Смекни!
smekni.com

Аппарат с механическим перемешивающим устройством (стр. 1 из 6)

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.).

1.1 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

НормальныйОбъем, 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

1.2 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]

1.3 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

1.4 Выбор муфты

Выбираю упругую втулочно-пальцевую муфту МУВП-65 ГОСТ 21424-75

Рисунок 5 муфта

Таблица 5 параметры муфты

Обозначение муфты
d Dм1 Dм2 Lм1 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 nп
110 130 95 18 36 65.5 3 2-6 3 18 М12 10

1.5 Подбор уплотнительного устройства

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