4. 各部分结构尺寸的确定和设计计算
4.1 罐体和夹套的结构设计
罐体一般是立式圆筒形式容器，有顶盖、筒体、罐底，通过 支座安装在基础平台上。罐底通常为椭圆形封头。顶盖在受压状
1.2 夹套反应釜的反应条件
夹套反应釜的设计要注重反应的条件，一般考虑夹套和搅拌 器的材料、上下进出口的设计，主要分为温度、压强、进料口和
-5-
出料口、材料这几个因素。 温度----这个一般都应当有严格的控制，所以在设计的时候 要注意温度计选择。要是反应温度高可能要使用油 浸泡温度计， 所以要留可以装油的管槽，要是温度低还要注意冰封现象发生。 要是温度在 100 度到 0 度之间，要求不高的情况下，可以用塞子 直接套温度计（注意压强） 。 压强----压强的高低要选择合适的反应釜，一般只要能承受 两倍的大气压就可以了。 进料口和出料口----一般进料口做一定大就一个可以了，要 注意一些比如回流口、真空口什么的，还有就是出料口的大小， 有些物质反应后不容易放出，所以要设计合适。 材料----一般反应釜都是玻璃的，要是工业生产最好用搪瓷 的，搅拌的金属要注意保护不要被腐蚀，放料活塞要可以防腐。 还有就是夹套的进出水的控制，防止部分比如盐水的滞留。
套反应釜。
1、设计压力：容器内的设计压力为 2.2MPa，夹套内的设计 压力为 2.3MPa，由此可知本反应釜是在中压下工作 。 2、设计温度：容器内的设计温度 150℃，夹套内的设计温度 200℃，设计温度均不高，不需要对反应釜作保温措施。 3、介质选择：容器内的介质为有机溶剂,夹套内的介质为蒸 汽或水。 4、搅拌器：选用推进式搅拌器，搅拌轴转速为 210 r/min， 轴功率为 3.4kW。 5、材料选择：任务书上的推荐材料为最常用的 Q235-A 碳素 钢材， 由此釜中的其他接管法兰等钢材也选用 Q235-A 碳素钢材。 封头为标准的椭圆封头，材质也选用 Q235-A 碳素钢。 6、传动系统：选用库存电机 Y160M-6，转速 970r/min,功率 7.5kW，搅拌传动系统选用 V 带传动。 7、接管设计：已知反应釜的用途为传热带搅拌，因此反应 釜需要蒸汽入口、加料口、视镜、温度计管口、压缩空气入口、 放料口、冷凝水出口、手孔。任务书中已经分别给出相应的公称 尺寸：蒸汽入口公称尺寸 DN=25、加料口公称尺寸 DN=25、视 镜公称尺寸 DN=80、温度计管口公称尺寸 DN=65、压缩空气入 口公称尺寸 DN=25、放料口公称尺寸 DN=40、冷凝水出口公称 尺寸 DN=25、手孔公称尺寸 DN=100。
1.1 夹套反应釜的功能和用途
反应釜具有耐高温、耐腐蚀、生产能力强等优点，广泛用于 合成塑料、合成橡胶、合成纤维、农药、颜料、树脂、化肥等行 业。还用于医药，化工，食品，轻工等行业中的水解，中和，结 晶，蒸馏，蒸发，储存等生产环节。釜体上的夹套主要是用于加 热和冷却的模块。其中带搅拌的夹套反应釜是精细化工、涂料、 热熔胶、医药及食品等工业中常用的反应设备之一。它是一种在 一定压力和温度下，借助搅拌器将一定容积的两种（或多种）液 体以及液体与固体或气体物料混匀，促进其反应的设备。
2. 设计标准
（1）HG/T 20569-94 《机械搅拌设备》 （2）GB 150-1998 《钢制压力容器》 （3）HG 21563~21572-95 HG 21537.7~8-92 《搅拌传动装置》 （4）TCED S8-90 《压力容器强度计算书统一格式》 （5）CD 130A20-86 《化工设备设计文件编制规定》
-7-
8、 焊接选择： 焊接采用电弧焊， 焊条牌号： 采用 J 507 焊条。 9、法兰焊接：法兰焊接按相应法兰标准的规定，角焊缝及 搭接焊缝的焊叫尺寸按两焊件中较薄板的厚度。 10、检验事项： （1） 、容器上的 A 类和 B 类焊缝应进行 X 射 线探伤检查， 探伤长度为 20%， X 射线探伤应符合 JB4730-94 《压 力容器安全技术监察规程》规定，Ⅲ级为合格.（2） 、设备制造 完毕后设备内 0.25MPa 进行水压试验，合格后焊上夹套，夹套内 以 0.38MPa 进行水压试压。 （3 ） 、设备上凸缘与安装底座的连接 表面，应在组焊后加工，安装时轴线应处于垂直状态，搅拌轴轴 封处轴的径向摆动量不得大于 0.5mm,搅拌轴轴向窜动量不得大 于 0.3mm。 （4） 、设备制造完毕后以水代料试运转 1 小时，应使 设备达到工作压力，试运转过程中不得有不正常的噪音和震动。 此外，设计中还需选择接管、管法兰、设备法兰、轴承、联 轴器、轴封形式，最后完成设计时，需将设计的反应釜绘制成装 配图及绘出传动系统部件图。
-1-
表 1 夹套反应釜设计任务书 简图 工作压力， Mpa 设计压力， MPa 工作温度， ℃ 设计温度， ℃ 介质 全容积，m3 操作容积， m3 传热面积， m2 腐蚀情况 推荐材料 搅拌器型式 搅拌轴转 速，r/min 轴功率， kW 符号 a b c d e f g h 设计参数及要求 容器内 夹套内 <2.2 2.2 <150 150 有机溶剂 3.8 3.04 ≥6 微弱 Q235-A 推进式 210 3.4 接管表 公称尺寸 连接面形式 DN 25 突面 25 80 65 25 40 25 100 突面 凹凸面 突面 突面 突面 突面 突面 用途 蒸汽入口 加料口 视镜 温度计口 空气口 放料口 水出口 手孔 <2.3 2.3 <200 200 蒸汽或水
-2-目Βιβλιοθήκη 录1. 夹套反应釜的结构 ................................................ 5 1.1 夹套反应釜的功能和用途 ..................................... 5 1.2 夹套反应釜的反应条件 ....................................... 5 2. 设计标准 ........................................................ 6 3. 设计方案的分析和拟定 ............................................ 6 4. 各部分结构尺寸的确定和设计计算 .............................. - 8 4.1 罐体和夹套的结构设计 ....................................... 8 4.1.1 罐体几何尺寸计算 .................................. - 9 4.1.2 夹套几何尺寸计算 ................................. - 10 4.2 夹套反应釜的强度计算 ...................................... 12 4.2.1 强度计算(按内压计算强度) ............................. 12 4.2.2 稳定性校核(按外压校核厚度) ........................... 14 4.2.3 水压试验校核 ......................................... 17 4.3 反应釜的搅拌器 ............................................ 18 4.3.1 搅拌装置的搅拌器 ..................................... 18 4.3.2 搅拌器的安装方式及其与轴连接的结构设计 ............... 19 4.3.3 搅拌装置的搅拌轴设计 ................................. 19 4．4 反应釜的传动装置设计 ..................................... 21 4.4.1 常用电机及其连接尺寸 ................................. 21 4.4.2 釜用减速机类型、标准及其选用 ......................... 22 4.4.3 V 带减速机 ........................................... 22 4.4.4 凸缘法兰 ............................................. 24 4.4.5 安装底盖 ............................................. 25 4.4.6 机架 ................................................. 25 4.4.7 联轴器 ............................................... 27 4.5 反应釜的轴封装置设计 ...................................... 27 4.5.1 填料密封 ............................................. 27 4.5.2 机械密封 ............................................. 28 4.6 反应釜的其他附件设计 ....................................... 29 4.6.1 支座 ................................................. 29 4.6.2 手孔和人孔 ........................................... 30 4.6.3 设备接口 ............................................. 30 5. 设计小结 ................................................... - 31 6. 参考文献 ....................................................... 36
-3-
设计说明书