Проектирование катионного фильтра

 

где - расчетная сила осевого сжатия уплотняемых поверхностей в рабочих условиях, необходимая для обеспечения герметичности. По справочным данным ;

 

Допускаемое напряжение на растяжение в болтах определяем по справочным данным .

3. Расчетный диаметр болтовой окружности при коэффициенте (для ) определяем по формуле:

 

4. Расчетный диаметр болтов определяем по формуле:

 

Выбираем  болты М12×1,5 мм,

5. Определим расчетное количество болтов, исходя из затяжки соединения:

 

Принимаем максимальное количество болтов из условия затяжки  соединения .

6. Расчетный диаметр горловины фланца определяем как:

 

Окончательно  принимаем .

 

 

7. Определение массы аппарата

 

Масса аппарата складывается в основном из массы  обечайки и двух эллиптических днищ.

1. Массу обечайки определим по формуле:

 

где – высота цилиндрической части обечайки, .

 – плотность материала аппарата, .

 

2. Масса стандартного эллиптического днища ориентировочно может быть определена по формуле 

 

 

Массу прочих штуцеров и вспомогательных устройств  учтем 10% надбавкой.

3. Итого масса корпуса аппарата:

 

Принимаем монтажную  массу фильтра 

 

Вес монтируемого аппарата

 

 

8. Подбор опор

 

В качестве опор для монтируемого катионного фильтра (вертикальный цилиндрический аппарат с эллиптическим днищем) выбираем три стойки типа IV (швеллер с двумя ребрами в лапе и опорой на металлическую пластину) [2, с. 674].

Расчетная толщина ребра лапы определяется:

 

где - нагрузка на одну опору. Так как расчетный вес аппарата равен , а количество лап – 3, то нагрузка на опору определяется:

 

- коэффициент, зависящий от  отношения вылета к высоте  ребра (), по рекомендациям [2, с. 677] принимаем которому соответствует ;

- количество ребер в лапе, из  условия выбора в качестве опоры профиля типа швеллер ;

- предел прочности материала  лап. Для стали марки Ст.3, из которой изготовлен швеллер ;

 – вылет опоры, из конструктивных  соображений .

 

Принимаем толщину  ребра 

Толщину опорной  пластины принимаем , ширину швеллера, исходя из стандартных сортаментов, выбираем равную .

Ребра привариваются  к корпусу сплошным круговым швом. Собранный аппарат устанавливается на бетонной плите с помощью анкеров диаметром 24 мм.

 

Заключение

 

В ходе выполнения курсового проекта был спроектирован  катионный фильтр первой ступени производительностью 10 м³/ч, с рабочим давлением 0,3 МПа при температуре 25°С, для умягчения воды с общей жесткостью 5,35 мг/л и ионным составом, включающим катионы кальция, натрия и магния.

В качестве активного фильтрующего вещества выбран катионит КУ-2-8 (насыпная плотность 0,65-0,7 т/м³), объем загрузки – 1400 кг, высота насыпного слоя – 1500 мм.

Рассчитаны  основные габариты аппарата (высота– 2220 мм, диаметр – 1400 мм), выполненного из нержавеющей стали 12Х18Н10Т, с толщиной стенок цилиндрической обечайки и эллиптических днищ – 6 мм.

Фильтр снабжен двумя штуцерами ввода и вывода воды (внутренний диаметр патрубков – 50 мм), а так же двумя люками-лазами диаметром 300 мм для осуществления загрузки катионита.

Масса установки  складывается из массы катионного бака (500 кг) и трех опор по 20,5 кг каждая, выполненных  из стандартных швеллеров №12 с  шириной 200 мм, материал – сталь Ст.3.

 

Список используемых источников

 

1. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию / Под ред. Ю. И. Дытнерского. – М.: Химия, 1983. – 272 с.
2. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры. Лащинский А. А., Толчинский А. Р., Л., Машиностроение, 1970. –  752 с.
3. Основы проектирования химических производств: Учебник для вузов/ под ред. А.И. Михайличенко. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2005. – 332 с.
4. Павлов К. Ф., Романков П. Г., Носков А. А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии, М.: Химия, 1970. – 624 с.
5. Расчет и конструирование машин и аппаратов химических производств: Примеры  и  задачи:  Учебное  пособие  для  студентов  вузов  /под  редакцией  М.  Ф. Михалева. – Л.: Машиностроение, 1984. – 301 с., ил.