摘 要

结晶釜经常被应用在在国民经济和工业生产的领域中。它是化工、制药、食品等行业中的常用混合反应设备，其功能涉及到物料混合、加温、降温、搅拌等多个过程。因此结晶釜在许多行业的生产环节中起着至关重要的作用，其性能的高低直接影响工业生产的能源利用情况。本课题通过查阅中外文期刊、杂志等各类文献了解结晶釜的结构设计方法以及国内外结晶釜的研究进展和现状，根据工艺条件确定结晶釜的工艺结构，按照国家标准GB150-2011、NB/T47008-2010等确定工艺计算所需的尺寸参数和部分结构的型式，以进行筒体强度校核及各元件强度计算。通过一系列设计过程的学习与实践，了解了结晶釜各部分结构，且掌握了筒体计算和强度校核的方法，最终设计了满足工艺要求的结晶釜结构。

关键词：结晶釜 工艺计算 结构设计 强度校核

Equipment Design of Crystallization Kettle

Abstract

Crystallization kettle is widely used in the field of national economy and industrial production. It is the common mixed-reaction equipment in the chemical, pharmaceutical and food industries, and its function involves material mixing, heating, cooling, mixing and other processes. Thus, crystallization kettle plays an important role in the production processes of many industries, and its performance directly affects the energy using situation of industrial production. Through consulting the domestic and overseas journals, magazines and other literature, this paper summarizes the structure design methods and the domestic and overseas research progress of crystallization kettles. According to the process conditions, the process structures of crystallization kettles are confirmed, while the dimension parameters and partial structure models required in process calculation are confirmed based on the national standards GB150-2011, NB/T47008-2010. Finally, strength checking for cylinder and strength calculating for each element are made. Through a series of study and practice of the design process, structures of crystallization kettle are understood, calculation of cylinder and methods of strength checking are mastered, and correct structures meeting the technological requirements are designed.

Key words: Crystallization kettle, Process calculation, Structural design, Strength check

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 引言 1

1.1结晶釜的结构 1

1.2本次设计内容 2

第二章 结晶釜新型搅拌器研究 3

2.1新型大双叶片搅拌器 3

2.1.1搅拌器结构 3

2.1.2性能优势 3

2.1.3性能影响因素分析 4

2.1.4 新型搅拌器与其它搅拌器的性能比较 4

2.2新型内外组合搅拌器 5

2.2.1搅拌器的结构及特点 5

2.2.2流场计算分析 6

2.3新型搅拌器的前景与发展 8

第三章 结晶釜的结构设计计算 10

3.1设计条件 10

3.1.1结晶釜设计数据 10

3.2筒体和夹套的结构设计 11

3.2.1圆筒几何尺寸计算 11

3.2.2夹套几何尺寸计算 13

3.3结晶釜的强度计算及校核 14

3.3.1圆筒强度校核 14

3.3.2圆筒上封头强度计算及校核（受内压） 16

3.3.3圆筒下封头强度计算及校核（受内、外压） 17

3.3.4夹套筒体强度计算及校核 20

3.3.5夹套封头强度计算及校核 21

3.4开孔补强计算 22

3.4.1接管A1 22

3.4.2接管N4 23

3.4.3接管N1/2/3/5/9/10 24

3.4.4接管N6/P1/P2 25

3.4.5接管N7/T2A/B/C 25

3.4.6接管L1/L7 26

3.4.7接管N11 27

3.4.8接管N12 27

3.4.9接管N13 28

结语及致谢 30

参考文献 31

第一章 引言

1.1结晶釜的结构

通常来讲，结晶釜大多数为中低压压力容器，因为工况复杂结构也较为复杂，其组成包括有搅拌容器、轴封装置、传动装置、搅拌装置，还有一些附属结构如支座、人孔、工艺接管等其它附件。其中所包含的搅拌容器可看作罐体和夹套两大部分，基本可分为封头和筒体两部分；轴封装置为动密封，通常有机械密封或填料密封，这取决于制造成本以及工艺技术；传动装置是依靠外部输入的能量来驱动搅拌机构的装置，由多个部分组成，如电机、减速器、联轴器和传动轴等；搅拌器和搅拌轴则组成了搅拌装置，其具体结构由工业中给定的工艺参数决定；其它附属结构则有支座、人孔、工艺接管等。

在物料混合反应后，结晶釜夹层内需冷冻水或冷媒水急剧降温，其降温的速率关键环节在于夹层面积的大小，搅拌器的结构，罐体是否高精度抛光，以及罐体内有无清洗死角。结晶釜是多行业中物料混合、加温、降温、搅拌等过程中重要的混合反应设备。涉及到的工艺和介质通常是不同的，物料的状态常是易燃、易爆或巨毒、高温高压。根据设备的搅拌形式、转速、温度的要求不同，结晶釜的设计选材、结构以及防爆要求也是不同的。

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