Аппарат вертикальный с трёхлопастной мешалкой

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 06 Ноября 2011 в 14:13, курсовая работа

Краткое описание

Приведен подробный расчет трехлопастной мешалки

Содержимое работы - 1 файл

Документ Microsoft Office Word.docx

— 95.64 Кб (Скачать файл)
    1. Фланцевые соединения

  Фланцевые соединения применяют для разъёмного соединения составных частей корпуса, крышки с корпусом и т.д. На фланцах  присоединяют к аппаратам трубы, арматуру. Соединение состоит из двух фланцев, прокладки, которую размещают между уплотнительными поверхностями фланцев, болтов (шпилек), гаек, шайб. В целях исключения самоотвинчивания гаек под действием приложенных нагрузок применяют пружинные шайбы или контргайки. Фланцевые соединения стандартизированы. По форме уплотнительной поверхности различают следующие типы фланцев: выступ-впадина, шип-паз (исполнение 1) и с гладкой поверхностью (исполнение 2).

  Фланцы  плоские приварные с гладкой  уплотнительной поверхностью применяют  при  и . Размеры таких фланцев для аппаратов выбирают по внутреннему диаметру аппарата и условному давлению по таблице 11. Для герметизации фланцевого соединения применяют прокладки различной конструкции.

  Из таблицы 11 выпишем размеры фланца

D, мм Py, МПа Размеры, мм Число отверстий,z
Dф DБ D1 h s d dБ
1600 1 1780 1730 1682 70 16 27 М24 68
 

  Плоские неметаллические прокладки используют для уплотнения гладких поверхностей фланцев. Прокладки из резины применяют  в диапазоне температур от -30оС до 100оС и давлении до 0,6 МПа. Паронит выдерживает температуру до 400 оС и давление до 2,5 МПа. Асбестовый картон применяют для прокладок при давлении до 1,6 МПа и температуре до 500 оС. Фторопласт используют в диапазоне температур от -200 оС до +250 оС независимо от давления. Размеры прокладок выбирают по внутреннему диаметру аппарата D и условному давлению Py по таблице 12.

  Фланцы  и прокладки подобранные по стандартам в расчёте не нуждаются,

  Из таблицы 12 выпишем размеры резиновой прокладки  толщиной 3 мм

D, мм Dn для прокладок исполнения 1 и 2, на Py: d для прокладок исполнения 2, на Py:
1600 1680 1638
 

  При конструировании  аппаратов выполняют проверочный  расчёт болтов в соответствии с ОСТ 26-373-82 по следующей методике.

  1. Определяют нагрузку, действующую на фланцевое соединение от внутреннего давления PR:
 

где Dcn средний диаметр прокладки;  
 

  1. Рассчитывают  реакцию прокладки:
 

где bn ширина прокладки; m=1 – для прокладок из резины; m=2,5 – для прокладок из других материалов; b0 эффективная ширина прокладки:  

  1. Определяют  болтовую нагрузку при сборке РБ1.

Принимают наибольшее значение из трёх расчётных: 

где q=20 МПа – для прокладок из паронита, резины и картона асбестового, q=10 МПа – для прокладок из фторопласта. 
 
 
 
 

    Принимаем РБ1=2616611,298 МПа

  1. Проверяют прочность болтов при монтаже по условию
 
 
  1. Проверяют прочность болтов в период эксплуатации
 
 

где и - допускаемые напряжения для материала болта при 20oC и при рабочей температуре; ,

    - площадь поперечного  сечения  стержня  болта,  - количество болтов, равное числу отверстий z во фланце.

Болтовая нагрузка в рабочих условиях:

    , 

    1. Устройство  для присоединения  трубопроводов

  Присоединение технологических трубопроводов  для подвода и отвода различных  жидкостей и газов, а также  контрольно-измерительных приборов и предохранительных устройств  к аппарату производят с помощью  штуцеров. Стальные фланцевые штуцера  стандартизированы и представляют собой патрубки, выполненные из с приваренными  к ним фланцами. Штуцера с плоскими приварными фланцами имеют гладкую уплотнительную поверхность, их применяют при P≤1,6 МПа и t≤300oC. Назначение штуцеров для аппаратов рассмотрено в таблице. Для входа и выхода теплоносителя на рубашке устанавливают два штуцера. Диаметры условного прохода штуцеров в зависимости от типа крышки и диаметра корпуса указаны в таблице 22.

  Из таблицы 22 выпишем размеры диаметров условного  прохода и установочные размеры  штуцеров:

Внутренний  диаметр аппарата, мм  
Диаметры  условного прохода  Dy , мм
Установочные  размеры штуцеров
А Б В Г Д Е Ж И К,К1 Л М D2 R1 R2 L1
1600 200 100 100 100 50 250 50 150 50 100 50 1050 500 425 250
 

  Размеры штуцеров выбирают по диаметру условного  прохода D и условному давлению Py. по таблице 23.

  Из таблицы 23 выпишем размеры штуцеров: 
 

Py, МПа Dy dТ DФ D1 SТ HТ H h d Число отверстий, z
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
1 50 57 160 125 3 155 120 15 18 4
100 108 215 158 4 155 120 19 18 8
150 159 280 212 6 185 140 21 23 8
200 219 335 268 6 190 140 21 23 8
250 273 390 320 8 190 140 23 23 12

 

    Присоединение штуцеров к элементам корпуса производят с определённым вылетом.

    1. Опоры аппаратов

  Химические  аппараты устанавливают на фундаменты или специальные несущие конструкции  с помощью опор. Стандарт предусматривает  три типа опор: тип 1 (лапы) – для  аппаратов с рубашками и без  теплоизоляции; тип 2 (лапы) – для  аппаратов с теплоизоляцией; тип 3 (стойки) – для аппаратов с  эллиптическими днищами. Стойки служат для установки аппаратов на фундамент. Расположение стоек на днищах показано на рисунке. Лапы применяют для крепления аппаратов на несущих конструкциях или между перекрытиями.

  Стандартные опоры выбирают по требуемой нагрузке с учётом условия Qтабл.≥ Qрасч, их не проверяют расчётом.

  Расчётную нагрузку на одну опору определяют следующим образом.

  1. Задаются количеством опор, z.  Лап должно быть не менее двух, стоек – не менее трёх.
  2. Определяют вес металла, из которого изготовлен аппарат:
 

где F – внутренняя поверхность корпуса, м2, F=10,9 м2; S – исполнительная толщина стенок, м, S=10+8+4+8=30 мм = 0,03м; - удельный вес металла, кН/м3; коэффициент 1,1 учитывает: вес фланцев, штуцеров и т.д. 

  1. Определяют  вес металлоконструкций, установленных на крышке аппарата (привод, стойка и т.д.):
 
 
  1. Рассчитывают  вес воды, заполняющей аппарат  при гидравлических испытаниях:
 
 

    где V – внутренний объём аппарата, V=3,2 м3; - удельный вес воды, =10 кН/м3.

  1. Определяют максимальную нагрузку на одну опору:
 

где - число опор; *=1 (при z=2 и 3); *=2 – при числе опор z=4. 

  По таблицам 24 или 26 выбирают опоры по условию  Qтабл.≥ Qрасч.

  Из таблицы 24 выпишем размеры опор для аппарата (стойки):

    Q a a1 b b1 c c1 hmax h1 S1 k k1 d dБ
    25 125 165 140 200 22 80 365 14 10 10 40

    65

    24 М20
 
 
 
 
 
 
 
 
  1. Расчёт  и конструирование  перемешивающего  устройства
    1. Конструктивные схемы крепления валов перемешивающих устройств

  В большинстве  аппаратов химической технологии с  целью интенсификации проводимых процессов  или непосредственно для перемешивания  различных компонентов используются перемешивающие устройства,  которые  состоят из привода (в качестве приводов перемешивающих устройств в химических аппаратах применяют в большинстве  случаев различные типы моноблочных  мотор-редукторов) и вала с мешалкой. Мотор-редуктор установлен на стойке, которая крепится к опоре (бобышке), привариваемой к крышке аппарата. В опоре установлено уплотнение, предназначенное для герметизации аппарата в месте прохождения  вала мешалки через крышку, В качестве опор для консольных валов обычно используются подшипники качения, расположенные  в стойке. Для увеличения виброустойчивости  валов применяют также опоры  скольжения, устанавливаемые обычно в нижней части корпуса аппарата.

  Вал мешалки  может иметь с тихоходным валом  редуктора жёсткое или подвижное  соединение.

  Привод  с подвижным соединением валов  мотор-редуктора и мешалки используется в аппаратах, где условное давление достигает 3,2 МПа. В приводе такого типа обычно используется упругая втулочно-пальцевая  или зубчатая муфта, с помощью  которой осуществляется гибкая передача вращающего момента от выходного  вала мотор-редуктора к валу мешалки. Вал мешалки устанавливается либо в опорах качения, которые закрепляются в стойке привода, либо в качестве верхней опоры используются подшипники качения, а нижней опорой является подшипник скольжения. При этом одна из опор, как правило, нижняя выполняется подвижной и служит для восприятия радиальных нагрузок, а верхняя – неподвижной, она предназначена для восприятия осевых сил. 

    1. Подбор  узлов и деталей  перемешивающего  устройства.

    Выбор типа уплотнения

  Для герметизации аппарата в месте ввода вала в  крышку используют сальниковые или  торцевые уплотнения.

  Торцевые  уплотнения используют в аппаратах  для переработки кислых и щелочных сред при давлении до 2,5 МПа. Размеры  уплотнения выбирают при выполнении 4-го этапа работы.

Информация о работе Аппарат вертикальный с трёхлопастной мешалкой