反应釜毕业设计(5)

安徽工程大学毕业设计（论文）

第5章 反应釜附件的选型及尺寸设计

5.1釜体法兰联接结构的设计

设计内容包括：法兰的设计、密封面形式的选型、垫片设计、螺栓和螺母的设计。 5.1.1法兰的设计

(1)根据DN＝1400mm、PN＝1.0MPa，由文献[2]327页表16-9确定法兰的类型为乙型平焊法兰。

标记：法兰FF1400-1.0 JB/T4702-2000 材料由：16MnR

(2)由JB/T4702-2000可得法兰的结构如图5—1和主要尺寸如表5—1。

图5-1乙型平焊法兰结构

表 5-1 法兰结构尺寸 公称直径DN/mm 1400 H 270 法兰/mm D 1560 法兰/mm D1 1515 a 21 D2 1476 a1 18 D3 1456 d 27 D4 1453 螺栓 规格 M24 数量 40 ? 72 ?t 12 5.1.2密封面形式的选型 根据PN＝01.0MPa＜1.6MPa、介质温度小于110℃和介质的性质，由文献[2]表16－14 知密封面形式为光滑面

由文献【2】表16-14得垫片选用耐油橡胶石棉垫片，材料为耐油橡胶石棉板（GB/T539），结构见图5—2 ，尺寸见表5-2 。

图5-2 垫片的结构

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陈刚：2.4m3搅拌反应釜设计

表5-2 垫片的尺寸 D0/mm 1405 Di/mm 1455 ?/mm 3 5.1.3螺栓、螺母和垫圈的尺寸规格 本设计选用六角头螺栓（C级、GB/T5780-2000）、Ⅰ型六角螺母（C级、GB/T41-2000）、平垫圈（100HV、GB/T95-2002）

螺栓长度L的计算：

螺栓的长度由法兰的厚度（?）、垫片的厚度（S）、螺母的厚度（H）、垫圈厚度（h）、螺栓伸出长度?0.3?0.5?d确定

其中?=72mm、S=3mm、H=18.7mm、h=4.0mm、螺栓伸出长度取

0.4d=0.5×24.8=9.92mm（其中H，h，d分别由文献[3]附表1-13，附表1-14，附表1-5查得）

螺栓的长度L为：L?2??S?H?2h?0.4d

?2?74?3?18.7?2?4?0.4?24.8

=185.62（mm）

取L＝190mm

螺栓标记： GB/T5780-2000 M24×190 螺母标记： GB/T41-2000 M24 垫圈标记： GB/T95-2002 24-100HV

5.1.4法兰、垫片、螺栓、螺母、垫圈的材料

根据乙型平焊法兰、工作温度t≤110℃的条件，由文献[4]附录8法兰、垫片、螺栓、螺母材料匹配表进行选材，结果如表5—3所示。

表5-3 法兰、垫片、螺栓、螺母材料

法兰 16MnR 垫片 耐油橡胶石棉 螺栓 40MnB 螺母 35 垫圈 100HV 5.2工艺接管的设计 5.2.1工艺接管尺寸的确定

搅拌设备由于工艺操作的原因，需要进行开孔或设有接管。管法兰标准应参见HG/T20592，主要参数是公称直径（DN）和公称压力（PN）。接管的外伸长度一般取150mm，如果设备需要保温，则外伸长度为200mm。如果接管公称直径DN?50mm，则外伸长度可取100mm。

本设计外伸接管长度取150mm。

因为夹套内为蒸汽，所以蒸汽从夹套上部进入，由底部出口排出冷凝水。当夹套设进气管时，为防止气体直接冲罐壁，可采取如图5-3所示的结构

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图5-3蒸汽入口结构

（1）蒸汽入口接管

采用?45×2.5无缝钢管，罐内的接管与夹套内表面磨平。配用突面板式平焊管法兰：HG20592 法兰 PL40-1.0 RF 20。 （2）安全阀接管

采用?38×3无缝钢管，接管与封头内表面磨平。配用突面板式平焊管法兰：HG20592 法兰 PL32-1.0 RF 0Cr18Ni10Ti。 （3）温度计接口

采用?25×2.5无缝钢管，伸入釜体内一定长度。配用突面板式平焊管法兰：HG20592 法兰 PL20-1.0 RF 0Cr18Ni10Ti。 （4）加料口与放料口接管

采用?108×4.0无缝钢管，接管与封头内表面磨平。配用突面板式平焊管法兰：HG20592 法兰 PL100-1.0 RF 0Cr18Ni10Ti。 （5）视镜接管

采用?133?4无缝钢管，接管与封头内表面磨平。配用突面板式平焊管法兰：

HG20592 法兰 PL125-1.0 RF 0Cr18Ni10Ti。 （6）蒸汽出口接管

采用?45?2.5无缝钢管，接管与封头内表面磨平。配用突面板式平焊管法兰：HG20592 法兰 PL65-1.0 RF 20。

工艺接管配用的标准突面板式平焊钢制管法兰的结构如图4-6所示，由文献[5] 310页得其结构如下图5-4，由表10-26和表10-33查得各工艺接管的尺寸如表 5-4所示。

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图5-4突面板式平焊法兰

表5-4 板式平焊法兰的尺寸（mm）

接管名称 公称直径DN 40 50 32 20 100 40 125 接管外径A D 蒸汽 入口 加料口 安全阀接口 温度计口 放料口 冷凝水出口 视镜 45 57 38 25 108 45 133 150 165 140 105 220 150 250 K 110 125 100 75 180 110 210 连接尺寸 L 18 18 18 14 18 18 18 n 4 4 4 4 8 4 8 Th M16 M16 M16 M12 M16 M16 M16 法兰厚度 C 18 19 18 16 22 18 22 密封面 法兰内径 B 46 59 39 26 110 46 135 坡口宽度 b 5 5 5 4 6 5 6 d 88 102 78 58 158 88 188 f1 2 2 2 2 2 2 2 5.3接管垫片尺寸及材质 因为法兰选用突面法兰RF型，所以垫片应与之配合也选用突面RF型，根据HG/T20606-2009得垫片结构如图4-5，尺寸如表4-5所示：

图5-5垫片结构形式

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表5-5 各法兰垫片尺寸明细表 接管名称 蒸汽入口 加料口 安全阀接口 温度计口 放料口 冷凝水出口 视镜 公称通径DN 40 50 32 20 100 40 25 垫片内径D1 49 61 43 27 115 49 125 垫片外径D2 92 107 82 61 162 92 141 垫片厚度T 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 5.4人孔的设计 为了安装、检修操作的方便，需在容器顶部封头上开一个人孔或手孔，根据文献[5]表11-1知当Di>1000mm时，需设一人孔，根据表11-3选择了PN1.1DN400的回转盖带颈平焊法兰人孔，密封面为突面。由文献[6]知其结构及尺寸，如图5-6，材料见表5-6。

1-人孔接管；2-螺母；3-螺栓；4-法兰；5-垫片； 6-手柄；7-法兰盖；8-销轴；9-开口销；10-垫圈

图5-6人孔

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