氯氣緩沖罐設(shè)計

1、 Xinjiang Institute of Engineering課程設(shè)計說明書設(shè)計題目： 氯氣緩沖罐設(shè)計 班級: 姓名： 學號： 指導教師： 汪 遠 陽 日期：2014 年 1月 2日目錄一、前言3二、符號說明4三、緩沖罐設(shè)計6四、結(jié)構(gòu)設(shè)計74.1圓桶的設(shè)計74.2封頭設(shè)計84.3支腿的設(shè)計104.5接管設(shè)計12五、參考文獻15六、結(jié)束語16 一、前言 緩沖罐被廣泛應(yīng)用于中央空調(diào)、鍋爐、熱水器、變頻、恒壓供水設(shè)備中，其緩沖系統(tǒng)壓力波動，消除水錘起到穩(wěn)壓卸荷的作用，在系統(tǒng)內(nèi)水壓輕微變化時，緩沖罐氣囊的自動膨脹收縮會對水壓的變化有一定緩沖作用，能保證系統(tǒng)的水壓穩(wěn)定，水泵不會因壓力的改變而頻繁的

2、開啟。緩沖水箱在工程中應(yīng)用非常廣泛，而且不同的場合有不同的名稱，比如中間存儲容器、滯留罐、平衡罐、儲液器、混合罐、中和容器等等。其實基于以上的說法，我們可以下一個通用的定義。緩沖罐就是這樣一種裝置，它能夠使得運行更平穩(wěn)。它的介質(zhì)可以是液體，也可是氣相或固相的物質(zhì)。名義上，可以將它分為兩類：I)擾動衰減類；II）獨立運行類。本文介紹的應(yīng)用在空調(diào)閉式水系統(tǒng)中冷凍水緩沖水箱，它的介質(zhì)是水，屬于II 類。本次課程設(shè)計的內(nèi)容是氯氣緩沖罐，其設(shè)計分析包括圓筒的設(shè)計、封頭設(shè)計、支腿的設(shè)計、容器法蘭的設(shè)計、接管設(shè)計。其中以結(jié)構(gòu)設(shè)計最為重要，氯氣緩沖罐為內(nèi)壓容器（PN=1.45MPa），綜合各種因素得出結(jié)論：本

3、罐設(shè)計三個接管，分別為：進料管a、出料管b、排事故接管c。根據(jù)罐內(nèi)氣體氯氣的腐蝕性及其它特性來選擇材料，根據(jù)材料的加工性能、檢修清洗的要求等因素決定采用哪種類型的壓力容器。由于我們水平和能力有限，設(shè)計時間倉促，存在不妥之處在所難免，懇請老師給予批評指正。二、符號說明罐內(nèi)徑，mm L罐長度，mm計算壓力圓筒材料在設(shè)計溫度下的許用應(yīng)力，鋼板厚度的負偏差，mm腐蝕裕量，mm試驗壓力圓筒的有效厚度圓筒的名義厚度圓筒材料在設(shè)計溫度下的計算應(yīng)力，M容器的總質(zhì)量封頭內(nèi)壁曲面高度P設(shè)計壓力F每一支座承受的負荷鋼材的標準抗拉強度G重力加速度圓筒的外徑接管有效厚度C厚度附加量圓筒的計算厚度圓筒設(shè)計厚度焊接接頭系數(shù)

4、強度消弱系數(shù)B有效寬度，mm d開孔直徑，mm三、緩沖罐設(shè)計筒壁設(shè)計壓力設(shè)計溫度最高工作壓力工作溫度介質(zhì)名稱氯氣設(shè)備主要材質(zhì)Q345R設(shè)備容積管口表符號公稱壓力公稱尺寸法蘭形式角封面形式用途伸出長度 氯氣入口氯氣出口排污口四、結(jié)構(gòu)設(shè)計4.1圓桶的設(shè)計a.材料：由于工作介質(zhì)為氯氣（有毒）以及容器的使用條件，中和經(jīng)濟等選材料為Q345R。b.壁厚根據(jù)式設(shè)計溫度T=100，設(shè)計壓力，（采用雙面焊接接頭和相當于雙面焊全焊透對接接頭）；取c.厚度計算計算厚度 =2.36（mm）設(shè)計厚度 =2.36+2=4.36（mm）根據(jù)mm，查表12-9得mm。名義厚度 圓整后，取名義厚度為。復(fù)驗=6×6%

5、=0.36mm0.25mm，故最后取mm。該塔體可用6mm厚的Q345R鋼板制作。d.校核罐體氣壓試驗強度根據(jù)式（12-18） .0（） （mm） 則 而 可見，所以氣壓試驗強度足夠。4.2封頭設(shè)計（1） 若采用半球形封頭，其厚度按式（12-12）計算 其中 取于是=根據(jù)mm，由表12-9查的mm，則（mm）圓整后采用厚的鋼板，復(fù)驗mm0.25mm，故最后確定，則，仍取。（2） 若采用橢圓形封頭，其厚度按式（12-21）計算 ，式中。其他參數(shù)同前。于是（mm）（mm）根據(jù)mm，由表12-9查的（mm），則（mm）圓整后采用厚的鋼板，復(fù)驗mm0.25mm，最后確定，故該橢圓形封頭可用6mm厚的Q

6、345R鋼板制作。校核封頭氣壓試驗強度根據(jù)式12-18 =107.17 可見，所以氣壓試驗強度足夠。（3） 若采用標準準蝶形封頭，其厚度按式（12-24）計算=（mm）（mm）根據(jù)，由表12-9查的，則圓整后采用厚的鋼板。復(fù)驗，最后確定，故該蝶形封頭可用6mm厚的Q345R鋼板制作。校核封頭氣壓試驗強度根據(jù)式12-18 0.8=0.8×1×345=276可見，所以氣壓試驗強度足夠。4.3支腿的設(shè)計首先粗略計算負荷貯罐總質(zhì)量式中：罐體質(zhì)量 ：封頭質(zhì)量 ：氯氣質(zhì)量 附件質(zhì)量（1） 罐體質(zhì)量 （2） 封頭質(zhì)量 =0.35×3.14×806×6

7、5;1300×7850=54kg（3） 0（4） 附件質(zhì)量 取所有接管質(zhì)量總和按10Kg計 于是貯罐總質(zhì)量 =154.96+108+0+10 =272.96kg 每個支腿只承受0.67KN負荷，根據(jù)壓力容器設(shè)計手冊表3320A.AN型腿式支座系列參數(shù)表 可以選用帶加強板的角鋼作支腿即JB/T 47131992 A3 4.4容器法蘭設(shè)計a.法蘭的形式：根據(jù)本設(shè)計使用的介質(zhì)，設(shè)計壓力，設(shè)計溫度，公稱直徑確定，法蘭的結(jié)構(gòu)形式為襯環(huán)榫密封面乙型平焊法蘭中的榫面法蘭法蘭CT 8001.6 JB/T 47022000若采用Q345R板材應(yīng)按公稱壓力為1.6MPa來查取它的尺寸由于操作壓力不高，由

8、表141，采用榫面密封面，墊片材料選用石棉橡膠板，從表143查得墊片寬度為14mm榫面法蘭的各部件尺寸可以從附表102中查得 連接螺栓為M24共24個，材料由表146查得為螺柱材料為40MB，螺母材料為40Mn4.5接管設(shè)計本緩沖罐設(shè)有以下接管a. 氯氣進料管采用無縫鋼管 管的一端切成45 ，伸入貯罐內(nèi)少許。配用帶頸對焊法蘭HG 20595 法蘭 WN501.6 WFW 16MnR因為該接管為，厚度小于5mm，故該接管開孔需要補強。根據(jù)該緩沖罐的工藝條件,溫度,壓力,介質(zhì)確定采用帶頸對焊法蘭，在根據(jù)工作溫度，設(shè)計壓力從表144可知，所要選用的帶頸對焊法蘭若采用Q345R板材，應(yīng)按公稱壓力1.6

9、MPa，來查取它的尺寸。由于操作壓力不高，由表141可采用平面型密封面，墊片材料選用聚四氯乙烯，從表143中科查得墊片寬度為22mm。 帶頸對焊法蘭的各部可以沖壓力容器的設(shè)計手冊表3213 帶頸對焊 ，帶頸平焊和螺紋法蘭尺寸與質(zhì)量中查表得, 由附表116查得連接螺栓為M24，共24個，材料由表146查得螺柱材料為40MB，螺母材料為40Mnb氯氣出料管 采用無縫鋼管 管的一端切成45 ，伸入貯罐內(nèi)少許。配用帶頸對焊法蘭HG 20595 法蘭 WN501.6 WFW 16MnR應(yīng)為該接管為，厚度小于5mm，故該接管開孔需要補強。根據(jù)該緩沖罐的工藝條件,溫度,壓力,介質(zhì)確定采用帶頸對焊法蘭，在根基

10、工作溫度，設(shè)計壓力從表144可知，所要選用的帶頸對焊法蘭若采用Q345R板材，應(yīng)按公稱壓力1.6MPa，來查取它的尺寸。由于操作壓力不高，由表141可采用平面型密封面，墊片材料選用聚四氯乙烯，從表143中可查得墊片寬度為22mm。 帶頸對焊法蘭的各部可以從壓力容器的設(shè)計手冊表3213 帶頸對焊 ，帶頸平焊和螺紋法蘭尺寸與質(zhì)量中查表得 , , 由附表116查得連接螺栓為M24，共24個，材料由表146查得螺柱材料為40MB，螺母材料為40Mnc. 事故接管采用無縫鋼管 管的一端切成45 ，伸入貯罐內(nèi)少許。配用帶頸對焊法蘭HG 20595 法蘭 WN501.6 WFW 16MnR因為該接管為，厚度

11、小于5mm，故該接管開孔需要補強。根據(jù)該緩沖罐的工藝條件,溫度,壓力,介質(zhì)確定采用帶頸對焊法蘭，在根基工作溫度，設(shè)計壓力從表144可知，所要選用的帶頸對焊法蘭若采用Q345R板材，應(yīng)按公稱壓力1.6MPa，來查取它的尺寸。由于操作壓力不高，由表141可采用平面型密封面，墊片材料選用聚四氯乙烯，從表143中科查得墊片寬度為22mm。 帶頸對焊法蘭的各部可以從壓力容器的設(shè)計手冊表3213 帶頸對焊 ，帶頸平焊和螺紋法蘭尺寸與質(zhì)量中查表得, , 由附表116查得連接螺栓為M24，共24個，材料由表146查得螺柱材料為40MB，螺母材料為40Mn 五、參考文獻 1.董大勤?；ぴO(shè)備機械基礎(chǔ)。北京：中央

12、廣播電視大學出版社，1993 2.張康達，洪起超。壓力容器手冊。北京：勞動人事出版社，2002 3.余國宗?；C械手冊。天津：天津大學出版社，1991 4.吳澤燴?；と萜髟O(shè)計。北京：北京化學工業(yè)出版社，1983 5.刁玉瑋，王立業(yè)，喻健良?；ぴO(shè)備機械基礎(chǔ)。6版。大連：大連理工大學出版社，2006 6.化工部設(shè)備設(shè)計中心站?；ぴO(shè)備結(jié)構(gòu)圖冊。上海：上?？茖W技術(shù)出版社，1979 7.匡國柱，史啟才?；卧^程及設(shè)備課程設(shè)計。北京：化學工業(yè)出版社，2002六、結(jié)束語這次設(shè)計是查閱了相關(guān)資料的基礎(chǔ)上進行的，是一次理論較強的訓練練。一個星期以來，我們在指導教師的熱心指導下，經(jīng)過團隊的努力，順利完成了本次設(shè)計任務(wù)。本次設(shè)計大致分四個步驟，首先進行的是工藝部分的計算，確定筒體的壁厚、封頭結(jié)構(gòu)、支腿結(jié)構(gòu)、接管結(jié)構(gòu)、容器法蘭等，然后進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過已知條件及工藝計算的結(jié)果選定氯氣緩沖罐，其中涉及到一系列零部件的設(shè)計和選擇，這步工作需要參照«壓力容器設(shè)計手冊»進行設(shè)計；接著進行各部件的強度校核，用以保證各零部件的強度，這也是設(shè)計的難點和重點。這三步