5

8. Емкостная аппаратура общего назначения

8.1.Общие сведения. Корпуса аппаратов.

Емкостные аппараты, представляющие собой цилиндрические горизонтальные и вертикальные сосуды с внутренними устройствами или без них, предназначены для осуществления в них разных химико-технологических процессов, а также для хранения химических веществ, чаще всего в жидком или газообразном состоянии.

С достаточной степенью условности можно классифицировать емкостную химическую аппаратуру на резервуары и сосуды, работающие под давлением. Первые представляют собой емкости, предназначенные для хране­ния больших объемов жидких и газообразных веществ под атмосферным дав­лением (до 0,07 МПа).

Сосудами, работающими под давлением, будем называть герметически закрытые емкости, предназначенные для ведения химических и тепловых процессов, а также для хранения и перевозки сжатых сжиженных и растворенных газов под избыточным давлением свыше О,07 МПа.

Основным общим критерием для всех емкостных аппаратов является их вместимость, номинальное значение которой независимо от положения, размеров и рабочих параметров аппаратов выбирается из унифицированного ряда по ГОСТ.

Ниже мы будем рассматривать конструкции аппаратов с перемешивающими устройствами. Рабочее давление в этих аппаратах может быть до 10 Мпа. На рис. 8.1. схематически изображен вертикальный аппарат с перемешивающим устройством.

Стандарты устанавливают следующие значения внутреннего объема аппарата (без объема штуцеров, люков, но с учетом внутреннего объема отъемных крышек) V м³: 0,40; 1,00; 1,25; 1.60; 2.00; 2,50; 3,20; 4.00; 5.00; 6,30 и до 200. Действительный объем аппарата не должен отличаться от номинального на +10% или -5%.

В зависимости от расположения оси симметрии аппараты подразделяются на вертикальные и горизонтальные. Стандарты, различают следующие типы аппаратов: ГЭЭ; ГКК; ГПП; ВЭЭ; ВЭП; ВПП; ВПС; ВКЭ; ВКЛ. Первая буква сокращенного названия обозначает тип аппарата: В-вертикальный. Г-горизонтальный; вторая буква - тип днища: Э-эллиптическое. К-коническое, П-плоское; третья буква - вид крышки (С-сферическая).

Вертикальные аппараты с коническим днищем выпускаются с углом при вершине конуса 2α =60 и 90°; горизонтальные – с углом 2 α = 140°.

Рис. 8.1. Вертикальный аппарат с перемешивающим устройством: 1-опорные лапы; 2-днище корпуса; 3-лопастная мешалка; 4-корпус; 5-рубашка; 6-крышка; 7 и 13-штуцеры; 8-редуктор; 9-электродвигатель; 10-люк; 11-подвесные лапы; 12-труба передавливания; 14-вал мешалки; 15-отражательная перегородка.

Аппараты могут быть цельносварные (1) и с отъемной крышкой или одним отъемным днищем (в горизонтальных аппаратах кроме ГКК). Такие аппараты имеют маркировку –2.

Для химических аппаратов общего назначения рекомендованы следующие размеры внутренних диаметров:

1000, (1100), 1200, (1300), 1400, (1500), 1600, (1700), 1800, (1900), 2000, 2200, 2400, ... 4000, 4500, 5000, ... до 10000.

Размеры в скобках следует применять только для обогревающих рубашек. Диаметр рубашки D_р(мм) и внутренний диаметр аппарата D (мм) связаны зависимостью:

Dp = D+100, 1000D2000

Dp = D+200, D2000.

Высоту цилиндрической части без учета высоты фланца и отбортовки Н (мм) корпуса рекомендуется выбирать из следующего ряда 800, 900, 1000, 1100, 1250, 1400, 1600, 1800, 2000, 2200, 2500, 2800, 3200, 3600, 4000, и т.д. через 500 мм до 10000 и через 1000 мм до 30000.

Таблица 8. 1.Обозначение исполнения корпусов аппаратов.

Исп. корпуса	Тип аппарата.
	вээ		вкэ		вэп		вкп
	исп.1	исп.2	исп.1	исп.2	исп.1	исп.2	исп.1	исп.2
Без теплообм. у-ва	10	00	30	20	50	40	70	60
Гладкая прив. рубашка	11	01	31	21	51	41	71	61
Рубашка из полутруб	12	02	32	32	52	42	72	62

Цилиндрические обечайки являются одним из основных элементов хи­мических аппаратов. Из одной или нескольких обечаек образуется цилинд­рический корпус аппарата.

Обечайки большей частью изготавливаются вальцовкой из листового проката, реже из сварных труб большого диаметра. Малые аппараты могут быть изготовлены и из поковок.

Исполнительную толщину стенки вальцованных обечаек при толщине . 4 - 42 мм следует принимать только четных размеров.

Вальцованные обечайки должны иметь возможно меньше сварных швов. Поэтому листы для изготовления обечаек желательно выбирать больших размеров. Обечайки диаметром до 1000 мм изготавливают не более чем с двумя продольными швами. При диаметре свыше 1000 мм допускается изго­товлять из нескольких листов максимально возможной длины. Продольные швы в листах смежных обечаек должны быть смещены по отношению друг друга не менее 100 мм.

8.2.Днища и крышки аппаратов.

Форма днищ, применяемых в отечественном аппаратостроении, бывает эллиптическая,- полушаровая в виде сферического сегмента, коническая и реже цилиндрическая. Конические и плоские днища бывают с отбортовкой на цилиндр и без отбортовки, а эллиптические - только с отбортовкой, см.

рис. 8.2.

Наиболее распространенной формой днищ в сварных химических аппаратах является эллиптическая форма с отбортовкой на цилиндр.

Рис. 8.2

Полушаровые днища целесообразно применять в крупногабаритных аппаратах при диаметрах свыше 4м.

Конические днища применяют, в основном, в вертикальных аппаратах, в которых требуется полное удаление жидкого, сыпучего или кускового продукта. Выбор угла в вершине конуса определяется технологическимисоображениями: для жидких веществ их вязкостью, а для сыпучих и кусковых - их углом естественного откоса.

Эллиптические отбортованные днища изготавливают горячей штамповкой из простых круглых заготовок, состоящих из нескольких частей, сваренных между собой встык.

Полушаровые днища изготавливаются сварными из штампованных ле­пестков шарового сегмента.

Конические отбортованные и неотбортованные днища изготавливают вальцовкой плоских разверток с последующей отбортовкой. Плоские развертки могут состоять из одной или нескольких частей, сваренных между собой встык.

8.3.Термостатирующие рубашки.

Рубашки в химических аппаратах предназначены для наружного нагревания или охлаждения обрабатываемых или хранящихся в аппарате, главным образом, жидких продуктов. Наибольшее применение имеют рубашки на вертикальных аппаратах.

Рубашки бывают неразъемные (приварные) различных типов: гладкие приварные (а, б), ячеистые (г), из полутруб (в). См.рис.8.3.

Рис. 8.3. а, б – гладкие; в - из полутруб; г – ячеистые.

Эти работы более просты и надежны в работе. В ряде случаев приме­няются отъемные рубашки. Они используются в тех случаях, когда по ус­ловиям эксплуатации требуется периодическая чистка корпуса (Рис. 8. 4.)

Рис. 8.4. Конструкция отъемной рубашки с эллипсоидным днищем: 1-корпус аппарата; 2-отъемная рубашка;3-фланцевое соединение рубашки; 4-штуцер.