800mm立式多噴嘴水噴射真空泵設(shè)計-課程設(shè)計

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章 水室的設(shè)計1</p><p>　　1.1 水室筒體的設(shè)計1</p><p>　　1.2筒體法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)的設(shè)計2</p><p>　　1.3 進液管的設(shè)計4</p><p>　　1.4筒體長度的確定6

2、</p><p>　　1.5壓力表接管及法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)的設(shè)計6</p><p>　　1.6水室的部件圖8</p><p>　　第二章平板封頭的設(shè)計9</p><p>　　2.1平板封頭的強度計算9</p><p>　　第三章 噴板的設(shè)計11</p><p>　　3.1 噴嘴孔在噴板上

3、的布置11</p><p>　　3.2 噴板的穩(wěn)定性計算12</p><p>　　第四章 真空室的設(shè)計13</p><p>　　4.1 真空室的長度設(shè)計14</p><p>　　4.2 真空室的穩(wěn)定性計算14</p><p>　　4.3 真空室的法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)設(shè)計16</p><p>

4、;　　4.4 真空室的部件圖20</p><p>　　第五章 噴嘴的設(shè)計21</p><p>　　5.1噴嘴的設(shè)計21</p><p>　　5.2防旋裝置的設(shè)計21</p><p>　　第六章 喉管、尾管的結(jié)構(gòu)設(shè)計22</p><p>　　6.1 喉管的設(shè)計22</p><p>

5、　　6.2 尾管的設(shè)計22</p><p>　　第七章 壓力試驗24</p><p>　　7.1水室的水壓試驗24</p><p>　　7.2真空室的氣壓試驗24</p><p>　　第八章 支座的設(shè)計26</p><p>　　8.1 設(shè)備工作時總質(zhì)量的估算26</p><p&g

6、t;　　8.2支座的選型及尺寸設(shè)計27</p><p>　　第九章 開孔補強的設(shè)計計算29</p><p>　　9.1 水室開孔補強的設(shè)計計算29</p><p>　　9.2真空室開孔補強的設(shè)計計算30</p><p>　　第十章 主要焊縫的結(jié)構(gòu)與尺寸設(shè)計32</p><p>　　第十一章 裝配圖及主要部

7、件圖的設(shè)計33</p><p>　　第十一章 裝配圖及主要部件圖的設(shè)計34</p><p>　　11.1技術(shù)特性表34</p><p>　　11.2接管表34</p><p>　　11.3技術(shù)要求34</p><p>　　11.4標題欄及明細表35</p><p>　　11.5 裝

8、配圖及部件圖36</p><p>　　參 考 文 獻36</p><p>　　第一章 水室的設(shè)計</p><p>　　水室的作用：貯存具有一定壓力的引射流體——水，并容納若干個噴嘴。由條件設(shè)計單中可知水室的工作壓力為，屬低壓設(shè)備；操作介質(zhì)為水，不具有污染性；操作溫度為室溫，因此，筒體和接管材料均選用Q235-B，法蘭材料選用16Mn， 其基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。

9、</p><p>　　1.1 水室筒體的設(shè)計</p><p>　　1.1.1 設(shè)計參數(shù)的確定</p><p>　　設(shè)計壓力： ＝1.1，?。?.1=1.1×0.35</p><p>　　液體靜壓： 按筒高近似為 估算=0.01，</p><p>　　因=0.01<=0.193，故可以忽略。</p

10、><p>　　計算壓力： = = 1.1×0.35</p><p>　　設(shè)計溫度： 25+15=40℃</p><p>　　焊縫系數(shù)： （單面焊透，局部無損探傷）</p><p>　　鋼板負偏差： ＝0.25（GB6654-96）</p><p>　　因設(shè)備材料為尚耐腐蝕材料且為微弱單面腐蝕故

11、取腐蝕裕量： ＝1</p><p>　　1.1.2 筒體壁厚的強度計算</p><p>　　假設(shè)筒體壁厚的，由Q235-B、=25℃、查鋼板的許用應(yīng)力表可知＝113。</p><p><b>　　根據(jù)得：</b></p><p><b>　　考慮，則，圓整</b></p><p

12、>　　由于，故假設(shè)的筒體壁厚太大，應(yīng)重新假設(shè)，考慮到設(shè)計壓力較小，因此，強度條件已不是確定筒體壁厚的主要因素，應(yīng)按剛度條件設(shè)計筒體壁厚。</p><p>　　1.1.3 筒體壁厚的剛度計算</p><p>　　對于Q235-B制容器，當≤3800 ，≥2/1000且不小于3，另加并圓整至。故：</p><p>　　考慮到筒體加工壁厚不小于5mm，取。</

13、p><p>　　1.2筒體法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)的設(shè)計</p><p>　　1.2.1法蘭的設(shè)計及密封面的選型</p><p>　　根據(jù)法蘭的DN=800、PN=0.6</p><p>　　查表可知：法蘭的類型為甲型平焊法蘭；</p><p>　　密封面的型式為平面，結(jié)構(gòu)及尺寸如圖2。法蘭標記： </p><p&

14、gt;　　法蘭 800-0.6 JG/T4701-2002。</p><p>　　材 料： 16Mn</p><p><b>　　螺栓規(guī)格： 20</b></p><p><b>　　螺栓數(shù)量： 24</b></p><p><b>　　法蘭數(shù)量： 3</b></

15、p><p>　　1.2.2 墊片的設(shè)計及螺栓、螺母、墊圈的設(shè)計</p><p>　　根據(jù)密封的介質(zhì)為水，操作溫度為25℃，操作壓力為0.35，由墊片選用表可知：選用橡膠墊片，材料為橡膠板（GB/T3985）。墊片的尺寸如圖3。</p><p>　　墊片標記：HG20606 墊片 FF 800-0.6 XB350</p><p>　　本設(shè)計選

16、用六角頭螺栓（A級、GB/T5780-2000）、Ⅰ型六角螺母（A級、GB/T41-2000）、</p><p>　　平墊圈（100HV、GB/T 95-2002） </p><p><b>　　螺栓長度的計算：</b></p><p>　　螺栓的長度由法蘭的厚度（）、平板封頭的厚度()、墊片的厚度（）、螺母的厚度（）、墊圈厚度（）、螺栓伸出長

17、度(0.3～0.5)確定。</p><p>　　其中=40、=28(見第二章)、=3、=14.8、＝3、螺栓伸出長度取=0.4×23。</p><p>　　與平板封頭聯(lián)接的螺栓長度為：</p><p><b>　　取長度。</b></p><p>　　螺栓標記： 螺栓GB/T5780-2000 M20

18、5;105 </p><p>　　材 料： Q235-A</p><p>　　螺母標記： 螺母GB/T41-2000 M20×2</p><p>　　材 料： Q235-A</p><p>　　墊圈標記： 墊圈GB/T 95—2002 -16-100 HV </p><p>　　1.3

19、進液管的設(shè)計</p><p>　　1.3.1 進液管直徑的設(shè)計</p><p><b>　　取進液管液體流速</b></p><p><b>　　由得：</b></p><p><b>　　根據(jù)得：</b></p><p>　　由查鋼管標準可知：進液管，

20、外徑、壁厚。</p><p>　　開孔直徑<，滿足開孔最大直徑的要求。</p><p>　　1.3.2進液管長度的設(shè)計及裝配尺寸</p><p>　　設(shè)備外部沒有保溫層，由DN=250mm查表可知，進液管長度取：</p><p>　　進液氣管的中心線距筒體上法蘭密封面的尺寸（裝配尺寸）按下式計算：</p><p>

21、;　　其中：—筒體半徑，取400mm；—筒體壁厚，取5mm；—接管外徑，取273mm。</p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　取。</b></p><p>　　1.3.3進液管法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)的設(shè)計</p><p>　　一、管法蘭的設(shè)計及密封面的選型</p>

22、<p>　　根據(jù)管法蘭的DN=250、PN=0.6查表可知：法蘭的類型為板式平焊管法蘭；密封</p><p>　　面的型式為突面，結(jié)構(gòu)及尺寸如圖4。 </p><p>　　圖4 進液管法蘭的結(jié)構(gòu)與尺寸</p><p>　　法蘭標記：HG20592 法蘭 PL250-0.6 RF 16Mn</p><p>　　二、墊片的設(shè)

23、計及螺栓、螺母的設(shè)計</p><p>　　根據(jù)密封的介質(zhì)為水，操作溫度為25℃，操作壓力為0.35，由墊片選用表可知：選用橡膠墊片，材料為橡膠板（GB/T3985）。墊片的尺寸如圖5。</p><p>　　墊片標記：HG20606 墊片 RF 250-0.6 XB350</p><p>　　本設(shè)計選用六角頭螺栓（A級、GB/T5780-2000）、Ⅰ型六角螺母

24、（A級、GB/T41-2000）、平墊圈（100HV、GB/T 95-2002）</p><p><b>　　螺栓長度的計算：</b></p><p>　　螺栓的長度由法蘭的厚度（）、墊片的厚度（）、螺母的厚度（）、墊圈厚度（）、螺栓伸出長度(0.3～0.5)確定。其中=24 =2 =14.8 ＝1.5 螺栓伸出長度取=0.4×18。</p>

25、<p><b>　　螺栓的長度為：</b></p><p><b>　　取螺栓長度。</b></p><p>　　螺栓標記： 螺栓GB/T5780-2000 M16×80 </p><p>　　材 料： Q235-A</p><p>　　螺母標記： 螺母GB/T41-

26、2000 M16×2</p><p>　　材 料： Q235-A</p><p>　　墊圈標記： 墊圈GB/T95—2002 -16-100 HV</p><p>　　1.4筒體長度的確定</p><p><b>　　筒體的長度H：</b></p><p>　　其中：—筒體

27、半徑，取400mm；—筒體壁厚，取5mm；—進水管外徑，取273mm。</p><p>　　取H = 500mm。</p><p>　　1.5壓力表接管及法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)的設(shè)計</p><p>　　1.5.1 接管的設(shè)計</p><p>　　由條件設(shè)計單可知接管的DN=20mm，規(guī)格為Ф25×3。接管的長度。</p>&l

28、t;p>　　接管的裝配尺寸(接管中心線距上法蘭密封面的豎直距離)為：</p><p>　　其中：—筒體半徑，取400mm；—筒體壁厚，取5mm；—接管外徑，取25mm。</p><p><b>　　，取。</b></p><p>　　1.5.2 法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)的設(shè)計</p><p>　　一、法蘭的設(shè)計及密封面的選型&

29、lt;/p><p>　　根據(jù)管法蘭的DN=20、PN=0.6查表</p><p>　　可知：法蘭的類型為板式平焊管法蘭；密封面</p><p>　　的型式為突面，結(jié)構(gòu)及尺寸如圖6。</p><p><b>　　法蘭標記：</b></p><p>　　HG20592 法蘭 PL20-0.6 RF

30、 16Mn</p><p>　　二、墊片的設(shè)計及螺栓、螺母的設(shè)計</p><p>　　根據(jù)密封的介質(zhì)為水，操作溫度為25℃，操作壓力為0.35，由墊片選用表可知：選用橡膠墊片，材料為橡膠板（GB/T3985）。墊片的尺寸如圖7。</p><p>　　墊片標記：HG20606 墊片 RF 20-0.6 XB350</p><p>　　本

31、設(shè)計選用六角頭螺栓（A級、GB/T5780-2000）、Ⅰ型六角螺母（A級、GB/T41-2000）、平墊圈（100HV、GB/T 95-2002）</p><p><b>　　螺栓長度的計算：</b></p><p>　　螺栓的長度由法蘭的厚度（）、墊片的厚度（）、螺母的厚度（）、墊圈厚度（）、螺栓伸出長度(0.3～0.5)確定。</p><p&

32、gt;　　其中=14、=1.5、=8.4、＝2.0、螺栓伸出長度取=0.4×11。</p><p>　　取螺栓長度。螺栓標記： 螺栓GB/T5780-2000 M10×50</p><p>　　材 料： Q235-A螺母標記： 螺母GB/T41-2000 M10×1.5</p><p>　　材 料： Q2

33、35-A墊圈標記： 墊圈GB/T95—2002 -10-100 HV </p><p><b>　　1.6水室的部件圖</b></p><p>　　水室的部件圖見圖8。</p><p><b>　　平板封頭的設(shè)計</b></p><p>　　平板封頭與水室采用法蘭聯(lián)接，聯(lián)接尺寸與水室的上法蘭相同。其

34、作用是將引射流體密封在水室內(nèi)，以防止水外溢，同時可防止空氣中的雜質(zhì)進入水室堵塞噴嘴。</p><p>　　2.1平板封頭的強度計算</p><p>　　由于操作介質(zhì)為水，工作溫度為，故材料選用Q235B。</p><p>　　2.1.1設(shè)計參數(shù)的確定</p><p>　　設(shè)計壓力： ＝1.1，</p><p>　　取

35、＝1.1=1.1×0.35</p><p><b>　　計算壓力： </b></p><p><b>　　設(shè)計溫度： </b></p><p>　　焊縫系數(shù)： (整板加工)</p><p><b>　　鋼板負偏差C1：</b></p>&l

36、t;p><b>　　腐蝕裕度C2： </b></p><p>　　2.1.2 平板封頭壁厚的設(shè)計</p><p>　　平板封頭的壁厚公式為：</p><p>　　其中： —計算直徑，取墊片的中徑，即804 +（844-804）/2=824 mm；—板邊結(jié)構(gòu)特征系數(shù)，取0.3。</p><p>　　設(shè)封頭的壁厚為，

37、由、Q235B、查鋼板的許用應(yīng)力表可知。</p><p><b>　　由公式 得：</b></p><p>　　圓整，因為>，所以假設(shè)不合理</p><p><b>　　故需重新假設(shè)。</b></p><p>　　設(shè)封頭的壁厚為mm，由、Q235B、查鋼板的許用應(yīng)力表可知。</p>

38、<p><b>　　由公式 得：</b></p><p>　　圓整，因為mm=mm，所以假設(shè)mm合理，故封頭的壁厚為mm。</p><p>　　2.1.3 平板封頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　平板封頭的結(jié)構(gòu)如圖9。</p><p>　　第三章 噴板的設(shè)計</p><p>　　3

39、.1 噴嘴孔在噴板上的布置</p><p>　　由設(shè)計條件單可知，噴嘴孔在噴板上的布置形式為同心圓，考慮到最外緣噴嘴具有一定的傾斜角度，因此，在噴板上布置噴嘴時，為防止噴嘴與水室內(nèi)壁出現(xiàn)干涉，噴板的球面部分在水平方向的投影徑取，噴嘴孔在780mm的范圍內(nèi)進行布置，噴嘴孔的個數(shù)及布置如圖10。噴嘴孔數(shù)量為57，噴嘴孔中心線距離為80mm。噴嘴出口內(nèi)徑取，面積比：</p><p><b&

40、gt;　　則喉管的直徑為：，</b></p><p>　　3.2 噴板的穩(wěn)定性計算</p><p>　　3.2.1 設(shè)計外壓的確定 </p><p>　　噴板的設(shè)計外壓取其在工作過程中可能產(chǎn)生的最大壓差，取設(shè)計外壓：。</p><p>　　3.2.2 穩(wěn)定性計算</p><p>　　假設(shè)噴板的壁

41、厚為，。由噴板的當量半徑和，計算出。用 =0.125 計算出系數(shù)值，。</p><p>　　在圖13-8的下方找到系數(shù)=0.00083值，由此做垂直線與≤150℃的溫度線相交，交點水平對應(yīng)的值系數(shù)約為100。許用外壓按下式計算：</p><p>　　因為＜, 所以假設(shè)壁厚為滿足穩(wěn)定性要求，但考慮到噴板上需要開設(shè)57個最大直徑為的圓孔，會引起噴板的穩(wěn)定性下降，同時，在噴板上安裝噴嘴后，若噴板

42、壁厚較小，在水流的沖擊下，噴嘴會產(chǎn)生較大的擺動，導致引射流體過早破碎，使抽氣量下降，一般噴板的壁厚取25-30mm。本設(shè)計取。</p><p>　　噴板的結(jié)構(gòu)及尺寸如圖11。</p><p>　　圖11 噴板的結(jié)構(gòu)與尺寸</p><p>　　第四章 真空室的設(shè)計</p><p>　　真空室主要由外壓圓筒、錐殼、進氣管等構(gòu)成，基本結(jié)構(gòu)如圖1

43、2所示。其作用是當引射流體水高速通過氣室時，會將水流周圍的氣體以摩擦、撞擊、挾帶的方式帶出，在氣室內(nèi)將產(chǎn)生負壓。由條件設(shè)計單中可知水室的工作壓力為，屬低壓設(shè)備；操作介質(zhì)為水，不具有污染性；操作溫度為室溫，因此，筒體和接管材料均選用Q235-B，法蘭材料選用16Mn，其基本結(jié)構(gòu)如圖12所示。</p><p>　　4.1 真空室的長度設(shè)計</p><p>　　真空室由圓筒和圓錐殼兩部分構(gòu)成，總

44、長度取引射流體的長度，引射流體的長度為，取引射流體長度，故總長度：。</p><p>　　4.1.1圓筒的長度設(shè)計</p><p>　　一、進氣管直徑的確定</p><p>　　進氣管直徑的大小對真空度的形成有非常重要的影響。當抽氣量（180m3/h）一定時，進氣管直徑越小，則氣流速度越大，對引射流體束的沖擊越大，易造成引射流體過早破碎，氣液混合物不能及時進入尾管排

45、出，使抽氣量下降；反之，則相反。因此，在滿足開孔的條件下，進氣管直徑取大較好。由于，最大開孔直徑且不過520，取。與之配套的接管公稱直徑為，規(guī)格為。</p><p>　　根據(jù)mm、設(shè)備外無保溫層，可確定進氣管的長度為。 </p><p>　　二、圓筒長度的確定 </p>&

46、lt;p><b>　　圓筒的長度為：</b></p><p><b>　　圓整取</b></p><p>　　4.1.2圓錐殼的長度設(shè)計</p><p>　　圓錐殼的下端與喉管采用管法蘭聯(lián)接，初選、的管法蘭，由管法蘭的內(nèi)徑為，故取錐殼的下端外徑。錐殼的長度為：1300-605=695 mm，錐殼的半錐角為：</

47、p><p><b>　　，所以半角，因</b></p><p>　　故設(shè)計合理，錐殼的長度滿足要求。</p><p>　　4.2 真空室的穩(wěn)定性計算</p><p>　　4.2.1設(shè)計外壓的確定</p><p>　　對于真空容器，取設(shè)計外壓： </p><p>　　4.2.2筒

48、體壁厚的設(shè)計</p><p><b>　　試差法</b></p><p><b>　　假設(shè)圓筒的壁厚為，</b></p><p><b>　　、</b></p><p>　　由公式計算出臨界長度值為：</p><p>　　筒體的計算長度計算如下：=500

49、mm</p><p>　　因為>=500mm，所以筒體為短圓筒。</p><p><b>　　由得：， </b></p><p><b>　　對于筒體穩(wěn)定系數(shù)，</b></p><p>　　因為，所以假設(shè)壁厚偏大，但考慮到化工容器的加工壁厚不小于5mm，故取筒體的壁厚</p>

50、;<p>　　二、圖算法 </p><p>　　假設(shè)圓筒的壁厚為，、</p><p><b>　　，則、</b></p><p>　　。在圖13-6中的縱坐標上找到，自該點做水平線與對應(yīng)的線相交，由交點做垂直線與水平軸相交，找到交點的系數(shù)值約0.0065。在圖13-8中的橫坐標上找到0.0065，由此做垂直線與15

51、0℃的溫度線相交，交點水平對應(yīng)的值系數(shù)約為90。</p><p>　　圓筒的許用外壓按下式計算：</p><p><b>　　=， </b></p><p>　　因為，所以假設(shè)壁厚偏大，但考慮到化工容器的加工壁厚不小于5mm，故取筒體的壁厚</p><p>　　4.2.3 圓錐殼壁厚的設(shè)計</p><

52、p>　　承受外壓圓錐殼的壁厚可按外壓圓筒壁厚的確定方法進行計算，但用錐殼的有效壁厚來代替圓筒的有效壁厚，錐殼的有效壁厚為：</p><p>　　將外壓圓錐殼轉(zhuǎn)化為當量圓筒，其當量長度為：</p><p>　　其中：—圓錐殼的軸向長度，取695mm；—圓錐殼的小端外徑，取276；</p><p>　　—圓錐殼的大端外徑，取800。</p><

53、p>　　假設(shè)圓錐殼的壁厚為，=3.501 mm，</p><p><b>　　當量長度為：，則</b></p><p>　　、 在圖13-6中的縱坐標上找到 ，自該點做水平線與對應(yīng)的線相交，由交點做垂直線與水平軸相交，找到交點的系數(shù)值約0.0075。在圖15-5中的橫坐標上找到0.0009，由此做垂直線與150℃的溫度線相交，交點水平對應(yīng)的值系數(shù)約為95。&l

54、t;/p><p>　　按下式計算許用外壓：</p><p><b>　　=， </b></p><p>　　因為，所以假設(shè)壁厚偏大，但考慮到其與筒體的焊接和加工的要求，故取圓錐殼的壁厚與筒體的壁厚相同，即</p><p>　　4.3 真空室的法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　4.3.1外壓圓筒的法

55、蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　真空室的圓筒與噴板采用法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)，法蘭選用甲型平焊法蘭；密封面的型式為平面，結(jié)構(gòu)及尺寸見圖2。墊片選用橡膠墊片，材料為橡膠板（GB/T3985）。墊片的尺寸見圖3。</p><p>　　本設(shè)計選用六角頭螺栓（A級、GB/T5780-2000）、Ⅰ型六角螺母（A級、GB/T41-2000）、平墊圈（100HV、GB/T 95-2002）</p>

56、;<p>　　與噴板聯(lián)接的螺栓長度為：</p><p><b>　　取。</b></p><p>　　螺栓標記： 螺栓GB/T5780-2000 M16×125材 料： Q235-A</p><p>　　螺母標記： 螺母GB/T41-2000 M16×2材 料： Q235-A</p>

57、;<p>　　墊圈標記： 墊圈GB/T 95—2002 -16-100 HV </p><p>　　4.3.2外壓圓錐殼的法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　一、管法蘭的設(shè)計及密封面的選型</p><p>　　根據(jù)管法蘭的DN=250、PN=0.6查表可知：法蘭的類型為板式平焊管法蘭；密封面的型式為突面，結(jié)構(gòu)及尺寸如圖13。</p>

58、<p>　　法蘭標記： HG20592 </p><p>　　法蘭 PL250-0.6 </p><p><b>　　RF 16Mn</b></p><p>　　二、墊片的設(shè)計及螺栓、螺母的設(shè)計</p><p>　　根據(jù)密封的介質(zhì)為水，操作溫度為25℃，操作壓力為0.35，由墊片選用表可知：選用橡膠墊片

59、，材料為橡膠板（GB/T3985）。墊片的尺寸如圖14。</p><p>　　墊片標記：HG20606 墊片 RF 250-0.6 XB350 </p><p>　　本設(shè)計選用六角頭螺栓（A級、GB/T5780-2000）、Ⅰ型六角螺母（A級、GB/T41-2000）、平墊圈（100HV、GB/T 95-2002）</p><p><b>　　螺栓長

60、度的計算：</b></p><p>　　螺栓的長度由法蘭的厚度（）、墊片的厚度（）、螺母的厚度（）、墊圈厚度（）、螺栓伸出長度(0.3～0.5)確定。</p><p>　　其中=24、=2、=14.8、＝1.5、螺栓伸出長度取=0.4×18。</p><p><b>　　螺栓的長度為：</b></p><

61、;p><b>　　取螺栓長度。</b></p><p>　　螺栓標記： 螺栓GB/T5780-2000 M16×80</p><p>　　材 料： Q235-A</p><p>　　螺母標記： 螺母GB/T41-2000 M16×2</p><p>　　材 料： Q

62、235-A</p><p>　　墊圈標記： 墊圈GB /T 95—2002- 16-100 HV </p><p>　　4.3.3進氣管法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　一、法蘭的設(shè)計及密封面的選型</p><p>　　根據(jù)管法蘭的DN=350、PN=0.6</p><p>　　查表可知：法蘭的類型為板式平焊

63、管法蘭；密封面的型式為突面，結(jié)構(gòu)及尺寸如圖15。</p><p>　　法蘭標記：HG20592 法蘭 PL350-0.6 RF 16Mn</p><p>　　二、墊片的設(shè)計及螺栓、螺母的設(shè)計</p><p>　　根據(jù)密封的介質(zhì)為水，操作溫度為25℃，操作壓力為0.35，由墊片選用表可知：選用橡膠墊片，材料為橡膠板（GB/T3985）。墊片的尺寸如圖16。<

64、;/p><p>　　本設(shè)計選用六角頭螺栓（A級、GB/T5780-2000）、Ⅰ型六角螺母（A級、GB/T41-2000）、平墊圈（100HV、GB/T 95-2002）</p><p><b>　　螺栓長度的計算：</b></p><p>　　螺栓的長度由法蘭的厚度（）、墊片的厚度（）、螺母的厚度（）、墊圈厚度（）、螺栓伸出長度(0.3～0.5)

65、確定。</p><p>　　其中=28、=2、=18、＝3、螺栓伸出長度取=0.4×22。</p><p><b>　　螺栓的長度為：</b></p><p><b>　　取長度。</b></p><p>　　螺栓標記： 螺栓GB/T5780-2000 M 20×100 &l

66、t;/p><p>　　材 料： Q235-A</p><p>　　螺母標記： 螺母GB/T41-2000 M 20×2</p><p>　　材 料： Q235-A</p><p>　　墊圈標記： GB/T 95－2002 -20-100 HV </p><p>　　4.3.4進氣

67、管的裝配尺寸</p><p>　　進氣管的中心線距筒體上法蘭密封面的尺寸（裝配尺寸）按下式計算：</p><p>　　其中：—筒體半徑，取400mm；—筒體壁厚，取5mm；—接管外徑，取377mm。</p><p><b>　　，取。</b></p><p>　　4.3.5支座的裝配尺寸</p><p

68、>　　支座護板底面與真空室筒體的下端面的垂直距離取40 mm，3則支座底板距上法蘭密封面的垂直距離為：605-40-40=525（mm），因此，。</p><p>　　4.3.6真空表接管的裝配尺寸</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　取。</b></p><p&g

69、t;　　4.4 真空室的部件圖</p><p>　　真空室的部件圖如圖17</p><p>　　第五章 噴嘴的設(shè)計</p><p><b>　　5.1噴嘴的設(shè)計</b></p><p>　　噴嘴的作用是將水的絕大部分靜壓能轉(zhuǎn)化為動能，使水高速噴出，將氣室中的氣體帶出而形成真空。噴嘴的出口內(nèi)徑一般取，本設(shè)計取。由于噴嘴的

70、出口部分磨損較嚴重，故噴嘴設(shè)計成兩段，上段在進口處設(shè)有十字擋環(huán)，以防止進入噴嘴的水流產(chǎn)生旋渦，使磨損更加嚴重。下段噴嘴可以定期進行更換。噴嘴的結(jié)構(gòu)及尺寸如圖18。</p><p>　　上段噴嘴 下段噴嘴 組裝圖</p><p>　　圖18 噴嘴的結(jié)構(gòu)及尺寸</p><p>　　5.2防旋裝置的設(shè)計&

71、lt;/p><p>　　具有一定壓力的水進入噴嘴時易產(chǎn)生旋渦，使部分靜壓能轉(zhuǎn)化為熱能，導致水溫升高，真空度降低；同時會加快噴嘴內(nèi)壁的磨損，使噴嘴的使用壽命下降。因此，需要在噴嘴的入口處設(shè)置防旋裝置，材料選用聚四氟乙烯，結(jié)構(gòu)與尺寸如圖19。</p><p>　　圖19 防旋十字擋板</p><p>　　第六章 喉管、尾管的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>

72、;<b>　　6.1 喉管的設(shè)計</b></p><p>　　喉管的的作用主要有兩個方面，一方面聚焦引射流體，另一方面起水封作用，以防止外部的大氣通過尾管進入真空室破壞真空。喉管采用耐磨鑄鐵整體鑄造，其上端與外壓圓錐殼的下端法蘭相聯(lián)，下端與尾管法蘭相聯(lián)。</p><p>　　其結(jié)構(gòu)與尺寸如圖20。</p><p><b>　　6.2

73、尾管的設(shè)計</b></p><p>　　尾管的的作用主要是有將引射流體和氣體的混合物排出，另一方面起抽吸作用。</p><p>　　6.2.1尾管的設(shè)計</p><p>　　尾管采用Q235-B鋼管制造，其上端與喉管采用法蘭相聯(lián)，法蘭選用DN200、PN0.6的突面板式管法蘭。尾管的公稱直徑為DN200mm，接管的規(guī)格為Ф219×6，長度。&l

74、t;/p><p>　　6.2.2 法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　一、管法蘭的設(shè)計及密封面的選型</p><p>　　根據(jù)管法蘭的DN=200mm、PN=0.6查表可知：法蘭的類型為板式平焊管法蘭；密封面的型式為突面，結(jié)構(gòu)及尺寸如圖21。</p><p>　　二、墊片的設(shè)計及螺栓、螺母的設(shè)計</p><p>　　根

75、據(jù)密封的介質(zhì)為水，操作溫度為25℃，操作壓力為0.35，由墊片選用表可知：選用橡膠墊片，材料為橡膠板。墊片的尺寸如圖22。</p><p>　　圖22 墊片的尺寸</p><p>　　墊片標記：HG20606 墊片 RF 200-0.6 XB350</p><p>　　本設(shè)計選用六角頭螺栓（A級、GB/T5780-2000）、Ⅰ型六角螺母（A級、GB/T

76、41-2000）、平墊圈（100HV、GB/T 95-2002）</p><p><b>　　螺栓長度的計算：</b></p><p>　　螺栓的長度由法蘭的厚度（）、墊片的厚度（）、螺母的厚度（）、墊圈厚度（）、螺栓伸出長度(0.3～0.5)確定。</p><p>　　其中=24、=2、=14.8、＝3、螺栓伸出長度取=0.4×18

77、。</p><p><b>　　螺栓的長度為：</b></p><p><b>　　取長度。</b></p><p>　　螺栓標記： 螺栓GB/T5780-2000 M16×80 </p><p>　　材 料： Q235-A</p><p>　　螺母標記：

78、螺母GB/T41-2000 M16×2</p><p>　　材 料： Q235-A</p><p>　　墊圈標記： 墊圈GB/T 95－2002 -16-100 HV </p><p>　　第七章 壓力試驗</p><p>　　壓力試驗的目的是檢驗設(shè)備的宏觀強度（是否有異常變形）和致密性（有無泄漏）。壓力試驗是化工容

79、器及設(shè)備出廠時必須進行的工序。</p><p>　　7.1水室的水壓試驗</p><p>　　7.1.1試驗壓力的確定</p><p>　　且不小于（+0.1） </p><p>　　其中：—設(shè)計壓力，??；—材料在試驗溫度下的許用應(yīng)力，取=113</p><p>　　將已知值代入上式得：</p>

80、<p>　　因為＜（+0.1）=0.485，所以取。</p><p>　　壓力表的量程：2=2×0.49= 0.98或0.735～1.96。</p><p><b>　　水溫≥5℃</b></p><p>　　7.1.2壓力試驗的強度校核</p><p>　　液壓試驗時筒體產(chǎn)生的最大應(yīng)力為：</

81、p><p><b>　　代入已知值得： </b></p><p>　　因＝52＜0.9=0.9×235×0.85=179.8，故液壓強度足夠。</p><p>　　7.1.3水壓試驗的操作</p><p>　　在保持水室表面干燥的條件下，首先用水將水室內(nèi)的空氣排空，再將水的壓力緩慢升至0.49，保壓不低

82、于30，然后將壓力緩慢降至0.392，保壓足夠長時間，檢查所有焊縫和連接部位有無泄露和明顯的殘留變形。若質(zhì)量合格，緩慢降壓將罐體內(nèi)的水排凈，用壓縮空氣吹干罐體。若質(zhì)量不合格，修補后重新試壓直至合格為止。</p><p>　　7.2真空室的氣壓試驗</p><p>　　7.2.1試驗壓力的確定</p><p>　　真空容器按規(guī)定做內(nèi)壓試驗，且試驗壓力為0.35，故取。

83、</p><p>　　壓力表的量程：2=2×0.35= 0.7或0.53～1.4。</p><p>　　操作介質(zhì)：空氣；溫度≥15℃</p><p>　　7.2.2壓力試驗的強度校核</p><p>　　氣壓試驗時錐體產(chǎn)生的最大應(yīng)力為：</p><p><b>　　代入已知值得： </b&g

84、t;</p><p>　　因＝40.2＜0.8=0.8×235×0.85=160，故氣壓強度足夠。</p><p>　　7.2.3氣壓試驗的操作</p><p>　　做氣壓試驗時，緩慢將壓力升至0.035，保持5min并進行初檢。合格后繼續(xù)升壓至0.175，其后按每級的0.035級差，逐級升至試驗壓力0.35，保持30，然后再降至0.305，保壓

85、足夠長時間，同時進行檢查，如有泄露，修補后再按上述規(guī)定重新進行試驗。</p><p>　　第八章 支座的設(shè)計</p><p>　　8.1 設(shè)備工作時總質(zhì)量的估算</p><p>　　設(shè)備工作時的總質(zhì)量由兩部分構(gòu)成，一、設(shè)備金屬的質(zhì)量（）；二、操作介質(zhì)的的質(zhì)量（），總質(zhì)量：。</p><p>　　8.1.1設(shè)備金屬的質(zhì)量的估算</p&

86、gt;<p>　　（一）水室的金屬質(zhì)量</p><p>　　水室的主要金屬質(zhì)量：=+2+++ Q封</p><p>　　其中：—筒體質(zhì)量，對于、的圓筒，每米的質(zhì)量為99kg，取 </p><p>　　=0.50×99=49.5kg；</p><p>　　—法蘭質(zhì)量，對于、的容器法蘭，查表知=47.78 kg；</

87、p><p>　　—壓力表接管質(zhì)量，對于、的突面板式管法蘭，查表知法蘭質(zhì)量為0.6kg、接管質(zhì)量為0.3875，取=0.99 kg</p><p>　　—進液接管質(zhì)量，對于、的突面板式管法蘭，查表知法蘭質(zhì)量為8.96kg、接管質(zhì)量為6.304kg，取=15.26 kg</p><p>　　封頭質(zhì)量—Q封=kg</p><p>　　= 49.5+47

88、.78+0.99+15.26+111.1=238（kg）</p><p>　?。ǘ┱婵帐业慕饘儋|(zhì)量</p><p>　　真空室的金屬質(zhì)量：=++++</p><p>　　其中：—殼體質(zhì)量，近似按、的圓筒計算，每米的質(zhì)量為99 kg，取 =1.3×99 =128.7 kg；</p><p>　　—上法蘭質(zhì)量，對于、的容器法蘭，查表知

89、=47.78 kg；</p><p>　　—下法蘭質(zhì)量，對于、突面板式管法蘭，查表知=8.96kg；</p><p>　　—真空表接管質(zhì)量，對于、的突面板式管法蘭，查表知法蘭質(zhì)量為0.6kg、接管質(zhì)量為0.3875，取=0.99 kg</p><p>　　—進氣接管質(zhì)量，對于、的突面板式管法蘭，查表知法蘭質(zhì)量為14.3kg、接管質(zhì)量為7.9kg，取=22 kg<

90、;/p><p>　　= 128.7 +47.78+8.96+0.99+22=208（kg）</p><p>　?。ㄈ﹪姲寮皣娮斓慕饘儋|(zhì)量</p><p>　　噴板的質(zhì)量近似按平板封頭計算，其質(zhì)量為：111.1 kg</p><p>　　單個噴嘴的金屬質(zhì)量近似為0.18 kg，噴嘴數(shù)57，總質(zhì)量為：10.26kg。</p><

91、p>　　（四）尾管的金屬質(zhì)量</p><p>　　對于、的突面板式管法蘭，查表知法蘭質(zhì)量為6.85kg，規(guī)格Ф219×6的無封鋼管，其每米的質(zhì)量為31.52 kg，長度為5m，總質(zhì)量為157.5 kg。</p><p>　?。ㄎ澹└郊慕饘儋|(zhì)量</p><p>　　附件包括68個螺栓、68個螺母、176個金屬平墊圈、5個非金屬墊片、四個耳式支座。&l

92、t;/p><p>　　單個螺栓的質(zhì)量按M 20×100的規(guī)格確定，查螺栓的標準知，單個螺栓的質(zhì)量0.277 kg，</p><p>　　螺栓的總質(zhì)量為：68×0.277=18.84 kg。</p><p>　　單個螺母的質(zhì)量按M 20×2的規(guī)格確定，查螺母的標準知，單個螺母的質(zhì)量0.05155kg，</p><p>

93、　　螺母的總質(zhì)量為：88×0.05155=4.536 kg。</p><p>　　176個金屬平墊圈、5個非金屬墊片的質(zhì)量近似取螺母的總質(zhì)量，即：4.536 kg</p><p>　　單個耳式支座初步取3 kg，總質(zhì)量為：3×4=12 kg。</p><p>　　=238+208+111.1+10.26+6.85+157.5+18.84+4.53

94、6+4.536+12</p><p>　　=777.1（kg）=778 kg</p><p>　　8.1.2操作介質(zhì)的質(zhì)量（）的估算</p><p>　　水室的容積：0.50×0.503（m3）+</p><p>　　真空室的容積：1.3×0.502（m3）+</p><p><b>　　

95、尾管的容積： </b></p><p>　　總?cè)莘e為: 0.50×0.503（m3）++1.3×0.502（m3）++=1.1 </p><p>　　操作介質(zhì)按水計算，則操作介質(zhì)的總質(zhì)量為：1.1×1000=1100（kg）</p><p>　　=778+1100=1878（kg）=19 KN</p><

96、p>　　8.2支座的選型及尺寸設(shè)計</p><p>　　8.2.1支座的選型</p><p>　　立式多噴嘴水噴射真空泵需要設(shè)置在操作平臺上，且外部無保溫層，故選用A型耳式支座。支座的數(shù)量：4個，在真空室的圓筒上沿圓周方向分布（見圖12）。</p><p>　　單個支座承受的載荷為：</p><p>　　8.2.2支座的尺寸設(shè)計<

97、/p><p>　　根據(jù)支座承受的載荷9.5KN、查A型耳式支座標準確定支座的結(jié)構(gòu)與尺寸，結(jié)果見圖23。</p><p>　　支座標記：JB/T4725—92 支座A2</p><p>　　材料：Q235-A·F</p><p>　　圖23 A型耳式支座的結(jié)構(gòu)與尺寸</p><p>　　第九章 開孔補強的設(shè)計計

98、算</p><p>　　9.1 水室開孔補強的設(shè)計計算</p><p>　　水室的筒體上有兩個開孔，即儀表接口和進水管接口。由于進水管開孔尺寸最大，因此，只需對進水管孔進行補強計算。</p><p>　　9.1.1水室的筒體開孔后被削弱的金屬面積的計算</p><p>　　式中：＝273-12+2(1+6×10%)＝264.2（）&

99、lt;/p><p>　?。?63/113＞1.0，取1.0</p><p><b>　　將已知值代入得：</b></p><p>　　=422.72（mm2）</p><p>　　9.1.2 有效補強區(qū)內(nèi)起補強作用的面積計算</p><p>　　一、筒體起補強作用金屬面積的計算</p>

100、<p><b>　　式中 </b></p><p><b>　　取兩者中較大值，取</b></p><p>　　筒體的有效壁厚＝5-1.25＝3.75（）</p><p><b>　　將已知值代入得：</b></p><p>　　=568.0（mm2）<

101、/p><p>　　二、接管起補強作用金屬面積的計算</p><p>　　式中 取兩者中較小值，</p><p><b>　?。?0.309（）</b></p><p><b>　　將上述值代入得：</b></p><p><b>　?。?25.6（2）</b&g

102、t;</p><p>　　三、焊縫起補強作用金屬面積的計算</p><p><b>　　焊縫高度≥＝6（）</b></p><p>　?。剑?2=18（2）</p><p>　　起補強作用的總面積為：568.0+325.6+18=911.6()</p><p>　　9.1.3 補強面積的的確定&l

103、t;/p><p>　　因為＝568.0+325.6+18=911.6()>＝422.72</p><p><b>　　所以不需要補強。</b></p><p>　　9.2真空室開孔補強的設(shè)計計算</p><p>　　真空室的筒體上有兩個開孔，即儀表接口和進氣管接口。由于進氣管開孔尺寸最大，因此，只需對進氣管孔進行補強計

104、算。</p><p>　　9.2.1真空室的筒體開孔后被削弱的金屬面積的計算</p><p>　　式中：＝273-12+2(1+6×10%)＝264.2（）</p><p>　　=163/113＞1.0，取1.0</p><p><b>　　將已知值代入得： </b></p><p>　

105、　= 211.36（mm2）</p><p>　　9.2.2 有效補強區(qū)內(nèi)起補強作用的面積計算</p><p>　　一、筒體起補強作用金屬面積的計算</p><p><b>　　式中 </b></p><p><b>　　取兩者中較大值，取</b></p><p>　

106、　筒體的有效壁厚＝5-1.25＝3.75（）</p><p><b>　　將已知值代入得：</b></p><p>　　=568.0（mm2）</p><p>　　二、接管起補強作用金屬面積的計算</p><p>　　式中 取兩者中較小值，</p><p><b>　?。?0.309（

107、）</b></p><p><b>　　將上述值代入得：</b></p><p><b>　　＝325.6（2）</b></p><p>　　三、焊縫起補強作用金屬面積的計算</p><p><b>　　焊縫高度≥＝6（）</b></p><p&

108、gt;<b>　?。剑?2</b></p><p><b>　　=18（2）</b></p><p>　　起補強作用的總面積為：568.0+325.6+18=911.6()</p><p>　　9.2.3 補強面積的的確定</p><p>　　因為＝568.0+325.6+18=911.6()>

109、;＝211.36</p><p><b>　　所以不需要補強。</b></p><p>　　第十章 主要焊縫的結(jié)構(gòu)與尺寸設(shè)計</p><p>　　焊接是將需要連接的零件，通過在連接處加熱熔化金屬得到結(jié)合的一種加工方法，是一種不可拆連接。具有工藝簡單、連接強度高、結(jié)構(gòu)重量輕等優(yōu)點，在化工容器及設(shè)備的制造行業(yè)中應(yīng)用廣泛。工件焊接后所形成的接縫稱為

110、焊縫。</p><p>　　設(shè)備的主要焊縫有水室、真空室殼體的縱向焊縫；進液管、進氣管與殼體的連接焊縫；儀表接管與殼體連接的焊縫；殼體與法蘭的連接焊縫。</p><p>　　水室、真空室殼體的縱向焊縫，按焊接坡口的基本形式與尺寸（GB985-88）進行設(shè)計；</p><p>　　液管、進氣管與殼體的連接焊縫，按焊接坡口的基本形式與尺寸（HGJ17-89）進行設(shè)計；&

111、lt;/p><p>　　儀表接管與殼體連接的焊縫，按焊接坡口的基本形式與尺寸（HGJ17-89）進行設(shè)計；法蘭的焊接按相應(yīng)法蘭標準中的規(guī)定。有關(guān)的設(shè)計結(jié)果如圖24。</p><p>　　第十一章 裝配圖及主要部件圖的設(shè)計</p><p>　　11.1技術(shù)特性表 </p><p><b>　　技術(shù)特性表 </b></p

112、><p><b>　　11.2接管表</b></p><p><b>　　接管表</b></p><p><b>　　11.3技術(shù)要求</b></p><p><b>　　技 術(shù) 要 求</b></p><p>　?。?）本設(shè)備按GB1

113、50《鋼制壓力容器》和HGJ18-89《鋼制化工容器制造技術(shù)要求》進行制造、試驗和驗收，并接受勞動部頒發(fā)《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的監(jiān)督。</p><p>　?。?）焊接采用電弧焊，水室和真空室焊條牌號J427。</p><p>　?。?）焊接接頭型式及尺寸除圖中注明外，按HGJ17-89中規(guī)定，對接焊縫為DU19，接管與筒體、封頭的焊縫為G1，角焊縫的焊角尺寸按較薄板的厚度，法蘭的焊接

114、按相應(yīng)法蘭標準中的規(guī)定。</p><p>　　（4）設(shè)備上的類和類焊縫應(yīng)進行無損探傷檢查，探傷長度20%，射線探傷符合GB3323—89規(guī)定中Ⅲ級合格；超聲波探傷符合JB 1152—81規(guī)定中Ⅱ級合格。</p><p>　?。?）壓力試驗和致密性試驗</p><p>　　水室制造完畢后，以0.485進行水壓試驗；真空室以0.35的壓縮空氣做內(nèi)壓進行致密性試驗。<

115、;/p><p>　?。?）所有管接口除注明外伸長度外，其余為150</p><p>　?。?）管口及支座方位見本圖。</p><p>　?。?）設(shè)備檢驗合格后，外殼涂兩層紅丹漆，再涂一層銀粉漆。</p><p>　　11.4標題欄及明細表</p><p>　　11.5 裝配圖及部件圖</p><p>

116、;　　裝配圖見附圖1，部件圖見附圖,2、3</p><p>　　鳴謝：本設(shè)計得到----------------------------------------------------------------------------------------</p><p>　　---------------------------------------------------------

117、-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------</p><p><b>　　參 考 文 獻&l

118、t;/b></p><p>　　1．湯善甫，朱思明. 化工設(shè)備機械基礎(chǔ)（第二版）[M]. 上海：華東理工大學出版社，2004.</p><p>　　2．胡湘韓. 噴射泵技術(shù)及其應(yīng)用[M]. 北京：水利工業(yè)出版社，1990.</p><p>　　3．吳宗澤. 機械設(shè)計實用手冊（第二版）[M]. 北京：化學工業(yè)出版社，2003.</p><p&

119、gt;　　4．余國琮.《化工機械工程手冊》（上、中、下卷）[M].北京：化學工業(yè)出版社，2003.</p><p>　　5．曲文海. 壓力容器與化工設(shè)備實用手冊（上、下）[M]. 北京：化學工業(yè)出版社，2000.</p><p>　　6．魏崇光，鄭曉梅. 化工工程制圖 [M]. 北京：化學工業(yè)出版社，2004.</p><p>　　7．張洪流，張茂潤主編. 化工單元

120、操作課程設(shè)計指導書[M] .華東理工出版社，2011.上海.</p><p>　　8．《化工設(shè)備設(shè)計全書》編輯委員會 丁伯民，黃正林等.《化工容器》[M].北京：化學工業(yè)出版社，2003.</p><p>　　9．《化工設(shè)備設(shè)計全書》編輯委員會 王非，林英.《化工設(shè)備用鋼》[M].北京：化學工業(yè)出版社，2004.</p><p>　　10．刁玉瑋，王立業(yè)，喻建良.