立式多喷嘴水喷射真空泵设计_课程设计(编辑修改稿)

立式多喷嘴水喷射真空泵设计_课程设计(编辑修改稿)内容摘要：

p ＝ Wp = 液体静压Lp： 按筒高近似为 mmH 1000 估算Lp= gH = ， 因Lp= %5 p = ，故Lp可以忽略。 计算压力 cp ： cLp p p = p = 设计温度 t ： 25+15=40℃ 焊缝系数  ：  （单面焊透，局部无损探伤） 钢板负偏差 1C ： 1C ＝ （ GB665496） 因设备材料为尚耐腐蚀材料且为微弱单面腐蚀故取 腐蚀裕量 2C ： 2C ＝ 1mm 1法兰； 2筒体； 3仪表接 管； 4进液管 图 1 水室的结构 2 筒体壁厚的 强度计算 假设 筒体壁厚的 mmSn 5 ，由 Q235B、 t =25℃、 mmSn 5 查钢板的许用应力表可知 []t ＝ 113MPa。 根据2][2 CpDpS Ct iCd  得： )( mmS d   考虑 1C ，则 =  CSS dn mm ， 圆整 mmSn 03 由于 mmSmmS nn  ， 故假设的 筒体壁厚 太大，应重新假设 nS ，考虑到 设计压力较小，因此，强度条件已不是确定 筒体壁厚 的主要因素，应按刚度条件设计 筒体壁厚。 筒体壁厚的 刚度计算 对于 Q235B 制容器， 当 iD ≤ 3800 mm ， minS ≥ 2 iD /1000且不小于 3mm ，另加 2C 并 圆整 至 nS。 故： mmS n 413  ， 考虑到筒体 加工壁厚不小于 5mm，取 mmSn 5。 筒体法兰联接结构的设计 法兰的设计及密封面的选型 根据法兰的 DN=500、 PN= 查表可知：法兰的类型为甲型平 焊法兰；密封面的型式为平密封面，结构及尺寸如图 2。 法兰 标记： 法兰 FF JG/T47012020。 材料： 16Mn 螺栓规格： M 16 螺栓数量： 20 法兰 数量： 3 3 垫片的设计及螺栓、螺母、垫圈的设计 根据密封的介质为水，操作温度为 25℃，操作压力为 ，由 垫片选用表可知：选用橡胶 垫片，材料为橡胶板（ GB/T3985）。 垫片的尺寸如图 3。 垫片 标记： HG20606 垫片 FF XB350 本设计选用六角头 螺栓 （ A级、 GB/T57802020）、Ⅰ型六角 螺 母（ A级、 GB/T412020）、平垫圈（ 100HV、 GB/T 952020） 螺栓长度 L 的计算： 螺栓 的 长度 由 法兰的 厚度（ 1 ）、 平板封头 的 厚度 ( 2 )、 垫片 的 厚度（ S ）、 螺母的 厚度（ H ）、垫圈厚度（ h ）、 螺栓 伸出 长度 (～ )d 确定。 其中 1 =30mm 、 2 =18mm (见第二章 )、 S =3mm 、 H = 、 h ＝ 3mm 、 螺栓 伸出 长度 取 = 18mm。 与平板封头联接的螺栓长度为： dhHSL   )( mm 取长度 mmL 80。 螺栓 标记： 螺栓 GB/T57802020 M1680 材料： Q235A 螺母标记： 螺母 GB/T412020 M162 材料： Q235A 垫圈标记： 垫圈 GB/T 95— 2020 16100 HV 4 进液管的设计 进液管直径的设计 取进液管液体流速  ， 由 lg q / 得： )/( 根据 uDQil 24得： mmmuQD li 1 88)(1 60 2 0044    由 mmDi 188 查钢管标准可知： 进液管 200DN ，外径 mmDOt 219 、 壁厚6ntS mm。 开孔直径 mmDOt 219 mmDi 2 5 05 0 02121 ，满足开孔最大直径的要求。 进液管长度的设计及装配尺寸 设备外部没有保温层，由 DN=200查表可知，进液管长度取： mml 200 ， 进 液 气管的中心线距筒体上法兰密封面的尺寸（装配尺寸）按下式计算： 1 2 .5 / 2n O tH R S D 其中： R — 筒体半径，取 250mm； nS — 筒体壁厚，取 5mm； OtD — 接管外径，取 219mm。 )(1 9 82/2 1 952 5  ， 取 mm200H1 。 进液管法兰联接结构的设计 一、管法兰的设计及密封面的选型 根据管法兰的 DN=200、 PN= 查表可知：法兰的类型为板式平焊管法兰；密封 面的型式为突面，结构及尺寸如图 4。 法兰 标记： HG20592 法兰 RF 16Mn 5 图 4 进液管法兰的结构与尺寸 二、垫片的设计及螺栓、螺母的设计 根据密封的介质为水，操作温度为 25℃，操作压力为 ，由 垫片选用表可知：选用橡胶垫片，材料为橡胶板（ GB/T3985）。 垫片的尺寸如图 5。 垫片 标记： HG20606 垫片 RF XB350 图 5 垫片的尺寸 本设计选用六角头 螺栓 （ A级、 GB/T57802020）、Ⅰ型六角 螺 母（ A级、 GB/T412020）、平垫圈（ 100HV、 GB/T 952020） 螺栓长度 L 的计算： 螺栓 的 长度 由 法兰的 厚度（ 1 ）、 垫片的 厚度（ S ）、 螺母的 厚度（ H ）、垫圈厚度（ h ）、螺栓 伸出 长度 (～ )d 确定。 其中 1 =22mm ， S =2mm ， H = ， h ＝ ， 螺栓 伸出 长度 取 = 18mm。 螺栓的长度为： dhHSL 1   )( mm 取螺栓长度 mmL 75。 图 5 垫片的尺寸 6 螺栓 标记： 螺栓 GB/T57802020 M1675 材 料： Q235A 螺母标记： 螺母 GB/T412020 M162 材 料： Q235A 垫圈标记： 垫圈 GB/T95— 2020 16100 HV 筒体长度的确定 筒体的长度 H： On DRSH  其中： R — 筒体半径，取 250mm； nS — 筒体壁厚，取 5mm； OD — 进水管外径，取 219mm。 )(2 mmDRSH On  取 H = 400mm。 压力表接管及法兰联接结构的设计 接管的设计 由条件设计单可知接管的 DN=20，规格为 Ф253。 接管的长度 150l mm。 接管的装配尺寸 (接管中心线距上法兰密封面的竖直距离 )为： 2 2 .5 / 2n O tH R S D 其中： R — 筒体半径，取 250mm； nS — 筒体壁厚，取 5mm； OtD — 接管外径，取 25mm。 )(1012/ ，取 mm100H2 。 法兰联接结构的设计 一、法兰的设计及密封面的选型 根据管法兰的 DN= PN= 查表可知：法兰的类型为板式平焊管法兰；密封面的型式为突面，结构及尺寸如图 6。 法兰 标记： HG20592 法兰 RF 16Mn 7 图 6 法兰的结构与尺寸 二、垫片的设计及螺栓、螺母的设计 根据密封的介质为水，操作温度为 25℃，操作压力 为 ，由 垫片选用表可知：选用橡胶垫片，材料为橡胶板（ GB/T3985）。 垫片的尺寸如图 7。 垫片 标记： HG20606 垫片 RF XB350 本设计选用六角头 螺栓 （ A 级、GB/T57802020）、Ⅰ型六角 螺 母（ A级、GB/T412020）、平垫圈（ 100HV、 GB/T 952020） 螺栓长度 L 的计算： 螺栓 的 长度 由 法兰的 厚度（ 1 ）、 垫片的 厚度（ S ）、 螺母的 厚度（ H ）、垫圈厚度（ h ）、螺栓 伸出 长度 (～ )d 确定。 其中 1 =14mm 、 S = 、 H = 、 h ＝ 、 螺栓 伸出 长度 取 =11 mm。 dhHSL 1   )( mm 取螺栓长度 mmL 50。 螺栓 标记： 螺栓 GB/T57802020 M1050 材 料： Q235A螺母标记： 螺母 GB/T412020 M10 材 料： Q235A垫圈标记： 垫圈 GB/T95— 2020 10100 HV 图 7 垫片的尺寸 8 水室的部件图 水室的部件图见 图 8。 图 8 水室部件图 9 第二章 平板封头的设计 平板封头与水室采用法兰联接，联接尺寸与水室的上法兰相同。 其作用是将引射流体密封在水室内，以防止水外溢，同时可防止空气中的杂质进入水室堵塞喷嘴。 平板封头的强度计算 由于操作介质为水，工作温度为 25OC ，故 材料选用 Q235B。 设计参数的确定 设计压力 p ： 1 .1 1 .1 0 .2p p M P a   计算压力 cp ： 1. 1 0. 2Clp p p p M P a     设计温度 t ： 25 15 40OtC   焊缝系数  ：  (整板加工 ) 钢板负偏差 C1： 1 mm 腐蚀裕度 C2： 2 mm 平板封头壁厚的设计 平板封头的壁厚公式为：12[] CnC tKpS D C C   其中： CD — 计算直径，取垫片的中径，即 503 +（ 539503） /2=521 mm； K — 板边结构特征系数，取。 设封头的壁厚为 14nS mm ，由 14nS mm 、 Q235B、 40OtC 查钢板的许用应力表可知 [ ] 113t MPa 。 由公式12[] CnC tKpS D C C   得： . 01 1 3 0 . 3 51 . 1 ? 2 1S n  10 圆整 mmSn 18 ，因为 mmSn 18 mmSn 14 ，所以假设 14nS mm 不合理， 故需重新假设 nS。 设封头的壁厚为 18Sn ，由 mmn 18S  、 Q235B、 40OtC 查钢板的许用应力表可知 [ ] 113t MPa 。 由公式12[] CnC tKpS D C C   得： . 01 1 3 0 . 3 51 . 1 ? 2 1S n  圆整 mmSn 18 ，因为 mmSn 18 = mmn 18S  ，所以假设 mmn 18S  合理，故 封头的壁厚为 mmn 18S  平板封头的结构设计 平板封头的结构如图 9。 图 9 平板封头的结构与尺寸 11 第三章 喷板的设计 喷嘴孔在喷板上的布置 由设计条件单可知，喷嘴孔在 喷板上的布置形式为同心圆 ，考虑到最外缘喷嘴具有一定的倾斜角度，因此，在 喷板上布置 喷嘴时，为防止喷嘴与水室内壁 出现干涉， 喷板的球面部分在水平方向的投影 径取 mm4 8 020 － 5 0 0D i  ，喷嘴孔在 480mm 的范围内进行 布置 ，喷嘴孔的个数及布置如图 10。 喷嘴孔数量为 21，喷嘴孔中心线距离为 85mm。 喷嘴出口内径取 mm10do  ， 面积比： 222 /( ) 6Om d nd 则喉管的直径为： )(1021?621d6 222o22 mmd  ， ）（ mm110d2  图 10 喷嘴孔在 喷板上的布置 喷板的稳定性计算 设计外压 的确定 喷板的设计外压取其在工作过程中可能产生的最大压差，取设计外压： MPap 。 稳定性计算 假 设 喷板 的壁厚 为 mmSn 12 ， )(10212 mmCSS ne 。 由 喷板 的当量半径 12 mmRO 1500 和 )(10 mmSe  ， 计算出 /oeRS。