Расчет фланцевого соединения.

В химических аппаратах для разъемного соединения труб, корпусов и отдельных частей применяются фланцевые соединения круглой формы.

Конструкция фланцевого соединения принимается в зависимости от рабочих параметров аппарата: плоские приварные фланцы – при Р≤4,0 МПа и t ≤300 ⁰С применяют болты, а при Р ≥4,0 МПа и t ≥300 ⁰С – шпильки.

Толщину втулки плоского приварного фланца рассчитывают:

S₀≥S,

где S₀ – толщина втулки фланца, мм;

S – исполнительная толщина обечайки, мм.

S₀=12мм

Высоту плоского приварного фланца рассчитывают:

где h_в – высота втулки фланца, мм;

D – диаметр аппарата, мм;

S₀ – толщина втулки фланца, мм;

С_к – прибавка на коррозию, мм.

Округляем h_в=86мм

Диаметр болтовой окружности плоского приварного фланца рассчитывают:

,

где D_б – диаметр болтовой окружности, мм;

D – диаметр аппарата, мм;

S₀ – толщина втулки фланца, мм;

d_б – наружный диаметр болта, мм;

u – нормативный зазор между гайкой и втулкой (u =4…6 мм)

d_б =20 мм (табл.2.2. Фланцевые соединения)

Наружный диаметр фланцев находят:

D_н ≥ D_б + а,

где D_н – наружный диаметр фланцев, мм;

D_б – диаметр болтовой окружности, мм;

а – конструктивная добавка для размещения гаек по диаметру фланца, мм.

а =40 мм (табл.2.4. Фланцевые соединения)

D_н = 1922+40=1962 мм

Наружный диаметр прокладки находят:

D_н.п. = D_б – е,

где D_н.п. – наружный диаметр прокладки, мм;

D_б – диаметр болтовой окружности, мм;

е – нормативный параметр, зависящий от типа прокладки, мм.

е =30 мм (табл.2.4. Фланцевые соединения)

 

D_н.п. = 1922–30=1892мм

Средний диаметр прокладки находят:

D_с.п. = D_н.п. – b,

где D_с.п. – средний диаметр прокладки, мм;

D_н.п. – наружный диаметр прокладки, мм;

b – ширина прокладки, мм.

b =20 мм (табл.2.5. Фланцевые соединения)

D_с.п. = 1892–20=1872мм

Количество болтов, необходимых для обеспечения герметичности соединения находят:

,

где n_б – количество болтов, штук;

D_б – диаметр болтовой окружности, мм;

t_ш – рекомендуемый шаг расположения болтов, мм.

t_ш=3,8∙20=76мм

Принимаем n_б =80

Высота (толщина) фланца рассчитывается:

,

где h_ф – высота фланца, мм;

λ_ф – поправочный коэффициент, принимается по рисунку;

D – диаметр аппарата, мм;

S_эк – эквивалентная толщина втулки, мм.

Эквивалентная толщина втулки рассчитывается:

,

где S_эк – эквивалентная толщина втулки, мм;

h_в – высота втулки фланца, мм;

β₁ – поправочный коэффициент на толщину;

S₀ – толщина втулки фланца, мм.

λ_ф = 0,48 (по рис. 2.3. Фланцевые соединения)

β₁=2,5 (по рис. 2.3. Фланцевые соединения)

Высота фланца равна:

Принимаем h_ф =108мм.

Эскиз фланцевого соединения представлен на рисунке 10.

 

 

 

 

4. Подбор штуцеров и люков.

Диаметры штуцеров выбираются по ОСТ 26-01-1246 в зависимости от

внутреннего диаметра корпуса: D =1800мм (табл. 27, Справочные таблицы)

Диаметры штуцеров:

Для загрузки «А» 150 мм

Резервный «Б» 100 мм

Резервный «В» 100 мм

Технологический «Г» 100 мм

Для трубы передавливания «Д» 100 мм

Для манометра «Е» 50 мм

Для термометра «Ж» М27х2

Вход и выход теплоносителя «М‌_I,М_II» 50 мм

Для слива «О» 100 мм

Люк «П» 400 мм

Вылет штуцера 150мм

Эскиз штуцеров представлен на рисунке 11.

В соответствии с внутренним диаметром аппарата выбираем люк с плоской крышкой и откидными болтами на

Эскиз люка представлен на рисунке 12.

 

Заключение.

Быстрое развитие химической технологии и химического оборудования, в том числе химической аппаратуры, требует создания высокоэффективных, экономичных и надёжных аппаратов.

Общий вид аппарата представлен на чертеже. Чертеж основных узлов выполняется на форматах меньшего размера. Спецификация составляется для чертежа общего вида и чертежа сборочных единиц.

В записке приведены основные размеры элементов химического аппарата.

В данной работе тип аппарата 21 – с коническим днищем и эллиптической отъёмной крышкой. Толщина стенки обечайки днища и крышки согласно проведённым расчётам равна 16мм. Был подобран привод типа 2 для установки на крышки аппарата мощностью 1,5 кВт. В аппарате применено торцевое уплотнение в связи с большим избыточным давлением в корпусе аппарата. Также был проведен проверочный расчет вала мешалки на виброустойчивость, прочность и жесткость. Из этого можно сделать вывод, что выбранный нами вал соответствует всем требованиям. Были проведены расчеты на прочность шпоночного соединения, опор лап аппарата, а также фланцевого соединения. В результате можно сделать вывод о том, что подобранный нами аппарат может безопасно эксплуатироваться в данных условиях на производстве.