購買設(shè)計請充值后下載，，資源目錄下的文件所見即所得，都可以點開預(yù)覽，，資料完整，充值下載可得到資源目錄里的所有文件。。?！咀ⅰ浚篸wg后綴為CAD圖紙，doc,docx為WORD文檔，原稿無水印，可編輯。。。具體請見文件預(yù)覽，有不明白之處，可咨詢QQ:12401814
黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 34 頁
1緒論
1.1 攪拌器的概述
1.1.1 攪拌器的應(yīng)用范圍
機(jī)械攪拌反應(yīng)器適用于各種物性（如粘度、密度）和各種操作條件（溫度、壓力）的反應(yīng)過程，廣泛應(yīng)用于合成材料、合成纖維、合成橡膠、醫(yī)藥、農(nóng)藥、化肥、染料、涂料、食品、冶金、廢水處理等行業(yè)。如實驗室的攪拌反應(yīng)器可小至數(shù)十毫升，而污水處理、濕法冶金、磷肥等工業(yè)大型反應(yīng)器的容積可達(dá)數(shù)千立方米。除用作化學(xué)反應(yīng)器和生物反應(yīng)器外，攪拌反應(yīng)器還可大量用于混合、分散、溶解、結(jié)晶、萃取、吸收或解吸、傳熱等操作。
攪拌反應(yīng)器由攪拌容器和攪拌機(jī)兩大部分組成。攪拌容器包括筒體、換熱元件及內(nèi)構(gòu)件。攪拌器、攪拌軸、及其密封裝置、傳動裝置等統(tǒng)稱為攪拌機(jī)。
1.1.2 攪拌器的工作原理
通常攪拌裝置由作為原動機(jī)的馬達(dá)(電動、風(fēng)動或液壓)，減速機(jī)與其輸出軸相連的攪拌抽，和安裝在攪拌軸上的葉輪組成 減速機(jī)體通過一個支架或底板與攪拌容器相連。當(dāng)容器內(nèi)部有壓力時，攪拌軸穿過底板進(jìn)入容器時應(yīng)有一個密封裝置，常用填料密封或機(jī)械密封。通常馬達(dá)與密封均外購，研究的重點是葉輪。葉輪的攪拌作用表現(xiàn)為“泵送”和 渦流”，即產(chǎn)生流體速度和流體剪切，前者導(dǎo)至全容器中的回流，介質(zhì)易位，防止固體的沉淀并產(chǎn)生對換熱熱管束 (如果有)的沖刷；剪切是一種大回流中的微混合，可以打碎氣泡或不可溶的液滴，造成“均勻”。
1.1.3 化工反應(yīng)中的攪拌設(shè)備
根據(jù)攪拌器葉輪的形狀可以分成直葉槳式、開啟渦輪式、推進(jìn)式、圓盤渦輪式、錨式、螺帶式、螺旋式等}根據(jù)處理的掖體牯度不同可以分為低粘度液攪拌器。低粘度液攪拌器，如：三葉推進(jìn)式、折葉槳葉，6直葉渦輪式、超級混合葉輪式 HR 100，HV 100等；中高粘度液攪拌器如：錨式、螺桿葉輪式、雙螺旋螺帶葉輪型，MR 205，305超混合攪拌器等等。
1.2 化工攪拌器的適應(yīng)條件和構(gòu)造
1.2.1 化工攪拌器的適應(yīng)條件
攪拌加速傳熱和傳質(zhì)，在化工設(shè)備中廣泛運用?；嚢杵鞯淖饔檬够どa(chǎn)中的液體充分混合，以滿足化學(xué)反應(yīng)能夠最大程度的進(jìn)行，該設(shè)備可以代替手動攪拌對人體有毒或?qū)ζつw有傷害的化工原料減少對人體的危害，同時通過電動機(jī)帶動軸加速攪拌，提高生產(chǎn)率。 攪拌加速傳熱和傳質(zhì)，在化工設(shè)備中廣泛運用。攪拌的對象可以是液體 、固體和氣體，其中液體是必不可少的。最常見的液體是水，其粘度很低。液體也可能很粘，如黃油在室溫下可達(dá) l，000，000 cP。液體中如加入過多的固體，如泥沙，會失去流動性，成為泥團(tuán)。這種物料也可攪拌，但不在本文敘述的范圍內(nèi)。
1.2.2 化工攪拌器的構(gòu)造
化工生產(chǎn)過程中，通常用到的攪拌器種類有槳式攪拌器、渦輪式攪拌器、推進(jìn)式攪拌器、錨式攪拌器、框式攪拌器、螺帶式攪拌器等。各類攪拌器由于其構(gòu)造，性能等差異，使其能夠分別適用于化工生產(chǎn)中各種不同的工況。槳式攪拌器又可分為平直葉和折葉攪拌器兩種。這類攪拌器的結(jié)構(gòu)和加工都比較簡單。攪拌器直徑 d與釜徑 D之 比d／D為 0．35～0．8，其運轉(zhuǎn)速度為 10～100r／min，為大型低速攪拌器，適用于低、中等粘度物料的混合及促進(jìn)傳熱，可溶固體的混合與溶解等場合。渦輪式攪拌器又可分為開啟渦輪式和圓盤渦輪式兩類，每類又可分為平直葉、折葉、后彎葉三種。渦輪式攪拌器外形結(jié)構(gòu)上與槳式攪拌器類似，只是葉片較多。攪拌器直徑 d與釜徑 D之比d／D為0．17～0．5，轉(zhuǎn)速為30～500r／min。旋轉(zhuǎn)時有較高的局部剪切作用，能得到高分散度微團(tuán)，適用于氣液混合及液液混合或強(qiáng)烈攪拌的場合，常用于低中等粘度物料 (μ<5×10 cP)。就一開啟式和圓盤式相比較而言，其構(gòu)造上差異造成開啟式比圓盤式循環(huán)流量更大，軸向混合效果更好。推進(jìn)式攪拌器也常被稱為旋槳式攪拌器。顧名思義，其葉片形式類似于輪船上的螺旋槳。攪拌器直徑 d與釜徑 D之比 d／D為 0．2～0．5，轉(zhuǎn)速較高，為 100～800r／min。運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生較大的軸向循環(huán)流量，宏觀混合效果較好，適用于均相液體混合等攪拌不是非常強(qiáng)烈的以宏觀混合為目的的攪拌場合，常用于低粘度料液 (μ<2000cP)的混合?？蚴綌嚢杵鞯臄嚢柰饩壟c釜壁間隙很小，d／D為 0．9～0．98，此特點使得攪拌時物料不易產(chǎn)生死區(qū)。轉(zhuǎn)速為 1～100r／min，為低速攪拌器，只產(chǎn)生切線流，剪切作用小，無軸向混合，適用于高粘度物料的攪拌。如精細(xì)化工產(chǎn)品涂料油漆、化妝品的生產(chǎn)過程中常用到此類攪拌器。螺帶式攪拌器是把一定螺距的螺旋形鋼帶固定在攪拌軸上，螺帶外緣很接近釜壁。攪拌時，物料沿釜壁上升，沿軸向下運動。適用于高粘度料液的混合。
1.3 課題的目的、意義、國內(nèi)外現(xiàn)狀
1.3.1 課題的目的、意義
化工反應(yīng)中攪拌器的目的是借助攪拌器的作用使化工生產(chǎn)中的液體充分混合，以滿足化學(xué)反應(yīng)能夠最大程度的進(jìn)行。該設(shè)備可以代替手動攪拌對人體有毒或?qū)ζつw有傷害的化工原料，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，在化工生產(chǎn)應(yīng)用比較廣泛。本課題要求設(shè)計一個小型攪拌器，容積在500升左右，工作平穩(wěn)靈活，使用方便。本題目主要涉及化工生產(chǎn)中攪拌器的設(shè)備設(shè)計，主要解決的問題是化工生產(chǎn)中該設(shè)備的設(shè)計，包括：攪拌器的選擇、電動機(jī)及減速器的選型、支撐裝置的設(shè)計、軸的選擇及密封設(shè)置、攪拌容器的設(shè)計，并畫出相應(yīng)的設(shè)備圖。
1.3.2 攪拌器的發(fā)展史及現(xiàn)狀
攪拌混合設(shè)備是一種應(yīng)用廣泛、品種繁多的流體機(jī)械產(chǎn)品，適用于化工、冶金、醫(yī)藥、食品和飼料等領(lǐng)域。攪拌操作是工業(yè)反應(yīng)過程的重要環(huán)節(jié)，它的原理涉及流體力學(xué)、傳熱、傳質(zhì)及化學(xué)反應(yīng)等多種過程，而攪拌器是為了使攪拌介質(zhì)獲得適宜的流動場而向其輸入機(jī)械能量的裝置。因此攪拌器也叫做Mixer，或叫做Agitator,Stirrer。廣義的攪拌還包括將固體微粒分散懸浮在溶液里面或?qū)⑷芤鹤兂删鶆虻娜榛?，因此它包括分散器和均質(zhì)機(jī)。某些攪拌器能產(chǎn)生極大的剪切力，以獲得細(xì)化的粒子比膠體磨大10倍以上的亞微米懸浮體，因此，可用于制造色拉醬、美容乳之類的精細(xì)食品和化學(xué)品。石化工業(yè)常用于聚氯乙烯合金、順丁橡膠合釜、反應(yīng)釜、汽提釜等統(tǒng)稱為攪拌容器（Agitatored Vessels，或Stirred Vessels）。
近年來，攪拌器和攪拌容器獲得飛速發(fā)展的同時，正面臨著滿足合理利用資源、節(jié)能降耗和對環(huán)境保護(hù)要求的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。攪拌器和攪拌容器在服從裝置規(guī)模經(jīng)濟(jì)化和品種多樣化的同時，正日趨大型化。日立制作所自1949年生產(chǎn)攪拌反應(yīng)釜以來已為聚氯乙烯、對苯二甲酸、苯乙烯單體、聚丙烯等裝置生產(chǎn)了攪拌反應(yīng)釜近4000臺，容器的最大容量達(dá)576m3 ，最大直徑達(dá)7620 mm，圓筒部分最大長度達(dá)44380 mm，設(shè)計壓力最大 28 MPa，設(shè)計溫度最高 530 ℃，電機(jī)最大功率達(dá) 1100 kW。基于節(jié)能的要求，開發(fā)出變頻調(diào)速電機(jī)、小剪切阻力槳葉、以新型密封代替機(jī)械密封和填料密封，以磁力驅(qū)動代替機(jī)械傳動?；诮档彤a(chǎn)品總體成本、減少維修保養(yǎng)成本和提高設(shè)備平均維修間隔時間的要求，大大提高了設(shè)備運行壽命?；跐M足衛(wèi)生和降低清洗和殺菌成本的要求，實現(xiàn)了CIP(就地清洗 )和 SIP(就地殺菌)，提高了自動化水平，避免了人與產(chǎn)品的接觸，減少了人工操作和待機(jī)時間，大大提高了產(chǎn)品的衛(wèi)生水平。
1.3.3 攪拌器的主要類型及其發(fā)展概況
根據(jù)攪拌器的形狀可以分成直葉槳式、開啟渦輪式、推進(jìn)式、圓盤渦輪式、錨式、螺帶式、螺旋式等；根據(jù)不同液體的粘度可以分為低粘度液攪拌器、中高粘度液攪拌器。低粘度液攪拌器，如：三葉推進(jìn)式葉輪，折葉槳式 (2～4折葉)，6直葉渦輪式，超級混合葉輪式 (HR]O0，HV200)等 ；中高粘度液攪拌器如：錨式、螺桿葉輪式，雙螺旋螺帶葉輪型，超混臺攪拌器 (MR205，305)等。為了達(dá)到成品高精度、高品質(zhì)化要求，國外，特別是日本開發(fā)了新型的攪拌裝置 ，以滿足高粘度產(chǎn)品的生產(chǎn)需要。如倒圓錐形螺帶翼式攪拌器、超混合攪拌器、高性能浮動攪拌槽、超振動α型攪拌器等。
在對物料的攪拌操作中，人們希望實現(xiàn)多種攪拌目的，因此了解各種攪拌器的特點，選擇適宜的葉輪型式，設(shè)計出符合流動狀態(tài)特性的攪拌器是非常重要的。攪拌槽內(nèi)的液體進(jìn)行著三維流動，為了區(qū)分?jǐn)嚢铇~排液的流向特點，根據(jù)主要排液方向，按圓柱坐標(biāo)把典型槳葉分成徑向流葉輪和軸向流葉輪 。齒片式、平葉槳式、直葉圓盤渦輪式和彎曲葉渦輪式在無擋板攪拌槽中除了使液體產(chǎn)生與葉輪一起回轉(zhuǎn)的周向流外，還由于葉輪的離心力是液體沿葉片向槽壁射出，形成強(qiáng) 大有力的徑向流，故稱這些葉輪為徑向流葉輪。徑向流葉輪攪拌器旋轉(zhuǎn)時，將物料由軸向吸入再徑向排出，葉輪功率消耗大，攪拌速度較快，剪切力強(qiáng)。如圖1.1、圖1.2所示，是典型的徑向流葉輪型式。
圖1.1徑向流葉輪 圖1.2徑向流葉輪
在湍流狀態(tài)下，推進(jìn)式葉輪除了產(chǎn)生周向流動外，還產(chǎn)生大量軸向流動，是典型的軸向流葉輪。折葉渦輪式葉輪與直葉圓盤渦輪和彎曲葉渦輪式葉輪相比，軸向流成分較多，多用于軸向流的場合。螺帶式和螺桿式葉輪使高粘度物料產(chǎn)生軸向流動，也屬軸向流葉輪型式。軸向流葉輪攪拌器不存在分區(qū)循環(huán)，單位功率產(chǎn)生的流量大，剪切速率小且在槳葉附近較大范圍內(nèi)分布均勻，具有較強(qiáng)的最大防脫流能力。如圖1.3、圖 1.4所示，是典型的軸向流葉輪型式。
圖1.3軸向流葉輪 圖1.4軸向流葉輪
新型軸向流葉輪
在通常情況下，大量的攪拌設(shè)備用于低粘物系的混合和固一液懸浮操作，要求葉輪能以低的能耗提供高的軸向循環(huán)流量。由于傳統(tǒng)的推進(jìn)式葉輪葉片為復(fù)雜的立體曲面，雖能滿足要求，但制造卻很困難，亦不易大型化。因此競相開發(fā)節(jié)能高效 、造價低廉且易于大型化的第二代高效軸流攪拌器成為混合設(shè)備公司的目標(biāo)。美國萊寧公司開發(fā)了
A310和A315系列(如圖1.5，圖1.6所示)。
圖1.5 A310 圖1.6 A315
國內(nèi)如北京化工大學(xué)和華東理工大學(xué)等也分別開發(fā)了CBY軸流槳和翼型槳；中國石油化工學(xué)院的沈惠平教授等人還研制開發(fā)了一種新型高效易于加工的軸流式攪拌葉輪。它是一種空間扭曲板材型槳葉，從葉片端部看，它由許多相似的拱組成，與其所處半徑有關(guān)，且具有合理的葉片傾角、拱度及葉片寬度。
新型攪拌混合設(shè)備
近年來歐洲和Et本開發(fā)了很多種適用于高粘和超高粘物系的臥式自清潔攪拌設(shè)備。瑞士臥式雙軸全相(AllPhase)型攪拌機(jī)就是典型的一例。如圖1.7所示。
圖1.7瑞士LIST公司全相型自清潔反應(yīng)器
圖1.8復(fù)合式攪拌器的結(jié)構(gòu)
另外，北京燕山石油化工有限公司設(shè)計院針對在大直徑、低轉(zhuǎn)速、介質(zhì)較粘稠的場合，設(shè)計了一種復(fù)合式攪拌器，很好地解決了無法配備大功率的電機(jī)，存在制造、檢修 以及安裝的困難等問題。復(fù)合式攪拌器的結(jié)構(gòu)如圖 1.8所示。
設(shè)備設(shè)計智能化的實現(xiàn)
根據(jù)混合專家的經(jīng)驗和常識，將攪拌混合設(shè)備與自動控制技術(shù)相結(jié)合，在混合設(shè)備選型和設(shè)計中運用人工智能技術(shù)(AJ)和基于知識的系統(tǒng)(KBS)，即實現(xiàn)了混合設(shè)備選型和設(shè)計的智能化。
如圖1.9所示，攪拌設(shè)備設(shè)計專家系統(tǒng)采用總設(shè)計任務(wù)控制各階段設(shè)計分任務(wù)，分任務(wù)調(diào)度相應(yīng)的設(shè)計知識和數(shù)據(jù)，實現(xiàn)混合設(shè)備的專家系統(tǒng)設(shè)計的組織方法。通過仔細(xì)的分析、歸屬，用智能化設(shè)計系統(tǒng)原型階段性地實現(xiàn)混合設(shè)備的設(shè)計過程，可以把其表示為一系列的設(shè)計過程的鏈?zhǔn)叫蛄?。各階段相對獨立又相互連續(xù)，其中每一個設(shè)計階段都將設(shè)計結(jié)構(gòu)傳遞給后繼設(shè)計過程L6j。該系統(tǒng)從攪拌葉輪的選型、過程設(shè)計、機(jī)械設(shè)計和經(jīng)濟(jì)分析評價，到最終機(jī)械繪圖的全過程的都給出了智能化的計算機(jī)輔助設(shè)計。它可應(yīng)用于牛頓流體和非牛頓流體，液一液體系、固 一液體系和氣 一液體系，并且可以處理容積超過上百立方米的應(yīng)用體系。20世紀(jì)90年代以來，有關(guān)攪拌設(shè)備選型和設(shè)計的專家系統(tǒng)在國外已有少量報道。如 1994年美國 Chemineer公司報道了該公司有一個用于渦輪式攪拌設(shè)備設(shè)計的知識庫軟件 AgDesign，據(jù)稱該公司90％頂伸人攪拌器的設(shè)備均已用此軟件進(jìn)行設(shè)計。芬蘭的Lappeenranta工業(yè)大學(xué)在1994年發(fā)表了有關(guān)混合設(shè)備初步設(shè)計的知識庫系統(tǒng)的論文。在國內(nèi)，浙江大學(xué)也正與大型石化企業(yè)合作開發(fā)攪拌槽式反應(yīng)器的智能化輔助選型和設(shè)計軟件。
圖1.9 混合設(shè)計智能化設(shè)計系統(tǒng)實現(xiàn)結(jié)構(gòu)
1.3.4 結(jié)語
攪拌操作是工業(yè)反應(yīng)過程的重要環(huán)節(jié)，攪拌混合設(shè)備在化學(xué)工業(yè)中擔(dān)當(dāng)著非常重要的角色?，F(xiàn)代化學(xué)工業(yè)要求有更高更好的攪拌混合技術(shù)，因此必須改進(jìn)傳統(tǒng)攪拌裝置、研制新型混合設(shè)備；同時使用 LDV、PIV和 EPT等先進(jìn)量測技術(shù)，運用計算流體動力學(xué)知識，深入分析攪拌反應(yīng)器內(nèi)的流體流動機(jī)理和微觀混合，安全和優(yōu)化設(shè)計、提高過程效率性能和降低失敗風(fēng)險，并最終提高反應(yīng)產(chǎn)率。在這些現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)的推動下，攪拌混合技術(shù)一定會向一個更新的階段發(fā)展。
1.4 本課題的設(shè)計思路
本課題的設(shè)備思路可分為以下步驟：
1、按設(shè)計要求可用的 D／T(輪徑／罐徑)值，和對攪拌時間、攪拌程度的要求，選定若干個不同轉(zhuǎn)速下的扭矩或功率要求；
2、選定合理的葉輪安裝高度，結(jié)合設(shè)備情況，估計近似的攪拌軸長；
3、估計合理的電動機(jī)功率；
4、根據(jù)葉輪功耗。輸出軸、支架等等，選擇能滿足前三項要求的攪拌器；
5、按照葉尖切線速度等條件，確定最合適的轉(zhuǎn)速，對設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化，按已確定的條件，對軸系進(jìn)行動力和強(qiáng)度等因素的驗算和分析。
2 攪拌容器的設(shè)計
2.1 攪拌容器的設(shè)計探討
攪拌容器的作用是為物料反應(yīng)提供合適的空間。攪拌容器的筒體基本上是圓柱筒，封頭常采用橢圓形封頭、錐形封頭和平蓋，以橢圓形封頭應(yīng)用最廣。下封頭與筒體一般為焊接連接，上封頭與筒體也可采用焊接連接，但在筒體直徑DN≤1500mm的場合多采用法蘭連接。
筒體的直徑和高度是容器設(shè)計的基本尺寸。工藝條件通常給出設(shè)備容積V或操作容積V0 ,有時也給出筒體內(nèi)徑Di，或者筒體高度H1和筒體內(nèi)徑Di之比（稱為長徑比）,其中V0=nV，n為裝料系數(shù)，表明容器操作時所允許的裝滿程度，在確定攪拌容器的容積時，其值通常可取0.6~0.85.如果物料在反應(yīng)中產(chǎn)生泡沫或沸騰狀態(tài)，取0.6~0.7；如果物料在反應(yīng)中比較平穩(wěn)，可取0.8~0.85.
一般攪拌罐根據(jù)罐內(nèi)物料類型筒體的高徑比可分為液固相、液液相1~1.3，氣液相1~2.
據(jù)設(shè)計要求，要求攪拌器的容積在500升左右，液體粘度為0.3Pa.s，液體的密度為ρ=1500kg/m3，運轉(zhuǎn)速度為40r/min，v=5m/s。結(jié)合實際條件，本課題選用筒式攪拌器。將攪拌器的外殼設(shè)計成圓筒形，攪拌器旋轉(zhuǎn)時，把機(jī)械能傳遞給流體，在攪拌器附近形成高湍動的充分混和區(qū)，并產(chǎn)生一股高速射流，使流體具有較高的壓頭，推動液體在攪拌容器內(nèi)循環(huán)流動。在圓筒的導(dǎo)流作用下，介質(zhì)從簡體的頂部和底部流入筒內(nèi)，完成一個循環(huán)，使介質(zhì)產(chǎn)生高速的徑向流和軸向流，同時加大介質(zhì)流量，介質(zhì)流動更均勻。
通過筒式攪拌器與渦輪式攪拌器和推進(jìn)式攪拌器的功率對比試驗，在相同的拌情況下，筒式攪拌器將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率更高，如圖2.1所示。
圖2.1三種攪拌器功率曲線
(1) 筒式攪拌器的攪拌流型適于低黏度液體的攪拌，攪拌釜內(nèi)的攪拌死角較少。
(2) 筒式攪拌器對電能的利用率高，在相同的情況下，筒式攪拌器的功率準(zhǔn)數(shù)較小，耗能少，表明筒式攪拌器在節(jié)能方面具有非常好的效果。
(3) 筒式攪拌器的攪拌混合效率高，在相同的情況下，是渦輪式和推進(jìn)式攪拌器的2～3倍。
因此，本課題選用的筒式攪拌器能夠滿足設(shè)計的要求。
2.2 攪拌容器的設(shè)計計算
2.2.1 確定筒體的幾何參數(shù)
（1）筒體型式
選擇圓柱形筒體
（2）確定內(nèi)筒筒體的直徑和高度
由于攪拌過程是液—液相混合，一般來說攪拌裝置的高徑比（H／D）為1~1.3，本次設(shè)計選用高徑比為1.2。已知攪拌容積是500L，根據(jù)公式
D= （2.1）
可以計算處筒體的內(nèi)直徑D=0.80m，筒體高H=0.96 m。
（3）筒體材料的選擇及估算筒體鋼板的厚度
根據(jù)冶金手冊產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)，我們選用普通碳素鋼，根據(jù)GB150—1998中對碳素鋼的要求和鋼板之間的差別，我們選用Q235—B熱軋鋼板，厚度尺寸選用9mm。
（4）計算筒體的壁厚及強(qiáng)度校核
按照材料力學(xué)中的強(qiáng)度理論，對于鋼制容器適宜采用第三、第四強(qiáng)度理論，但是由于第一強(qiáng)度理論在容器設(shè)計史上使用最早，有成熟的實踐經(jīng)驗，而且由于強(qiáng)度條件不同而引起的誤差已考慮在安全系數(shù)內(nèi)，所以至今在容器常規(guī)設(shè)計中仍采用第一強(qiáng)度理論，即
σ1≤[σ]
式中是器壁中σ1三個主應(yīng)力中最大一個主應(yīng)力。對于內(nèi)壓薄壁容器的回轉(zhuǎn)殼體，軸向應(yīng)力σθ為第一主應(yīng)力，徑向應(yīng)力σψ為第二主應(yīng)力，而另一個主應(yīng)力σz是徑向應(yīng)力，由于σθ、σψ與σz相比可忽略不計，即σ3=σz=0，所以第三強(qiáng)度理論與第一強(qiáng)度理論趨于一致。因此在對容器個元件進(jìn)行強(qiáng)度計算時，主要確定σ1，并將其控制在許用應(yīng)力范圍內(nèi)，進(jìn)而求取容器的壁厚。
容器圓筒承受均勻內(nèi)壓作用時，其器壁中產(chǎn)生的如下薄膜應(yīng)力（圓筒的平均直徑為D，壁厚為t）：
σθ=
σψ=
很顯然，σ1=σθ，故按照第一強(qiáng)度理論，有
σ1 = ≤〔σ〕t （2.2）
在容器設(shè)計中，一般只給出內(nèi)徑值Di，則D=Di + t，將其代入上式，得
P(Di+t)/2t≤〔σ〕t （2.3）
容器圓筒在制造時由鋼板卷焊而成，焊縫區(qū)金屬強(qiáng)度一般低于木材，所以上式中的〔σ〕t應(yīng)乘以系數(shù)Ф。所以，考慮容器內(nèi)部介質(zhì)和周圍大氣腐蝕、供貨鋼板厚度的負(fù)偏差等原因，設(shè)計厚度應(yīng)比計算厚度大。設(shè)t為圓筒的計算厚度，則由上式可得 （2.4）
式中p——設(shè)計內(nèi)壓力，Mpa
Di——圓筒內(nèi)直徑，mm
t ——計算厚度，mm
Ф——焊縫系數(shù)，Ф≤1.0
〔σ〕t——設(shè)計溫度下圓筒材料的作用應(yīng)力，Mpa。
式（2.4）即為內(nèi)壓圓筒厚度的計算公式。已知Q235—B 鋼的設(shè)計內(nèi)壓力P<1.6 Mpa，選用P=1.0Mpa，許用應(yīng)力〔σ〕t=125 Mpa，〔σ〕=125 Mpa，Ф=0.5，所以計算厚度t=（1.0×800）／（2×125×0.5—1）=7mm。代入公式（2.2）驗算得σ1=61.4<〔σ〕=125 Mpa，符合要求。
2.2.2 封頭的設(shè)計
（1）封頭的選型及計算
最常用容器封頭包括半球形封頭、橢圓形封頭、碟形封頭和無折邊封頭等凸形封頭以及圓錐形封頭、平板封頭等數(shù)種。這些封頭都是壓力容器的主要受壓元件，由于與圓筒筒體的連接處有較為復(fù)雜的邊界條件，故有不同性質(zhì)的應(yīng)力存在，所以在對承受均勻內(nèi)壓封頭進(jìn)行強(qiáng)度計算時，除了要考慮封頭自身的薄膜應(yīng)力外，還要考慮封頭與圓筒筒體連接處的不連續(xù)應(yīng)力。
綜上所述，根據(jù)本次設(shè)計的要求，從各個封頭的受力分析、制造工藝和的應(yīng)用場合等各個方面綜合考慮，我們選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭。如下圖2.2所示
圖2.2封頭
橢圓形封頭是由半個橢球面和一圓筒直邊組成，其結(jié)構(gòu)設(shè)計充分吸取了半球形封頭受力好和碟形封頭深度淺的優(yōu)點，其應(yīng)用最為廣泛。由于橢圓形封頭幾何特征造成經(jīng)線曲率平滑連續(xù)，故封頭中的應(yīng)力分布比較均勻。橢圓形封頭中的應(yīng)力，包括由內(nèi)壓引起的薄膜應(yīng)力和封頭與圓筒體連接處的不連續(xù)應(yīng)力兩部分。對于標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，其Di/2hi=2，K=1，則封頭的厚度計算公式為
T=PDi/(2[σ]tφ-0.5p) (2.5)
其中長軸為2a=Di=0.80m，hi/Di=0.25，所以hi=0.2m，短軸之半b=hi=0.2m。從式（2.5）可知，標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的厚度與筒體基本相同，若因Ф值有所不同，則相差也不會很大，為焊接方便，常取兩者等厚則t=7mm。
（2）封頭的強(qiáng)度校核
封頭的厚度為7mm，橢圓形封頭的當(dāng)量球殼內(nèi)半徑R1=KD=1ⅹ800=800mm，用（6）A==0.0015， （2.6）
查得B=120Mpa，由式（2.7）
[P]= （2.7）
得[P]=1.05Mpa>1.0125 Mpa。故封頭壁厚取7mm可以滿足穩(wěn)定性的要求。
3 傳動裝置的選擇和攪拌器的設(shè)計
3.1 攪拌器的選型
化工生產(chǎn)過程中，通常用到的攪拌器種類有槳式攪拌器、渦輪式攪拌器、推進(jìn)式攪拌器、錨式攪拌器、框式攪拌器、螺帶式攪拌器等。各類攪拌器由于其構(gòu)造，性能等差異，使其能夠分別適用于化工生產(chǎn)中各種不同的工況。由于本次設(shè)計的攪拌器是低粘度、低速度、液—液混合的小功率設(shè)備，容積為500L，根據(jù)攪拌器對這些因素的要求，本次設(shè)計選用斜槳式攪拌器。傾斜槳式攪拌器結(jié)構(gòu)上，葉槳與攪拌軸的安裝角＜90°，在旋轉(zhuǎn)攪拌時，阻力將堿??；另一方面，傾斜旋轉(zhuǎn)的葉槳能使容器內(nèi)的液料形成渦流，攪拌效果好，特別是當(dāng)軸正向旋轉(zhuǎn)時，可使沉淀物攪動上翻，對物料的攪拌效果相當(dāng)好；當(dāng)軸反向旋轉(zhuǎn)時，又可使懸浮物攪至底部，對有懸浮物的液料攪拌十分有利．但轉(zhuǎn)軸受扭矩和彎矩復(fù)合作用，對其強(qiáng)度、剮度及安裝的要求較高，多用于低速、低粘度、小功率( = 30~40r／min)攪拌．因此槳式攪拌器符合設(shè)計的要求。
3.2 攪拌器功率的計算
在計算功率之前，首先計算攪拌過程的雷諾準(zhǔn)數(shù)，計算公式為
Re= （3.1）
已知n=40 r／min=0.67r/s，dj=0.8m，μ=0.3Pa.s，ρ=1500kg/m3所以雷諾數(shù)Re=588。
攪拌所需動力為
P= （3.2）
其中Np為功率準(zhǔn)數(shù)，利用Rushton的功率曲線圖，查得Np=0.75，代入上式得P=0.3KW，所需電動機(jī)的功率為Pe=P/η=0.31KW ，(η=0.98)，所以選擇0.37KW的電動機(jī)就可滿足要求。
3.3 攪拌軸的結(jié)構(gòu)及材料
3.3.1 軸的結(jié)構(gòu)
攪拌軸主要用來支承攪拌器的，并從減速器輸出軸取得動力使攪拌器旋轉(zhuǎn)，達(dá)到攪拌的目的。因此，攪拌軸的結(jié)構(gòu)就是以這些要求為依據(jù)進(jìn)行設(shè)計的。攪拌軸上端應(yīng)同減速器輸出軸相連。它們是通過聯(lián)軸器相聯(lián)接的，因此，攪拌軸上端必須復(fù)合聯(lián)軸器的聯(lián)接結(jié)構(gòu)要求。軸上相應(yīng)的位置應(yīng)加工出同攪拌器相配合的結(jié)構(gòu)尺寸。目前常用的攪拌器大都采用平鍵、穿軸銷釘或穿軸螺釘固定。其結(jié)構(gòu)如圖3.1所示。
1—攪拌器2—防銹螺母
圖3.1
3.3.2 軸的材料
攪拌器軸的材料通常選用45號鋼，還應(yīng)進(jìn)行正火或調(diào)質(zhì)處理。同時由于化工反應(yīng)中有腐蝕，所以還要進(jìn)行防腐蝕處理。
3.3.3 攪拌軸的計算
攪拌軸的計算主要是確定軸的最小截面尺寸（軸徑），需要進(jìn)行強(qiáng)度、剛度計算或校核，驗算軸的臨界轉(zhuǎn)速和撓度等，以便保證攪拌軸能安全可靠的運轉(zhuǎn)。
攪拌軸的特點是細(xì)而長，攪拌器設(shè)在軸的一端，軸受到扭轉(zhuǎn)、彎曲和軸向等組合載荷，其中以扭轉(zhuǎn)載荷為主。工程應(yīng)用中常用近似的方法進(jìn)行強(qiáng)度計算，即假定軸只受到扭矩作用，然后用增加安全系數(shù)以降低材料許用應(yīng)力的辦法來補(bǔ)償其他載荷的影響。
(1) 軸的強(qiáng)度計算
軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件是：
max = （3.3）
由上式可知，只要知道了攪拌軸上所傳遞的扭矩MT和軸材料的許用剪應(yīng)力[]值后，就可求出軸的抗扭截面模量，即：
WP= （3.4）
已知MT可由軸傳遞的功率P和轉(zhuǎn)速n求出，即：
MT=9.55×106P/n （3.5）
然后再根據(jù)抗扭截面模量Wp同軸徑d的關(guān)系求出攪拌軸的最小直徑。因為
Wp= （3.6）
將（3.5）（3.6）式代入（3.4）式得
d≥×≈365.09×mm
已知攪拌功率為0.3KW，軸的轉(zhuǎn)數(shù)n=40r/min，[]=40Mpa，代入上式得d=19mm。考慮到腐蝕，故攪拌軸的直徑為20mm。
（2）軸的剛度的計算
為了防止攪拌軸產(chǎn)生過大的扭轉(zhuǎn)變形，從而在運轉(zhuǎn)中引起振動，造成動密封失效，應(yīng)該把軸的扭轉(zhuǎn)變形限制在一個允許的范圍內(nèi)，這就是設(shè)計中的扭轉(zhuǎn)剛度條件。為此攪拌軸要進(jìn)行剛度計算。
工程上是以單位長度的扭轉(zhuǎn)角θ不得超過許用扭轉(zhuǎn)角[θ]作為剛度條件的，即：
θmax=×103× ≤[θ] （3.7）
θ—軸扭轉(zhuǎn)變形的扭轉(zhuǎn)角，°/m；
G—剪切彈性模量，Mpa；G=8.1х104Mpa；
Ip—截面的極慣性矩。一般情況下Ip =。
從（3.7）式可以看出，扭轉(zhuǎn)角θ的大小與扭矩MTmax成正比，與扭轉(zhuǎn)剛度GIp成反比。許用扭轉(zhuǎn)角[θ]值是根據(jù)實際情況確定的，一般攪拌軸選用[θ]=（0.5—1.0）°/m。取[θ]=0.8。代入下式
d≥1537×mm (3.8)
得d=20mm。
軸徑應(yīng)同時滿足剛度和強(qiáng)度兩個條件。一般按剛度計算的軸徑較按強(qiáng)度計算的軸徑大，所以對攪拌軸來說，主要以剛度條件確定軸徑?？紤]到腐蝕，所以取最小軸徑為d=20mm。
3.3.4 攪拌軸的形位公差和表面粗糙度要求
由于要求運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，防止軸的彎曲對軸封處的不利影響，因此軸安裝和加工要控制軸的直度，當(dāng)轉(zhuǎn)速n<100r/min時，直線度允差為1000：0.15。軸的配合面的配合公差和表面粗糙度可按所配零件的標(biāo)準(zhǔn)要求選取。
3.4 攪拌器及傳動裝置等的設(shè)計及計算
3.4.1 攪拌器的選擇
根據(jù)工藝要求，選用直徑為400mm，軸徑Ф25mm的槳式攪拌器，標(biāo)記符號為400—25.
3.4.2 電動機(jī)的選型
根據(jù)攪拌器的結(jié)構(gòu)及電動機(jī)的安裝方式，我們選用YS系列V1型立式電動機(jī)，
電動機(jī)的型號 YS7112.
轉(zhuǎn)速 2800 r/min
額定功率 370W
最大轉(zhuǎn)矩 2.4
質(zhì)量 9Kg
其結(jié)構(gòu)尺寸由文獻(xiàn)[6，表12—12]可知。
3.4.3 減速器的選型
根據(jù)我國目前情況，反應(yīng)釜用的立式減速機(jī)主要有，擺線針輪減速機(jī)、兩級齒輪減速機(jī)、V帶減速機(jī)、蝸桿減速機(jī)等幾種，這幾種減速機(jī)已由有關(guān)工業(yè)部門訂有標(biāo)準(zhǔn)系列，根據(jù)本次設(shè)計情況和查閱有關(guān)手冊，我們選用擺線針輪減速機(jī)，如圖3.2所示。
.
圖3.2擺線針輪減速機(jī)
根據(jù)《單支點機(jī)架》（HG21566—95）標(biāo)準(zhǔn)的附錄中列有常用的“釜用傳動裝置減速機(jī)型號及技術(shù)參數(shù)”可以根據(jù)公稱直徑和攪拌軸轉(zhuǎn)速來選擇減速機(jī)的型號。我們選用BLD3—1—29Q型減速器。其安裝尺寸參照文獻(xiàn) [3, 表18—12（a）]。
3.4.4 軸承的選擇
軸承是機(jī)器中重要的部件，它的功用主要是支承軸及軸上的零件，并使軸保持一定的旋轉(zhuǎn)精度，減少轉(zhuǎn)軸與支承之間的摩擦與磨損。一般的工作情況下，滾動軸承的摩擦阻力較滑動軸承的摩擦阻力小，其功率損耗也小，容易起動，潤滑與維護(hù)簡單，而且滾動軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，可由專門工廠大批生產(chǎn)，選用方便。所以在各種機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用廣泛。所以本次設(shè)計我們選用滾動軸承。
滾動軸承通常由四種元件組成，即外圈1、內(nèi)圈3、滾動體2和保持架4，如下圖。外圈和內(nèi)圈都制有一定形狀的滾道，以保證滾動體在其間作精確的運轉(zhuǎn)。滾動體有球形、圓柱體、圓錐形、針形等，保持架的作用是把滾動體彼此隔開并沿滾道均勻分布，通常內(nèi)圈裝配在軸頸上，隨軸一起轉(zhuǎn)動；外圈裝在軸承座里不轉(zhuǎn)動。由于滾動體和內(nèi)圈、外圈的接觸面積很小，接觸應(yīng)力很大，所以它們都是由合金鋼制造的，經(jīng)熱處理使硬度達(dá)到60HRC以上，保持架多用軟鋼沖壓而成，也有用鋼合金、塑料和其他材料制成的。
根據(jù)軸承所承受載荷的大小、方向和性質(zhì)，我們選用深溝球軸承，主要承受徑向載荷，也可同時承受一定的的軸向載荷。其結(jié)構(gòu)如圖3.3，其代號為6211。其安裝尺寸參照文獻(xiàn)[5, 表12.1]。軸承的潤滑選用脂潤滑，密封用氈圈式密封。
圖3.3軸承
3.4.5 聯(lián)軸器的選擇
立式攪拌反應(yīng)器常用的聯(lián)軸器主要有JQ型夾殼式聯(lián)軸器、GT型凸緣聯(lián)軸器和TK型彈性塊式聯(lián)軸器。根據(jù)有關(guān)要求，我們選用彈性塊式聯(lián)軸器。這種聯(lián)軸器適用于工作溫度－20°—+60°，且有油或有弱堿、弱酸的介質(zhì)浸蝕下的變載荷的連接，并能緩和一部分沖擊，以及補(bǔ)償少量的軸線偏差。彈性塊式聯(lián)軸器已經(jīng)作為化工設(shè)備立式減速器HG標(biāo)準(zhǔn)的附件，應(yīng)用較為廣泛。彈性塊式聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)如圖3.4所示。上方與減速器軸相連的凸半聯(lián)軸器，有4—12片弧形凸塊。下方與攪拌軸相連的凹半聯(lián)軸器上則制有凹槽，可以容放相應(yīng)數(shù)量的彈性塊和凸半聯(lián)軸器上的凸塊。聯(lián)軸器與軸則以固定螺釘和鍵固定。當(dāng)主動軸轉(zhuǎn)動時，凸半聯(lián)軸器即通過彈性塊來帶動凹半聯(lián)軸器旋轉(zhuǎn)。聯(lián)軸器材料采用不比HT200差的鑄鐵，彈性塊采用能在－20°—+60°范圍內(nèi)工作，且耐油、弱酸及弱堿的橡膠制成。
圖3.4聯(lián)軸器
其尺寸參考文獻(xiàn)[4, 表11—2]。
3.5 傳動裝置的機(jī)架
反應(yīng)釜立式傳動裝置是通過機(jī)架安裝在反應(yīng)釜封頭的底座上的，機(jī)架上端需與減速機(jī)裝配，下端則與底座裝配。在機(jī)架上一般還需要有容納聯(lián)軸器、軸封裝置等部件及其安裝操縱所需要的空間。按照《攪拌傳動裝置系統(tǒng)組合》HG21563—95標(biāo)準(zhǔn)系列中選取機(jī)架。選用時，首先考慮上述要求，然后根據(jù)所選減速機(jī)的輸出軸軸徑及其安裝定位面的結(jié)構(gòu)尺寸選配合適的機(jī)架。根據(jù)上述條件，選用J—A55型單支點機(jī)架，機(jī)架的公稱直徑為300mm。如圖3.5：
圖3.5機(jī)架
其尺寸參照文獻(xiàn)[3, 表18—14]，機(jī)架的材料選用和加工，選用灰鑄鐵HT200鑄造毛坯再進(jìn)行加工。
3.6 底座的設(shè)計
為了易于保證底座既與減速機(jī)座連接又使穿過軸封裝置的攪拌軸運轉(zhuǎn)順利，要求軸封裝置與減速機(jī)架安裝時有一定的同心度，一般都將兩者的定位安裝面做在同一塊底座上。根據(jù)《攪拌傳動裝置系統(tǒng)組合、選用及技術(shù)要求》（HG21563—95中），我們選用圖3.6所示的平底底座：
圖3.6底座
3.7 攪拌器的軸封裝置
解決化工設(shè)備的跑、冒、滴、漏，特別是防止有毒、易燃介質(zhì)的泄露，是一個很重要的問題。因此，在攪拌器的設(shè)計過程中選擇合理的密封裝置是很重要的。在反應(yīng)釜中使用的軸封裝置主要是填料箱密封和機(jī)械密封兩種。通過下表填料箱密封和機(jī)械密封的比較，我們選取機(jī)械密封作為攪拌器的軸封裝置。
機(jī)械密封系指兩塊環(huán)形密封元件，在其光潔面平直的端面上，依靠介質(zhì)壓力或彈簧力的作用，在相互貼合的情況下作相對轉(zhuǎn)動，從而構(gòu)成密封結(jié)構(gòu)。圖3.7是一種釜用機(jī)械密封裝置的簡單結(jié)構(gòu)圖。當(dāng)軸轉(zhuǎn)動時，帶動了彈簧座、彈簧、彈簧壓板、動環(huán)等零件一起旋轉(zhuǎn)。由于彈簧力的作用使動環(huán)緊緊壓在靜環(huán)上。當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)時，動環(huán)與軸一起旋轉(zhuǎn)，而靜環(huán)則固定于座架上靜止不動，動環(huán)與靜環(huán)相接觸的環(huán)形密封端面阻止了介質(zhì)的泄露。因此，從結(jié)構(gòu)上看，機(jī)械密封主要是將較易泄露的軸向密封，改為不易泄露的端面密封。
表3.1填料密封和機(jī)械密封的比較
比較項目
填料箱密封
機(jī)械密封
泄露量
180~450ml/h
一般平均泄露量為填料箱密封的1%
磨損功損失
機(jī)械密封為填料箱密封的10%~50%
軸磨損
有磨損，用久后軸要換
幾乎無磨損
維護(hù)及壽命
需要經(jīng)常維護(hù)，更換填料
壽命0.5~1年或更長，很少需要維護(hù)
高參數(shù)
高壓、高溫、高真空、高轉(zhuǎn)速、大直徑密封很難解決
可以
加工及安裝
加工要求一段，填料更換方便
動環(huán)、靜環(huán)表面光潔程度及平直度要求高，不易加工，成本高，裝卸不便
對材料要求
一般
動環(huán)、靜環(huán)要求較高減磨性能
圖3.7機(jī)械密封
化工部門已將釜用機(jī)械密封的基本型式及參數(shù)制定了系列標(biāo)準(zhǔn)《攪拌傳動裝置—機(jī)械密封》（HG21571—95），并有定點廠供應(yīng)各種規(guī)格產(chǎn)品，一般只需選用、訂購即可。根據(jù)本次設(shè)計情況，我們選用單端面小彈簧平衡型，型號為2001，代號為HG21571 95 MS 2001—300—BUPFEBUP。
3.8 攪拌器槳葉的設(shè)計
3.8.1 攪拌器槳葉的選型
由于液體的粘度較低，根據(jù)實際情況，我們選用斜槳式葉片。結(jié)構(gòu)如圖3.8所示
圖3.8斜槳式葉片
槳式攪拌器是攪拌器中結(jié)構(gòu)最簡單的一種攪拌器，一般葉片用扁鋼制成，焊接或用螺栓固定在輪轂上，葉片數(shù)是2、3或4片，葉片形式可分為平直葉式和折頁式兩種。主要應(yīng)用在：液-液系中用于防止分離、使罐的溫度均一，固-液系中多用于防止固體沉降。
槳式攪拌器主要用于流體的循環(huán)，由于在同樣排量下，折葉式比平直葉式的功耗小，操作費用低，故軸流槳葉使用較多。槳式攪拌器也可用于高粘流體的攪拌，促成流體的上下交換，代替價格高的螺帶式葉輪，能獲得良好的效果。槳式攪拌器的轉(zhuǎn)速一般為20～100r/min,最高粘度為20Pa.s.
本次設(shè)計采用斜槳葉式攪拌器，葉片數(shù)為2.
3.8.2 攪拌槳葉的尺寸設(shè)計
斜槳葉式攪拌器的槳徑與筒徑（D1／D）的比為0.3~0.6，已知D=0.8m，所以取D1=0.40m，槳葉的寬度為（0.1~0.25）D1，我們?nèi)=0.1D1=0.04m，θ=60°。一般槳葉距筒底的高度H1為（0.5~1）D1，本次設(shè)計取H1= D1=0.30m。葉片厚度取6mm。
3.9 攪拌器的接管口支座的結(jié)構(gòu)設(shè)計
3.9.1 液體進(jìn)料管
液體進(jìn)料管我們選用圖3.9所示的結(jié)構(gòu)，接管伸入設(shè)備并將管口切成45°，這樣可以避免液料沿攪拌器的內(nèi)壁流動，減少物料對壁面的磨損與腐蝕。
圖3.9進(jìn)料管
管材的選用參照文獻(xiàn)[9，表C—1，C—2]可得，選用20號鋼，GB699—88。
3.9.2 液體出料管
出料管結(jié)構(gòu)設(shè)計主要從物料易放盡，阻力小和不易堵塞等因素考慮，另外還要考慮溫差應(yīng)力的影響。如圖3.10所示是兩種常見的結(jié)構(gòu)。
圖3.10出料管
根據(jù)設(shè)計我們選用（a）圖出料管，直徑為100mm，其結(jié)構(gòu)尺寸參照下表3.2
表3.2 出料管結(jié)構(gòu)尺寸
管徑D
50
70
100
125
150
Dmin
130
160
210
260
290
3.9.3 儀表接管口
儀表接管與釜體的安裝都用插入式，因為本次設(shè)計的攪拌器處于低壓條件，所以采用單面角焊接。常用的儀表有玻璃溫度計，都要采用套管結(jié)構(gòu)并用多層套管加強(qiáng)。常用的幾種接口結(jié)構(gòu)參見文獻(xiàn)[3, 表B—12]。
3.9.4 法蘭的選擇
考慮到生產(chǎn)工藝上的要求和制造、運輸和安裝檢修時的需要，化工設(shè)備常采用可拆卸的法蘭聯(lián)接方法。法蘭聯(lián)接是由一對法蘭，若干個螺栓、螺母和一個墊片所組成，如圖3.11所示。
圖3.11法蘭連接
根據(jù)設(shè)計要求我們選用甲型平焊法蘭，其結(jié)構(gòu)如圖3.12：
圖3.12甲型平焊法蘭
其結(jié)構(gòu)尺寸參照文獻(xiàn)[4, 表16—13]。法蘭材料選用Q235—B，法蘭墊片選用參照文獻(xiàn)[12，表16—4]，選用聚四氟乙烯板。
3.9.5 設(shè)備支座的選擇
化工設(shè)備上的支座是支承設(shè)備重量和固定設(shè)備位置用的一種不可缺少的部件。在某些場合下，支座還可能承受設(shè)備操作時的振動、載荷等。支座的結(jié)構(gòu)形式和尺寸往往決定于設(shè)備的型式、載荷情況及構(gòu)造材料。最常用的有：耳式支座、支承式支座和鞍式支座。
根據(jù)實際情況，我們選用耳式支座。它通常有兩塊筋板及一塊底板焊接而成。筋板設(shè)備筒體焊接在一起，如下圖3.13所示：
圖3.13耳式支座
底板上開有通孔，可供安裝定位用。筋板是增較支座剛性的，輕型設(shè)備可以只用一塊。每個設(shè)備可用2—4個支座，必要時可用得跟多些。但個數(shù)多往往不能保證全部耳座都裝在同一水平面上。因而也就不能保證每個耳座受力均勻。根據(jù)有關(guān)部門制定的系列標(biāo)準(zhǔn)，我們選用A型3號耳式支座。支座材料為Q235—A.F，其標(biāo)記為：JB/T4725—92耳座AN3。其尺寸見文獻(xiàn)[14, 表16—22]。支座的安裝尺寸D（見圖3.14）可按下式計算：
D=+2（L2-S1） （3.9）
式中 D——支座安裝尺寸，mm；
D1——容器內(nèi)徑，mm；
δn——殼體名義厚度，mm；
δ1——加強(qiáng)墊板厚度，mm。
圖3.14支座的安裝尺寸
計算得D=970mm。
結(jié)論
一方面我們可以根據(jù)操作目的、操作條件、操作方法、原料和成品的特性、安全等初選攪拌器葉輪的型式；另一方面還需要依據(jù)各種攪拌器葉輪的性能及其應(yīng)用實例、使用經(jīng)驗，綜合考慮選擇攪拌器。
另一方面設(shè)計攪拌器時，除了運用經(jīng)驗和公式計算所需要動力、回轉(zhuǎn)數(shù)等參數(shù)外，還需要以中小模擬試驗為基準(zhǔn)，進(jìn)行放大，以符合實際操作達(dá)到預(yù)期的效果。
最后必須改進(jìn)現(xiàn)有的攪拌器和設(shè)計新型的攪拌器，達(dá)到合適的攪拌液體流動狀態(tài)，以適應(yīng)各種粘度攪拌的需要和滿足產(chǎn)品的性能要求，最終實現(xiàn)裝置高效、節(jié)能的效果。
致謝
經(jīng)過半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，作為一個本科生的畢業(yè)設(shè)計，我由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，在以后的學(xué)習(xí)和工作中我會注意一些細(xì)節(jié)問題。
本次設(shè)計得到了楊漢嵩老師的大力幫助，為本人完成本次設(shè)計提供了大量的幫助，在設(shè)計中提出了許多有益的意見，提出了設(shè)計中的不足，使我及時得到改正。同時，本次設(shè)計也得到了同學(xué)們的大力幫助。給我提出了許多好的意見和建議。對此，我向楊漢嵩老師及同學(xué)們表示衷心的感謝。
最后我要感謝我的母?！S河科技學(xué)院，是母校給我們提供了優(yōu)良的學(xué)習(xí)環(huán)境；另外，我還要感謝那些曾給我授過課的每一位老師，是你們教會我專業(yè)知識。在此，我再說一次謝謝！謝謝大家！?。?。
參考文獻(xiàn)
[1] 潘紅良，赫俊文主編.過程設(shè)備機(jī)械設(shè)計[M].上海：華東理工大學(xué)出版社，2006.7.
[2] 鄭津洋，董其伍，桑芝富主編.過程設(shè)備設(shè)計[M]（第二版）.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.5.
[3] 周志安. 化工設(shè)備設(shè)計基礎(chǔ)[M]. 北京：高等教育出版社1986.3.
[4] 湯善甫，朱思明.化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)[M]（第二版）.上海:華東理工大學(xué)出版社， 2004.12.
[5] 殷玉楓.機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計[M].機(jī)械工業(yè)出版社 ，2006.6.
[6] 吳宗澤，羅圣國. 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊[M]（第二版）.北京：高等教育出版社，1992.3.1.
[7] 陳乙崇主編.攪拌設(shè)備設(shè)計[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1985.
[8] 王凱，馮連芳.混合設(shè)備設(shè)計[M].北京工業(yè)出版社，2000.
[9] 陳允中，汪霞倩.攪拌設(shè)備的設(shè)計與計算[M].石油化工設(shè)備技術(shù)，1997.
[10] 張平亮.化工進(jìn)展[J].1995年第四期，44-49
[11] 張洪元主編.化學(xué)工業(yè)過程及設(shè)備[M].北京：高等教育出版社，1956.
[12] 顧芳針，陳國桓.化工設(shè)備設(shè)計基礎(chǔ)[M].天津大學(xué)出版社出版，1994.8.
[13] 孫桓，陳作模，葛文杰.機(jī)械設(shè)計[M].高等教育出版社2006.5.
[14] 譚蔚主編.化工設(shè)備設(shè)計基礎(chǔ)[M].天津大學(xué)出版社出版，2000.4.
[15] 馮連芳，王嘉駿，顧雪萍，王凱.攪拌設(shè)備設(shè)計專家系統(tǒng)[J].化工機(jī)械.2001.2.
[16] ASME Boiler & Pressure Vessel Code, Section Ⅷ,Rules for Constuction of Pressure Vessels, Division 1, 2004 [17] 87/404/EEC Simple Pressure Vessel Directive,1987
[18] 97/23/EC Pressure Equipment Directive,1997
[19] Zick, L.P.Stresses in Large Horizontal Cylindrical Pressure Vessels on Two Supports. Welding Journal Research Supplement, 1951,30:435～445
附 錄
1. 攪拌器裝配圖………………………………………………………一張（A0）
2. 槳葉部件圖……………………………………………………… 一張（A3）
3. 主軸圖………………………………………………………………一張（A3）
4. 支架圖………………………………………………………………一張（A3）
5. 底座圖……………………………………………………………….一張（A3）
6. 減速器圖……………………………………………………………一張（A3）
7. 聯(lián)軸器………………………………………………………………一張（A3）
8. 軟盤（說明書，設(shè)計任務(wù)書）……………………………………一張
9. 外文翻譯……………………………………………………………3000字左右
10. 文獻(xiàn)綜述………………………………………………………….....3000字左右
11. 設(shè)計說明書……………………………………………………….....8000字左右