标准椭圆形封头的几何形状样本

标准椭圆形封头的几何形状、尺寸和质量

( 1) 封头的几何形状

形成这种封头的母线是由1/4椭圆线和一条平行于回转轴的短直线光滑连接而成, 因而这种封头是由半个椭球和一个高度为h0的圆柱形短节( 称它为封头的直边部分) 构成。

标准椭圆形封头的曲面深度h1与封头公称直径之比为1比4。直边高度按封头的公称直径推荐两种尺寸: 当封头公称直径DN小于、等于mm时, h0=25mm; 当封头公称直径DN大于mm时, h0=40mm。

( 2) 封头几何量与质量的计算公式

椭圆形封头的几何量与质量的计算公式与四个参数有关, 即: 长轴半径a, 短轴半径b, 直边高度h0和钢板厚度δP, 其计算式列于下表1:

表1 椭圆形封头的几何量与质量的通用计算公式

注: 1.式中长度单位一律用m, 钢板密度单位为kg/m3。

2.根据需要a、b可按封头内径, 中径或外径取值。

3.对于以内径为公称直径的标准椭圆形封头, 其有关计算公式列下表2。

根据表1所列公式, 对于任何a、b值的椭圆形封头均可算出其有关各几何量及质量的数值。

表2 标准椭圆形封头的几何量与质量计算公式

注: 1.以上各式均按a=0.5D i,b=0.25 D i,按表2通用计算公式导出。

2.封头质量公式应按封头中面计算, 表中G式曲面部分是按封头外表面计算的。

对于以内径为公称直径的封头, 其中的F i和V, 可用a=0.5D i 和b=0.25D i,代入表1中各式, 但对D0、G0和G应以中面为基础, 为了计算公式简单, 表2中的D0、G0, G式均以外表面作为计算基础( 直边部分除外) , 且作了不影响工程上允许精确度的简化。

对于以外径为公称直径的封头, 表1中的F和V应该用a=0.5D H－δP和b=0.25D H－δP代入, 对于G应先算出封头中面面

积, 这时a=0.5D H－0.5δP, b=0.25D H－0.5δP。如果将上述值代入表2有关公式后, 得到的计算公式较为繁琐, 因此不再给出。

( 3) 数据表

根据JB/T4746—《钢制压力容器用封头》的规定, 以内径为基准的标准椭圆形封头形式代号为EHA, 以外径为基准的椭圆形封头形式代号为EHB, 这两种封头的内表面积、容积和质量分别列于表3、表4、表5中。

表3 EHA椭圆形封头内表面积、容积( JB/T4746—)

表4 EHA椭圆形封头质量( JB/T4746—) /kg

注: DN1700以上( 至DN6000) 的数据没有摘引。

表5 EHB椭圆形封头内表面积、容积、质量

( 4) 封头标记

类型代号封头公称直径×封头名义厚度—材料标准号。

例如公称直径325mm、名义厚度12mm、材质16MnR的以外径为基准的椭圆形封头标记为:

EHB 325×12—16MnR JB/T4746

碟形封头的几何形状、形式代号尺寸和质量( 1) 封头的几何形状和尺寸参数

碟形封头的母线由三段曲线光滑连接而成: 半径为R Ci的大圆弧线0︿A, 半径为r的小圆弧线A︿B和与回转轴线平行的短直线BC。以这条OABC曲线为母线绕回转轴转一圈所形成的曲面就是

碟形封头的中面。因此碟形封头中央部分是一个球面; 球面的四周是一个半径为r 的环状壳体, 称为封头的折边; 与折边相连的是一个圆柱形短节, 称为封头的直边。

在GB150有关碟形封头的介绍中( 包括厚度计算公式) , 其核心的几何尺寸是球面半径Rci, 而折边半径r 则以

r

R ci 取不同的比值

确定其大小, 至于Rci 取多大并未做硬性规定, 过去一般取两种尺寸: Rci=1.0D i 和Rci=0.9D i 。

在 颁布的《钢制压力容器用封头》( JB/T4746— ) 中, 则选定了两种尺寸的碟形封头:

碟形封头DHA 是指Rci=1.0D i 、 r=0.15 D i 、 DN=D i , 相当于GB150中M=1.359的碟形封头。

碟形封头DHB 是指Rci=1.0D i 、 r=0.10 D i 、 DN=D i , 相当于GB150中M=1.54的碟形封头。

对于DHB 型封头, 由于其球面半径取值最大, 折边半径取值最小, 因此这种碟形封头是GB150中M 值最大的碟形封头, 其优点是封头的曲面深度小, 但承压能力较差, 因此过去国内设计部门很少采用, 对于过去推荐的R i =0.9D i , r i =0.173 D i ( M=1.34) 碟形封头, 由于它的曲面深度h i =0.25 D i , 与标准椭圆相同, 因此在新修订的封头标准中取消了。封头标记方法与椭圆形封头相同。

( 2) 封头的几何量和质量的计算公式

碟形封头几何量和质量的计算公式汇总于表6, 看此表时请参看图1。这张表中所列的公式适用于具有各种参数的碟形封头。对

于常见的DHA型封头, 能够将μ=1.0, ε=0.15代入便可得到列于表7中的系列公式。

表6 碟形封头几何量和质量计算公式汇总( 参看图1)

注: 1.一般式F与V中的下标1、2、3分别表示碟形封头的球面, 折边与直边三个部分。

2.特定式中D为内直径( 省略了下标) , δP为钢板厚度, D、h0、δP单位均用m。

表7 DHA碟形封头(R ci=D i、r=0.15D i、h1=0.2254D i)几何量

和质量的理论计算公式