Корпус солерозчинника вертикального виконання

терм.frw

Спец днище.spw

-11.ОК.021.02.000.СК
Складальне креслення

дренаж.frw

Шт для тр.frw

маном.frw

Днище.spw

08-11.ОК.021.02.00.000
-11.ОК.021.02.00.000 СК
Складальне креслення
-11.ОК.021.02.01.000
-11.ОК.021.02.02.000
-11.ОК.021.02.00.003

Днище.frw

Doc2.doc

-----------------------

Спец Люк.spw

08-11.ОК.021.04.000.СК
Складальне креслення

Анотац я.doc

В даному курсовому проекті спроектовано корпус солерозчинника.
Розраховані товщини стінок апарату підібрані пристрої для з’єднання
трубопроводів розрахований люк підібрані опори і контрольно-вимірювальні
пристрої. Виконане загальне креслення солерозчинника в креслярсько-
графічному редакторі КОМПАС і креслення люку днища фланця штуцера
дренажного гайки вручну. До креслення загального виду та складальних
креслень складені специфікації.

Спецификация 1.spw

08-11.ОК.021.00.000.СК
Корпус солерозчинника
вертикального виконання
Складальне креслення
Гайка М24 ГОСТ 1050-88
Шайба М24 ГОСТ 1050-88
Шпилька М24 ГОСТ 050-88

Люк.frw

Люк.spw

-11.ОК.021.04.000.СК
Складальне креслення
Гайка М24 ГОСТ 050-88
Шайба М24 ГОСТ 150-88
Шпилька М24 ГОСТ 100-88

Спецификация.spw

Складальне креслення

ЧертежL.cdw

-11.ОК.021.00.000 СК
Корпус солерозчинника
вертикального виконання
Сталь 20 ГОСТ 1050-88

Штуцер.frw

Рисунок 4.doc

Рисунок 4.2 – Укріплююче кільце

М н стерство осв ти науки України.doc

Міністерство освіти і науки України
Вінницький національний технічний університет
нститут будівництва теплоенергетики та газопостачання
Факультет теплоенергетики та газопостачання
КОРПУС СОЛЕРОЗЧИННИКА ВЕРТИКАЛЬНОГО ВИКОНАННЯ
Пояснювальна записка
з дисципліни ”Основи конструювання ”
до курсового проекту за спеціальністю
-11.ОК.021.00.000 ПЗ
Керівник курсової роботи
Розрахунок товщини стінок апарату ..5
1 Розрахунок товщини стінки обичайки 5
2 Розрахунок товщини стінки еліптичного днища 5
Пристрої для з’єднання трубопроводів ..6
2 Вибір і розрахунок люка ..9
3 Розрахунок болтів люка на міцність .11
4 Укріплення отворів .13
Вибір опори апарату 15
Перевірка швів на міцність 16
Вибір контрольно-вимірювальних приладів 18
Заходи з охорони праці ..19
Додаток А. Технічне завдання ..22
Солерозчинник – апарат призначений для приготування регенераційних
розчинів повареної солі і сульфату амонію для катіонових фільтрів а також
для освітлення регенераційних розчинів регенераторів на водопідготовних
установках невеликої продуктивності промислових і опалювальних котелень.
При натрій-катіонуванні поварена сіль а при амоній-натрій-
катіонуванні поварена сіль з сульфатом амонію загружаються в солерозчинник
через лючок на верхньому днищі в кількості необхідній для регенерації
одного фільтра. Потім в апарат подається вода під тиском до 06 МПа. При
проходженні її через реагент утворюється розчин освітлення якого
відбувається при фільтруванні через шар фільтруючого матеріалу який
знаходиться в розчиннику.
Розчин що вийшов з солерозчинника направляється в регенеруючий
фільтр. Закінчення розчинення реагента в солерозчиннику контролюється при
відборі проб розчину через пробовідборний кран встановлений на
трубопроводі розчину що виходить із розчинника.
Перед тим як загрузити нову порцію реагента в розчинник промивають
фільтруючу загрузку потоком води направленої знизу вверх.
Ця операція відбувається при кожній загрузці солерозчинника реагентом
або через декілька загрузок в залежності від ступеня забруднення розчинного
Солерозчинник складається з корпуса нижнього і верхнього
розподільного пристрою трубопроводів запірної арматури і пробовідвідого
Виготовляють корпус і трубопроводи солерозчинника із вуглецевої
РОЗРАХУНОК ТОВЩИНИ СТНОК АПАРАТУ
1 Розрахунок товщини стінки обичайки
Товщину сінки обичайки апарату що працює під внутрішнім тиском
розраховуємо на міцність за формулою
де р – тиск в апараті Нмм2;
DВ – внутрішній діаметр апарату мм;
[] – нормальне допустиме напруження вибране за даними ГОСТ 14249-69
φ – коефіцієнт міцності зварного подовжнього шва;
С – прибавка для компенсації корозії мм.
Враховуючи те що апарат працює в помірно агресивному середовищі
вибираємо сталь20. За даними ГОСТ 14249-69 для цієї сталі враховуючи
робочу температуру підбираємо нормальне допустиме напруження яке
становить [] =142 Нмм2.
Для зварювання апарату застосовуємо стиковий односторонній шов при
автоматичному зварюванні. Коефіцієнт міцності такого шва φ=1.0.
Прийнято значення товщини стінки обичайки округлювати в бік більшого
парного числа тому товщину стінки обичайки приймаємо 6мм.
2 Розрахунок товщини стінки еліптичного днища.
Товщина стінки еліптичного днища що працює під внутрішнім тиском
розраховуємо на міцність за формулою (1.1)
Прийнято значення товщини стінки еліптичного днища округлювати в бік
більшого парного числа тому товщину стінки днища приймаємо 6мм. [2]
ПРИСТРО ДЛЯ ЗДНАННЯ ТРУБОПРОВДВ
Штуцери використовуються для приєднання до апарату трубопроводів і
арматури а також для встановлення контрольно вимірювальних приладів і
оглядових вікон. Штуцери складається з патрубка (короткого відрізка труби)
Найменша висота штуцера повинна забезпечувати зручний підвід болтів з
Штуцер приварюється до апарату за варіантом тобто вварюється.
Так як арматуру що приєднується до штуцерів не виготовляють для
умовного тиску менше 1 Нмм2 то вибираємо штуцер до апарату тиску 06
Нмм2 для умовного тиску 1 Нмм2.
Для того щоб підібрати діаметр штуцера потрібно найти об’єм апарату
прийняти швидкість руху води і час витікання води з апарату.
Об’єм апарату складається з суми об’ємів днища обичайки і кришки.
Об’єм еліптичного днища
де r – радіус днища мм;
hе – висота днища hе =175 мм.
де h1 – висота відбортовки h1 =25 мм.
Об’єми днища і кришки однакові Vдн =Vкр.
де L – висота обичайки
Діаметр штуцера для під’єднання трубопроводу можна знайти формули
де v – швидкість витікання речовини з солерозчинника мс;
[pic] - час витікання с.
Приймаю що швидкість витікання речовини з апарату v=1 мс а час
Штуцер з прохідним діаметром d=25мм має розміри наведені в таблиці 2.1
Таблиця 2.1 – Розміри штуцеру для під єднання трубопроводу
DyldHSDHD1D2fb[pic]D0Кількість болтів2513032351158568214144
Приклад штуцеру для під’єднання трубопроводу наведено на рисунку 2.1
Рисунок 2.1 – Штуцер для під єднання трубопроводу
Діаметр дренажного штуцера приймаємо d=25мм. Розміри штуцера дренажного наведено в таблиці 2.2.
Таблиця 2.2 - Розміри штуцера дренажного
DHxSDydd1d2d3d4Lll1t232x3.525M39x1.5253436.830381772
Дренажний штуцер показано на рисунку 2.2 [3]
Рисунок 2.2 – Штуцер дренажний
Розміри штуцеру для гідровиватаження фільтрувального матеріалу наведені в таблиці 2.3.
Таблиця 2.3 - Розміри штуцеру для гідровиватаження фільтрувального
DyldHSDHD1D2fb[pic]D0Кількість болтів80170896195160138320184
2 Вибір і розрахунок люка
В даному апараті люк необхідний для завантаження сировини який потрібно часто закривати і відкривати тому вибираємо люк з фланцями сталевими плоскими приварними гладенькими для ру=1 Нмм2.
Апарат виготовлений із сталі 20.
Допустима напруга для сталі 20 при температурі t=100ºС []=142 Нмм2.
Коефіцієнт міцності зварювального поздовжнього одностопного ва при ручному зварюванні φ=07.
Розміри фланця люка наведено в таблиці 2.4.
Таблиця 2.4 - Розміри фланця люка
DyldHD1D2DHbsd0Кількість болтів М14150220159240212280246238
Лаз показано на рисунку 2.3.
Рисунок 2.3 – Лаз з фланцем сталевим плоским приварним гладеньким
Для даного люка підбираємо паронітову прокладку зовнішній діаметр якої Dзв=D2=212мм а внутрішній – Dвн=d=dН+1мм товщина прокладки b=2мм.
Товщину стінки плоскої кришки люка розраховуємо за формулою
де k – коефіцієнт що залежить від конструкції кришки. Для даної кришки
Для розрахунку [pic]замість [pic]використовуємо [pic] - середній діаметр прокладки який визначається за формулою
Діаметр болтового кола
За довідником прокладочний коефіцієнт m=25.
Коефіцієнт k1 згідно з графіку знаходимо в залежності від співвідношення DбDсп та . Коефіцієнт складає 045. але згідно з ГОСТ даний коефіцієнт не повинен бути менше 05. приймаємо кінцеве значення k1=05.
Отже товщина плоскої кришки знаходимо за формулою:
Приймаємо товщину плоскої кришки Sпп=10мм.
3 Розрахунок болтів люка на міцність
Люк виготовляється із тієї ж сталі що і корпус – сталь 20 болти із сталі 35
гайки – із сталі 25.
Найбільший робочий тиск в апараті при t=40ºС становить рроб=06 Нмм2.
Перевіряємо міцність ботів М23 і сталі 35 виготовлених в кількості 8 штук.
Піддатливість болта
Еб – модуль пружності матеріалу болта Нмм2 ;
Fб – поперечна площа болта мм2.
Довжина болта знаходиться за формулою:
де b – ширина фланця люка мм;
а – товщина прокладки мм.
Модуль пружності матеріалу болта Еб підбираємо відповідно до матеріалу прокладки. Для даної задачі Еб=215·103 Нмм2.
Поперечну площу болта знаходимо за формулою:
де Dб – діаметр болта мм.
Піддатливість частини прокладки що приходиться на один болт:
де а – товщина прокладки мм;
Еп – модуль пружності матеріалу прокладки Нмм2. Для пароніту Еп=3·103
Fп – площа прокладки що приходиться на один болт мм. Знаходиться за формулою:
[pic][pic][pic][мм] (2.17)
Коефіцієнт основного навантаження знаходиться з формули
Зусилля від тиску в апараті що приходиться на один болт визначаємо за формулою:
Сумарне зусилля на болт
де Кст – коефіцієнт запасу затяжки проти розкриття стиску прийнятий Кст=14.
Допустима сила [p] для М23 із сталі 35 при t=20ºС дорівнює 37кН а при t=200ºС – 35кН. Звідси видно що при t=40ºС болт працюватиме надійно.
4 Укріплення отворів
Визначаэмо найбільший діаметр який можна проектувати без спеціальних укріплень використовуючи наступні формули:
[pic] отже для знаходження найбільшого діаметра який можна проектувати без укріплення використовуємо формулу:
Отже укріплювати потрібно люк. Укріплення здійснюється за допомогою накладки. Укріплююче кільце вибираємо з того ж матеріалу що і сам корпус отже із сталі 20. Товщина укріплюючого кільця приймаємо рівною товщині стінки апарату:
Діаметр укріплюючого кільця визначаємо за формулою:
Опори служать для встановлення апаратів на фундамент. Для підбору опори використовуємо наступні формули.
Вага апарату при гідравлічних випробуваннях
де Gап – вага апарату кН;
V – об’єм апарату м3;
ρ – густина речовини в апараті кгм3.
За умовою приймаємо три лапи опорні типу за нормаллю МХ64-56. Навантаження на кожну лапу становитиме
Згідно нормалі МХ64-56 приймаємо лапи з допустимим навантаженням на кожну 5кН.
Питоме навантаження на опору знаходимо за формулою:
де n – кількість опор;
Fоп – опорна площа підібрана по допустимому навантаженню на кожну
Умова задовольняється отже лапи будуть працювати надійно.
ПЕРЕВРКА ШВВ НА МЦНСТЬ
Шви що з’єднують штуцери з корпусом апарату повинні задовольняти умову:
де ’ – напруження матеріалу зварного шва Нмм2;
D – зовнішній діаметр патрубка мм;
– коефіцієнт проплавлення МПа;
[’] – допустиме напруження матеріалу зварного шва Нмм.
Для зварювання підбираємо електрод Э42. для якого:
де [р] – допустиме напруження на розтяг Нмм2. Для даного матеріалу
температури і тиску [р]=142Нмм2.
Міцність шва між штуцером для під’єднання трубопроводу і корпусом. Зовнішній діаметр патрубка даного штуцера становить D=32мм а катет [pic]=s=35мм.
Міцність шва між штуцером для гідро вивантаження фільтрувального матеріалу і корпусом. Зовнішній діаметр патрубка даного штуцера становить D=89мм а катет [pic]=s=6мм.
Міцність шва між дренажним штуцером для і корпусом. Зовнішній діаметр патрубка даного штуцера становить D=30мм а катет [pic]=s=6мм.
Міцність шва між опорою і апаратом знаходимо за формулою[pic]
де F – сила що діє на одну опору Н;
l – довжина зварного шва мм яка визначається за формулою
[pic]- допустиме напруження матеріалу зварного шва для даного випадку становить
Отже всі шви надійно з’єднують і будуть ефективно працювати при заданих умовах.
ВИБР КОНТРОЛЬНО - ВИМРЮВАЛЬНИХ ПРИЛАДВ
Враховуючи умови в яких працює солерозчинник підбираємо термометр. В даному випадку використовуємо термометр прямого виконання №2 з ціною поділки 1 довжиною верхньої частини 240 мм і нижньої частини – 160мм за ГОСТ 2823-73.
Позначається даний термометр так:
П 2 1240160 ГОТС 2823-73.
Термометр показаний на рисунку 5.1
Рисунок 5.1 - Термометр
Для вимірювання тиску використовуємо манометри. Для даного солерозчинника підбираємо манометр в круглому корпусі діаметром 100 мм клас точності – 15 верхня межа вимірювання – 600 кгссм2. На рисунку 5.2. показано манометр з фланцем діаметром D=30мм. [2].
Рисунок 5.2 - Манометр
ЗАХОДИ З ОХОРОНИ ПРАЦ
В промислову безпеку входять заходи по створенню найбільш безпечних умов для збереження здоров’я робітників виключаючи небезпечні випадки і травми.
Основними задачами з охорони праці і промислової безпеки є:
захист робітників від загазованості і запилення;
виконання вимог по освітленні приміщень;
захист від шуму і вібрації;
виконання вимог по електробезпеці.
Також не менше значення має охорона праці при експлуатації установок. Можна виділити такі основні пункти:
На все основне обладнання в обов’язковому порядку повинні бути паспорта. В них повинні бути вказані установка призначення технічна характеристика вимоги безпеки при експлуатації та ремонті.
Апарати які працюють під тиском повинні бути оснащені пристроями для вимірювання тиску і температури середовища запобіжними приладами і рівнемірами. В потрібних випадках для контролю теплових потоків вимірюють температуру стінок апарату по його довжині.
Важливим пристроєм який забезпечує безпеку експлуатації апаратів є захисні клапани і мембрани. х конструкція розміри і пропускна здатність повинні бути вибрані розрахунковим шляхом.
Перед запуском у роботу такі об’єкти повинні бути оглянуті органами держнаглядохоронпраці які їх реєструють і видають дозвіл на експлуатацію.
Всі роботи по чистці огляду підготовки до ремонту проведення ремонтних робіт апаратів і ємностей та їх випробування проводять у відповідності до внутрішньозаводських інструкцій які передбачають спеціальні міри безпеки. Ці роботи потрібно проводити вдень. Аварійні роботи дозволяється виконувати і в нічний час при дотриманні особливих умов. Всі роботи по підготовці апаратів і ємностей до внутрішнього огляду і ремонту виконує спеціальний персонал по експлуатації під керівництвом інженерно-технічних робітників; при необхідності до цих робіт залучаються робітники газо рятівної служби. [3]
В даній курсовій роботі розраховано товщини стінок обичайки і днища вона становить 6 мм. Підібрано штуцери для під єднання трубопроводу діаметром D=25 мм гідровивантаження фільтрувального матеріалу D=80 мм та дренажний штуцер D=25 мм. Розраховано товщину стінки плоскої кришки люка Sкр=10 мм. Розраховані болти люка на міцність. Прийнято три лапи з допустимим навантаженням на кожну 5 кН типу . Перевірили міцність зварних швів та підібрали контрольно вимірювальні пристрої.
Проектирование монтаж и эксплуатация тепломассообменных установок: Учеб. пособие для вузов А. М. Бакластов В. А. Горбенко П. Г. Удыма; Под ред. А. М. Бакластова - М. : Энергоатомиздат 1981 - 336 с.
Справочник конструктора-машиностроителя Анурьев В.И — М.: Машиностроение 1979. – 859 с.
Система технического обслуживания и ремонта энергетического оборудования. Справочник Ящура А.И. – М.: Издательство НЦ ЭНАС 2005. – 496 с.
Методичні вказівки до оформлення курсових проектів (робіт) для студентів всіх спеціальностей Уклад. Г.Л. Лисенко А.Г. Буда Р.Р.Обертюх – Вінниця: ВНТУ 2006. –58 с.
Міністерство освіти та науки України
На розробку корпуса солерозчинника вертикального виконання.
Область застосування – приготування регенераційних розчинів повареної солі і сульфату амонію для катіонових фільтрів а також для освітлення регенераційних розчинів регенераторів
Основа для розробки – робочий навчальний план ОК
Мета та призначення розробки: а) мета розробки – отримання практичних навиків розрахунків та конструювання корпуса солерозчинника вертикального виконання; б) призначення розробки – навчальний курсовий проект з дисципліни ОК
Джерела розробки – індивідуальне завдання на курсовий проект з дисципліни ОК літературні патентні та інші технічні матеріали з розрахунку та конструювання корпусів апаратів
1 Склад солерозчинника та вимоги до конструктивної будови
1.1 Солерозчинник повинен складатися з корпуса нижнього і верхнього розподільного пристрою трубопроводів запірної арматури і пробовідвідного пристрою
1.2 Габаритні розміри солерозчинника – внутрішній діаметр апарату 700 мм довжина апарату 1400 мм
1.3 Спосіб кріплення арматури апарату – зварний
2 Показники призначення
2.1 Робочий тиск МПа .. 06
2.2 Робоча температура ºС .. до 40
2.3 Маса конструкції т . 036
3 Вимоги до рівня уніфікації та стандартизації
3.1 При конструюванні вузлів солерозчинника слід максимально використовувати стандартні і уніфіковані деталі (однакових розмірів і конструкцій в різних вузлах привода)
Додаток А (продовження)
3.2 Графічна та текстова документація розробленого солерозчинника повинна відповідати всім діючим стандартам України
Стадії та етапи розробки солерозчинника включають елементи технічної пропозиції ескізного та технічних проектів
Крайні терміни виконання КП
Порядок контролю та прийняття
Виконання етапів графічної та розрахункової документації курсового проекту контролюється викладачем згідно з графіком виконання проекту.
Прийняття проекту здійснюється комісією затвердженою зав. кафедрою згідно з графіком захисту.
Коректування технічного завдання допускається з дозволу керівника проекту.
(підпис прізвище та ініціали)
Корпус солерозчинника вертикального виконання
-11.ОК.021.00.00 .ПЗ