 |
Выбор материала для изготовления аппарата
|
|
|
|
Аппарат с механическим перемешивающим устройством
САНКТ – ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
Кафедра: Машины и аппараты химических производств.
Курсовой проект по курсу
Конструирование и расчет элементов оборудования отрасли
Тема проекта
Аппарат с механическим перемешивающим устройством
Вариант: 16
Работу выполнил
Студент гр. 364
Баранов Д.А.
Руководитель
Незамаев Н.А.
Санкт – Петербург2010г.
Описание конструкции и работы аппарата
Аппараты вертикальные с перемешивающими устройствами применяются для осуществления в них различных химико-технологических процессов, происходящих в жидкой фазе.
1-корпус
2 – привод
|
3- уплотнение
4 - мешалка
Рисунок 1 Основные составные части аппарата
Данный аппарат, представленный на рисунке 1, состоит из сварного корпуса 1, в который через штуцер А поступает 30% среда Pb(NO3)2, которая попадая в аппарат перемешивается лопастной мешалкой 3, и далее выходит через сливной штуцер Б. Аппарат оснащен рубашкой, предназначенной для теплообмена, и люком-лазом В. Мешалка вращается с помощью привода 2, который оснащен торцевым уплотнением, для избежание попадания перемешивающей среды в подшипниковый узел.
1. Выбор конструктивных элементов аппарата
При конструировании и расчете химических аппаратов конструктору приходится иметь дело с рядом основных узлов и деталей, образующих тот или иной аппарат.
К основным узлам и деталям химических аппаратов можно отнести: обечайки, днища, укрепления отверстий в стенках, фланцевые и резьбовые соединения, крышки, штуцера, вводы и выводы труб, указатели уровня, смотровые окна, опоры аппаратов, перемешивающие устройства и приводы к ним.
|
|
|
Конструирование химической аппаратуры необходимо производить с максимальным использованием нормализованных узлов и деталей. При конструировании необходимо знать технологию изготовления и сборки аппарата, условия транспортирования и монтажа, требования надежности и безопасности в эксплуатации, а также и другие специфические требования, предъявляемые к химическому аппарату или его узлу. Узлы и детали должны иметь простую форму, быть технологичными в изготовлении, размеры их определяют исходя из условий прочности, жесткости и надежности конструкции.
Всегда следует стремиться к экономии материала и уменьшению массы деталей, узлов и аппарата в целом, но без ущерба для предъявляемых к ним требований. Изготовление деталей необходимо предусматривать с минимальными отходами (при раскрое деталей из листов, при механической обработке на станках т.д.).
Параметры корпуса аппарата
Из методического указания [1] по исходным данным подбираем габаритные размеры корпуса аппарата.
Рисунок 2
Таблица 1 Конструктивные параметры корпуса аппарата цельносварного с коническим днищем и рубашкой
| Нормальный Объем, м³ | Размеры, мм | ||||||||||||
| D | D1 | H | L | H2 | H3 | H4 | h | h1 | b | l | б | H6 | |
| 12.5 | 2400 | 2600 | 4035 | 1100 | 3395 | 150 | 350 | 1850 | 100 | 240 | 375 | 8 | 1384 |
Рисунок 3 Расположение штуцеров на корпусе с эллиптической крышкой
Таблица 2 Условные диаметры штуцеров для корпусов с эллиптической крышкой
| Внутр. диаметр аппарата | Диаметр штуцера, мм | ||||||||||||||
| А | Б, Л | В | Г | Е | Ж | З | М, М1, М2 | ||||||||
| 2400 | 250 | 100 | 200 | 150 | 100 | М27х2 | 200 | 80 | |||||||
| Внутр. диаметр аппарата | Диаметр штуцера, мм | Размеры, мм | |||||||||||||
| Н, Н1 | О | П | R | R2 | D2 | Вылет штуцера | |||||||||
| 2400 | 80 | 1500 | 500 | 700 | 750 | 1600 | 200 | ||||||||
Таблица 3
Назначение штуцеров для корпусов с эллиптическими крышками
| Назначение штуцеров | Обозначение | Назначение штуцеров | Обозначение |
| Для загрузки | А | Технологический | З |
| Резервный | Б,Л | Вход и выход теплоносителя | М, М1, М2 |
| Технологический | Г | Для слива | О |
| Для манометра | Е | Люк | П |
| Для термометра | Ж |
Подбор привода аппарата
|
|
|
Исходя из исходных данных, по [6] выбираем возможные варианты типов привода. В данном случае при мощности 10 кВт и 170 об/мин, возможные варианты: типы 2, 3, 5
Выбираем Тип 2, Исполнение 1 для установки на крышке аппарата. Для аппаратов с избыточным давлением не более 3,2 МПа и оборотами 20-320 об/мин выбираем Габарит 1.
Рисунок 4 Привод перемешивающего устройства Тип 2 исполнение 1
Таблица 4 Размеры привода перемешивающего устройства
| Габарит | d | B | C | L | H1 | H2 | H3 |
| 2 | 65 | 695 | 475 | 280 | 758 | 350 | 30 |
| Габарит | H4 | h | S | S1 | l | l1 | l2 |
| 2 | 10 | 1375 | 16 | 20 | 390 | 772 | 480 |
| Габарит | l3 | l4 | D | D4 | t | b | Масса |
| 2 | 27 | 135 | 430 | 105 | 34,18 | 16 | 615 |
H = 1640 мм по [2]
Выбор материала для изготовления аппарата
При конструировании химической аппаратуры конструкционные материалы должны отвечать следующим основным требованиям:
1. Достаточная общая химическая и коррозионная стойкость материала в агрессивной среде с заданными параметрами по концентрации среды, ее температуре и давлению, при которых осуществляется технологический процесс, а также стойкость против других возможных видов коррозионного разрушения (межкристаллитная коррозия, электрохимическая коррозия сопряженных металлов в электролитах, коррозия под напряжением).
2. Достаточная механическая прочность для заданного давления и температуры технологического процесса с учетом специфических требований, предъявляемых при испытании аппаратов на прочность, герметичность и т.д., и в эксплуатационных условиях при действии на аппараты различного рода дополнительных нагрузок (ветровая нагрузка, прогиб от собственного веса и т.д.).
3. Наилучшая способность материала свариваться, обеспечивая высокие механические свойства сварных соединений и коррозионную стойкость их в агрессивной среде, обрабатываться резанием, давлением, подвергаться сгибу и т.п.
4. Низкая стоимость материала, не дефицитность и возможность получения без освоения промышленностью. Необходимость стремиться применять двухслойные стали, стали с покрытием из неметаллических материалов. Номенклатура применяемых материалов как по наименованию, маркам, так и по сортаменту должна быть минимальной с учетом ограничений, предусматриваемых ведомственными нормалями и действующими на заводах-изготовителях инструкциями.
|
|
|
Согласно заданию выбираю по для среды (Pb(NO3)2 – водный раствор) сталь 12X18H10T. Для изготовления обечайки, днища, крышки.
Коррозионная стойкость для данной среды – П<0.1 мм/год
Плотность – 
7850 кг/м³
Допускаемое напряжение [σ]=154 МПа (при Т=80 º С)
Для изготовления рубашки, для среды Н2О по[17] выбираем сталь 10.
Коррозионная стойкость для данной среды – П<0.1 мм/год
Плотность – 7850 кг/м³
Допускаемое напряжение [σ]=126 МПа
Выбор муфты
Выбираю упругую втулочно-пальцевую муфту МУВП-65 ГОСТ 21424-75
Рисунок 5 муфта
Таблица 5 параметры муфты
| Обозначение муфты |
| |||||||||||
| d | Dм | Dм1 | Dм2 | Lм | Lм1 | lм | lм1 | lм2 | lм3 | lм4 | ||
| МУВП-65 | 65 | 220 | 208 | 170 | 285 | 140 | 40 | 85 | 22 | 32 | 45 | |
| Продолжение | Размеры, мм | Колич. пальцев | |||||||||||
| dм1 | dм2 | dм3 | dм4 | dм5 | d+tш | Cм | fм | hм | bш | dр | nп | ||
| 110 | 130 | 95 | 18 | 36 | 65.5 | 3 | 2-6 | 3 | 18 | М12 | 10 | ||
|
|
|
