700mm多噴嘴立式噴射真空泵設計論文

1、前 言本設計書根據(jù)真空泵的設計參數(shù)，對真空泵的主要元件進行了強度，剛度，穩(wěn)定性的計算和設計。對真空泵的附件進行了選型，以及對真空泵質量檢驗方法使用和進行焊縫的結構設計。最后提供了真空泵的裝配圖和水室部件圖。課程設計是培養(yǎng)學生設計能力的重要實踐教學環(huán)節(jié)。 在化工設備知識的學習中，我對于設備的認識有限，我們所遇到的關于專業(yè)的實際應用也僅限于書上的例題和為了考試做的一些資料，它們都是理論上的計算，而這次的課程設計讓我接觸到完完整整的設備裝置計算和一些輔助設備的計算。讓我感覺到，平時學習的內容對于在設備方面的應用是遠遠不夠的，這需要我們培養(yǎng)自己的自學能力，參看多本指導書，完善自己的設計。經過這么長時間

2、的機械課學習對機械設計有了一點點的了解加上老師的指導，才完成的這個設計，這幾天一直在計算畫圖，眼睛都看的模糊了，覺也沒睡好。不過當最后一點弄好的時候，有種特別舒服的成就感。用汗水換回的看著都舒坦。機械課程設計過程中，我們獨立完成，在老師的幫忙指導下，我學會了“設計”！也讓我明白了，如果以后自己要搞這樣的設計還得自己獨立完成，通過查找資料，翻閱書籍。那種繁瑣的計算，資料的查找。都比現(xiàn)在復雜許多。從現(xiàn)在起，學會靜下心來做事情，就算在復雜再困難，也會有結束的時候。 通過本次課程設計的訓練，讓我對自己的專業(yè)有了更加全面的認識，這對我們的繼續(xù)學習是一個很好的指導方向，了解設備設計的基本內容，掌握化工設計

3、的主要程序和方法，增強分析和解決機械實際問題的能力。同時，通過課程設計，還使我們樹立正確的設計思想，培養(yǎng)實事求是、嚴肅認真、高度負責的態(tài)度，加強機械設計能力的訓練和培養(yǎng)嚴謹求實的科學作風更尤為重要。 目 錄前 言1第一章 水室的設計51.1 水室筒體的設計51.1.1 設計參數(shù)的確定51.1.2 筒體壁厚的強度計算61.1.3 筒體壁厚的剛度計算61.2筒體法蘭聯(lián)接結構的設計61.2.1法蘭的設計及密封面的選型61.2.2 墊片的設計及螺栓、螺母、墊圈的設計71.3 進液管的設計81.3.1 進液管直徑的設計81.3.2進液管長度的設計及裝配尺寸81.3.3進液管法蘭聯(lián)接結構的設計81.4筒體

4、長度的確定101.5壓力表接管及法蘭聯(lián)接結構的設計101.5.1 接管的設計101.5.2 法蘭聯(lián)接結構的設計101.6水室的部件圖11第二章 平板封頭的設計132.1平板封頭的強度計算132.1.1設計參數(shù)的確定132.1.2 平板封頭壁厚的設計132.1.3 平板封頭的結構設計14第三章 噴板的設計153.1 噴嘴孔在噴板上的布置153.2 噴板的穩(wěn)定性計算163.2.1 設計外壓的確定163.2.2 穩(wěn)定性計算16第四章 真空室的設計174.1 真空室的長度設計184.1.1圓筒的長度設計184.1.2圓錐殼的長度設計194.2 真空室的穩(wěn)定性計算194.2.1設計外壓的確定194.2.

5、2筒體壁厚的設計194.2.3 圓錐殼壁厚的設計204.3 真空室的法蘭聯(lián)接結構設計214.3.1外壓圓筒的法蘭聯(lián)接結構設計214.3.2外壓圓錐殼的法蘭聯(lián)接結構設計224.3.3進氣管法蘭聯(lián)接結構設計234.3.4進氣管的裝配尺寸244.3.5支座的裝配尺寸254.3.6真空表接管的裝配尺寸25第五章 噴嘴的設計265.1噴嘴的設計265.2防旋裝置的設計26第六章 喉管、尾管的結構設計276.1 喉管的設計276.2.1尾管的設計276.2.2 法蘭聯(lián)接結構設計27第七章 壓力試驗297.1水室的水壓試驗297.1.1試驗壓力的確定297.1.2壓力試驗的強度校核297.1.3水壓試驗的操

6、作297.2真空室的氣壓試驗307.2.1試驗壓力的確定307.2.2壓力試驗的強度校核307.2.3氣壓試驗的操作30第八章 支座的設計318.1 設備工作時總質量的估算318.1.1設備金屬的質量的估算318.1.2操作介質的質量（）的估算338.2支座的選型及尺寸設計338.2.1支座的選型338.2.2支座的尺寸設計33第九章 開孔補強的設計計算349.1 水室開孔補強的設計計算349.1.1水室的筒體開孔后被削弱的金屬面積的計算349.1.2 有效補強區(qū)內起補強作用的面積計算349.1.3 補強面積的的確定359.2真空室開孔補強的設計計算359.2.1真空室的筒體開孔后被削弱的金屬

7、面積的計算369.2.2 有效補強區(qū)內起補強作用的面積計算369.2.3 補強面積的的確定37第十章 主要焊縫的結構與尺寸設計38第十一章 裝配圖及主要部件圖的設計3911.1技術特性表3911.2接管表3911.3技術要求3911.4標題欄及明細表4011.5 裝配圖及部件圖42參 考 文 獻43第一章 水室的設計 1-法蘭；2-筒體；3-儀表接管；4-進液管圖1 水室的結構水室的作用：貯存具有一定壓力的引射流體水，并容納若干個噴嘴。由條件設計單中可知水室的工作壓力為，屬低壓設備；操作介質為水，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

8、結構如圖1所示。1.1 水室筒體的設計1.1.1 設計參數(shù)的確定設計壓力： 1.1，取1.1=1.10.35液體靜壓： 按筒高近似為 估算=0.01，因=0.01=0.011，故可以忽略。計算壓力： = = 1.10.35設計溫度： 25+15=40焊縫系數(shù)：（單面焊透，局部無損探傷）鋼板負偏差： 0.25（GB6654-96）因設備材料為尚耐腐蝕材料且為微弱單面腐蝕故取腐蝕裕量： 11.1.2 筒體壁厚的強度計算假設筒體壁厚的，由Q235-B、=25、查鋼板的許用應力表可知113。根據(jù)得：(mm)考慮，則 mm，圓整由于，故假設的筒體壁厚太大，應重新假設，考慮到設計壓力較小，因此，強度條件已

9、不是確定筒體壁厚的主要因素，應按剛度條件設計筒體壁厚。1.1.3 筒體壁厚的剛度計算對于Q235-B制容器，當3800 ，2/1000且不小于3，另加圖2 法蘭的結構與尺寸并圓整至。故：考慮到筒體加工壁厚不小于5mm，取。1.2筒體法蘭聯(lián)接結構的設計1.2.1法蘭的設計及密封面的選型根據(jù)法蘭的DN=700、PN=0.6查表可知：法蘭的類型為甲型平焊法蘭；密封面的型式為平密封面，結構及尺寸如圖2。法蘭標記： 法蘭 700-0.6 JG/T4701-2000。材 料： 16Mn螺栓規(guī)格： 20螺栓數(shù)量： 24 法蘭數(shù)量： 31.2.2 墊片的設計及螺栓、螺母、墊圈的設計根據(jù)密封的介質為水，操作溫度

10、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。 墊片標記：HG20606 墊片 FF 700-0.6 XB350本設計選用六角頭螺栓（A級、GB/T5780-2000）、型六角螺母（A級、GB/T41-2000）、平墊圈（100HV、GB/T 95-2002）螺栓長度的計算：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（）、螺栓伸出長度(0.30.5)確定。其中=36、=25(見第二章)、=3 、=18、3、螺栓伸出長度取=0.418。與平板封頭聯(lián)接的螺栓長度為：取長度。螺栓標記： 螺

11、栓GB/T5780-2000 M2090 材 料： Q235-A螺母標記： 螺母GB/T41-2000 M202材 料： Q235-A墊圈標記： 墊圈GB/T 952002 -16-100 HV 1.3 進液管的設計1.3.1 進液管直徑的設計 取進液管液體流速 由得：根據(jù)得：由查鋼管標準可知：進液管mm，外徑、壁厚。開孔直徑A=122所以不需要補強。9.2真空室開孔補強的設計計算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算。9.2.1真空室的筒體開孔后被削弱的金屬面積的計算式中：273-16+2(1+810%)260.6（）=16

12、3/113=1.441.0，取1.0將已知值代入得： = 183.7（mm2）9.2.2 有效補強區(qū)內起補強作用的面積計算一、筒體起補強作用金屬面積的計算式中 取兩者中較大值，取筒體的有效壁厚5-1.253.75（）將已知值代入得：二、接管起補強作用金屬面積的計算式中 取兩者中較小值，=0.304（）將上述值代入得：538.4（2）三、焊縫起補強作用金屬面積的計算焊縫高度8（）82=32（2）起補強作用的總面積為：768.77+550.3+32=1180.2()9.2.3 補強面積的的確定 因為=768.77+550.3+32=1180.2183.7所以不需要補強。第十章 主要焊縫的結構與尺寸

13、設計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、結構重量輕等優(yōu)點，在化工容器及設備的制造行業(yè)中應用廣泛。工件焊接后所形成的接縫稱為焊縫。設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。 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）進行設計；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）進行設計；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）進行設計；法蘭的焊接按相

14、應法蘭標準中的規(guī)定。有關的設計結果如圖24。 圖24主要焊縫結構與尺寸第十一章 裝配圖及主要部件圖的設計11.1技術特性表 技術特性表 工作壓力水 室 0.35/ MPa 工作溫度/ 水室 25 真空室 680mmHg真空室 25 設計壓力水 室 0.6 / MPa 設計溫度/ 水室 40 真空室 0.1/ MPa 真空室 40 物料名稱水 室： 水腐蝕裕度/ mm水室 1.0真空室： 空氣真空室 1.0 焊縫系數(shù)水 室 0.85 真空室 0.85 容器類別 11.2接管表接管表編號公稱尺寸聯(lián)接尺寸標準聯(lián)接面形式名 稱a250PN0.6DN250HG20592RF氣體進口b20PN 0.6DN

15、20 HG20592RF壓力表接口c250PN0.6DN250HG20592RF進水管d20PN 0.6DN 20HG20592RF真空表接口11.3技術要求技 術 要 求 （1）本設備按GB150鋼制壓力容器和HGJ18-89鋼制化工容器制造技術要求進行制造、試驗和驗收，并接受勞動部頒發(fā)壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程的監(jiān)督。（2）焊接采用電弧焊，水室和真空室焊條牌號J427。（3）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，法蘭的焊接按相應法蘭標準中的規(guī)定。（4）設備上的類和類焊縫應進行無損探傷檢查，探

16、傷長度20%，射線探傷符合GB332389規(guī)定中級合格；超聲波探傷符合JB 115281規(guī)定中級合格。（5）壓力試驗和致密性試驗水室制造完畢后，以0.32進行水壓試驗；真空室以0.2的壓縮空氣做內壓進行致密性試驗。（6）所有管接口除注明外伸長度外，其余為150（7）管口及支座方位見本圖。（8）設備檢驗合格后，外殼涂兩層紅丹漆，再涂一層銀粉漆。11.4標題欄及明細表35GB/T95-2002墊圈30 /17 =3mm 16100HV34GB/T41-2000螺母M 1628Q235-A0.0291.00433GB/T5780-2000螺栓M 16808Q235-A0.1856.6632JB/T4

17、725-2000耳式支座A24Q235-AF 3.012組合件31HG20593法蘭PL250-0.6 RF116MnR8.968.9630GB13296接管27381Q235-B7.84=15029防旋十字擋環(huán)55聚四氟乙烯28手 柄2Q235-A2.027平板封頭1Q235-B60.7826GB/T95-2002墊圈37 /21 =3mm 56100HV25GB/T41-2000螺母M 16228Q235-A0.0290.81224GB/T5780-2000螺栓M 169028Q235-A0.1855.1823JB/T4704-2000墊片mm1石棉橡膠板22HG20593法蘭PL20-0

18、.6 RF2Q235-B0.61.221GB8163接管2532Q235-B0.310.61=15020噴 嘴43KMTBCr20.187.74組合件19筒體7005 , H=4901Q235-B42.6318GB/T95-2002墊圈30 /17 =3mm 56100HV17GB/T41-2000螺母M 16228Q235-A0.0290.81216GB/T5780-2000螺栓M 1615028Q235-A0.2777.75615JB/T4701-2002法蘭FF700-0.6316MnR37.07111.2114噴 板1Q235-B14.8鑄 件13HG20593法蘭PL250-0.6

19、RF216MnR8.968.9612GB8163接管27381Q235-B7.84=15011真空室筒體7005 , H=4901Q235-B 8710真空室錐殼700/276, Sn=5mm1Q235-B549HG20593法蘭PL200-0.6 RF116MnR8.968.968GB/T 9126-2003墊片mm1石棉橡膠板7JB/T4704-2000墊片mm1石棉橡膠板6喉 管1KMTBCr220鑄 件5GB/T95-2002墊圈30 /17 =3mm 16100HV4GB/T41-2000螺母M 1628Q235-A0.0290.2323GB/T5780-2000螺栓M 16708Q235-A0.1541.2322HG20593法蘭PL150-0.6 RF116MnR6.856.851GB8163接管15931Q235-B157.6=10000件