完成一项相关设计是课程学习的主要目的，也是化工工艺类学生十分重要的教学环节之一。目的是为了使学生进一步加深并综合运用课本基本理论，训练和掌握典型化工设备机械设计的基本技能。
“化工设备机械基础课程设计”包括设计计算和机械制图。通过将“化工设备机械基础”与“化工原理课程设计”有机地结合起来，形成了“化工单元过程及设备设计”综合实践教学体系，提高学生查阅资料、理论计算、工程制图、数据处理、化工设备设计说明书写作等方面的能力。
2.6
缓冲罐主要用于各种系统中缓冲系统的压力波动，使系统工作更平稳，其原理是通过压缩罐内压缩空气来实现，被广泛应用于供水设备和中央空调系统等，结构有隔膜式缓冲罐和气囊式两种，缓冲罐被广泛应用于中央空调、锅炉、热水器、变频、恒压供水设备中，其缓冲系统压力波动，消除水锤起到稳压卸荷的作用，在系统内水压轻微变化时，缓冲罐气囊的自动膨胀收缩会对水压的变化有一定缓冲作用，能保证系统的水压稳定，水泵不会因压力的改变而频繁的开启。
壁厚：
㎜
钢板厚度负偏差 ,查材料腐蚀手册得50℃下氧气对钢板的腐蚀速率小于0.05㎜/年，所以双面腐蚀取腐蚀裕量 ㎜。
所以设计厚度为： ㎜
圆整后取名义厚度15㎜。
3.3.3
标准椭圆形封头a:b=2:1
封头计算公式 ：
（3.2）
则 mm
故 圆整后取 确定选用 厚的16MnR钢板制作封头。
3.3.4
水压试验，液体的温度不得低于5℃；
因为的知识有限，所做出的设计存在许多缺点和不足，请老师做出批评和指正。
参考文献
[1]董大勤等，《化工设备机械基础》第六版，化工工业出版社
[2]蔡纪宁等，化工设备机械基础设计课程设计指导书，化工工业出版社
[3]柴诚敬等，化工原理（第二版），高等教育出版社
2.2
给定温度50℃。
2.3
介质为氧气,无色无味,无毒无爆炸危害气体，在标准状况下，氧气的密度是1.429g/L，比空气略大（空气的密度是1.293g/L）。它不易溶于水，1L升水中只能溶解约30mL氧气。
2.4
正常情况为1.2Mpa。
2.5
最高使用温度：T=50℃
公称直径：DN=3000mm
筒体长度：L=4500mm
设计时要有一个明确的思路，要考虑多种因素包括环境条件和介质的性质等再选择合适的设计参数，对罐体的材料和结构确定之后还要进行一系列校核计算，包括筒体、封头的应力校核。校核合格之后才能确定所选设备型符合要求。
通过这次设计对我们独自解决问题的能力也有所提高。在整个过程中，我们团队查阅了相关书籍及文献，取其相关知识要点应用到此次设计中，而且其中有很多相关设备选取标准以可直接选取，这样设计出来的设备更加符合要求。在设计的最后附有CAD设备图，在绘图个的整过程中，我对制图软件的操作更加熟悉。
设计要求
参数
设计压力
1.2Mpa
设计温度
50℃
储存物料
氧气
3.3.2
查《压力容器材料使用手册-碳钢及合金钢》得16MnR的密度为7.85t/m3，熔点为1430℃，许用应力 列于下表：
表3.1 16MnR许用应力
钢号
板厚/㎜
在下列温度（℃）下的许用应力/ Mpa
≤20
100
150
200
250
300
16MnR
试验方法：试验时容器顶部应设排气口，充液时应将容器内的空气排尽，试验过程中，应保持容器外表面的干燥。试验时压力应缓慢上升，达到规定试验压力后，保压时间一般不少于30min。然后将压力降至规定试验压力的80%，并保持足够长的时间以便对所有焊接接头和连接部位进行检查。如有渗漏，修补后重新试验。
水压试验时的压力
榫面法兰的各部件尺寸可查表得
连接螺栓为M24共24个，材料由表14—6查得为螺柱材料为40MB，螺母材料为40Mn。
4.2
人孔的作用：为了检查压力容器在使用过程中是否产生裂纹、变形、腐蚀等缺陷。
人孔的结构：既有承受压力的筒节、端盖、法兰、密封垫片、紧固件等受压元件，也有安置与启闭端盖所需要的轴、销、耳、把手等非受压件。
6～16
170
44
16～36
163
163
163
159
147
134
36～60
157
157
157
150
138
125
>60～100
153
153
150
141
128
116
圆筒的计算压力为1.2 Mpa,容器筒体的纵向焊接接头和封头的拼接接头都采用双面焊或相当于双面焊的全焊透的焊接接头，取焊接接头系数为1.00,全部无损探伤。取许用应力为163 Mpa。
（这段我真不知道怎么表达。望你作出满意的修改）
3
3.1
本设计采用16MnR钢板制作罐体、封头，选用带加强板的角钢作支腿。
3.2
筒体结构设计为圆筒形。因为作为容器主体的圆柱形筒体，制造容易，安装内件方便，而且承压能力较好，这类容器应用最广。封头的结构设计为椭圆形封头。
3.3
3.3.1
表3.3.1设计参数
尺寸表如下
表4.2 人孔标准尺寸表
密封面型式
PN/
Mpa
DN
dw×s
d
D
D1
H1
H2
总质量
kg
突面
2.5
450
480×12
450
670
600
320
214
256
4.3
查得公称直径为3000mm的容器选择轻型(A),120°包角、焊制、六筋、带垫板，高度为250mm的鞍座，允许载荷Q786kN>627.765kN,为使封头对鞍座处的圆筒起加强作用，可取 ，则选A=700mm。左鞍座标记为JB/T4712-1992 鞍座 A3000-F.右鞍座标记为JB/T4712-1992 鞍座 A3000-S.
水压试验的应力校核：
水压试验时的应力
水压试验时的许用应力为
故筒体满足水压试验时的强度要求。
4
4.1
根据本设计使用的介质，设计压力，设计温度，公称直径确定，法兰的结构形式为衬环榫密封面乙型平焊法兰中的榫面法兰
法兰C—T 3000—1.6 JB/T 4702—2000
采用Q345R板材应按公称压力为1.6MPa来查取它的尺寸，由于操作压力不高，由表14—1，采用榫面密封面，垫片材料选用石棉橡胶板，从表14—3查得垫片宽度为14mm。
表4.4.1接管最小壁厚要求
接管公称直径
/mm
57
76
65
89
最小壁厚/mm
5.0
6.0
因此热轧无缝钢管的尺寸为φ89×12mm。 钢管理论重量为22.79㎏/m。取接管伸出长度为150mm。
管法兰的选择：根据平焊法兰适用的压力范围较低（PN<4.0Mpa）,选择突面板式平焊管法兰，标记为：HG20592-1997法兰RF(A)80-2.5,其中D=190,管法兰材料钢号（标准号）:20（GB711）。根据（欧洲体系）钢制管法兰、垫片、垫片、紧固件选配表（HG20614-1997）选择：垫片型式为石棉橡胶板垫片(尚无标准号)，密封面型式为突面，密封面表面为密纹水线，紧固件型式为六角螺栓双头螺柱全螺纹螺柱。
结构：接管伸进设备内切成45 ，可避免物料沿设备内壁流动，减少物料对壁的磨损与腐蚀。
接管的壁厚要求：接管的壁厚除要考上虑述要求外，还需考虑焊接方法、焊接参数、加工条件、施焊位置等制造上的因素及运输、安装中的刚性要求。一般情况下，管壁厚不宜小于壳厚的一半体壁，否则，应采用厚壁管或整体锻件，以保证接管与壳体相焊部分厚度的匹配。
4.4.2
氧气为较干净的物料,易透光,不会出现严重的堵塞现象所以选用反射式玻璃板液面计，标准号HG21590-95，法兰形式及其代号C型（长颈对焊突面管法兰HG20617-97）,液面计型号R型公称压力PN4.0,使用温度0～250℃。
5
6
通过这次参赛设计，让我们对化工设备机械基础这门课有了进一步的认识。这次设计也是对这门课程的一个总结，对化工机械知识的应用。
1
《化工设备机械基础》是化工工艺类专业一门综合性的机械类技术基础课，本课程是以掌握中、低压压力容器的设计为目的，以一系列技术法规、设计规定、材料和零部件标准为依托，讲解材料、机械、结构方面的基础知识。其任务是使学生掌握相关的基本理论、基本知识以及设计的基本方法，为从事化工设备机械的设计、使用、管理和维护打下基础。
人孔标准HG21524-95规定PN≥1.0Mpa时只能用带颈平焊法兰人孔或带颈对焊法兰人孔。
容器上开设人孔规定当Di>1000时至少设一个人孔，压力容器上的开孔最好是圆形的，人孔公称直径最小尺寸为φ400㎜。
综合考虑选择水平吊盖带颈对焊法兰人孔（HG21524-95）,公称压力PN2.5、公称直径DN450、H1=320、RF型密封面、采用Ⅵ类20R材料、垫片采用外环材料为低碳钢、金属带为0Cr19Ni9、非金属带为柔性石墨、C型缠绕垫。
2
2.1
变压吸附是利用气体在不同的压力下在吸附剂上的吸附能力不同，对空气中各种气体进行分离的一种非低温空气分离技术。空气中的主要组份是氮和氧，因此可选择对氮和氧具有不同吸附选择性的吸附剂，设计适当的工艺过程，使氮和氧分离制得氧气。
当缓冲罐用于系统中时，由于系统压力比预充气体的压力，所以会有一部分工作介质进入罐体内，直到达到新的平衡，当系统压力再度升高，系统压力再次大于预充气体的压力，又会有一部分介质进入罐体内，气体被压缩压力升高，当升高到跟系统压力一致时，介质停止进入，反之，当系统压力下降，系统内介质压力低于罐体间的气体压力，管内的水会被气体挤出补充到系统内，使系统压力升高，直到系统工作介质跟罐体间的气体压力相等，维持动态的平衡。
学生在完成化工工艺设计的基础上，进行典型设备的机械设计，牢固掌握理论知识，参考各类标准，根据老师的指导意见规范完成作品。