多喷嘴立式喷射真空泵设计说明书

1、多喷嘴立式喷射真空泵设计说明书第一章水室的设计水室的作用：贮存具有一定压力的引射流体一一水，并容纳若干个喷嘴。由条件设计单pm亠1-法兰；2-筒体；3-仪表接管；4-进液管图1水室的结构中可知水室的工作压力为Pw 0.2MPa，属低压设备；操作介质为水，不具有污染性；操作温度为室温，因此，筒体和接管材料均选用图1所示。Q235-B，法兰材料选用16Mn,其基本结构如1.1 水室筒体的设计设计参数的确定设计压力 p : p = 1.1 pw，取 p = 1.1 pw=1.1 X 0.2 MPa液体静压pL :按筒高近似为 H 1000mm 估算Pl =0.01 MPa ,因 Pl =0.01 M

2、Pa <5% p =0.011 MPa，故 pL 可以忽略。计算压力pc p pL = p = 1.1 x 0.2 MPa设计温度t :25+15=40 C钢板负偏差 C1 : G = 0.25 mm ( GB6654-96)因设备材料为尚耐腐蚀材料且为微弱单面腐蚀故取腐蚀裕量C2:C2 = 1 mm筒体壁厚的强度计算假设筒体壁厚的 Sn 5mm，由Q235-B、t=25C、Sn5mm查钢板的许用应力表可知t = 113MPa。根据S严；C2 得:Sd0.2 7001.02.14(mm)2 113 0.6 1.1 0.2考虑 G，则=Sn Sd G 1.14 0.25 2.39 mm，圆

3、整 Sn3.0mm由于Sn 5mm Sn 3.0mm,故假设的筒体壁厚太大，应重新假设Sn ,考虑到设计压力较小，因此，强度条件已不是确定筒体壁厚的主要因素，应按刚度条件设计筒体壁厚。筒体壁厚的刚度计算对于 Q235-B制容器，当 Di < 3800mm , Smin > 2 Di /1000 且不小于 3 mm ,另加C2并圆整至Sn。故：Sn 3 1 4mm考虑到筒体加工壁厚不小于5mm,取5 5mm。1.2筒体法兰联接结构的设计法兰的设计及密封面的选型根据法兰的 DN=700、PN=0.25 MPa查表可知：法兰的类型为甲型平焊法兰；O-©图2法兰的结构与尺寸密封面

4、的型式为平密封面，结构及尺寸如图2。法兰标记:法兰 FF 700-0.25JG/T4701-2000。材 料：16Mn螺栓规格：M 16螺栓数量：28法兰数量：3垫片的设计及螺栓、螺母、垫圈的设计根据密封的介质为水，操作温度为25C，操作压力为0.2 MPa，由垫片选用表可知:选用橡胶垫片，材料为橡胶板（GB/T3985）。垫片的尺寸如图3。垫片标记：HG20606 垫片 FF 700-0.25 XB3504 739牛- * 703 -77Vy13垫片的尺寸本设计选用六角头螺栓（A级、GB/T5780-2000 ）、I型六角螺母（A级、GB/T41-2000 ）、平垫圈（100HV GB/T

5、95-2002 ）螺栓长度L的计算：螺栓的长度由法兰的厚度（！）、平板封头的厚度（2）、垫片的厚度（S ）、螺母的厚度（H ）、垫圈厚度（h ）、螺栓伸出长度（0.30.5） d确定。其中1 =36mm、2=19mm（见 第二章）、S=3mm、H =14.8 mm、h = 3 mm、螺栓伸出长度取 0.4d =0.4 x 18 mm。与平板封头联接的螺栓长度为：L 12 S H 2h 0.4d36 203 14.8 2 3 0.41887( mm)取长度L90mm。螺栓标记：螺栓 GB/T5780-2000M6X 90材料：Q235-A螺母标记：螺母 GB/T41-2000M16X2材 料：Q

6、235-A垫圈标记：垫圈 GB/T 95 2002 -16-100 HV1.3 进液管的设计进液管直径的设计取进液管液体流速 u 2.0m s由 q Qg/Qi得：Ql Qg/q 165/0.6 275(m'/h)4Q/ 4275根据 Q| D：u 得：Dji ，0.221(m) 221mm4Y u 2.0 3600由Dj 221mm查钢管标准可知：进液管 DN 250 mm外径Dot 273mm、壁厚Snt 8mm。11开孔直径Dot 273mm<-Dj700 350mm，满足开孔最大直径的要求。22进液管长度的设计及装配尺寸设备外部没有保温层，由DN=250查表可知，进液管长

7、度取：丨150mm进液气管的中心线距筒体上法兰密封面的尺寸(装配尺寸)按下式计算：H12.5,RST Dot/2其中：R 筒体半径，取 350mm Sn 筒体壁厚，取 5mm Dot 接管外径，取 245mmH1 2.5 , RS/ DOt/2 25 350 5 273/ 2 241.1(mm)，取 250。进液管法兰联接结构的设计一、管法兰的设计及密封面的选型根据管法兰的 DN=250、PN=0.25 MPa查表可知：法兰的类型为板式平焊管法兰；密封 面 的型 式为 突面， 结 构 及尺寸 如 图 4图4进液管法兰的结构与尺寸法兰标记：HG20592 法兰 PL250-0.25 RF 16M

8、n二、垫片的设计及螺栓、螺母的设计根据密封的介质为水，操作温度为25C，操作压力为 0.2 MPa，由垫片选用表可知:选用橡胶垫片，材料为橡胶板（GB/T3985）。垫片的尺寸如图5。垫片标记：HG20606 垫片 RF 225-0.25 XB350本设计选用六角头螺栓（A级、GB/T5780-2000 ）、I型六角螺母（A级、GB/T41-2000 ）、 平垫圈（100HV GB/T 95-2002 ）螺栓长度L的计算：螺栓的长度由法兰的厚度（J、垫片的厚度（S）、螺母的厚度（H ）、垫圈厚度（h）、螺栓伸出长度（0.30.5） d确定。其中1 =2S =2 mm H =14.8 mmh =

9、 2 mm螺栓伸出长度取0.4d =0.4 x18 mm。螺栓的长度为：L 2 1S H 2h 0.4d2 242 14.8 2 2 0.4 1876(mm)取螺栓长度L80mm。螺栓标记：螺栓GB/T5780-2000 M16X 80材料：Q235-A螺母标记：螺母GB/T41-2000M16X 2材料：Q235-A垫圈标记：垫圈 GB/T95 2002 -16-100 HV1.4筒体长度的确定筒体的长度H:H 2 2.5 RSn DO其中：R 筒体半径，取 350mn; Sn 筒体壁厚，取 5mm DO 进水管外径，取 245mm2 2.5 RSn Do 2 2.5.350 5273482

10、(mm)1.5压力表接管及法兰联接结构的设计接管的设计由条件设计单可知接管的DN=20规格为 25X 3。接管的长度 l 100mm。接管的装配尺寸(接管中心线距上法兰密封面的竖直距离)为：H2 2.5 RST D°t/2其中：R 筒体半径，取350mm Sn 筒体壁厚，取5mm DOt 接管外径，取25mmH22.5 "RST DOt/2 2.5 350 5 25/2 117(mm)，取H2120mm。法兰联接结构的设计一、法兰的设计及密封面的选型根据管法兰的DN=20 PN=0.25MPa查表可知：法兰的类型为板式平焊管法兰；密封面的型式为突面，结构及尺寸如图6。法兰标

11、记：HG20592 法兰 PL20-0.25 RF 16Mn二、垫片的设计及螺栓、螺母的设计取 H= 490mm。图6压力表接管法兰的结构及尺寸根据密封的介质为水，操作温度为25C，操作压力为0.2 MPa，由垫片选用表可知:M017U061图7垫片的尺寸垫片标记：HG20606 垫片 RF选用橡胶垫片，材料为橡胶板(GB/T3985)。垫片的尺寸如图 7。20-0.25 XB350本设计选用六角头螺栓（A级、GB/T5780-2000 ）、I型六角螺母（A级、GB/T41-2000 ）、 平垫圈（100HV GB/T 95-2002 ）螺栓长度L的计算：螺栓的长度由法兰的厚度 （!）、垫片的

12、厚度（S）、螺母的厚度（H ）、垫圈厚度（h）、螺栓伸出长度（0.30.5） d确定。其中 1 =i4mm、S=2mm、H =8.4 mm、h = 2.0 mm、螺栓伸出长度取 0.4d =0.4 x2螺栓标记5材Q料示记351.6口L 2 15-A螺母标记:2h 0.4d水室的部件图见图 8。11 mm。图8水室部件图GB/T41- 6*垫圈 GB/T95” 螺栓f gB:目常螺母第二章平板封头的设计平板封头与水室采用法兰联接，联接尺寸与水室的上法兰相同。其作用是将引射流体密 封在水室，以防止水外溢，同时可防止空气中的杂质进入水室堵塞喷嘴。2.1平板封头的强度计算由于操作介质为水，工作温度为

13、25°C，故材料选用 Q35B。设计温度t :t 25 151.0（整板加工）设计参数的确定设计压力p:p 1.1p1.1 0.2MPa计算压力Pc :Pc P Pip 1.1 0.2MPa40°C焊缝系数平板封头壁厚的设计平板封头的壁厚公式为：Sn Dc.KptCC1 C2其中：Dc 计算直径，取垫片的中径，即 721 ； K 板边结构特征系数，取 0.3。设封头的壁厚为Sn 20mm，由Sn 20mm、Q35B、t 40 °C查钢板的许用应力 表可知t 113MPa。由公式 Sn Dc.KptC G C2 得：J0.3 1.1 0.2Sn 721 一：0.25

14、 1.0 18.67mm；113 1.0圆整Sn20mm，因为Sn 20mm = Sn 20mm，所以假设Sn 20mm合理故封头的壁厚为Sn 20mm平板封头的结构设计平板封头的结构如图 9。图9平板封头的结构与尺寸第三章喷板的设计3.1喷嘴孔在喷板上的布置由设计条件单可知，喷嘴孔在喷板上的布置形式为等边三角形，考虑到最外缘喷嘴具有一定的倾斜角度，因此， 在喷板 上布置喷嘴时，为防止喷嘴与水室壁出现干涉，喷板的球面部分在水平方向的投影径取k,喷嘴孔在680mm勺围进行布置，喷嘴孔的个数及布置如图10。喷嘴孔数量为 43,喷嘴孔中心线距离为2 2m d2 /(nd。)685mm喷嘴出口径取do

15、 10mm，面积比:则喉管的直径为：df 6 39dO 6 39 102(mm2) , d? 161(mm)、甲舉0-越> ( 卑华辛翠J0 ,©-©-宰?尊 Q-®Ja®-J&o 宰莘0 宰罕ex0)680图10喷嘴孔在喷板上的布置3.2 喷板的稳定性计算设计外压的确定喷板的设计外压取其在工作过程中可能产生的最大压差，取设计外压：p 0.3MPa。稳定性计算假设喷板的壁厚为 Sn 12mm ,。由喷板的当量半径 R。 1500mm和Se 10(mm),计算出Ro/Se 1500/10 150。用 A =0.125（鱼）计算出系数 A值，

16、RoA 0.125 10/1500 0.00083。在图13-9的下方找到系数 A =0.00083值，由此做垂直线与w 150C的温度线相交，交点水平对应的值系数 B约为110MPa。许用外压p按下式计算：p B（空）D10p 110 （）0.74MPa1500因为p 0.3MPa v p 0.74MPa，所以假设壁厚为 Sn 12mm满足稳定性要求，但考虑到喷板上需要开设 43个最大直径为 45的圆孔，会引起喷板的稳定性下降，同时， 在喷板上安装喷嘴后，若喷板壁厚较小，在水流的冲击下，喷嘴会产生较大的摆动，导致引射流体过早破碎，使抽气量下降，一般喷板的壁厚取25-30mm本设计取Sn 30

17、mm。喷板的结构及尺寸如图 11第四章真空室的设计12所示。其作用是当引真空室主要由外压圆筒、锥壳、进气管等构成，基本结构如图射流体水高速通过气室时，会将水流周围的气体以摩擦、撞击、挟带的方式带出， 在气室将产生负压。由条件设计单中可知水室的工作压力为Pw 0.2MPa，属低压设备；操作介1-下法兰；2-锥壳；3-进气管；4-上法兰；5-圆筒；6-仪表接管；7-耳式支座图12 真空室的结构质为水，不具有污染性；操作温度为室温，因此，筒体和接管材料均选用Q235-B，法兰材料选用16Mn,其基本结构如图12所示。4.1真空室的长度设计真空室由圆筒和圆锥壳两部分构成，总长度取引射流体的长度，引射流

18、体的长度为L 10001500mm，取引射流体长度 L 1200mm，故总长度：L 1200mm。圆筒的长度设计一、进气管直径的确定进气管直径的大小对真空度的形成有非常重要的影响。当抽气量(120nf/h )定时，进气管直径越小，则气流速度越大，对引射流体束的冲击越大，易造成引射流体过早破碎，气液混合物不能及时进入尾管排出，使抽气量下降；反之，则相反。因此，在满足开孔的条件下，进气管直径取大较好。由于Dj 700mm1500mm ,最大开孔直径1djDi 350mm且不 过700 mm ,取d i 250mm。与之配套 的接管公称 直径为2DN 250mm，规格为 273 8。根据DN 250

19、、设备外无保温层，可确定进气管的长度为丨150mm。二、圆筒长度的确定圆筒的长度为：L 2 2.5 RSn Dot 5. 350 5 273 482圆整取L 490 mm圆锥壳的长度设计圆锥壳的下端与喉管采用管法兰联接，初选DN200、PN0.25的管法兰，由管法兰的径为B1 222mm，故取锥壳的下端外径 DOt 222mm。锥壳的长度为：1200-490=710mm, 锥壳的半锥角为：tan (Dj DOt)/(2 L1) 0.337，所以半角 a 19°因15 °v av 25。故设计合理，锥壳的长度满足要求。4.2真空室的稳定性计算设计外压的确定对于真空容器，取设计

20、外压：p 0.1MPa筒体壁厚的设计一、试差法假设圆筒的壁厚为 Sn 5mm,Do Di 2Sn 700 10 710(mm)筒体的计算长度L计算如下:Lcr 1.17 71011430.3(mm)L =4900mm因为 Lcr 11430.3mm L490mm，所以筒体为短圆筒。由p cr2.59EtS| SemLDo得:2.59 2.1 101.6(MPa),490由公式Lcr 1.17D JD°计算出临界长度Lcr值为：Do对于筒体稳定系数 m 3, p pcr/3 1.6/3 0.53(MPa)因为p O.IMPa p 0.53MPa，所以假设壁厚Sn 5mm偏大，但考虑到化

21、工容器的加工壁厚不小于 5mm故取筒体的壁厚Sn 5mm二、图算法假设圆筒的壁厚为 Sn 5mm，Se Sn C 5 0.25 13.75(mm)、Do Di 2Sn 700 10710(mm)，则 L / D°490/7100.69、Do / Se 710/3.75189.33。在图13-6中的纵坐标上找到L/D。0.69，自该点做水平线与对应的Do/Se 189.33线相交，由交点做垂直线与水平轴相交，找到交点的系数A值约0.001 o在图13-9中的横坐标上找到 0.001 ,由此做垂直线与150 C的温度线相交, 交点水平对应的值系数 B1约为120MPa o圆筒的许用外压p

22、按下式计算：Se3.75p=B1 于,p1200.63(MPa)DO710因为p 0.1MPa p 0.63MPa，所以假设壁厚Sn 5mm偏大，但考虑到化工容 器的加工壁厚不小于 5mm故取筒体的壁厚Sn 5mm圆锥壳壁厚的设计承受外压圆锥壳的壁厚可按外压圆筒壁厚的确定方法进行计算，但用锥壳的有效壁厚Sce来代替圆筒的有效壁厚 Se,锥壳的有效壁厚为：Sce (Snc C)C On将外压圆锥壳转化为当量圆筒，其当量长度为:Le其中：L1 圆锥壳的轴向长度，取710mm Ds 圆锥壳的小端外径，取 222;Dl 圆锥壳的大端外径，取 700 2Snc o假设圆锥壳的壁厚为 Snc 5mm, S

23、ce (Snc C)con(5 1.25)con19O =3.56 mm、/;曰. 当量长度为:L1DS 7(1DS)710(12222 )700 10)466(mm)，则Le/DL 466/710 0.66、DL / Sce 710/3.56 199.4 在图 13-6 中的 纵坐标上找到Le/DL0.66，自该点做水平线与对应的Dl/ Sce 199.4线相交，由交点做垂直线与水平轴相交，找到交点的系数A值约0.0008。在图13-9中的横坐标上找到0.0008，由此做垂直线与150C的温度线相交，交点水平对应的值系数B1约为ll0MPa 。按下式计算许用外压p : p =B1工,DoP1

24、103.567100.55(MPa)因为p 0.1MPa p 0.55MPa，所以假设壁厚Sn 5mm偏大，但考虑到其与筒体的焊接和加工的要求，故取圆锥壳的壁厚与筒体的壁厚相同，即Snc 5mm4.3真空室的法兰联接结构设计外压圆筒的法兰联接结构设计真空室的圆筒与喷板采用法兰联接结构，法兰选用甲型平焊法兰；密封面的型式为平面，结构及尺寸见图2。垫片选用橡胶垫片，材料为橡胶板（GB/T3985）。垫片的尺寸见图3。本设计选用六角头螺栓（A级、GB/T5780-2000 ）、I型六角螺母（A级、GB/T41-2000 ）、L 123 2S H 2h 0.4d平垫圈(100HV GB/T 95-20

25、02 )36 30 3623 14.8 2 3 0.4 18136(mm)取 L 140mm。螺栓标记：螺栓GB/T5780-2000M6X1 40 材料：Q235-A螺母标记：螺母GB/T41-2000M16X2 材料:Q235-A垫圈标记：垫圈GB/T 95 2002-16-100 HV与喷板联接的螺栓长度为:外压圆锥壳的法兰联接结构设计图13外压圆锥壳下端管法兰的结构及尺寸、管法兰的设计及密封面的选型根据管法兰的 DN=2O0 PN=0.25MPa查表可知：法兰的类型为板式平焊管法兰；密封 面的型式为突面，结构及尺寸如图13。法兰标记：HG20592 法兰 PL250-0.25 RF 1

26、6Mn二、垫片的设计及螺栓、螺母的设计根据密封的介质为水，操作温度为25C，操作压力为 0.2 MPa，由垫片选用表可知:选用橡胶垫片，材料为橡胶板（GB/T3985）。垫片的尺寸如图14。(U262219垫片标记：HG20606 垫片 RF 200-0.25 XB350本设计选用六角头螺栓（A级、GB/T5780-2000 ）、I型六角螺母（A级、GB/T41-2000 ）、平垫圈（100HV GB/T 95-2002 ）螺栓长度L的计算：螺栓的长度由法兰的厚度（!）、垫片的厚度（S）、螺母的厚度（H ）、垫圈厚度（h）、螺栓伸出长度（0.30.5） d确定。其中 1 =22 mm、S=2

27、mm、H =14.8 mm、h = 3 mm、螺栓伸出长度取 0.4d =0.4 x18 mm。螺栓的长度为：L 2 1 S H 2h 0.4d2 222 14.8 2 3 0.4 1874（mm）取螺栓长度L 80mm。B彩57切6(D30q图15进气管法兰的结构及尺寸垫圈标记：垫圈 GB /T 95 2002- 16-100 HV螺母标记:螺母 GB/T41-2000M6X 2料：Q235-A进气管法兰联接结构设计一、法兰的设计及密封面的选型根据管法兰的DN=250 PN=0.25 MPa查表可知：法兰的类型为板式平焊管法兰；密封面的型式为突面，结构及尺寸如图15。法兰标记:HG20592

28、 法兰 PL250-0.25 RF 16Mn二、垫片的设计及螺栓、螺母的设计根据密封的介质为水，操作温度为25C,操作压力为0.2 MPa，由垫片选用表可知：选用橡胶垫片，材料为橡胶板（GB/T3985）。 垫片的尺寸如图16。031702图16垫片的尺寸垫片标记：HG20606 垫片 RF20-0.25 XB350本设计选用六角头螺栓（A级、GB/T5780-2000 )、I 型六角螺母(A级、GB/T41-2000 )、平垫圈(100HV GB/T 95-2002 )螺栓长度L的计算:螺栓的长度由法兰的厚度（4）、垫片的厚度（S）、螺母的厚度（H ）、垫圈厚度（h ）、螺栓伸出长度（0.3

29、0.5） d确定。其中 4 =24mm、S=1.5 mm、H =l8mm、h = 3mm、螺栓伸出长度取 0.4d =0.4 x 18 mm。螺栓的长度为：L 2 4 S H 2h 0.4d2 24 2 18 2 3 0.4 1881（mm）取长度 L 85mm。螺栓标记：螺栓GB/T5780-2000 M 16x 85材料:Q235-A螺母标记：螺母GB/T41-2000M 16x 2材料:Q235-A垫圈标记：GB/T95-2002 -16-100 HV进气管的装配尺寸进气管的中心线距筒体上法兰密封面的尺寸（装配尺寸）按下式计算：112.5 R& DQ 2其中：R 筒体半径，取 3

30、50mm Sn 筒体壁厚，取 5mm DOt 接管外径，取 245mm11 2.5. RST DOt/2 2.5,350一5 275/2 242.1（mm），取 l1 250mm。支座的装配尺寸支座护板底面与真空室筒体的下端面的垂直距离取40 mm,则支座底板距上法兰密封面的垂直距离为：490-40-40=410 （mr）,因此，|2 410mm。真空表接管的装配尺寸|32.5. R& DOt / 2 = 2.5,350 5 25/2117.1（mm） 取 l3120mm。4.4真空室的部件图图17真空室的部件图第五章喷嘴的设计5.1喷嘴的设计喷嘴的作用是将水的绝大部分静压能转化为动能

31、，使水高速喷出，将气室中的气体带出而形成真空。喷嘴的出口径一般取 d 10 15mm，本设计取d 10mm。由于喷嘴的出口 部分磨损较严重，故喷嘴设计成两段， 上段在进口处设有十字挡环， 以防止进入喷嘴的水流 产生旋涡，使磨损更加严重。下段喷嘴可以定期进行更换。喷嘴的结构及尺寸如图18。5.2防旋装置的设计具有一定压力的水进入喷嘴时易产生旋涡，使部分静压能转化为热能，导致水温升咼，真空度降低；同时会加快喷嘴壁的磨损，使喷嘴的使用寿命下降。因此，需要在喷嘴的入口处设置防旋装置，材料选用聚四氟乙烯，结构与尺寸如图19。第六章 喉管、尾管的结构设计6.1喉管的设计喉管的的作用主要有两个方面，一方面聚

32、焦引射流体，另一方面起水封作用， 以防止外部的大气通过尾管进入真空室破坏真空。喉管采用耐磨铸铁整体铸造，其上端与外压圆锥壳的下端法兰相联，下端与尾管法兰相联。其结构与尺寸如图20。佃川畤之621尾管的设计尾管采用Q235-B钢管制造，其上端与喉管采用法兰相联，法兰选用DN125 PN0.25的突面板式管法兰。尾管的公称直径为 DN200,接管的规格为 219X 3,长度I 10000mm。6.2.2 法兰联接结构设计一、管法兰的设计及密封面的选型根据管法兰的DN= PN=0.25MPa查表可知：法兰的类型为板式平焊管法兰；密封面的型式为突面，结构及尺寸如图21。二、垫片的设计及螺栓、螺母的设计

33、根据密封的介质为水，操作温度为25C，操作压力为0.2 MPa，由垫片选用表可知:选用橡胶垫片，材料为橡胶板。垫片的尺寸如图22。1一1201-jL图22垫片的尺寸垫片标记：HG20606 垫片 RF 200-0.25 XB350本设计选用六角头螺栓（A级、GB/T5780-2000 ）、I型六角螺母（A级、GB/T41-2000 ）、平垫圈（100HV GB/T 95-2002 ）螺栓长度L的计算:螺栓的长度由法兰的厚度（1）、垫片的厚度（S）、螺母的厚度（H ）、垫圈厚度（h ）、螺栓伸出长度（0.30.5） d确定。其中 1 =24 mm、S=2 mm、H =14.8 mm、h = 3

34、mm、螺栓伸出长度取0.4d =0.4 x18 mm。螺栓的长度为：L 2 1 S H 2h 0.4d2 24 2 14.8 2 3 0.4 1877(mm)取长度 L 80mm。螺栓标记:螺栓 GB/T5780-2000 M6X 80料：Q235-A螺母标记:螺母 GB/T41-2000M16X2料：Q235-A垫圈标记:第七章压力试验垫圈 GB/T 95 - 2002 -16-100 HV。压压力试验的目的是检验设备的宏观强度（是否有异常变形）和致密性（有无泄漏） 力试验是化工容器及设备出厂时必须进行的工序。7.1水室的水压试验试验压力的确定Pt且不小于（p +0.1）MPa其中:p 设计

35、压力,取p 1.10.2 MPa ；材料在试验温度下的许用应力,取113MPa ；材料在设计温度下的许用应力，取113MPa。113将已知值代入上式得：pT 1.25 1.1 0.20.275(MPa)1130.32MPa。MPa 。因为 Pt 0.275MPa v( p +0.1 ) =0.32 MPa，所以取 Pt压力表的量程：2 Pt =2 X 0.32= 0.64 MPa 或 0.48 1.28水温5C压力试验的强度校核液压试验时筒体产生的最大应力max 为:maxPt (DiSn C)2(Sn C)代入已知值得:max°.32(7°05 ®30.0(MP

36、a)2(5 1.25)因 max = 30.0 MPa v 0.9 s =0.9 X 235X 0.85=179.8 MPa，故液压强度足够。水压试验的操作在保持水室表面干燥的条件下，首先用水将水室的空气排空，再将水的压力缓慢升至0.32 MPa，保压不低于30min，然后将压力缓慢降至 0.256 MPa，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，缓慢降压将罐体的水排净，用压缩空气吹干罐体。若质量不合格，修补后重新试压直至合格为止。7.2真空室的气压试验试验压力的确定真空容器按规定做压试验，且试验压力为0.2 MPa，故取Pt 0.2MPa。压力表的量程：

37、2 pT =2 X0.2= 0.4 MPa 或 0.3 0.8 MPa。操作介质：空气；温度15C压力试验的强度校核气压试验时锥体产生的最大应力max为:maxPt (Di Sn C)12(Sn C) con代入已知值得:0.2(7005 1.25)max2(5 1.25)cos19o19.85(MPa)因 max = 19.85 MPa v 0.8 s =0.8 X 235X 0.85=160 MPa，故气压强度足够。气压试验的操作做气压试验时，缓慢将压力升至0.02 MPa，保持5min并进行初检。合格后继续升压至0.1 MPa，其后按每级的0.02 MPa级差，逐级升至试验压力0.2 M

38、Pa，保持30 min ,然后再降至0.174 MPa，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.第八章 支座的设计8.1 设备工作时总质量的估算设备工作时的总质量由两部分构成，一、设备金属的质量（Q1 ）；二、操作介质的的质量（ Q2 ），总质量： Q Q1 Q2。8.1.1 设备金属的质量 Q1 的估算（一）水室的金属质量水室的主要金属质量 Qs : Qs = Qt +2 Qf + Qj + Qy +Q封其中：Qt 筒体质量，对于 Di 700mm、Sn 5mm的圆筒，每米的质量为 87kg，取Qt =0.49 X 87=42.63kg ;QF 法兰质量，对于

39、 DN 700、 PN 0.25的容器法兰，查表知 QF =37.07kg ；Qj 压力表接管质量， 对于 DN 20 、 PN 0.25的突面板式管法兰， 查表知法兰质量为0.6kg、接管质量为0.31，取Qj=0.91kgQy 进液接管质量，对于 DN 250、PN 0.25的突面板式管法兰，查表知法兰质量为 8.96kg 、接管每米质量为 7.84kg ，取 QY=8.96+7.84=16.8kg封头质量一Q封 3.14 0.352 0.02 7.9 103 60.78Qs=2.63+2X37.07+0.91+16.8 +60.78=195.26=196kg（二）真空室的金属质量真空室的

40、金属质量 QZ： QZ =Qq+QF1+QF2+Qj+Qg其中：Qq 壳体质量，近似按Di 700mm、Sn 5mm的圆筒计算，每米的质量为62kg,取 Qq=87X 1.2=104.4 kg ；Qf1 上法兰质量，对于DN 700、PN 0.25的容器法兰，查表知Qf =37.07kg ；Qf2 下法兰质量，对于DN 200、PN 0.25突面板式管法兰，查表知QF2 =6.85kg ；Qj真空表接管质量，对于DN 20、PN 0.25的突面板式管法兰，查表知法兰质量为0.6kg、接管质量为0.31，取Qj=0.91kgQg 进气接管质量，对于DN 250、PN 0.25的突面板式管法兰，查

41、表知法兰质量为8.96kg、接管质量7.84kg，故接管质量4.728kg，取Qg =l6.8kgQs= 104.4+37.07+6.85+0.91 + 16.8=166.03=167kg（三）喷板及喷嘴的金属质量喷板的质量近似按平板封头计算，其质量为：Qp 3.14 0.352 0.03 7.9 103=91.2kg单个喷嘴的金属质量近似为m 1.39 kg，喷嘴数19,总质量为：26.4kg。（四）尾管的金属质量对于DN 200、PN 0.25的突面板式管法兰，查表知法兰质量为6.85kg，规格219X 6的无封钢管，其每米的质量为31.52kg，长度为10m总质量为315.2kg。（五）

42、附件的金属质量附件包括72个螺栓、72个螺母、144个金属平垫圈、5个非金属垫片、四个耳式支座。单个螺栓的质量按 M 16X 80的规格确定，查 螺栓的标准知，单个螺栓的质量0.165 kg ,螺栓的总质量为：72 X 0.165=11.88kg。单个螺母的质量按 M 16X 2的规格确定，查 螺母的标准知，单个螺母的质量0.029kg ,螺母的总质量为：72 X 0.029=2.09kg。144个金属平垫圈、5个非金属垫片的质量近似取螺母的总质量，即：2.08 kg单个耳式支座初步取 3 kg，总质量为：3 X 4=12 kg。Q1 =196+167+91.2+7.74 +6.85+315.

43、2+11.88+2.088+2.088+12=809.958（kg） =810 kg操作介质的质量（）的估算水室的容积：V1 =n （0.72 0.49+0.2732 0.15） =0.197m34n223真空室的容积：V2=（0.72 1.2+0.2732 0.15）=0.47m34尾管的容积：V3 =n 0.22 10=0.314m34总容积为：V 0.1970.47 0.3140.981m3操作介质按水计算，则操作介质的总质量Q2为：0.981 X 1000=981 ( kg)QQi Q2 =810+981=1791 ( kg) =17.91KN8.2支座的选型及尺寸设计支座的选型立式多

44、喷嘴水喷射真空泵需要设置在操作平台上，且外部无保温层，故选用A型耳式支12）。座。支座的数量：4个，在真空室的圆筒上沿圆周方向分布(见图单个支座承受的载荷为：Q/2 127.91/ 2 8.96支座的尺寸设计根据支座承受的载荷 8.96 KN DN 700查A型耳式支座标准确定支座的结构与尺寸,结果见图23。 支座标记：JB/T4725 92 支座A1 材料：Q235-AF图23 A型耳式支座的结构与尺寸第九章开孔补强的设计计算9.1水室开孔补强的设计计算水室的筒体上有两个开孔，即仪表接口和进水管接口。 由于进水管开孔尺寸最大， 因此,只需对进水管孔进行补强计算。A dSo 2SoSet(1

45、fr)式中：ddi 2C = 273-8 X 2+2(1+8 XI 0%)= 260.6 ( mm)SoSntCPcD2fTpC1.1 0.2 7002 113 0.85 1.1 0.20.8(mm)8 1 8 10%6.2(mm)ntrr将已知值代入得：A dSo 2SoSet(1 fr) 260.6 0.8 2 0.8 6.2(1 1)=208.48 (mrr)fr=163/113=1.45 > 1.0，取 1.0有效补强区起补强作用的面积计算一、 筒体起补强作用金属面积A的计算A1 (B d)(Se So) 2Set(Se S°)(1 fr)B 2d 2 260.6 52

46、1.2(mm)式中B d 2Sn 2Snt 260.6 2 5 2 8 286.6(mm)取两者中较大值，取 B 420.4mm筒体的有效壁厚 Se Sn C = 5-1.25 = 3.75 ( mm)将已知值代入得：A (521.2 260.6)(3.750.8) 2 6.2(3.75 0.8)(1 1)=768.77 (mrn)二、 接管起补强作用金属面积A的计算A 2g(Set S°t)fr 2h2(Set C)fr卜山 h1 JdSntJ260.68 45.66(mm)代”十七亠一,居式中1- ntv 7取两者中较小值，h 45.66(mm)hj 200mmh20cPcdi1

47、.1 0.2 (273 16)/、SOtJ =0.174 (mm)2pc2 163 1.0 1.1 0.2将上述值代入得：2A2=2 45.66 (6.2 -0.174) 1.0+2 0 (6.21 8 10%) = 550.3 ( mm)三、焊缝起补强作用金属面积人的计算焊缝高度K > Snt = 8 ( mm)1 2 1 2 2 A3 =K2 =8=32 ( mm )2起补强作用的总面积为：AAA 768.77+550.3+32=1351.07( mm )补强面积的的确定2 2 因为 A A A =768.77+550.3+32=1351.07( mm )> A = 122mm

48、所以不需要补强。9.2真空室开孔补强的设计计算真空室的筒体上有两个开孔，即仪表接口和进气管接口。由于进气管开孔尺寸最大，因此，只需对进气管孔进行补强计算。真空室的筒体开孔后被削弱的金属面积A的计算A0.5dSO2S°Set(1fr)式中：ddi2C = 273-16+2(1+8XI 0%)=260.6(mm)SoP'cDi1.10.2 7000.8(mm)2 tPc2 1130.85 1.1 0.2SetSntC 81 8 10%6.2(mm)frntt-=163/113=1.44 > 1.0，取 1.0将已知值代入得:A0.5260.60.8 2 0.86.2(1 1

49、)=104.08(mrf)922有效补强区起补强作用的面积计算一、 筒体起补强作用金属面积A的计算A (B d)(Se So) 2Set(Se S°)(1f)、B 2d 2 260.6 521.2(mm)工式'中B d 2Sn 2Snt260.6 2 5 2 8 286.6(mm)取两者中较大值，取 B 521.2mm筒体的有效壁厚 Se Sn C = 5-1.25 = 3.75 ( mm)将已知值代入得：A (521.2 260.6)(3.750.8) 2 6.2(3.750.8)(1 1)768.77(mm2)二、 接管起补强作用金属面积A的计算2h1(SetSOt )

50、f r2h2(Set C)fr式中hlhi.武 260.6 8 45.66(mm)取两者中较小值,200mmh145.66mmh20Pcdi1.1 0.2 (273 16)/、SOtF =0.174 (mm)2 pc 2 163 1.0 1.1 0.2将上述值代入得：A2=2 45.66 (6.2 -0.174) 1.0+2 0 (6.21 8 10%) = 550.3 ( mm2)-82=32 ( mm2)2、焊缝起补强作用金属面积Aj的计算焊缝高度 K > Snt = 8 ( mm) A = - K22起补强作用的总面积为:2A A 人 768.77+550.3+32=1351.07

51、( mm )补强面积的的确定2 2 因为 A A A =768.77+550.3+32=1351.07( mm )> A = 104.08 mm所以不需要补强。第十章主要焊缝的结构与尺寸设计焊接是将需要连接的零件，通过在连接处加热熔化金属得到结合的一种加工方法，是-种不可拆连接。具有工艺简单、连接强度高、结构重量轻等优点，在化工容器及设备的制造行业中应用广泛。工件焊接后所形成的接缝称为焊缝。设备的主要焊缝有水室、真空室壳体的纵向焊缝；进液管、进气管与壳体的连接焊缝；仪表接管与壳体连接的焊缝；壳体与法兰的连接焊缝。水室、真空室壳体的纵向焊缝，按焊接坡口的基本形式与尺寸(GB985-88)进行设计；液管、进气管与壳体的连接焊缝，按焊接坡口的基本形式与尺寸(HGJ17-89)进行设计；仪表接管与壳体连接的焊缝，按焊接坡口的基本形式与尺寸(HGJ17-89)进行设计；法兰的焊接按