РОССИЙСКИЙ ХИМИКО – ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Имени Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА

Кафедра механики

ХИМИЧЕСКИЙ АППАРАТ

С МЕХАНИЧЕСКИМ ПЕРЕМЕШИВАЮЩИМ УСТРОЙСТВОМ

типа ВКЭ – 21

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

205.764.00.00.000 ПЗ

Студент группы О – 25 __________________________

(Ф.И.О) (подпись)

Руководитель проекта __________________________

(должность, Ф.И.О.) (подпись)

Оценка за курсовой проект _________________________

«__»_________ 20__г. (подпись руководителя)

Москва 2018 г.

Оглавление

Введение 3

Техническое задание 5

1.Определение расчетных параметров химического аппарата 6

1.1Выбор конструкционных материалов 6

1.2Определение пробных давлений 6

1.3Определение геометрических размеров аппарата 6

1.4Расчет элементов корпуса аппарата 8

1.4.1Расчет толщины стенки корпуса. 8

1.4.2Расчет толщины стенки корпуса рубашки 8

1.5Выбор фланцевого соединения 8

1.6Выбор привода 9

2.Расчёт перемешивающего устройства 12

2.1Выбор мешалки 12

2.2Расчёт мешалки на прочность 14

2.3Расчёт шпонки в ступице 14

2.4Расчёт вала на виброустойчивость 15

3.Выбор комплектующих элементов 17

3.1Выбор штуцеров 17

3.2Выбор люка 18

3.3Выбор опор 18

3.4Выбор и расчёт сальникового уплотнения 20

Библиографический список 22

Введение

Химический аппарат с механическим перемешивающим устройством типа ВКЭ–21 предназначен для проведения различных физико–химических и механических процессов в жидких средах (растворах, суспензиях, эмульсиях), для протекания которых требуется поддержание повышенной температуры и давления. Интенсификацию процессов тепло- и массообмена обеспечивает механическое перемешивающее устройство с приводом типа 1.

Химические аппараты данной конструкции применяются в промышленности для проведения органических и неорганических синтезов, протекающих при повышенных температурах и давлениях в агрессивных средах, а также требующих постоянного перемешивания реакционной массы. Кроме этого, аппараты применяются для получения различных жидкостных растворов и механических смесей.

При разработке химического аппарата обеспечено соответствие правилам Госгортехнадзора. Основные параметры аппарата соответствуют ГОСТ 20680-75. Выбор материалов, методов испытания аппарата пробным давлением, а также требования к контрольной и предохранительной арматуре – в соответствии с ОСТ 26292 – 71.

Правила изготовления, испытания, приемки аппарата – в соответствии с ОСТ 26011244 – 75.

Химический аппарат с механическим перемешивающим устройством состоит из следующих основных частей: корпуса аппарата, крышки аппарата, рубашки аппарата, механического перемешивающего устройства.

Корпус аппарата состоит из сваренных между собой конического днища и цилиндрической обечайки. Корпус аппарата предназначен для проведения в нем физико–химических процессов, а также для крепления к нему остальных частей аппарата, таких как: рубашка (приваренная сверху – к обечайке корпуса, снизу – к днищу), крышка аппарата (съемная, соединенная с корпусом с помощью фланцевого соединения), а также штуцера, приваренного к нижней части днища корпуса, для выгрузки продукта.

К крышке аппарата крепится стойка Тип 1, с закрепленным на ней сальниковым уплотнением, двумя подшипниковыми опорами (2 подшипника на нижней и 4 на верхней), и муфтой МУВП, соединяющей мотор-редуктор МП01-10, закрепленный в верхней части стойки, с валом турбинного перемешивающего устройства.

Также к крышке приварены смотровой люк, два штуцера ввода, два штуцера для крепления манометра и термопары, штуцер для отбора проб и резервный штуцер.

Корпус и крышка скреплены между собой посредством плоского фланцевого соединения с паронитовой прокладкой, обеспечивающей надежное уплотнение. Материалы болтов и гаек: сталь Ст35ХМ.

Тип перемешивающего устройства – турбинное открытое. Рубашка аппарата служит для подачи в нее через штуцер пара, обогревающего содержимое корпуса. Конденсат выходит из рубашки через штуцер, приваренный к нижней её части. Также к рубашке приварены четыре опоры. Для более равномерного распределения местной нагрузки от опоры на корпусе рубашки под опорой приваривается накладной лист.

Материал корпуса, крышки, рубашки, мешалки и ее вала – сталь 10Х17Н13М2Т. Эта сталь выбрана потому, что она технологична в обработке, хорошо деформируется в холодной и горячих средах, т.е. обладает хорошей штампуемостью. Она хорошо сваривается всеми видами сварки и не требует обязательной термической обработки изделия после сварки. Но самое важное, что эта сталь отлично противостоит рабочей среде – воде, обладающей большой коррозийной активностью. Удорожание аппарата вследствие применения нержавеющей стали компенсируется долговечностью конструкции и повысившейся безопасностью её эксплуатации.