Курсовая работа: Проектирование аппарата объемом 3,2 м3

Проектирование аппарата объемом 3,2 м3,
оснащенного мешалкой типа 11
с частотой вращения 250 об/мин
для перемешивания рабочей среды, содержащей
AL(NO)₃ при температуре 60 °С,
мощность привода 1,2 кВт
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Аппараты с мешалками широко используются в химической и многих других отраслях промышленности. В аппаратах этого типа проводятся многие гидромеханические и массообменные процессы в одно – и многофазных средах (растворах, эмульсиях, суспензиях). В качестве рабочей среды используются вещества с различными свойствами, в том числе агрессивные, взрывопожароопасные и токсичные. Процессы обычно проводятся при повышенных температурах, при избыточном давлении или вакууме. Перемешивание обеспечивает интенсификацию процессов тепло – и массообмена и часто является необходимым условием эффективного течения химических реакций. Конструкция аппарата должна обеспечивать его надёжную работу в заданном технологическом режиме в течение заданного срока службы. Химически аппараты подлежат периодическим проверкам и планово – предупредительным ремонтам.
Аппараты могут быть вертикальными и горизонтальными. Основными элементами аппарата является корпус и механическое перемешивающее устройство. Корпуса аппаратов стандартизованы (ГОСТ 9931-85). Типы и основные параметры вертикальных аппаратов с мешалками объёмом от 0,01 до 100 м3 регламентируются ГОСТ 20680-86. Установлен ряд номинальных объёмов и соответствующие значения высоты корпуса Н и его внутреннего диаметра D.
Под корпусом аппарата понимают герметически закрытый сосуд, находящийся под давлением, в котором осуществляется перемешивание. Корпусы вертикальных аппаратов выполняются по ГОСТ 9931-85 и могут быть двух типов: ВЭЭ (вертикальный, эллиптическое днище, эллиптическая крышка). ВКЭ (вертикальный, коническое днище, эллиптическая крышка). Цилиндрическая оболочка корпуса называется обечайкой. Корпусы изготавливают двух исполнений: цельносварные или с отъёмной крышкой. В последнем случае для крепления крышки используется фланцевое соединение, которое обеспечивает герметичность разъёмного соединения крышки с корпусом. Отъёмная крышка позволяет проводить монтажные и ремонтные работы внутри корпуса. В приводимых примерах днища корпусов приварные. Переход от цилиндрической части к коническому или эллиптическому днищу должен быть плавным, что обеспечивается при помощи специального элемента (участка оболочки) – отбортовки.
Отбортовка уменьшает дополнительные напряжения, возникающие в зоне сопряжения оболочек с различными радиусами кривизны, и позволяет вынести сварной шов из этой зоны.
Для подачи или отвода тепла, а, следовательно, и для поддержания заданной температуры рабочей среды корпус аппарата оснащается теплообменными устройствами – наружными в виде теплообменной рубашки или внутренними в виде змеевика. Для загрузки исходных компонентов, отвода готовых продуктов, подвода теплоносителя, ввода датчиков контрольно – измерительных приборов используется штуцеры, расположенные на крышке, на обечайке и на днище. Люк используется для осмотра и проникновения человека внутрь корпуса с целью проведения ре­монтных работ. В аппаратах с приварной крышкой люк - лаз диаметром не менее 400 мм предназначен для монтажа мешалки и ремонт­ных работ. В корпусе аппарата, могут устанавливаться различные внутрен­ние устройства, например, четыре отражательных перегородки, которые предотвращают образование центральной воронки в перемеши­ваемой среде и интенсифицируют процесс перемешивания; труба передавливания используется для вывода продуктов через крышку ап­парата за счет избыточного давления в корпусе. Аппараты устанавлива­ются на фундамент при помощи опор - лап или при помо­щи опор стоек. Применение того или иного вида опор диктует­ся высотой цеха (стандартная высота помещения 6 м), или же особенностя­ми размещения технологической аппаратуры на нескольких уровнях цеха.
Механические перемешивающие устройства (МПУ) всех аппаратов представляют собой конструкции, состоящие из привода, вала и мешалки. Привод перемешивающего устройства аппаратов состоит из электродвигателя, механической передачи в виде редуктора (зубчатой пе­редачи) или ременной передачи и стойки привода. Электродвигатель преобразует электрическую энергию в механическую. Редуктор или ременная передача передают вращательное движение от вала электродвигателя с понижением скорости вращения и увеличением крутящего момента на выходном валу привода. Стопка привода, объ­единяя их в единый агрегат, служит для крепления элементов МПУ. Вы­ходной вал редуктора или мотор редуктора при помощи муфты про­дольно - разъемной или фланцевой соединяется с ва­лом. На конце вала установлена мешалка: трехлопастная, лопастная, рамная, турбинная открытая. Мешалка при вращении передает механическую энергию в перемешивае­мую среду. Валы мешалок устанавливаются в стойках привода при помо­щи подшипников качения. В некоторых случаях для повышения виброустойчивости вала применяется концевой подшипник, на который опирается нижний конец вала. Герметичность вра­щающегося вала обеспечивается уплотнением (сальниковым или торцовым), которое крепится к крышке аппарата. Тип уплотнения зависит от величины давления в аппарате и от свойств рабочей среды.

1. Цели и задачи проекта

Цель проекта: Разработка в соответствии с исходными данными эскизного, технического проектов и фрагментов рабочей конструкторской документации на типовой аппарат с механическим перемешивающим устройством, предназначенный для проведения процесса перемешивания в жидкофазной системе при заданных технологических параметрах и свойствах рабочей среды, с обеспечением работоспособности в рабочих условиях в течение 10 лет непрерывной работы.
При проектировании решаются следующие основные задачи:

• Определение расчетной температуры;
• Выбор конструкционных материалов
• Определение допускаемых напряжений
• Определение рабочего, расчетного, пробного и условного давления;
• Выбор комплектующих элементов;
• Оценка надежности аппарата;
• Расчет элемента корпуса аппарата;
• Расчет элементов механического перемешиваюшего устройства;
• Выпуск конструкторской документации на сборочную единицу аппарата;