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8.2立式带夹套的反应釜的设计应用举例本节主要介绍公称容积为2.0立式带夹套的、电加热的反应釜设计。8.2.1反应釜的设计条件单设计条件单的格式如表8-17（参考）。表8-17 反应釜设计条件单设备名称：2.0反应釜技术特性指标简 图压力釜内3.5 夹套常压温度釜内120夹套125130介质釜内丙烯酸、丙烯酸甲酯等有机物、N2（气）夹套导热油腐蚀情况微弱搅拌桨型式框 式搅拌轴转速80电机功率4.0操作容积1.2设备容积2.0建议采用材料釜体：0Cr18Ni10Ti夹套：Q235B管 口 表编号 名 称管径/mma导热油出口50b112加热器套管65c人 孔450d工艺物料进口50e导热油进口50f放料口100g1,2视镜、150h安全阀接口25i温度计接口65k冷凝器接口100mN2（气）接口25备注夹套外设置100的保温层、釜体上装有安全阀。上封头上安装的冷凝器质量为1500Kg8.2.2设计任务书设计任务书的体式如表8-18（参考）。表8-18 课程设计任务书 院 系学 号学生姓名专业（班级）设计题目 _2.0_带夹套反应釜的设计设计技术参数压力：釜内 3.5； 夹套： 0.1温度：釜内 120 ； 夹套： 125130 介质：釜内： 丙烯酸、丙烯酸甲酯等有机物、N2（气）； 夹套：导热油长径比： 1.01.3电机功率： 4.0搅拌轴转速： 80操作容积： 1.2设备容积： 2.0设计要求（1）熟悉反应釜的结构及工作原理；（2）根据设计条件单中的技术参数对釜体和夹套进行强度、刚度、稳定性计算；（3）进行搅拌装置设计和选型、附件设计、选型和定位；（4）进行传动装置的设计和选型；（5）设计主要焊缝的结构及尺寸；（6）绘制反应釜的装配图和搅拌轴的零件图。工作量完成符合体式要求的设计说明书一份、反应釜的装配图一张和搅拌轴零件图两张。工作计划月 日 布置设计任务；月 日至 月 日 查阅、收集有关文献和资料，借工具书；月 日至 月 日 完成设计计算及有关设计的内容；月 日至 月 日 完成装配图和部件图的绘图；月 日至 月 日 完成设计说明书的撰写、装订；月 日至 月 日 答辩。参考资料吴宗泽主编. 机械设计实用手册（第二版）；曲文海等. 压力容器与化工设备实用手册（上、下）；魏崇光，郑晓梅. 化工工程制图； 化工设备设计全书编辑委员会， 王剀，虞军等编.搅拌设备；余国琮主编.化工机械工程手册（上、中、下卷）等指导教师签字系主任签字年 月 日8.2.3设计条件及设计内容分析由设计条件单可知，设计的反应釜体积为2.0、操作体积为1.2；搅拌装置配制的电机功率为4.0、搅拌轴的转速为80、搅拌桨的形式为框式；加热的方式为用夹套内的导热油进行电加热；装置上设有6个工艺接口、2个视镜、4个耳式支座、12个电加热器接口、1个人孔、2个测控接口。反应釜设计的内容主要有：（1）釜体的强度、刚度、稳定性计算和结构设计；（2）夹套的的强度、刚度计算和结构设计；（3）釜体的法兰联接结构设计、接管及管法兰的选型；（4）人孔的选型及补强计算；（5）支座选型及验算；（6）视镜的选型；（7）焊缝的结构与尺寸设计；（8）电机、减速器的选型；（9）搅拌轴及框式搅拌桨的尺寸设计；（10）联轴器选型；（11）设计机架结构及尺寸；（12）设计底盖结构及尺寸；（13）选择轴封形式；（14）绘总装配图及搅拌轴零件图等。反应釜的设计过程如下：8.2.4反应釜釜体的设计一、釜体 、的确定（1）釜体的确定将釜体视为筒体，且取。由得：， 取釜体（2）釜体的确定因操作压力0.35，由文献1表16-9可知：0.6二、釜体筒体壁厚的设计（1）设计参数的确定设计压力： （1.051.1），取1.1=1.10.35；液体静压： ；=5，可以忽略；计算压力： = = 1.10.35；设计温度： 130 ；焊缝系数： 0.85（局部无损探伤）；许用应力： 根据材料0Cr18Ni10Ti、设计温度130，由文献1表14-4知137；钢板负偏差： 0.25（GB6654-96）；腐蚀裕量： 1。（2）筒体壁厚的设计由公式 得：考虑，则=+=3.34，圆整三、釜体封头的设计（1）封头的选型釜体的封头选标准椭球型，代号EHA、标准JB/T47462002。（2）设计参数的确定焊缝系数=1，其它设计参数与筒体相同（3）封头的壁厚的设计 由公式 得： 考虑 ，则=+=2.94，圆整得取（4）封头的直边尺寸、体积及重量的确定根据，由文献1表16- 5知：直边高度： 25容 积： 0.2545深 度： 300。内表面积： 1.6552四、 筒体长度的设计，= =1.544（）=1544 ，取：1540釜体长径比的复核：=1.28，满足要求五、外压筒体壁厚的设计（1）设计外压的确定由设计条件单可知，夹套内介质的压力为常压，取设计外压=0.1。（2）试差法设计筒体的壁厚设筒体的壁厚6，则：=60.25 1= 4.75，=1212 由得：=1.171212 22651.2（）筒体的计算长度 =1540+325/3 = 1648.4（） =1653.425430.1 ，该筒体为短圆筒。圆筒的临界压力为：= 0.303（）由、=3得：0.303/3 =0.101（）因为0. 1 = 0.101， 所以假设6满足稳定性要求。故筒体的壁厚6。（3）图算法设计筒体的壁厚设筒体的壁厚6，则：= 610.25 = 4.75（）= 1212 = 255.15 筒体的计算长度： =1540+325/3 = 1648.4（）=1.360在文献2中图5- 5的坐标上找到1.364的值，由该点做水平线与对应的线相交，沿此点再做竖直线与横坐标相交，交点的对应值为：0.00025。由文献2中选取图5-12，在水平坐标中找到=2.510-4点，由该点做竖直线与对应的材料温度线相交，沿此点再做水平线与右方的纵坐标相交，得到系数的值为：32、=1.79105。根据=得： =0.125（）因为0.1 0.125，所以假设6合理，取封头的壁厚6。由文献1表16-5知，、6的筒体高筒节的质量约178，则筒体质量为：1781.540 =274.2（）六、外压封头壁厚的设计（1）设计外压的确定封头的设计外压与筒体相同，即设计外压=0.1。（2）封头壁厚的计算设封头的壁厚6，则: = 610.25 = 4.75（），对于标准椭球形封头=0.9，0.91200=1080（）， =1080/4.75计算系数：= 5.510-4由文献2中选取图5-12，在水平坐标中找到= 5.510-4点，由该点做竖直线与对应的材料温度线相交，沿此点再做水平线与右方的纵坐标相交，得到系数的值为值为：64、=1.79105根据=得： =0.28（）因为0.1 0.28，所以假设6偏大，考虑到与筒体的焊接，取封头的壁厚与筒体一致，故取6。釜体封头的结构及尺寸如图8-40，封头质量：76.4（）图10-40 釜体封头的结构与尺寸8.2.5 反应釜夹套的设计一、夹套的、的确定（1）夹套的确定由夹套的筒体内径与釜体筒体内径之间的关系可知：1200+100=1300（）由于采用导热油加热，为降低导热油在夹套内的流动阻力，夹套内径取：=1200+300=1500（），夹套的=1500（2）夹套的确定由设备设计条件单知，夹套内介质的工作压力0.1，取0.25二、夹套筒体的设计（1）夹套筒体壁厚的设计因为为常压0.3，所以需要根据刚度条件设计筒体的最小壁厚。 15003800，取min2 /1000且不小于3 另加， min21500/1000+1= 4（）对于碳钢制造的筒体壁厚取6。（2）夹套筒体长度的初步设计根据=1200 ，由文献1表16-3中知每米高的容积=1.1313/，则筒体高度的估算值为：=0.8359（），取835 由文献1表16-5知，=1500、6的筒体高筒节的质量为223，则：夹套筒体质量为2230.835 =186.2（）三、夹套封头的设计夹套的下封头选标准椭球型，内径与筒体相同（1500）。代号EHA，标准JB/T47462002。夹套的上封头选无折边锥形封头，且半锥角、大端直径=1500、小端直径=1212。（1）椭球形封头壁厚的设计因为为常压0.3，所以需要根据刚度条件设计封头的最小壁厚。 15003800，取min2/1000且不小于3 另加， min21500/1000+1= 4（），对于碳钢制造的封头壁厚取6。（2）椭球形封头结构尺寸的确定直边高度： 25深 度： 375容 积： 0.4860 质 量： 117.7（3）椭球形封头结构的设计封头的下部结构如图8-41。由设备设计条件单知：下料口的100，封头下部结构的主要结构尺寸210。（4）带折边锥形封头壁厚的设计考虑到封头的大端与夹套筒体对焊，小端与釜体筒体角焊，因此取封头的壁厚与夹套筒体的壁厚一致，即6。结构及尺寸如图842。 图8-41 下封头的结构 图8-42 锥形封头的结构四、传热面积的校核=1200釜体下封头的内表面积 = 1.6552=1200筒体（1高）的内表面积= 4.772夹套包围筒体的表面积= = 4.770.835=3.9825 （2）+= 1.6552+ 3.9825 = 5.6733（2）由于釜内进行的反应是放热反应，产生的热量不仅能够维持反应的不断进行，且会引起釜内温度升高。为防止釜内温度过高，在釜体的上方设置了冷凝器进行换热，因此不需要进行传热面积的校核。如果釜内进行的反应是吸热反应，则需进行传热面积的校核，即：将+ = 5.67332与工艺需要的传热面积进行比较。若+，则不需要在釜内另设置蛇管；反之则需要蛇管。8.2.6 反应釜釜体及夹套的压力试验一、釜体的水压试验（1）水压试验压力的确定水压试验的压力：且不小于(+0.1) ，当1.8时取1.8。，（+0.1）= 0.485 ， 取=0.485（2）液压试验的强度校核由 得： 61.50.9 =0.92000.85=153（） 液压强度足够。（3）压力表的量程、水温及水中浓度的要求压力表的最大量程：2=20.485=0.97 或0.72751.94。水温15 ，水中浓度25（4）水压试验的操作过程操作过程：在保持釜体表面干燥的条件下，首先用水将釜体内的空气排空，再将水的压力缓慢升至0.485，保压不低于30，然后将压力缓慢降至0.385，保压足够长时间，检查所有焊缝和连接部位有无泄露和明显的残留变形。若质量合格，缓慢降压将釜体内的水排净，用压缩空气吹干釜体。若质量不合格，修补后重新试压直至合格为止。水压试验合格后再做气压试验。二、釜体的气压试验（1）气压试验压力的确定气压试验的压力： =1.150.3851=0.4428（）（2）气压试验的强度校核由得： 56.20.8 =0.82000.85=136（） 气压强度足够。（3）气压试验的操作过程做气压试验时，将压缩空气的压力缓慢升至0.04428，保持5min并进行初检。合格后继续升压至0.2214，其后按每级的0.04428级差，逐级升至试验压力0.4428，保持10，然后再降至0.385，保压足够长时间同时进行检查，如有泄露，修补后再按上述规定重新进行试验。釜体试压合格后，再焊上夹套进行压力试验。四、夹套的液压试验（1）液压试验压力的确定液压试验的压力：且不小于(+0.1) ，当1.8时取1.8。，(+0.1)= 0.2， 取=0.2（2）液压试验的强度校核由 得： 31.7 0.9 =0.92350.85=179.7（） 液压强度足够。（3）压力表的量程、水温的要求压力表的量程：2=20.2=0.4或0.30.8，水温5。（4）液压试验的操作过程 在保持夹套表面干燥的条件下，首先用水将夹套内的空气排空，再将水的压力缓慢升至0.2，保压不低于30min，然后将压力缓慢降至0.1，保压足够长时间，检查所有焊缝和连接部位有无泄露和明显的残留变形。若质量合格，缓慢降压将夹套内的水排净，用压缩空气吹干。若质量不合格，修补后重新试压直至合格为止。8.2.7 反应釜附件的选型及尺寸设计一、釜体法兰联接结构的设计设计内容包括：法兰的设计、密封面形式的选型、垫片设计、螺栓和螺母的设计。（1）法兰的设计根据1200mm、0.6，由文献1表16-9确定法兰的类型为甲型平焊法兰。标记： 法兰 1200-0.6 JG/T4701-2002，材料： 16MnR螺栓规格： 20螺栓数量： 48法兰的结构和主要尺寸如图843图8-43 甲型平焊法兰（2）密封面形式的选型根据0.61.6、介质温度130和介质的性质，由文献1表1614 知密封面形式为光滑面。（3）垫片的设计垫片选用耐油橡胶石棉垫片，材料为耐油橡胶石棉板（JG/T 539），结构及尺寸见图8-44。图8-44 容器法兰软垫片（4）螺栓和螺母的尺寸规格本设计选用六角头螺栓（C级、JG/T 57802000）、型六角螺母（C级、JG/T 412000）平垫圈（100HV、JG/T 952002）螺栓长度的计算：螺栓的长度由法兰的厚度（）、垫片的厚度（）、螺母的厚度（）、垫圈厚度（）、螺栓伸出长度确定。其中=58、=3、=36、4、螺栓伸出长度取=10螺栓的长度为：= 258+3+36 +24+10= 201（）取 200螺栓标记： JG/T 5780-2000 螺母标记： JG/T 41-2000 垫圈标记： JG/T 95-2002 24-100 HV （5）法兰、垫片、螺栓、螺母、垫圈的材料根据甲型平焊法兰、工作温度=120的条件，由文献2附录8法兰、垫片、螺栓、螺母材料匹配表进行选材，结果如表8-19所示。表8-19 法兰、垫片、螺栓、螺母的材料法 兰垫 片螺 栓螺 母垫 圈1Cr18Ni10Ti耐油橡胶石棉3525100HV二、工艺接管的设计本装置设有以下接管：（1）导热油进口采用无缝钢管，罐内的接管与夹套内表面磨平。配用突面板式平焊管法兰：HG20592 法兰 PL25-0.1 RF 20。（2）N2（气）进口采用无缝钢管，接管与封头内表面磨平。配用突面板式平焊管法兰：HG 20592 法兰 PL25-0.6 RF 0Cr18Ni10Ti。（3）温度计接口采用无缝钢管，伸入釜体内一定长度。配用突面板式平焊管法兰：HG 20592 法兰 65-0.6 0Cr18Ni10Ti。（4）工艺物料进口采用无缝钢管，管的一端切成，伸入罐内一定长度。配用的突面板式平焊管法兰：HG 20592 法兰 50-0.6 0Cr18Ni10Ti。（5）放料口采用无缝钢管，接管与封头内表面磨平。配用突面板式平焊管法兰：HG 20592 法兰 100-0.6 0Cr18Ni10Ti。与其配套的是手动下展式铸不锈钢放料阀，标记：放料阀6-100 HG 5-11-81-3.（6）导热油出口采用无缝钢管，接管与封头内表面磨平。配用突面板式平焊管法兰：HG 20592 法兰 25-0.1 20。（7）安全阀接口采用无缝钢管，接管与封头内表面磨平。配用突面板式平焊管法兰：HG 20592 法兰 25-0.6 0Cr18Ni10Ti。（8）冷凝器接口采用无缝钢管，接管与封头内表面磨平。配用突面板式平焊管法兰：HG 20592 法兰 100-0.6 0Cr18Ni10Ti。（9）加热器套管采用无缝钢管，罐内的接管与下封头内表面磨平磨平。配用突面板式平焊管法兰：HG 20592 法兰 80-0.1 20。三、管法兰尺寸的设计工艺接管配用的突面板式平焊管法兰的结构如图8-45。根据、和接管的，由板式平焊管法兰标准（HG 20592）确定法兰的尺寸。管法兰的尺寸见表8-20。图8-45 板式平焊管法兰表8-20 板式平焊管法兰的尺寸（HG 20592）接管名称公称直径接管外径连 接 尺 寸法兰厚度密封面厚度法兰内径坡口宽度 安全阀接口、N2接口253210075501141014233工艺物料进口5057140110901441216359导热油进口5057140110901441214359温度计接口65731601301101441216375冷凝器接口、放料口10010821017014518816183110导热油出口5057140110901441214359加热器套管65731601301101441214375四、垫片尺寸及材质工艺接管配用的突面板式平焊管法兰垫片的结构如图8-46，尺寸、材质如表10-21所示。图8-46 管道法兰用软垫片表8-21 密封面形式及垫片尺寸接管名称密封面型式垫片尺寸()垫片材质外径内径厚度安全阀接口、N2接口RF71322耐油石棉橡胶板工艺物料进口RF107572耐油石棉橡胶板导热油进口RF107572耐油石棉橡胶板温度计接口RF116762耐油石棉橡胶板冷凝器接口、放料口RF1521082耐油石棉橡胶板导热油出口RF107572耐油石棉橡胶板加热器套管RF116762耐油石棉橡胶板五、人孔的设计由于釜体的内径，因此需要在釜体的封头上设置人孔，以便于安装、维修、检查釜体的内部结构，本设计选用不锈钢A型回转盖带颈平焊法兰人孔。其结构如图8-47、尺寸见表822、人孔的材料见表823。1-人孔接管；2-螺母；3-螺栓；4-法兰；5-垫片；6-手柄；7-法兰盖；8-销轴；9-开口销；10-垫圈；11、12、13、14-轴耳图8-47 A型回转盖带颈平焊法兰人孔结构表8-22 回转盖带颈平焊法兰人孔的尺寸公称压力（MPa）密封面形式公称直径DNd wSDD1AB螺栓规格数量1.0突面4504808615565340150M242520LH1H2bb1b2d重量(kg)25023011028263024168表8-23人孔1.0450的明细表件号名称数量材料件号名称数量材料1人孔接管10Cr18Ni10Ti8销 轴1452螺母8259开口销2353螺栓83510垫 圈2100HV4法兰11Cr18Ni9Ti11轴 耳1Q235-A5垫片1耐油石棉橡胶板12轴 耳1Q235-A6法兰盖11Cr18Ni9Ti13轴 耳1Q235-A7手柄1Q235-A14轴 耳1Q235-A六、视镜的选型由于釜内介质压力较低（0.35）且考虑，本设计选用两个=150的不带颈视镜。因为该视镜结构简单，不易结料，窥视范围大，其结构见图8-48。由文献3附录六确定视镜的规定标记、标准图号、视镜的尺寸及材料。标 记：视镜0.6，150标准图号：JB593648。质 量：9.1视镜的尺寸如表824，材料如表825。视镜在封头上对称布置。1-视镜玻璃；2-衬垫；3-接缘；4-压紧环；5-双头螺柱；6-螺母图8-48 视 镜表8-24 视镜的尺寸视镜玻璃双头螺柱数量直径长度1501652023020022186015910081240表8-25 视镜的材料件号名称数量材料件号名称数量材料1视镜玻璃1硼硅玻璃(SJ-6)4压紧环1Q235-AF2衬 垫2耐酸石棉板5双头螺柱8353接 缘11Cr18Ni9Ti6螺母8Q235-AF8.2.8搅拌装置的选型与尺寸设计一、搅拌轴直径的初步计算（1）搅拌轴直径的设计电机的功率4.0 ，搅拌轴的转速80，材料为1Cr18Ni9Ti ， 25，剪切弹性模量8104，许用单位扭转角1.0 /m。由得：（）利用截面法得： ()由 得：=搅拌轴为实心轴，则：=45.7mm 取46mm（2）搅拌轴刚度的校核由得：=0.76（）因为最大单位扭转角max0.76 1.0所以圆轴的刚度足够。考虑到搅拌轴与联轴器配合，46可能需要进一步调整。二、搅拌抽临界转速校核计算由于反应釜的搅拌轴转速=80200，故不作临界转速校核计算。三、联轴器的型式及尺寸的设计由于选用摆线针齿行星减速机，所以联轴器的型式选用立式夹壳联轴节（D型）。标记为：50 HG2157095，结构如图8-49。由文献4表3-5-36、表3-5-37分别确定联轴节的尺寸和零件及材料，尺寸如表826，零件及材料如表827。由于联轴节轴孔直径=50，因此搅拌轴的直径调整至50。1-夹壳；2-悬吊环；3-垫圈；4-螺母；5-螺栓图8-49 立式夹壳联轴节表8-26 夹壳联轴节的尺寸轴孔直径50螺栓数量规格135624290190248366M129457010018160.60.4表8-27 夹壳联轴节的零件及材料件号名 称材 料件 号名 称材 料1左、右夹壳ZG-1Cr18Ni9Ti4螺 母0Cr18Ni9Ti2吊 环0Cr18Ni9Ti5螺 栓A2-703垫 圈A-140四、搅拌桨尺寸的设计框式搅拌桨的结构如图850所示。由文献4表3-1-17确定不锈钢框式搅拌桨的尺寸，见表10-28、零件明细表见表8-29。1-桨叶；2-横梁；3-筋板；4-连接螺栓；5-螺母；6-穿轴螺栓；7-螺母图8-50 框式搅拌桨的结构表8-28 框式搅拌桨的尺寸（HG/T212391）螺栓螺孔螺栓螺孔数量数量95050M16216.5M12813463重量730237350170512035-15不大于0.088表8-29 零件明细表件号名称数量材料件号名称数量材料1桨叶21Cr18Ni9Ti5螺母81Cr18Ni9Ti2横梁21Cr18Ni9Ti6穿轴螺栓21Cr18Ni9Ti3筋板41Cr18Ni9Ti7螺母41Cr18Ni4Ti4连接螺栓81Cr18Ni9Ti五、搅拌轴的结构及尺寸的设计（1）搅拌轴长度的设计搅拌轴的长度近似由釜外长度、釜内未浸入液体的长度、浸入液体的长度三部分构成。即：=+其中=（机架高；减速机输出轴长度）500-79421（）+（釜体筒体的长度；封头深度；液体的装填高度）液体装填高度的确定：釜体筒体的装填高度式中 操作容积（）；釜体封头容积（）；筒体的内径（），取液体的总装填高度 =836325=1161（）=1540232511611029（）浸入液体搅拌轴的长度的确定： 搅拌桨的搅拌效果和搅拌效率与其在釜体的位置和液柱高度有关。搅拌桨浸入液体内的最佳深度为： （见文献4215）当时为最佳装填高度；当时，需要设置两层搅拌桨。由于=1161=1200，本设计选用一个搅拌桨。搅拌桨浸入液体内的最佳深度为：=774（）故浸入液体的长度：=774（）搅拌轴的长度为：= 421+1029+774=2224（）取=2220（）（2）搅拌轴的结构由于搅拌轴的长度较大，考虑加工的方便，将搅拌轴设计成两部分。与减速机相联的搅拌轴轴长为：=M式中搅拌轴深入釜内的长度，时取350（见文献4表3-5-23）=50079325=746（）取 =745搅拌轴下部分的轴长为：=2220-745=1475（）搅拌轴上、下两部分的结构及尺寸见附图2、3。8.2.9 传动装置一、电动机的选型：由于反应釜里的物料具有易燃性和一定的腐蚀性，故选用隔爆型三相异步电机（防爆标志）。根据电机的功率4.0、转速1500，由文献5表10-5-3选用的电机型号为：112。二、减速器的选型根据电机的功率4.0、搅拌轴的转速80、传动比为1440/ 8018，选用直联摆线针轮减速机（JB/T29821994），标记4.0417。由文献5表9-2-41确定其安装尺寸，直联摆线针轮减速机的外形见图851、安装尺寸如表8-30。表8-30 减速机的外形安装尺寸260230200452306-1241516148.51440079图8-51 直连摆线针轮减速机三、机架的设计图852 WJ型无支点机架由于反应釜传来的轴向力不大，减速机输出轴使用了带短节的夹壳联轴节，且反应釜使用不带内置轴承的机械密封，故选用型无支点机架（HG2156695）。由搅拌轴的直径50mm可知，机架的公称直径250。结构及尺寸如图8-52所示。四、底座的设计对于不锈钢设备，本设计采用图1034（f）底座的结构，其上部与机架的输出端接口和轴封装置采用可拆相联，下部伸入釜内，结构与尺寸如图8-53所示。图8-53 底座的结构8.2.10反应釜的轴封装置设计反应釜中应用的轴封结构主要有两大类，填料箱密封和机械密封。考虑到釜内的物料具有易燃性和一定的腐蚀性，因此选用机械密封。根据0.35、130、。由文献5表7-3-79选用206型（双端面小弹簧型）釜用机械密封，其结构及主要尺寸如图854。图8-54 釜用206型机械密封8.2.11支座的选型及设计一、支座的选型及尺寸的初步设计（1）悬挂式支座的选型由于设备外部设置有100的保温层，所以选耳式B型支座，支座数量为4个（2）悬挂式支座的尺寸的初步设计反应釜总质量的估算：+式中：釜体的质量（）；夹套的质量（）；搅拌装置的质量（）附件的质量（）；保温层的的质量（）物料总质量的估算：式中：釜体介质的质量（）；夹套内导热油的质量（）反应釜的总质量估算为1750，物料的质量为3200（以水装满釜体和夹套计算），装置的总质量： 1750 + 3200 = 4950（）每个支座承受的重量约为：4.959.81/224.3（） 根据、，由文献2附表17-1初选B型耳式支座，支座号为4。标记：JB/T4725-92 耳座B4材料：Q235-AF系列参数尺寸如表831。表8-31 B型耳式支座的尺寸底板筋板垫板地脚螺栓支座重量规格250200140147029016010315250840302415.7图8-55耳式支座的实际受力二、支座载荷的校核计算耳式支座实际承受的载荷（见图8-55）按下式近似计算：式中，= 4950，=4，=0，将已知值代入得因为，所以选用的耳式支座满足要求。8.2.12焊缝结构的设计一、釜体上的主要焊缝结构釜体上的主要焊缝结构及尺寸如图8-56。 （a）筒体的纵向焊缝 （b）筒体与下封头的环向焊缝 （c）人孔接管与封头的焊缝 （d）进料管与封头的焊缝 （e）冷却器接管与封头的焊缝 （f）温度计接管与封头的焊缝（h）出料口接管与封头的焊缝图8-56 釜体主要焊缝的结构及尺寸二、夹套上的焊缝结构的设计夹套上的焊缝结构及尺寸如图8-57。 （a）筒体的纵向焊缝 （b）筒体与封头的横向焊缝 （c）导热油进口接管与筒体的焊缝 （e）导热油出口接管与筒体的焊缝 （f）釜体与夹套的焊缝图8-57 夹套主要焊缝的结构及尺寸8.2.13人孔的开孔及补强计算一、封头开人孔后被削弱的金属面积的计算由于人孔的开孔直径较大，因此需要进行补强计算，本设计采用等面积补强的设计方法。釜体上封头开人孔后被削弱的金属面积为：式中：= 4801621.25466.5（）=1.69（）=1= 466.51.69= 788.4（）二、有效补强区内起补强作用的金属面积的计算（1）封头起补强作用金属面积的计算式中： 取两者中较大值，= 61.254.75（）=6.75（）=1=1380.5（）（2）接管起补强作用金属面积的计算其中： 取 =0.9（）=0=713.7（）（3）焊缝起补强作用金属面积的计算18（）三、判断是否需要补强的依据有效补强区内起补强作用的金属面积为：2112.2（）被削弱的金属面积为： =1082因为=1082=2112.2，所以不需要补强。 8.2.14反应釜的装配图及部件图一、视图的选择（1）选择主视图根据设备设计条件单中的图示特点，采用局部剖视的表达方法，用以表达反应釜上各零部件之间的装配关系，主视图如图8-58所示。 图8-58 反应釜的主视图 图8-59 反应釜的俯视图（2）确定其它视图主视图确定后，选择附视图，以表达反应釜上各接管和支座的数量、外形及周向方位，补充了主视图对这些部分表达的不足。侧视图如图8-59所示。（3）选择辅助图及各种表达方法根据反应釜的结构特点，采用局部放大图等表达方法来补充基本视图的不足，本设计用九个局部放大图，分别表达釜体与工艺接管、人孔、支座、筒体与封头等连接情况和焊缝结构，如图10-57。（4）部件图本设计选择的主要部件为搅拌轴，搅拌轴的视图见附图5。二、装配图的技术要求（1）本设备按GB150钢制压力容器和HGJ18-89钢制化工容器制造技术要求进行制造、试验和验收，并接受劳动部颁发压力容器安全技术监察规程的监督。（2）焊接采用电弧焊，釜体焊条牌号132；夹套焊条牌号4303。（3）焊接接头型式及尺寸除图中注明外，按HGJ17-89中规定，对接焊缝为19，接管与筒体、封头的焊缝为1，角焊缝的焊角尺寸按较薄板的厚度，法兰的焊接按相应法兰标准中的规定。（4）反应釜上的类和类焊缝应进行无损探伤检查，探伤长度20%，射线探伤符合GB332389规定中级合格；超声波探伤符合JB115281规定中级合格。（5）压力试验和致密性试验釜体制造完毕后，以0.485进行水压试验，合格后再以0.4428的压缩空气进行致密性试验。釜体合格后焊上夹套，在夹套内以0.2进行水压试验。（6）设备组装后，在搅拌轴上端密封处测定轴的径向摆动量不得大于0.5，搅拌轴轴向串动量不得大于2.0；搅拌轴下端摆动量不大于1.0。（7）组装完毕后，以水代料严禁空转，并使设备内达到工作压力；进行试运转，时间不少于4h，在试运转过程中，不得有不正常的噪音（85）和震动等不良现象。 （8）搅拌轴旋转方向应和图示相符，不得反转。（9）端面密封以0.4428进行压力试验，泄漏量不大于5。（10）夹套用石棉水泥保温，厚度为100。（11）所有管接口除注明外伸长度外，其余为150。（12）管口及支座方位见本图。三、技术特性表及接管表反应釜的技术特性表如表8-32所示、接管表如表8-33所示。表8-32 技术特性表工作压力/釜体 0.35工作温度/釜体 120夹套 常压夹套 130设计压力/釜体 0.385设计温度/釜体 130夹套 0.1夹套 140物料名称釜体： 丙烯酸、丙烯酸甲酯等有机物、N2（气）腐蚀裕度/ mm釜体0.0夹套 导热油夹套1.0焊缝系数釜体 0.85公称容积/ mm32.0夹套 0.85操作容积/ mm31.2电机功率/KW4搅拌转速/rpm85安全阀启动压力0.385容器类别表8-33 接管表编号公称尺寸联接尺寸标准联接面形式名 称a500.150HG20592导热油出口b112650.125 HG20592加热器套管c450人 孔d500.650 HG20592工艺物料进口e500.150 HG20592导热油进口f1000.6100 HG20592放料口g1、g2150视镜、h250.625HG20592安全阀接口i650.665 HG20592温度计接口k1000.6100 HG20592冷凝器接口四、明细表及标题栏39HG20593法兰250.611Cr18Ni9Ti38接管323.510Cr18Ni110Ti37HG20593法兰250.611Cr18Ni9Ti36GB13296接管323.510Cr18Ni110Ti35HG20593法兰1000.611Cr18Ni9Ti34GB13296接管108410Cr18Ni110Ti33JB 593648视镜0.6，1502组合件9.118.232HG20593法兰650.611Cr18