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：(1)进行罐体和夹套设计计算
(2)进行搅拌传动系统设计a.进行传动系统方案设计(指定用V带传动);b.做带传动设计计算(指定用电机Y132M2-6,转速960r/min,功率5.5kw);c.进行上轴的结构设计和强度校核;d.选择轴承并进行轴承寿命校核;e.选择联轴器;f.进行罐内搅拌轴的结构设计及搅拌器与搅拌轴的连接结构设计;g.选择轴封的型式 (3)设计机架结构
(4)选择凸缘法兰及安装底盖结构
(5)选择接管\\管法兰\\设备法兰\\手孔\\试镜等容器附件 (7)绘总装配图(A2纸) (8)绘传动系统部件图
设计内容：设计一台夹套传热式带有搅拌装置的反应釜。
设计任务书 设计参数要求 工作压力 ，Mpa 设计压力 ，Mpa
容器内 0.20 0.22 夹套内 0.25 0.3 工作温度 ，℃ 设计温度 ，℃ 介质 全容积V ，m3 操作容积V1 ，m3 传热面积 ，m3 腐蚀情况 推荐材料 搅拌器型式 搅拌轴转速 ，r/min 轴功率 ，KW 100 120 有机溶剂 0.8 0.64 >3 微弱 Q345-A 推进式 200 4 接管表 符号 A B C12 D E F G 公称尺寸 25 65 100 25 25 40 25 连接面形式 PL/RF PL/RF PL/RF PL/RF PL/RF PL/RF 用途 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 130 150 蒸汽 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推进式搅拌器；考虑到填料轴封的实用性和应用的广泛性，所以轴封采用填料轴封。
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,包括进行罐体和夹套设计计算。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）搅拌器传动系统的设计。 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
4VDi??i 一般有工艺条件给定容积V、筒体内径Di 估算：
3
i?
Hi
Di ，由表4-2选取。根据题意取i=1.0，
式中i为长径比即：
已知V=0.8 m3,则Di =1006mm, 将Di 圆整到公称直径系列，则 Di =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=Di =1000（mm）
曲边高度 hi =250mm 直边高度h2=25mm 容积V封=0.1505 m3 （2）封头厚度计算
s?pcDi2?????0.5pctt 由公式
?其中Pc =0.228 ?? =189MP (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=0.228×1000/(2×189×0.85-0.5×0.228)=0.710 mm 由参考文献一 表4-9查得：负偏差 C1=0.25mm 由参考文献一表4-11查得：腐蚀裕量C2=2mm 计算名义厚度 Sn=S+C1+C2=0.710+0.25+2=2.960mm 故封头厚度取2.960mm
（3）由于S<10mm 则封头的直边高度 h2 =25mm
有附表4-2 知封头内表面积F封=1.1625m2 容积V封=0.1505m3 2.2.3 确定筒体的厚度Hi
反应釜容积V通常按下封头和筒体两部分容积之和计算。则筒体高度Hi按下式计算并进行圆整：Hi=(V－V封)/Vim
式中V封 ------------封头容积：0.1505 m3
Vim ------------1m高筒体容积（见附表4-1）：Vim =0.785 m3 /m 得 Hi= (0.8-0.1505)/0.785=0.8274m 圆整后的Hi=0.9m=900mm 按筒高圆整后修正实际容积：
V= Vim×Hi + V封 =0.9*0.785+0.1505=0.857m3 >0.64 m3 2.3 夹套几何尺寸计算
夹套和筒体的连接常焊接成封闭结构，夹套的结构尺寸常根据安装和工艺两方面的要求而定。夹套的安装尺寸，夹套内径D2可根据筒体内径D1按表4-3选取：D2 =D1+100=1100mm
夹套下封头型式同筒体封头，直径D2与夹套筒体相同。 夹套高H2有传热面积而决定，不能低于料液高， 装料系数 ： η=操作容积/全容积=0.64÷0.8=0.8 夹套高H2 计算：H2 = （ηV-V封）÷Vim 代入数值计算 得：H2 =0.6816m
夹套所包围的罐体的表面积，一定要大于工艺要求的传热面积F，即： F封＋F筒>=F 其中 F筒=H2 ×F1m
故 F封＋F筒 =1.1625＋3.14×0.6816=3.30 m2>3 m2 所以换热要求满足。
筒体和上封头的连接采用甲型平焊法兰连接，选取凹凸密封面法兰，其尺寸见附图4-2，主要尺寸由附表4-4查的，其中：
D=1530mm D1=1490mm D2=1455mm D3=1441mm
夹套反应釜课程设计
