夹套反应釜课程设计

有搅拌装置的夹套反应釜

前言

《化工设备机械基础》化学工程、制药工程类专业以及其他相近的非机械类专业，对化下设备的机械知识和设计能力的要求而编写的。通过此课程的学习，是通过学习使同学掌握基本的设计理论并具有设计钢制的、典型的中、低、常压化工容器的设计和必要的机械基础知识。

化工设备机械基础课程设计是《化工设备机械基础》课程教学中综合性和实践性较强的教学环节，是理论联系实际的桥梁，是学生体察工程实际问题复杂性，学习初次尝试化工机械设计。化工设计不同于平时的作业，在设计中需要同学独立自主的解决所遇到的问题、自己做出决策，根据老师给定的设计要求自己选择方案、查取数据、进行过程和设备的设计计算，并要对自己的选择做出论证和核算，经过反复的比较分析，择优选定最理想的方案和合理的设计。

化工设备课程设计是培养学生设计能力的重要实践教学环节。在教师指导下，通过裸程设计，培养学生独立地运用所学到的基本理论并结合生产实际的知识，综合地分析和解决生产实际问题的能力。因此，当学生首次完成该课程设计后，应达到一下几个目的：

⑴熟练掌握查阅文献资料、收集相关数据、正确选择公式，当缺乏必要的数据时，尚需要自己通过实验测定或到生产现场进行实际查定。

⑵在兼顾技术先进性、可行性、经济合理的前提下，综合分析设计任务要求，确定化工工艺流程，进行设备选型，并提出保证过程正常、安全可

行所需的检测和计量参数，同时还要考虑改善劳动条件和环境保护的有效措施。

⑶准确而迅速的进行过程计算及主要设备的工艺设计计算及选型。

⑷用精炼的语言、简洁的文字、清晰地图表来表达自己的设计思想和计算结果。

化工设备机械基础课程设计是一项很繁琐的设计工作，而且在设计中除了要考虑经济因素外，环保也是一项不得不考虑的问题。除此之外，还要考虑诸多的政策、法规，因此在课程设计中要有耐心，注意多专业、多学科的综合和相互协调。

目录

1 设计方案的分析和拟定 (6)

2. 反应釜釜体的设计 (6)

2.1罐体和夹套的结构设计 (6)

2.2 罐体几何尺寸计算 (7)

2.2.1确定筒体内径 (7)

2.2.2 确定封头尺寸 (7)

2.2.3 确定筒体的厚度Hi (8)

2.3 夹套几何尺寸计算 (8)

2.4 夹套反应釜的强度计算 (9)

2．4.1 强度计算的原则及依据 (9)

2.4.2 按内压对圆筒和封头进行强度计算 (9)

2.4.3 按外压对筒体和封头进行强度校核 (10)

2.4.4 夹套厚度计算 (11)

2.4.5 水压试验校核计算 (11)

3反应釜的搅拌装置 (12)

3.1 搅拌器的安装方式及其与轴连接的结构设计 (12)

3.2 搅拌轴设计 (13)

4 反应釜的传动装置 (14)

4.1 常用电机及其连接 (14)

4.2 釜用减速机类型，标准及其选用 (14)

4.3 凸缘法兰 (15)

4.4 安装底盖 (15)

4.5 机架 (15)

4.6 联轴器 (16)

5 反应釜的轴封装置 (16)

6 反应釜的其他附件 (16)

6.1 支座 (16)

6.2人孔 (17)

6.3 设备接口 (17)

7 反应釜的装配图 (17)

课程设计任务书

设计目的：把所学《化工设备机械基础》及相关知识，在课程设计中综合运用，把化工工艺条件与化工设备设计有机地结合起来，巩固和强化有关

机械课程的基本理论和基本知识。

设计要求：设计时要有较精确的设计内容和步骤，一份设计计算说明书，(设计计算说明书是图纸设计的理论依据，是设计计算的整理和总结，是

审核设计的技术文件之一。主要内容有： 1 . 目录；2 . 设计任务

书； 3. 设计方案的分析和拟定；4. 各部分结构尺寸的确定和设计

计算；5. 设计小结； 6. 参考资料。)CAD图纸一张，用A2纸打

印。

设计内容：设计一张带有搅拌装置的夹套反应釜。

第三组组长：张定成

设计人：张定成

设计任务书

1 设计方案的分析和拟定

根据任务书中的要求，一个夹套反应釜主要有搅拌容器、搅拌装置、传动装置、轴封装置、支座、人孔、工艺接管等一些附件构成。而搅拌容器又可以分为罐体和夹套两部分。搅拌装置分为搅拌器和搅拌轴，根据任务说明书的要求本次设计搅拌器为浆式搅拌器；考虑到机械轴封的实用性和应用的广泛性，所以轴封采用机械轴封。

在阅读了设计任务书后,按以下内容和步骤进行夹套反应釜的机械设计。

（1）总体结构设计。根据工艺的要求，并考虑到制造安装和维护检修的方便来确定各部分结构形式。

（2）搅拌器的设计。

①根据工艺参数确定各部几何尺寸；

②考虑压力、温度、腐蚀因素，选择釜体和夹套材料；

③对罐体、夹套进行强度和稳定性计算、校核；

（3）传动系统设计，包括选择电机、确定传动类型、选择联轴器等。

（4）决定并选择轴封类型及有关零部件。

（5）绘图，包括总图、部件图。

（6）编制技术要求，提出制造、装配、检验和试车等方面的要求。

2. 反应釜釜体的设计

反应釜是有罐体和夹套两部分构成，罐体是反应的核心，为物料完成搅拌过程提供一个空间。夹套为反应的操作温度提供保障，是一个套在罐体外的密封空间容器。

2．1罐体和夹套的结构设计

罐体采用立式的圆筒形容器，有筒体和封头构成。通过支座安装在基础平台上。封头一般采用椭圆形封头。由于筒体内径Di<1200mm ，因此下封头与筒体的连接采用焊接连接。而为了拆卸清洗方便，上封头采用法兰与筒体连接。

夹套型式与罐体大致一致。 2.2 罐体几何尺寸计算 2.2.1确定筒体内径

一般有工艺条件给定容积V 、筒体内径D i

估算：

i D ≅

式中i 为长径比即：

i i

H i D =

，有表4-2选取。根据题意取i=1.0，

已知V=1.0,则D i =1084mm, 将D i 圆整到公称直径系列，则 D i =1000(mm). 2.2.2 确定封头尺寸

（1）椭圆封头选取标准件，它的内径与筒体内径相同，标准椭圆封头尺寸见附表4-2.即DN=D i =1000（mm ）

曲边高度 h i =250mm 直边高度h2=25mm 容积V=0.1505m3 （2）封头厚度计算

由公式

[]

D i 20.5c t

c

p s p σ

ϕ=

-

其中P c =0.2 []t

σ =113MP (由参考文献附表9查的) 封头焊接采取双面焊、全焊透，局部无损伤 ，则υ=0.85 计算S=0.7×1400/(2113×0.85-0.5×0.7)=5.1 mm 由参考文献一 表4-9查得：负偏差 C1=0.5mm