬里层的凸缘法兰，应该从排气孔中通入 0.4 到 0.5Mpa 的压缩空气或者0.05Mpa 的氮气来进行焊接以及渗漏的检查。排气孔应位于相邻的两螺栓孔跨之中。表 4-1 凸缘法兰的材料木材（锻件）衬层材料钢号标准号钢号标准号20JB-472620DJB-472716MnJB-472616MnDJB-47270Cr18Ni9(304)JB-47280Cr18Ni9GB-423700Cr19Ni10(304L)00Cr19Ni100Cr18Ni10Ti(321)0Cr18Ni10Ti0Cr17Ni12Mo2(316)0Cr17Ni12Mo200Cr17Ni14Mo2(316L)00Cr17Ni14Mo24.3 .夹套的选择选择整体夹套整体夹套的尺寸和连接方式选用整体夹套和罐体连接的方式有两种，1,拆卸方式：2，不可拆卸方式。上述两种连接方法的优点和缺点：不可拆卸式夹套其结构相对简单，密封性好， 主要用于碳钢制造的搅拌设备。如果罐体的材料是不锈钢而夹套是普通碳钢的时候， 我们应该在结构的处理上，尽可能的避免不锈钢罐体和碳钢件焊接，这样可以防止焊 缝处的不锈钢产生局部的腐蚀；可拆卸夹套的，主要用于操作条件比较低，以及需要 定期检查罐体外表面，或者需要定期清洁夹套内部的地方。除此之外，其他用铸铁， 其它金属制造的罐体不能和夹套直接焊接的时候，都可以用可拆卸式连接结构的夹套。表 4-2 常用夹套的实用范围夹套形式o温度， C压力， MPa整体夹套3503000.61.6半圆管夹套2801.06.3型钢夹套2250.62.5蜂窝夹套2502.54.0表 4-3 整体夹套直径的确定DN , mm5006007001800200030004000D j , mmDN +50DN +100DN +200DN +250夹套直径 D j 可根据罐体的直径的大小参考上表的数值选择。夹套直径D j =4250 mm由于搅拌器体积很大，在其运行过程中需要定期检查，因此选择可拆卸夹套。4.4 封头的选择一般选择标准椭圆型封头，此种封头由半个椭球以及一个高度为h0 的圆柱形筒节39（即直边）组成，封头曲面的深度为h =Di ，封头直边的高度h 和封头厚度有关：40材料选用：Q235 - B内径选择： Di = 4000mm设计压力为： P = 1.6MPa许用应力为st = 113MPa接头的焊接系数为： Y = 1则根据公式：s =PcDi2stY= 1.6 40002 113=28.32 mm设计总壁厚为 32 mm，所以s= 32mm 。曲面的深度h = 1000mm封头直边的高度由上表选择为： h0 = 50mm4.5 机架4.5.1 单支点机架的主要技术要求A.单支点机架其材料的化学成分以及力学的性能必须符合相应材料标准规定： 灰铸铁铸件按 GB9439碳素钢铸件按 GB11352 普通碳素钢板按 GB700 优质碳素钢板按 GB699B.铸件必须进行时效处理，这样才可以消除其内应力。铸件加工后，其配合面上不能存在有气孔、渣孔以及砂眼、裂纹等缺陷；铸件不能存在有影响机架强度的缺陷。 C.铸件的铸造公差应参照 JB/QZ4000.51986CT14 级。D.加工面没有标注公差尺寸的极限偏差应参考 GB1804 的规定，孔参考 H12，轴参考h12， 长 度 参 考 JS12 。E.没有标注形位公差的加工面，其形位公差参照 GB1184 的 K 级精度。 F.机架装配应该参照 HG21563 和 HG206151997 的标准。 G.机架的油漆和包装以及运输参照 JB2536 中的规定；在对机架包装时，对于有配合要求的表面和孔应该覆盖软质的保护垫板。4.5.2 单支点机架的使用规定A.我们对机架的选用必须符合 HG21563 中的规定。B.单支点机架的，它的支点轴承和减速机输出的轴侧轴承位置以及间距一定要按照标准选取。 C.此种标准的单支点机架一般用在电动机出轴和减速机出轴的平行安装中。D.对于单支点机器来说，其下部的窗口位置应该和起吊螺孔、填料箱的压紧螺柱、机械密封、密封液进出口、压紧螺栓等的位置相互对应。E.单支点机架上部的窗口主要用来安装和拆卸带短节联轴（HG21569.1）以及机架的轴承箱，轴封（HG21537，HG21571）。F.单支点机架，其侧面的两个安装平台，主要用于安装 HG21572 标准所规定的机械密封循环保护系统中的储罐以及增压泵。4.6 搅拌器型号选择4.6.1 框式搅拌器根据 HG/T 3796.12-2005 ，选择 KS椭圆底框图 4-2 框式搅拌器图 4-3 三叶后掠式搅拌器材料选择 16MnR4.6.2 三叶后掠式英文名称（Impeller with three backswept blades） 根据 HG/T 3796.7 -2005 选择。4.7 安装底盖安装底盖是要用来支承密封以及机架和填料箱等部件。选材 16Mn（锻标准号 JB4726）。表 4-5 安装机架以及底盖，传动轴搅拌容器系列组配安装底盖的公称直径 DN机架的公称直径 DN搅拌容器的公称直径 DN传动的轴径 d9002004000安装底盖选择螺栓等紧固件，上面和机架相连接，下面和凸缘法兰相连接，是整个搅拌传动装置和容器连接的重要的元件。安装底盖的常用的形式有两种，即 RS 和 LRS 型，其它结构的密封形式和传动轴安 装 的 形 式 参 照 HF21565-95 选 择 。 安 装 底 盖 时 ， 其 公 称 直 径 和凸缘法兰的公称直径是相同的12。我们在这次的设计中，安装底盖选用了 M 形，以便我们和凸缘法兰的密封面的配合更加的方便。4.7.1 安装底盖材料表 4-6 安装底盖选材参考表钢板锻件钢号标准号钢号标准号20GB69920JB472620RGB6654（20D）JB472716MnRB665416MnJB4726（16MnD）JB472735GB69935JB47260Cr18Ni9（304）B42370Cr18Ni9B472800Cr19Ni10（304L）00Cr19Ni100Cr17Ni12Mo2(316)0Cr17Ni12Mo200Cr17Ni14Mo2(316L)00Cr17Ni14Mo20Cr18Ni10Ti(1Cr18Ni10Ti)(320Cr18Ni10Ti(1Cr18Ni10Ti本次设计中选用 16Mn（锻）4.7.2 安装底盖主要技术要求安装底盖的连接尺寸及厚度公差按 HG206151997 和 HG206241997 标准。加工面没有明确标注公差尺寸的，其公差参照 GB1804 的 IT14 级。安装底盖的材料以及焊接材料均按照 HGJ15 和 JB/T4709 所规定的标准选取。4.7.3 密封垫片和紧固件安装底盖、凸缘法兰、轴封（填料箱或机械密封）之间的密封垫片选用石棉橡胶板垫片（代号 XB）、柔性石墨复合垫片（代号 G）、聚四氟乙烯包覆垫片（代号 F）。这些垫片应分别符合 HG206271997、HG206291997、HG206281997 标准规定。安装底盖以及凸缘法兰和轴的连接紧固件一定要按照 HG206341997 中的有关规定，螺柱的材料选择 35 钢，螺母的材料选择 25 钢。安装底盖和机架的连接紧固件按照 HG21566、HG21567 中的有关规定。4.8 支座的计算选择我们设计的反应器，其在工作时总重量可到达 140 吨，并且反应器的体积和高度较大，所以我们选用支撑式支座（JB/ 4724-92）支撑式支座是用数块钢板焊接而成的（A 型），也可以用钢板制作而成（B 型），都带有垫板。A 型使用于DN8003000mm的容器，B 型使用于 DN800 DN4000mm。 容器的高径必须小于等于 5。支撑式支座的选用步骤：第一步：根据DN = 4000mm，选用 B8，垫板与封头等厚，支座数目设定为 3 个，每个支座的允许载荷Q=650kN。第二步：设定支座型号与数目，计算出一个支座承受的载荷 Q对于高度与直径之比不大于 5，总高度不大于 10m 的圆筒形立式容器来说，当采用 n 个耳式支座来支承着太容器时，每个支座实际承受的载荷按下式计算：Q = m0 g + Ge + 4( ph + Ge Se)10 -3kw式中m0 设备总质量g 重量加速度，取Ge偏心载荷 Nknnfg = 9.81m / s 2(4-1)k 不均匀系数，安装三个支座是 ， k = 1n 支座数量h 水平作用点到每个支座底版之间的距离，单位毫米Se偏心距f螺栓分布圆直径f=+ 2(l2 - S1 )(4-2)p 水平力，选择水平地震力 pe 与水平风载荷 pw 中的最大值， pe 与 pw 分别依照下列式子来计算：p = 0.5a0m0 gN(4-3)P = 0.95 f q D H 10-6Wi 0 00a0(4-4)式中，地震系数，对 7.8.9 度地震分别去 0.23，0.45， 0.9fi 风压高度的变化系数q0 10m 高处的基本风压值。D0 容器外径。H 0 容器总高度。= 0.5 0.23140000 9.8Pe = 0.5a0 m0 g(4-5)=157780 NPw =0.95 f q0 D0 H 010-6(4-6)= 0.95 0.8 550 4064 10000 10-6=16987.52 N于是取P=Pw =16987.52 N偏心载荷为Ge= 15000N ，偏心距为Se= 2000mm，设备安装的高度为 600 mm，封头的曲面深度：715 mm，根据下列公式计算h =（10000-600-715） 1/2+600=4942.5m但容器上方还有偏载荷Ge，若假设偏心载荷在封头与筒体的结合处，则通过计算可知质心上移 83 mm，这样质心位置地面应为h=4942.5+83=5025.5 mm查表得F =2680 mm将有关数据代入公式 4-1140000 9.8 + 15000 + 3 (16988 4943 + 15000 2000 10-3Q =0.83 33 2680=（557028+42527） 10-3=599.5kN 750kN所以三个支座能满足自身的承载要求。第三步 查取封头的允许垂直载荷F封头的有效厚度de=32-1.8=30.2 mm 由表（13-14）由内插法得F= 750kN因为 Q 是小于 F的,所以选择三个 B8 支座就可以满足允许垂直载荷的基本要求。选择 B 型 8 号支座。支座本体允许载荷Q=550kN，采用 3 个支座呈等三角形支撑。则最大支撑载荷Qmax8 号支座合乎要求。= 550 3= 1650kN ，即最多能承载 168.3 吨。因此选择 B 型图 4-44.9 温度计温度计公称尺寸 DN40 ，标准号：HGJ45-91。温度计如图 4-44.10 电机选择两个电机都选用 Y 系列电动机。(1)Y280S - 6满载转速为980 r / min 额定功率为45kw 同步转速为1000 r / min(2) Y280M - 41500 r / min满 载 转 速 为 1440 r / min额 定 功 率 为 90 kw 同 步 转 速 为第五章 密封5.1 填料密封图 5-1填料密封搅拌设备的一个重要的组成部分就是轴密封。其方式有很多中，人们最常用的有迷宫密封、浮动环密封，填料密封、机械密封等几种。搅拌器最早采用的密封方式填料密封，由于它结构简单并且容易制造，所以在搅拌设备中的应