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.).

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

Нормальный

Объем, м³

Размеры, мм

12.5

2400

2600

4035

1100

3395

150

350

1850

100

240

375

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
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

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