《化工设备常用零部》PPT课件

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化工设备是化工生产的重要技术装备。§2-4化工设备的常用零部件 现代化工企业的雄姿 化工设备应用广泛。 化工设备常用的标准化零部件一、筒体二、封头三、法兰六、人孔和手孔化工设备的结构形状虽然各有差异，但是往往有许多作用相同的零部件，如设备的支座、人孔、连接管口的各种法兰等，这些零部件大都已经标准化。四、支座七、补强圈五、补强圈八、补强圈 一、筒体筒体是用来进行化学反应、处理或贮存物料的设备主体部分，一般由钢板卷焊成形，其大小由工艺要求确定。筒体的主要尺寸是直径、高度（或长度）和壁厚。卷制成形的筒体，其公称直径系指筒体的内径。采用无缝钢管作筒体时，其公称直径系指钢管的外径（当直径小于500mm时，可用无缝钢管作筒体）。 钢板卷焊（内径）3003504004505005506006507007508009001000110012001300140015001600170018001900200021002200230024002500260028003000320034003500360038004000420044004500460048005000520054005500560058006000无缝钢管（外径）159219273325377426压力容器公称直径(摘自GB9019—88) 对于一般中、低压设备的筒体，在已知公称直径和公称压力的条件下，筒体的壁厚有经验数据可供选用。标记示例：筒体GB/T9019－1988DN1200×12，L=2500表示容器的公称直径为1200mm,壁厚12mm，长为2500mm的筒体。在明细栏中，一般采用“DN1200×12，H(L)=2500”来表示内径为1200，壁厚12，高或长为2500的筒体。筒体标记示例筒体 二、封头封头与筒体一起构成设备的壳体。封头与筒体可直接焊接，也可分别焊上容器法兰，再用螺栓、螺母等连接。封头的结构形式有椭圆形、锥形等多种，其中常用的是椭圆形封头。封头一般与筒体配套使用，当筒体由钢板卷焊成形时，筒体所对应的封头，其公称直径为内径，当采用无缝钢管作筒体时，筒体所对应的封头，其公称直径为外径。封头 椭圆形封头的结构 锥形封头的结构 标记示例：封头DN1200×12－16MnRJB/T4737－1995表示内径为1200mm，厚度12mm，材质为16MnR的椭圆形封头。 三、法兰法兰连接属于可拆连接。在化工设备上应用非常普遍。化工用的标准法兰有管法兰和压力容器法兰（又称设备法兰）两大类。前者用于管道的连接，后者用于设备筒体与封头的连接。 标准法兰的主要参数是公称直径（DN）和公称压力（PN），管法兰的公称直径为所连接管子的外径，压力容器法兰的公称直径为所连接的筒体（或封头）的内径。 1、管法兰管法兰主要用于管道的连接。按其与管子的连接方式分为：板式平焊法兰、对焊法兰、整体法兰和法兰盖等。平焊法兰对焊法兰法兰盖 法兰密封面型式主要有突面、凹凸面和榫槽面三种，如图所示。管法兰的主要参数为公称压力、公称直径、密封面型式和法兰型式。标记：标准代号法兰名称密封面形式代号公称直径公称压力标记示例：HGJ45-91法兰100－2.5表示管法兰的公称直径为100，公称压力为2.5MPa的突面板式钢制管法兰。法兰密封面型式和法兰标记突面（RF）型凹（M）凸（FM）面榫（G）槽（T）面 2、压力容器法兰压力容器法兰用于设备筒体与封头的连接。其结构型式有甲型平焊法兰、乙型平焊法兰和长颈对焊法兰等三种。压力容器法兰的密封面型式有平面密封面（分三种型式，其代号分别为PⅠ、PⅡ、PⅢ），榫（S）槽（C）密封面，凹（A）凸（T）密封面等，其密封面结构如图所示。甲型平焊法兰乙型平焊法兰长颈对焊法兰槽（C）密封面榫（S）密封面凹（A）密封面凸（T）密封面平密封面 标淮法兰的主要参数是公称直径、公称压力和密封面形式．压力容器法兰压力容器法兰的公称直径为所连接筒体(或封头)的内径。标记：法兰类型代号-密封面形式代号公称直径-公称压力标准号如：法兰-PⅠ800-0.25JB4701-92法兰-S800--1.6JB4702—92压力容器法兰用垫片标记：垫片1000-0.25JB4702-92 四、支座支座用来支承设备的重量、固定设备的位置。按设备结构形状、安放的位置、材料和载荷情况的不同而有多种型式。下面介绍两种较常用的典型支座。耳式支座鞍式支座 1、耳式支座耳式支座简称耳座，又称为悬挂式支座，广泛用于立式设备。其结构形状如图所示。一般设备筒体四周均匀分布有四个耳座，小型设备也可以有三个或两个耳座。 耳式支座有A型、AN型（不带垫板）、B型、BN型（不带垫板）四种型式。A型、（AN型）适用于一般立式设备，B型（BN型）适用于带保温层的立式设备。耳式支座的结构尺寸见教材附录。标记示例：JB/T4725－1992耳座A3表示A型带垫板3号耳式支座。 2、鞍式支座鞍式支座适用于卧式设备，是应用最广泛的一种支座，其结构如图示。鞍式支座 鞍式支座分为轻型（代号A）、重型（代号B）两种类型。重型鞍座又有五种型号，代号为BI～BV。每种类型的鞍座又分为F型（固定式）和S型（滑动式），且F型与S型配对使用。标记示例：JB/T4712－1992鞍座B900－S表示公称直径为900、重型带垫板、120°包角的滑动式鞍式支座。 五、补强圈补强圈用来弥补设备因开孔过大而造成的强度损失，其结构如图所示。补强圈的形状应与被补强部分壳体的形状相符，使之与设备壳体密切贴合，焊接后能与壳体同时受力。补强圈的厚度和材料与器壁相同。 补强圈DN100×8―D―Q235―BJB/T4736－1995表示厚度为8、接管公称直径DN100、坡口类型为D型、材料为Q235－B的补强圈。补强圈标记示例 六、人孔和手孔为了便于安装、检修或清洗设备内件，需要在设备上开设人孔或手孔。人孔和手孔的基本结构类同。 手孔直径大小应考虑操作人员握有工具的手能顺利通过，标准中有DN150和DN250两种。人孔大小，主要考虑人的安全进出，又要避免开孔过大影响器壁强度。圆形人孔最小直径为400mm，最大为600mm。当设备的直径超过900mm时，应开设人孔。人（手）孔的结构有多种型式，主要区别在于孔盖的开启方式和安装位置不同，以适应不同工艺和操作条件的需要。人孔常用的最小尺寸为：圆形人孔公称直径为400mm，长圆形人孔400×300mm。 人孔和手孔的标记示例1)HG21515－1995人孔（R·A－2707）450表示公称直径DN450mm，采用2707耐酸碱橡胶垫片的常压人孔。2)HG21529－1995手孔Ⅱ（A·G）250－0.6表示公称压力为0.6MPa、公称直径为250，采用Ⅱ类材料和石棉橡胶板垫片的板式平焊法兰手孔。 七、视镜视镜主要用来观察设备内物料及其反应情况，也可以作为料面指示镜。常用的视镜有视镜、带颈视镜和压力容器视镜(分别有不带颈视镜和带颈视镜两种)。标记示例：例1公称压力为1.0MPa，公称直径l00mm的不锈钢制视镜，标记为：视镜IIpN1.0DN100，HGJ50l-84-17例2公称压力为1.6MPa，公称直径80mm的碳素钢带颈视镜，标记为：视镜IpN1.6DN80，HGJ502—84—5 标记：玻璃管液面计WAⅠ，L=500HG5-227-80除上述几种常用的标准化零部件外，还有如填料箱等，可查有关标准。八、液面计液面计是用来观察设备内部液面位置的装置。液面计结构有多种型式，其中部分已经标准化。最常用的是玻璃管液面计、玻璃板液面计。 典型化工设备的常用零部件搅拌反应罐通常是由以下几部分组成。罐体部分：为物料提供反应空间，由筒体及上下封头组成。传热装置：用以提供化学反应所需的热量或带走化学反应生成的热量，其结构通常有夹套和蛇管两种。搅拌装置：为使参与化学反应的各种物料混合均匀，加速反应进行，需要在容器内设置搅拌装置，搅拌装置由搅拌轴和搅拌器组成。传动装置：用来带动搅拌装置，由电机和减速器(带联轴器)组成。轴封装置：由于搅拌轴是旋转件，而反应罐容器的封头是静止的，在搅拌轴伸出封头之处必须进行密封，以阻止罐内介质泄漏，常用的轴密封有填料箱密封和机械密封两种。其他结构：各种接管、人孔、支座等附件。一、反应罐中常用零部件反应罐是化学工业中典型设备之—，它用来供物料间进行化学反应，反应罐被广泛应用于医药、农药、基本合机合成、有机染料及三大合成材料(合成橡胶、合成塑料和合成纤维维)等化工行业中。 1．搅拌器搅拌器用于提高传热、传质，增加物料化学反应速率。常用的有桨式、涡轮式、推进式、框式与锚式、螺带式等搅拌器。上述几种搅拌器大部分已经标准化，搅拌器主要性能参数有搅拌装置直径(350~2100共16种)和轴径(30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140和l60等)。标记示例例：直径600mm，轴径40mm的浆式搅拌器，标记为：“搅拌器600-40，HG5-220-65-5” 各种搅拌浆的形式 2．轴封装置反应罐的密封有两种：一种是静密封，如法兰连接的密封；另一种是动密封，轴封即属于一种动密封。反应罐中应用的轴封结构主要有两大类：填料箱密封和机械密封。(1)填料箱密封填料箱密封的结构简单，制造、安装、检修均较方便，因此应用较为普遍。填料箱密封的种类很多，例如：有带衬套的、带油环的和带冷却水夹套的等多种结构。标准填料箱的主体材料有碳钢和不锈钢两种，填料箱的主要性能参数有压力等级(0.6MPa和1.6MPa两种)和公称轴径(DN系列为30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140和160等)。标记示例例1公称压力为1.6MPa，公称轴径50mm的碳钢填料箱，标记为：“填料箱pN1.6，DN50HG21537.7-92”例2公称压力为1.6MPa，公称轴径80mm，材料为0Cr18Ni10Ti（代号为321）的不锈钢填料箱，标记为：“填料箱pN1.6，DN80/321HG21537．8—92” (2)机械密封机械密封是一种比较新型的密封结构。它的泄漏量少，使用寿命长，摩擦功率损耗小，轴或轴套不受磨损，耐振性能好，常用于高低温、易燃易爆有毒介质的场合。但它的结构复杂，密封环加工精度要求高，安装技术要求高，装拆不方便，成本高。机械密封的基本结构型式如图所示。机械密封—般有四个密封处：A处是静环座与设备间的密封，属静密封，通常采用凹凸密封面加垫片的方法处理。B处是静环与静环座间的密封，属静密封，通常采用各种形状的弹性密封圈来防止泄露。C处是动环与静环的密封，是机械密封的关键部位，为动密封。动静环接触面靠弹簧给予一合适的压紧力，使这两个磨合端面紧密贴合，达到密封效果。这样可以将原来极易泄漏的轴向密封，改变为不易泄漏的端面密封。D处是动环与轴(或轴套)的密封，为静密封，常用的密封元件是“O”形环。为适应不同条件的需要，机械密封有多种结构形式，但其主要元件和工作原理基本相同。机械密封的主要性能参数有压力等级(0.6MPa和1.6MPa两种)、介质情况(一般介质和易燃易爆有毒介质)、介质温度(《80℃和＞80℃)及公称轴径(30、40、50、60、70、80、90、100、l10、120、130、140和160等)。 二、换热器中常用零部件换热器是石油、化工生产中重要的化工设备之一，它是用来完成各种不同的换热过程的设备。管壳式换热器是应用最为广泛的一种换热器，它能承受高温高压，易于制造，生产成本低，清洗方便。管壳式换热器有固定管板式、浮头式、填函式、U形管式等多种形式，他们的结构均由前端管箱、壳体和后端结构(包托管束)三部分组成。l、管板管板是管壳式换热器的主要零件、绝大多数管板是圆形平板。板上开很多管孔，每个孔固定连接着换热管，管的周边与壳体的管箱相连。板上管孔的排列形式有正三角形、转角三角形、正方形、转角正方形四种排列形式。换热管与管板的连接，应保证密封性能和足够的紧固强度、常采用胀接、焊接或胀焊结合等方法，管板与壳体的连接有可拆式和不可拆式两类。例如，固定管板式换热器的管板采用的是不可拆的焊接连接，浮头式、填函式、U形管式换热器的管板采用的是可拆连接。另外，管板上有四个螺纹孔，是拉杆的旋入孔。 2．折流板折流板被设置在壳程，它既可以提高传热效果，还起到支撑管束的作用。折流板有弓形和圆盘-圆环形两种。 3、膨胀节膨胀节是装在固定管板式换热器壳体上的饶性部件，用于补偿温差引起的变形。最常用的为波形膨胀节。波形膨胀节分为立式(L型)和卧式(W型)两类，若带内衬套又分别有LI和WI型。对于卧式波形膨胀节又有带堵丝(A型)利不带堵丝(B型)之分，堵丝用于除残余介质。波形膨胀节的主要性能参数有公称压力、公称直径和结构型式等。 塔设备广泛用于是石油、化工生产中的蒸馏、吸收等传质过程。塔设备通常分为板式塔和填料塔两大类。填料塔主要由塔体、喷淋装置、填料、再分布器、栅板、气液相进出口、卸料扎、裙座等零部件组成。板式塔主要由塔体、塔盘、裙座、除沫装置、气液相进出口、人孔、吊柱、液面计等零部件组成。当塔盘上传质元件为泡帽、浮阀、筛孔时，分别称为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔。三、塔设备中常用零部件1、栅板栅板是填料塔的主要零件之一，它起着支承填料环的作用。栅板有整块式和分块式。当栅板直径小于500mm时,一般使用整块式；当直径为900~1200mm时，可以分成三块；当直径再大时，可分成宽为300~400mm的更多块，以便装拆及进人人孔。 2、塔盘塔盘是板式塔的主要部件之一，它是实现传热、传质的部件。塔盘由塔板、降液管及溢流堰、紧固件和支承件等组成。塔盘也有整块式和分块式两种，一般塔径为300~800mm时，采用整块式；塔径大于800mm时，采用分块式。 3、浮阀与泡帽浮阀和泡帽是浮阀塔和泡帽塔的主要传质零件。浮阀有圆盘形和条形两种。圆盘浮阀已标准化。泡帽有圆泡帽和条形泡帽两种。圆泡帽已标准化。 4、裙式支座对于高大的塔设备，根据工艺要求和载荷特点，常采用裙式支座。裙式支座内有两种型式：圆筒形和圆锥形。圆筒形制造方便，应用较为广泛；圆锥形承载能力强，稳定性好、对于塔高与塔径之比较大的塔特别适用。 §7-7装配图概述装配图是表达机器或部件的图样，主要表达机器或部件的工作原理、装配关系、结构形状和技术要求，用以指导机器或部件的装配、检验、调试、安装、维护等，是机器设计、制造、使用、维护以及进行技术交流的重要技术文件。一、装配图的内容二、装配图的表达方法三、装配图上的标注四、装配图的阅读 一、装配图的内容一张完整的装配图，一般应具备以下五个方面的内容：（1）一组视图表达机器或部件的工作原理、各零件之间的装配关系和主要零件的形状结构等。（2）必要的尺寸包括规格尺寸、装配尺寸、安装尺寸、外形尺寸及其他重要尺寸。（3）技术要求用文字或代号说明与机器或部件有关的性能、装配、检验、安装、调试和使用等方面的要求和指标。（4）零件序号、明细栏对装配体上的每种零件，按顺序编写序号。明细栏用来说明各零件的序号、名称、数量、材料和备注等。（5）标题栏填写机器或部件的名称、图号、绘图比例以及责任人签名和日期等。 装配图的内容一组视图必要的尺寸技术要求零件序号明细栏标题栏 二、装配图的表达方法装配图的表达方法与零件图基本相同，前面介绍的视图、剖视、断面、简化画法等表达方法都适用于装配图的表达。但针对装配图，还有一些规定画法和特殊表达方法。（1）接触面、配合面的画法相邻两零件的接触面和配合面只画一条线。相邻的非接触面、非配合面，不论间隙多小，都应画两条线。1、装配图上的规定画法（2）剖面线的画法相邻两零件的剖面线应相反或间隔不同，同一零件在各视图中的剖面线间隔和倾斜方向均应相同。（3）实心零件和标准件的画法当剖切面通过实心零件（轴、杆、球等）和标准件（螺栓、螺母、垫圈等）的轴线时，这些零件按不剖画出。如前面球阀装配图中的阀杆12，在主视图和左视图中按不剖画出。 2、装配图上的特殊表达方法（1）拆卸画法为使被挡住的部分能表达清楚，或者为避免重复，简化作图，可假想将某些零件拆卸后再投影，一般应在视图上方注写“拆去件××”等字样，如球阀装配图中左视图（见下一页）。（2）沿零件结合面剖切在装配图中可假想沿某些零件的结合面进行剖切，零件的结合面不应画剖面线，如齿轮泵装配图中左视图（见后页）。（3）假想画法为了表示运动零件的极限位置，或者部件与相邻零件的相互关系，可用双点画线画出其轮廓，如球阀装配图俯视图中的扳手，其中的一个极限位置使用了假想画法（见下一页）。 装配图的特殊表达方法（一）假想画法拆卸画法 装配图的特殊表达方法（二）沿结合面剖切简化画法垫片夸大画法 （4）夸大画法对薄片零件、细丝弹簧、微小间隙等，若它们的实际尺寸在装配图中很难画出或难以表达时，可不按比例而适当夸大画出或直接涂黑表示，如齿轮泵装配图主视图中的垫片6（见上一页）。2、装配图上的特殊表达方法（续）（5）简化画法在装配图中，零件的工艺结构可不画出；对相同的零件组，如螺栓连接组件等，可详细地画出一组或几组，其余的只需用点画线表示其装配位置即可。 三、装配图上的标注由于装配图与零件图的功能不同，故对尺寸标注的要求也不同，一般只需标注以下几种尺寸。（1）规格尺寸表明机器（或部件）的规格或性能的尺寸，是设计和选用产品的主要依据，如球阀的孔径Φ25。1、尺寸标注（2）装配尺寸表明机器（或部件）的中有关零件之间配合性质和主要相对位置的尺寸，如齿轮泵中齿轮轴与泵盖和泵体的配合尺寸Φ25H7/f6。（3）安装尺寸表明机器（或部件）安装时需要的尺寸，如齿轮泵中的尺寸70等。（4）外形尺寸表明机器（或部件）外形轮廓的尺寸，即总长、总宽和总高。如齿轮泵中的尺寸112、88和98。（5）其他重要尺寸在设计时通过计算选定等方式得到的尺寸。如齿轮泵中齿轮的中心距27。 2、零（部）件序号和明细栏的注写为便于读图、组织生产和图样管理，必须对机器（或部件）的各组成部分进行编号（序号或代号），并在标题栏上方填写与图中序号一致的明细栏。通常总装图对部件编号，而部件图对零件进行编号。（1）零件序号的编写零件序号的编写方法如下图。 （2）零件组序号的编写零件组序号的编写方法如下图。（3）标注序号注意事项序号应水平或竖直排列，数字应按顺时针或逆时针一次编写。指引线不应相交，允许指引线转折一次。（4）明细栏明细栏机器（或部件）中全部零、部件的详细目录，画在标题栏上方，由下往上一次填写，若位置有限时，可在标题栏左方延续。 四、装配图的阅读阅读装配图的目的是为了了解装配体的性能、用途与工作原理，各零件间的装配关系及主要零件的结构形状和作用。下面以前述齿轮泵为例说明读图步骤。1、概括了解由标题栏可了解装配体的名称、大致用途；由外形尺寸可了解装配体的大小；由明细栏及零件序号可了解零件数量和标准件数量，估计装配体的复杂程度。齿轮油泵用于输送润滑油，其外形尺寸是112mm、85mm、98mm，据此可知其体积大小；该油泵共有8种零件，其中有一种标准件，属于较简单的部件。 2、分析视图了解视图的数量，弄清视图间的投影关系，以及各视图采用的表达方法，为深入读图作准备。齿轮泵采用两个视图，主视图采用全剖视，表达齿轮泵主要的装配关系；左视图采用半剖视，剖切面沿泵盖2和泵体1的结合面剖切，可清楚地反映出油泵地外形和一对齿轮啮合的情况；另外还采用了局部剖视，以表达进、出油孔的结构。3、分析传动路线及工作原理一般可从图样直接分析装配体的工作原理，有时需参考产品说明书。齿轮泵的工作原理如右图。当啮合的齿逐渐分开时，进油一侧容积增大，压力降低，油池内的油被吸入泵内，随着齿轮的转动，齿槽内的油被送到出油口。由于轮齿不断啮合，油不能回流，只能被压入排出管。 4、分析装配关系在齿轮泵中，泵盖与泵体采用六个螺钉紧固在一起；两齿轮轴与泵盖和泵体孔之间为间隙配合（Φ12H7f6），为了防漏，泵盖与泵体的结合面处垫入垫片6，并在传动齿轮轴4的伸出端用填料7和压盖8密封。5、分析零件的结构形状一般从表达该零件最清晰的视图入手，先依据投影规律、序号、剖面线及其他规定画法，区分出零件的投影轮廓。必要时还可借助丁字尺、三角板等工具，找出视图间的投影关系，进行投影分析，将该零件在各个视图中的投影轮廓从装配图中分离出来，再运用形体分析法和线面分析法，结合零件的功用和零件间的装配关系，分析并考虑零件加工和装配方便等因素，进一步完善装配图上表达不完整的结构，从而想象出零件完整的结构形状。 6、归纳总结通过以上分析，最后综合起来，对装配体的工作原理、装配关系及主要零件的结构形状、尺寸、作用有一个完整、清晰的认识，从而想象出整个装配体的形状和结构。 本章结束