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1、第20卷 第3期吉 林 化 工 学 院 学 报Vol.20No.32003年9月JOURNALOFJILININSTITUTEOFCHEMICALTECHNOLOGYSep.2003 文章编号:100722853(2003)0320076203压力容器封头接管内伸长度的精确计算112高 路,邵泽波,王凤琴(1.吉林化工学院机电工程系,吉林吉林132022;2.吉化集团机械有限责任公司,吉林吉林132022)摘要:基于多年对压力容器中标准椭圆封头上接管内伸长度的计算及现场实践的验证,介绍了压力容器
2、中标准椭圆封头上接管内伸长度的计算方法,并以实例说明和验证该计算方法的可行性与准确性.关 键 词:压力容器;封头接管;长度计算中图分类号:TQ050.2文献标识码:A 在压力容器制造中,许多接管是安装在压力短半轴.见图1,把实际中的标准椭圆型封头与椭容器的封头上,而绝大多数压力容器中使用的是圆的标准方程相联系即为理论在实际应用的一个标准椭圆型封头,这种椭圆型封头的曲率半径变实例.化范围大,尤其在顶端大R处到近直边的小r的过渡部位曲率半径变化更大.按GB150-1998标准规定,在封头过渡部分开孔
3、时,其孔的中心线宜垂直于封头表面.但有的设备由于公称直径的限制及工艺接管的需要,往往有的接管或入孔的接管要开到封头过渡区域.而大多设计的图纸仅是注明该接管中心线伸出高度的尺寸或注明接管法兰密封面距封头切线的距离,而不给出该接管的长度,由此给制造厂带来了如何确定该区域接管图1 椭圆坐标图长度的计算困难.例如有些制造厂利用模型放样来确定,既浪费资源又浪费时间.有些制造厂及设2标准椭圆型封头上任意位置接管计单位利用四心扁圆的近似计算方法来确定.还长度的计算有些制造厂及设计单位以封头的内壁面为基准求相贯长
4、度再加封头壁厚的方法来确定,若用该种 设定某容器的公称直径为Di,接管M(外径为<)装配于标准椭圆型封头的大R部位.见图方法计算,在大R处的计算结果与实际尺寸相差2,设该接管中心线距封头中心线的距离为D/2,不大,但在过渡区小r处的计算结果与实际尺寸现在要计算M管的外壁与封头内壁的交点N2与相差太远,不够准确.根据在设计及制造压力容器该管中心线与封头外壁的交点N1在Y轴方向上封头上接管尺寸理论计算的经验与实践的验证,的投影距离y,从图中可以看出,只要求出N1,可以采取以下简便易行的计算方法来精确
5、计算封N2两点的纵坐标即y1,y2就可以求出该长度y,头接管的内伸长度.22xy即为y=y1-y2.由椭圆标准方程2+2=1,ab1 标准椭圆型封头曲线方程可以得出封头内壁面及外壁面的计算公式分别为:22xyx2y2已知椭圆的标准方程为2+2=1,其中,22ab2+2=1(1)a2b2x,y为椭圆上任意一点的坐标,a为长半轴,b为收稿日期:2003-06-24作者简介:高路(1963-),女,吉林市人,吉林化工学院副教授,主要从事机械工程设计方面的研究. 第3期高 路,等:压力容器封头接管内伸长
6、度的精确计算7722x1y1 接管的延伸长度y也可以用上面的公式计2+2=1(2)a1b1算,但此时y1=Di/4+δ,D=0,则公式(3)可以简化为:y=y1-y2=(Di/4+δ)-Di/4Φ21-()(4)Di在小r部位,即接管位于标准椭圆封头的过渡区域时,其接管的延伸长度y的计算方法与在大R部位的计算方法相同.见图4.当接管与椭圆封头内壁相切的情况,此时,y2=0,公式(3)可以图2 接管位于标准椭圆型封头R部位简化为:y=y1=(D/4+δ)1-(D/2)2iDi/2+δ对于标准椭圆型
7、封头a=2b=Di/2(5)得出:a2=Di/2,b2=Di/4,x2=D/2+
8、221-()-Di/41-()xyDi/2+δDi/2程2+2=1的条件.因此,对于椭圆封头上任ab(3)意部位接管中心线的延伸长度都完全可以通过上在大R部位,若接管位于标准椭圆封头的中述方法进行计算.心对称位置,见图3.3 计算示例例:某Dg=1000mm×10mm的标准椭圆封头分别在D=600mm、D=800mm、D=0(封头中心线处)、D=892mm(接管外壁与封头内壁面相切)位置处开设φ=108mm的接管,下面分别计算该接管中心线的延伸长度.根据上述公式得:图3 接管位于标
