Курсовая работа: Аппарат с механическим перемешивающим устройством
Курсовая работа: 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.).
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 |
|
|
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]
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
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 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По [1] основываясь на
исходных данных, определяем тип уплотнения - уплотнение торцевое. Исходя из
давления (0,3 МПа), температуры (80 градусов) и оборотам мешалки (170 об/мин)
по [6] выбираем “Уплотнение торцевое, двойное” – ТД65-6К ОСТ 26-01-1243-75,
Материал - Сталь 12Х18Н10Т.
Рисунок
6 уплотнительное устройство
1-корпус,
2-втулка нажимная, 3-втулка, 4-пружина, 5-кольцо графитовое подвижное, 6-кольцо
графитовое неподвижное, 7-кольцо уплотнительное, 8-уловитель, 9-прокладка
Таблица
6 параметры уплотнительного устройства
dв
|
Д |
Д1
|
Д2
|
H |
H1
|
65 |
235 |
200 |
178 |
235 |
180 |
h |
n |
d1
|
α |
Масса, кг |
|
6 |
8 |
18 |
|
25 |
|
2.
Расчетная часть
2.1
Расчет вала перемешивающего устройства
2.1.1 Исходные данные
Длина вала
Длина консоли
Длина пролета
Координата центра тяжести
мешалки
Страницы: 1, 2, 3
|