600mm立式多喷嘴水喷射真空泵设计课程设计1.docx
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1、第一章 水室的设计21.1 水室筒体的设计21.1.1 设计参数的确定21.1.2 筒体壁厚的强度计算31.1.3 筒体壁厚的刚度计算31.2筒体法兰联接结构的设计31.2.1法兰的设计及密封面的选型31.2.2 垫片的设计及螺栓、螺母、垫圈的设计41.3 进液管的设计51.3.1 进液管直径的设计51.3.2进液管长度的设计及装配尺寸51.3.3进液管法兰联接结构的设计61.4筒体长度的确定71.5压力表接管及法兰联接结构的设计71.5.1 接管的设计71.5.2 法兰联接结构的设计81.6水室的部件图9第二章 平板封头的设计92.1平板封头的强度计算102.1.1设计参数的确定102.1.
2、2 平板封头壁厚的设计102.1.3 平板封头的结构设计11第三章 喷板的设计123.1 喷嘴孔在喷板上的布置123.2 喷板的稳定性计算133.2.1 设计外压的确定133.2.2 稳定性计算13第四章 真空室的设计144.1 真空室的长度设计154.1.1圆筒的长度设计154.1.2圆锥壳的长度设计154.2 真空室的稳定性计算164.2.1设计外压的确定164.2.2筒体壁厚的设计164.2.3 圆锥壳壁厚的设计174.3 真空室的法兰联接结构设计184.3.1外压圆筒的法兰联接结构设计184.3.2外压圆锥壳的法兰联接结构设计184.3.3进气管法兰联接结构设计194.3.4进气管的装
3、配尺寸214.3.5支座的装配尺寸214.3.6真空表接管的装配尺寸214.4 真空室的部件图22第五章 喷嘴的设计235.1喷嘴的设计235.2防旋装置的设计23第六章 喉管、尾管的结构设计246.1 喉管的设计246.2 尾管的设计246.2.1尾管的设计246.2.2 法兰联接结构设计25第七章 压力试验267.1水室的水压试验267.1.1试验压力的确定267.1.2压力试验的强度校核267.1.3水压试验的操作277.2真空室的气压试验277.2.1试验压力的确定277.2.2压力试验的强度校核277.2.3气压试验的操作27第八章 支座的设计288.1 设备工作时总质量的估算288
4、.1.1设备金属的质量的估算288.1.2操作介质的质量()的估算298.2支座的选型及尺寸设计308.2.1支座的选型308.2.2支座的尺寸设计30第九章 开孔补强的设计计算319.1 水室开孔补强的设计计算319.1.1水室的筒体开孔后被削弱的金属面积的计算319.1.2 有效补强区内起补强作用的面积计算319.1.3 补强面积的的确定329.2真空室开孔补强的设计计算329.2.1真空室的筒体开孔后被削弱的金属面积的计算329.2.2 有效补强区内起补强作用的面积计算339.2.3 补强面积的的确定34第十章 主要焊缝的结构与尺寸设计34第十一章 装配图及主要部件图的设计3611.1技
5、术特性表3611.2接管表3611.3技术要求3611.4标题栏及明细表3711.5 装配图及部件图38参 考 文 献38第一章 水室的设计Q235-B,法兰材料选用16Mn,1.1 水室筒体的设计1.1.1 设计参数的确定设计压力: 1.1,取1.1=1.10.2液体静压: 按筒高近似为 估算=0.01,因=0.01=0.011,故可以忽略。计算压力: = = 1.10.2设计温度: 25+15=40焊缝系数: (单面焊透,局部无损探伤)钢板负偏差: 0.25(GB6654-96)因设备材料为尚耐腐蚀材料且为微弱单面腐蚀故取腐蚀裕量: 11.1.2 筒体壁厚的强度计算假设筒体壁厚的,由Q23
6、5-B、=25、查钢板的许用应力表可知113。根据得:考虑,则=,圆整筒体壁厚太大,应重新假设,考虑到筒体壁厚的主要因素,应按刚度条件设计筒体壁厚。 1.1.3 筒体壁厚的刚度计算对于Q235-B制容器,当3800 ,2/1000且不小于3,另加并圆整至。故:考虑到筒体加工壁厚不小于5mm,取。1.2筒体法兰联接结构的设计1.2.1法兰的设计及密封面的选型根据法兰的DN=600、PN=0.25查表可知:法兰的类型为甲型平焊法兰;密封面的型式为平密封面,结构及尺寸如图2。 法兰标记: 法兰 F-F 600-0.25 JG/T4701-2002。材 料: 16Mn 螺栓规格: 24螺栓数量: 20
7、 法兰数量: 3图2 法兰的结构与尺寸1.2.2 垫片的设计及螺栓、螺母、垫圈的设计根据密封的介质为水,操作温度为25,操作压力为0.2,由垫片选用表可知:选用橡胶垫片,材料为橡胶板(GB/T3985)。垫片的尺寸如图3。垫片标记:HG20606 垫片 FF 600-0.25 XB350本设计选用六角头螺栓(A级、GB/T5780-2000)、型六角螺母(A级、GB/T41-2000)、平垫圈(100HV、GB/T 95-2002)螺栓长度的计算:螺栓的长度由法兰的厚度()、平板封头的厚度()、垫片的厚度()、螺母的厚度()、垫圈厚度()、螺栓伸出长度(0.30.5)确定。=14与平板封头联接
8、的螺栓长度为:取长度。GB/T5780-2000Q235-AGB/T41-2000 Q235-AGB/T 952002 1.3 进液管的设计1.3.1 进液管直径的设计 取进液管液体流速 由得:根据得:由查钢管标准可知:进液管,外径、壁厚Snt=8mm。开孔直径,所以假设不合理故需重新假设。设封头的壁厚为,由、Q235B、查钢板的许用应力表可知。由公式 得:圆整,因为=,所以假设合理,故封头的壁厚为。2.1.3 平板封头的结构设计9 9 第三章 喷板的设计3.1 喷嘴孔在喷板上的布置由设计条件单可知,喷嘴孔在等边三角形,考虑到最外缘喷嘴具有一定的倾斜角度,因此,在喷嘴时,为防止喷嘴与水室内壁出
9、现干涉,径取,喷嘴孔在580mm的范围内进行,喷嘴孔的个数及布置如图10。喷嘴孔数量为19,喷嘴孔中心线距离为85mm。喷嘴出口内径取,面积比:则喉管的直径为:,图10 喷嘴孔在喷板上的布置3.2 喷板的稳定性计算3.2.1 设计外压的确定3.2.2 稳定性计算做交点水平对应的值系数约为100。 因为假设壁厚为壁厚较小,在水流的冲击下,壁厚取25-30mm。本设计取。图11 喷板的结构与尺寸第四章 真空室的设计4.1 真空室的长度设计。4.1.1圆筒的长度设计一、进气管直径的确定进气管直径的大小对真空度的形成有非常重要的影响。当抽气量(140m3/h)一定时,进气管直径越小,则气流速度越大,对
10、引射流体束的冲击越大,易造成引射流体过早破碎,气液混合物不能及时进入尾管排出,使抽气量下降;反之,则相反。因此,在满足开孔的条件下,进气管直径取大较好。由于,最大开孔直径且不过600,取。与之配套的接管公称直径为,规格为。根据、设备外无保温层,可确定进气管的长度为。 二、长度的确定 的长度为: 圆整取4.1.2圆锥壳的长度设计圆、的,故取。的长度为:1000-400=600 mm,所以半角,由故设计合理,的长度满足要求。4.2 真空室的稳定性计算4.2.1设计外压的确定对于4.2.2筒体壁厚的设计一、试差法 假设圆筒的壁厚为, 、 由公式计算出临界长度值为:筒体的计算长度计算如下:=400mm
11、因为,所以筒体为短圆筒。由得:, 对于筒体稳定系数,因为壁厚偏大,但考虑到化工容器的加工壁厚不小于5mm,故取筒体的壁厚二、图算法假设圆筒的壁厚为,、 ,则、。在图15-4中的纵坐标上找到,自该点做水平线与对应的线相交,由交点做图15-5中的横坐标上找到做交点水平对应的值系数约为120。圆筒的许用外压按下式计算:=, 因为壁厚偏大,但考虑到化工容器的加工壁厚不小于5mm,故取筒体的壁厚4.2.3 圆锥壳壁厚的设计承受外压圆来代替圆圆圆圆。假设圆的壁厚为,=3.605 mm,则、在图15-4中的纵坐标上找到,自该点做水平线与对应的线相交,由交点做图15-5中的横坐标上找到做交点水平对应的值系数约
12、为110。按下式计算许用外压:=, 因为壁厚偏大,但考虑到其与筒体的焊接和加工的要求,故取圆的壁厚与筒体的壁厚相同,即4.3 真空室的法兰联接结构设计4.3.1外压圆筒的法兰联接结构设计法兰联接结构,法兰选用甲型平焊法兰;密封面的型式为平面,结构及尺寸见图2。垫片选用橡胶垫片,材料为橡胶板(GB/T3985)。垫片的尺寸见图3。本设计选用六角头螺栓(A级、GB/T5780-2000)、型六角螺母(A级、GB/T41-2000)、平垫圈(100HV、GB/T 95-2002)与喷板联接的螺栓长度为:取。GB/T5780-2000Q235-AGB/T41-2000 Q235-AGB/T 95200
13、2 4.3.2外压圆锥壳的法兰联接结构设计一、管法兰的设计及密封面的选型根据管法兰的DN=200、PN=0.25查表可知:法兰的类型为板式平焊管法兰;密封面的型式为突面,结构及尺寸如图13。法兰法兰 PL200-0.25 RF 16Mn二、垫片的设计及螺栓、螺母的设计根据密封的介质为水,操作温度为25,操作压力为0.2,由垫片选用表可知:选用橡胶垫片,材料为橡胶板(GB/T3985)。垫片的尺寸如图14。图14 垫片的尺寸 垫片标记:HG20606 垫片 RF 150-0.25 XB350 本设计选用六角头螺栓(A级、GB/T5780-2000)、型六角螺母(A级、GB/T41-2000)、平
14、垫圈(100HV、GB/T 95-2002)螺栓长度的计算:螺栓的长度由法兰的厚度()、垫片的厚度()、螺母的厚度()、垫圈厚度()、螺栓伸出长度(0.30.5)确定。其中=20、=2、=14.8、1.5、螺栓伸出长度取=0.418。螺栓的长度为:取螺栓长度。螺栓标记: 螺栓GB/T5780-2000 M1680材 料: Q235-A螺母标记: 螺母GB/T41-2000 M162材 料: Q235-A垫圈标记: 垫圈GB /T 952002- 16-100 HV 4.3.3进气管法兰联接结构设计一、法兰的设计及密封面的选型根据管法兰的DN=250、PN=0.25查表可知:法兰的类型为板式平焊
15、管法兰;密封面的型式为突面,结构及尺寸如图15。法兰法兰 PL250-0.25 RF 16Mn图15进气管法兰的结构及尺寸二、垫片的设计及螺栓、螺母的设计根据密封的介质为水,操作温度为25,操作压力为0.2,由垫片选用表可知:选用橡胶垫片,材料为橡胶板(GB/T3985)。垫片的尺寸如图16。 图16 垫片的尺寸垫片标记:HG20606 垫片 RF 250-0.25 XB350本设计选用六角头螺栓(A级、GB/T5780-2000)、型六角螺母(A级、GB/T41-2000)、平垫圈(100HV、GB/T 95-2002)螺栓长度的计算:螺栓的长度由法兰的厚度()、垫片的厚度()、螺母的厚度(
16、)、垫圈厚度()、螺栓伸出长度(0.30.5)确定。其中=24、=1.5、=18、3、螺栓伸出长度取=0.418。螺栓的长度为:取长度。螺栓标记: 螺栓GB/T5780-2000 M 1680 材 料: Q235-A螺母标记: 螺母GB/T41-2000 M 162材 料: Q235-A垫圈标记: GB/T 952002 -16-100 HV 4.3.4进气管的装配尺寸进气管的中心线距筒体上法兰密封面的尺寸(装配尺寸)按下式计算:其中:筒体半径,取300mm;筒体壁厚,取5mm;接管外径,取219mm。,取。4.3.5支座的装配尺寸 支座护板底面与真空室筒体的下端面的垂直距离取40 mm,则支
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