Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

131
VASILE PALADE DUMITRU PAN URU RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE ÎNDRUMAR DE PROIECTARE EDITURA NA IONAL

description

Îndrumar de proiectare

Transcript of Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Page 1: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

VASILE PALADE DUMITRU PAN URU

RECIPIENTE CU

DISPOZITIVE DE AMESTECAREÎNDRUMAR DE PROIECTARE

EDITURA NA IONAL

Page 2: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Vasile PALADE Dumitru PAN URU

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE

Page 3: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

This work presents the main engineering and design issues for the mostimportant equipment�s pressured container and heat exchanger types used in foodindustry processes. The book is use full for mechanical engineers interested in designing,engineering and operating of technological equipment�s for process industries, as wellas for the students of Tehnological Equipment�s in Food Industry.

Page 4: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Dr.ing. Vasile PALADE Dr.ing.Dumitru PAN URU

RECIPIENTE CU

DISPOZITIVE DE AMESTECAREÎNDRUMAR DE PROIECTARE

EDITURA NA IONAL Bucure ti, 2002

Page 5: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

În lucrare sunt tratate principalele probleme constructive i de calcul ale celormai importante utilaje de tip recipient sub presiune întâlnite în industriile de proces, curespectarea strictã a instruc iunilor C4.

Îndrumarul de fa ã se adreseaz studen ilor de la sec iile de utilaj tehnologicde proces, fiind utilã atât în rezolvarea proiectului de la disciplina �Aparate tubulare irecipiente� cât i în rezolvarea temelor de la proiectul de diplomã. De asemenea esteadresat inginerilor mecanici preocupa i de proiectarea, construc ia i exploatareautilajelor tehnologice pentru industrii de proces. Criteriile de proiectare prezentate urm resc o alegere corect a materialelor, ostabilire corespunz toare a dimensiunilor i a formei pentru reducerea consumurilorspecifice i pentru o fiabilitate corespunz toare.

Autorii aduc mul umiri tuturor colegilor, speciali ti în proiectare i execu ie, carele-au acordat sprijin pentru realizarea acestei lucr ri i r mân receptivi la toateobserva iile i sugestiile privind con inutul ei. Autorii

Referen i tiin ifici: Prof.univ.dr.ing. Liviu Palaghian

Tehnoredactare computerizat : Vasile Palade

Bun de tiparISBN

Tip rit:

Page 6: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

CUPRINS

1. Dimensionarea recipientului cu manta de înc lzire 7 1.1 Generalit i 7 1.2 Corp recipient 8 1.2.1 Elemente constructive 8 1.2.2 Calcul de rezisten 10 1.2.3 Calcul de verificare 14 1.3 Mantaua de înc lzire 14 1.3.1 Calcul de rezisten 14 1.3.2 Calcul de verificare 152. Funduri i capace. Elemente constructive i calcul de rezisten 16 2.1 Generalit i 16 2.2 Funduri i capace elipsoidale 16 2.2.1 Elemente constructive 16 2.2.2 Calcul de rezisten 17 2.3 Funduri i capace sferice cu racordare (mâner de co ) 19 2.3.1 Elemente constructive 19 2.3.2 Calcul de rezisten 19 2.4 Funduri i capace tronconice 20 2.4.1 Elemente constructive 20 2.4.2 Calcul de rezisten 243. Construc ia i calculul asambl rilor cu flan 26 3.1 Elemente constructive 26 3.1.1 Generalit i 26 3.1.2 Flan e pentru recipiente 26 3.1.3 Materiale 31 3.2 Calculul de rezisten al asambl rilor cu flan e 32 3.2.1 Generalit i 32 3.2.2 Verificarea uruburilor de strângere a flan elor 33 3.2.3 Verificarea garniturilor 39 3.2.4 Verificarea flan elor 394. Racorduri i bosaje 45 4.1 Elemente constructive 45 4.2 Alegerea racordurilor 46 4.2.1 eava 46 4.2.2 Flan a 46 4.2.3 Garnituri de etan are 48 4.2.4 Flan a oarb 49

Page 7: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE6

4.3 Alegerea bosajelor 51 4.4 Calculul de compensare a orificiilor 53 4.4.1 Domeniul de aplicare 53 4.4.2 Calculul de compensare a orificiilor izolate 54 4.4.3 Dimensionarea inelului de compensare 545. Aparate de m sur i control. Dispozitive de siguran 5.1 Aparate de m sur i control 5.1.1 Manometre 5.1.2 Termocuple 5.1.3 Indicatoare de nivel

5757575861

5.2 Supape de siguran 625.2.1 Alegerea supapei de siguran 625.2.2 Elemente de calcul 63

6. Suporturi pentru recipiente 6.1 Suporturi pentru recipiente verticale

6868

6.1.1 Generalit i 68 6.1.2 Suporturi laterale 6.1.3 Suporturi picior 6.2 Suporturi pentru recipiente orizontale

687378

7. Dimensionarea dispozitivului de amestecare 82 7.1. Alegerea mecanismului de ac ionare 82 7.2 Dimensionarea dispozitivului de amestecare a amestec torului 7.2.1 Arborele amestec torului 7.2.2 Alegerea sistemului de rezemare

868688

7.2.3 Alegerea suportului 7.2.4 Dimensionarea cutiei de etan are 7.3 Tipuri de amestec toare rotative verticale 7.3.1 Amestec toare cu bra e 7.3.2 Amestec toare cu palet 7.3.3 Amestec toare tip cadru 7.3.4 Amestec toare tip ancor 7.3.5 Amestec toare turbin disc 7.3.6 Amestec toare tip elice 7.3.7 Amestec toare tip Impeller 7.4 Alegerea i verificarea cuplajului 7.4.1 Alegerea cuplajului 7.4.2 Verificarea cuplajului

9396

100100103103106108108111112112113

8.Montarea i exploatarea recipientelor sub presiune 114 Anexe 116 Bibliografie 129

Page 8: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

1. DIMENSIONAREA RECIPIENTULUI CU MANTA DE ÎNC LZIRE

1.1 Generalit i

Recipientul cu manta de înc lzire (f r dispozitiv de amestecare) are schema dinfig.1.1. Reprezentarea completã, cu dispozitiv de amestecare, se prezintã în Anexa 1.

Fig. 1.13 � gur de verificare; 4 � capac; 6 � flan ; 7 - garnitur ; 9 � corp recipient;10 � corp manta; 12 � suport; 13 � racord evacuare condensat; 14 � racord degolire; 15 �racord pentru intrarea agentului termic; 16 � racord alimentare;18 � fund recipient

Page 9: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE8

In calculul în l imii H a p r ii cilindrice a recipientului nu se ia în considerarevolumul ocupat de fund i capac ( recipientul nu func ioneaz niciodat plin, fiindnecesar un spa iu gol pentru vaporii ce se degaj ).

DV=H

24 [m], (1.1)

unde: V - volumul recipientului, m3 ;D - diametrul recipientului, m.

În l imea total a recipientului va rezulta prin însumarea în l imilor corpuluicilindric, fundului, capacului i respectiv a dispozitivului de amestecare.

Volumul lichidului din mantaua de înc lzire se determin cu rela ia:

00

22

4)(

kHDD

V mm [m3 ] , (1.2)

unde: este în l imea mantalei i se determin cu rela ia:0H

hHH0 [m], (1.3)în care: h = (100 � 150) mm i se alege constructiv.

- coeficient ce ine cont de continuarea mantalei pe fundul recipientului.1,10k

1.2 Corp recipient

1.2.1 Elemente constructive

Corpul recipientului (pozi ia 9. fig.1.1), construit în varianta din o el laminat, seob ine prin asamblarea din virole cilindrice. O virol cilindric se ob ine din tabl princurbare pe val i sudare în lungul generatoarei. L imea tablei se dispune în lungulgeneratoarei virolei, astfel ca fibrajul tablei ob inut prin laminare s se afle pe direc ieinelar , direc ia de solicitare maxim .

Fig. 1.2Fig. 1.3

Page 10: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Cap.1 Dimensionarea recipientului i a mantalei de înc lzire 9

Tablele utilizate au lungimi standardizate (tabelul 1.2). Dac lungimea necesarL (fig.1.2) este mai mare decât lungimea maxim a tablei existente, se recurge laîmbinarea prin sudare a dou sau mai multor buc i de tabl . Acestea trebuie astfel aleseîncât dou cus turi vecine ale unei virole s fie la o distan mai mare de 800 mm; pentruo singur asemenea distan (m surat între axele cordoanelor de sudur ) se admite ovaloare de minimum 200 mm.

Corpul recipientului se ob ine prin sudarea cap la cap a virolelor cu cordoane desudur circumferen iale (inelare). Se va urm ri s nu existe cordoane în cruce, iar întredou cordoane de sudur meridionale a dou virole al turate (fig.1.3 ) s existe un decalaj�a� mai mare decât de trei ori grosimea tablei mai groase (a > 3s), îns minimum 100mm. Virola terminal trebuie s aib lungimea de cel pu in 300 mm.

Lungimea tablei necesar ob inerii unei virole cilindrice este:s)+(D=L [mm], (1.4)

unde: D - diametrul nominal al recipientului, mm ; s - grosimea tablei, mm .In tabelul 1.1 se prezint grosimile minime recomandate pentru virole cilindrice

ob inute prin v l uire.Tabelul 1.1

D, mm < 400 400 -1000 1000 - 2000 2000 - 4000

s, mm 2 3 4 5

Tabelul 1.2

L imea tablei, mmsmm

1000 1250 1500 1800 2000 2200 2400 2600 2800 3000

4 x x x

5 x x

6 x x x x

7 x x x x

8 x x x x

9 x x x x x x x x x x

10 x x x x x x x x x x

Lungimile tablelor se livreaz în trepte de 1000 mm în func ie de grosime, între 2i 12 m.

Page 11: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE10

1.2.2 Calcul de rezisten

1.2.2.1 Alegerea materialului In instala iile ce lucreaz sub presiune trebuie evitat pericolul de rupere. Dinacest motiv o elurile utilizate în construc ia acestora trebuie s aib limita de curgere irezisten a la rupere la trac iune mari pentru a satisface parametrii din ce în ce mai ridica iai instala iilor, cu grosimi cât mai reduse ale pere ilor elementelor sub presiune.

Pentru recipiente sub presiune ce lucreaz la temperaturi ridicate este necesar sfie garantate propriet ile mecanice la aceste temperaturi. In cazul temperaturilor de lucrusc zute ( mai mici de -5o C) este necesar garantarea limitei de curgere i a tenacit ii laaceste temperaturi.

Principalele grupe de o eluri utilizate în acest domeniu sunt o elurile destinatetablelor de cazane i recipiente sub presiune pentru temperaturi ambiant i ridicat(STAS 2883/3-88), respectiv pentru temperatur ambiant i sc zut (STAS 2883/2 -80).

Caracteristicile mecanice precum i varia ia limitei de curgere func ie detemperatur i grosimea tablei sunt date în tabelele 1.3 i 1.4 pentru o elurile destinatetablelor de cazane i recipiente sub presiune pentru temperaturi ambiant i ridicat ,respectiv în tabelele 1.5 i 1.6 pentru temperaturi ambiant i sc zut

Tabelul 1.3Limita de curgere,

20cR [MPa]

Rezisten a la rupere latrac iune, 20R [MPa]

Grosimea tablei, s [mm]

Marcao elului

s 16 16< s <40 s 60

K 410 265 255 410...590

K 460 290 285 460...580

K 510 355 345 510...650

16 Mo 3 275 270 540...590

16 Mo 5 275 265 440...590

14 MoCr 10 300 295 440...590

12 MoCr 22 310 300 480...630

12 MoCr 50 - 310 515...690

12 VMoCr 10 - 255 470...640

Page 12: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Cap.1 Dimensionarea recipientului i a mantalei de înc lzire 11

Tabelul 1.4

Limita de curgere, [MPa]tcRMarca

o eluluiGrosimea

tableis [mm] 2000

C2500

C3000

C3500

C4000

C4500

C5000

C

K 410 s 60 205 185 155 140 130 125 -

K 460 s 60 245 225 205 175 155 135 -

K 510 s 60 265 245 225 205 175 155 -

s 10 240 220 195 185 175 170 16516 Mo 3

10 <s 40 225 205 180 170 160 155 150

16 Mo 5 s 60 245 226 196 177 167 157 137

s 10 255 245 230 215 205 195 19014MoCr10

10 <s 40 240 230 215 200 190 180 175

12MoCr22 sub 40mm 245 240 230 215 205 195 185

12MoCr50 sub 75mm 230 225 215 205 195 190 165Tabelul 1.5

Limita de curgere,20cR [MPa]

Rezisten a la rupere la trac iune20R , [MPa]

Grosimea tablei, s [mm]

Marcao elului

s 16 16< s <40 s 60

R 37 235 235 360...440

R 44 285 275 430...540

R 52 350 340 510...610

Tabelul 1.6

Limita de curgere [MPa]tcRMarca

o eluluiGrosimea

tableis [mm] 1000C 1500C 2000C 2500C 3000C 3500C 4000C

R 37 s 60 205 185 175 155 135 120 100

R 44 s 60 245 225 205 185 155 135 120

R 52 s 60 295 275 255 235 215 195 165

Page 13: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE12

1.2.2.2 Calculul grosimii de proiectare a corpului cilindricIn cazul recipientelor executate din o el laminat, supuse la presiune interioar ,

grosimea de proiectare, , se determin cu rela ia :ps

11 rca

cp cc+

pzf2Dp

=s [mm], (1.5)

unde: � presiunea de calcul, MPa ;ic ppD - diametrul interior al recipientului, mm ;

� tensiunea admisibil la temperatura de calcul, MPa (rela ia 1.7);af cr1 - adaos de rotunjire pân la grosimea nominal a tablei, adaos ce ineseama de abaterea negativ a tablei, mm, (tabelul 1.7) ;

z - coeficient de rezisten al îmbin rii sudate (tabelul 1.8).c1 � adaos pentru condi iile de exploatare (coroziune i/sau eroziune), mm ;

avc c1 [mm], (1.6)

în care: =(0,1...0,15) mm/an - viteza de coroziune pe an ;cva =(18...20) ani - durata de serviciu a utilajului.

Tabelul 1.7

L imea tablelor, mm

1500 > 15002000

> 20002500

> 25003000

Grosimea tablei,

mm

Abaterea limit la grosime, mm

De la 3 la 5 +0,25-0,60

- - -

De la 5 la 8 +0,25-0,60

+0,30-0,70

+0,35-0,80

+0,40-0,90

De la 8 la 12 +0,30-0,80

+0,35-0,80

+0,50-0,80

+0,60-0,90

De la 12 la 25 - +0,40-0,90

+0,50-1,10

+0,60-1,40

De la 25 la 40 - +0,60-1,20

+0,80-1,30

+0,85-1,55

Lungimile tablelor se livreaz în trepte de 1000 mm în func ie de grosime, între 2i 12 m.

Page 14: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Cap.1 Dimensionarea recipientului i a mantalei de înc lzire 13

Tabelul 1.8

Volumul examin riiNr.crt Tipul îmbin rii sudate

Total Par ial F r

1. Îmbin ri cap la cap executate automat prinorice procedeu de sudare cu arc electric saugaze, pe ambele fe e sau pe o singur fa cucompletare la r d cin .

1 0,9 0,8

2. Idem nr.crt.1, îns executate manual. 0,95 0,85 0,7

3. Îmbin ri cap la cap executate prin oriceprocedeu de sudare cu arc electric sau gaze,numai pe o fa , f r inel sau plac suport lar d cin .

- - 0,6

4. Idem nr.crt.3, cu inel sau plac suport lar d cin .

0,9 0,8 0,7

Tensiunea admisibil se determin cu rela ia:af

cR;

cR

=fs

20

s

tc

a21

min [MPa], (1.7)

unde:

- limita de curgere la temperatura de calcul, MPa, (din tabelele 1.3 i 1.4,respectiv 1.5 i 1.6 prin interpolare liniar pentru temperatura datã prin temã);

tcR

20R - rezisten a la rupere la trac iune la temperatura de 20oC, MPa, (tab.1.3,1.5);

=1,5 i =2.4 - coeficien i de siguran , pentru o eluri (cu excep ia celorturnate);

1sc 2sc

Valoarea ob inut pentru grosimea de proiectare, , se coreleaz cu

grosimea tablei, conform irului de valori exprimate în mm: 4 ; 5 ; 6 ; 7 ; 8 ; 9 ; 10; 12;14 ; 15 ; 16 ; 18 ; 20 ; 22 ; 25 ; 28 ; 30 ; 32 ; 35 ; 38 ; 40.

ps

Page 15: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE14

1.2.3 Calcul de verificare

1.2.3.1 Verificarea aplicabilit ii formulei pentru calculul grosimiide proiectare.

Rela ia (1.5) este aplicabil dac este îndeplinit condi ia :

1,01

Dcs p . (1.8)

1.2.3.2 Verificarea la presiunea de prob hidraulic

Recipientul înainte de a fi livrat trebuie verificat la presiune hidraulic . Probahidraulic se face în general cu ap , cu recipientul nevopsit i f r amenaj ri interioaresau exterioare. Toate cordoanele de sudur exterioare se dau cu var, iar dup uscare seface proba la presiunea hidraulic timp de 10 minute.

Presiunea pentru proba hidraulic , , se determin cu rela ia :php

f

fp=p

a

apcph 25,1 [MPa], (1.9)

unde:

- tensiunea admisibil a elementului determinat, pentru presiunea de

calcul , la temperatura , la care are loc încercarea, MPa ;apf

cp t

1s

tc

ap cR=f . (1.10)

1.2.3.3 Verificarea tensiunilor din virol la presiunea de probhidraulic

Pentru ca recipientul s reziste la presiunea hidraulic este necesar a fi

îndeplinit condi ia :php

pphap

phphp sc

pfz

Dp=s 12

)( . (1.11)

Page 16: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Cap.1 Dimensionarea recipientului i a mantalei de înc lzire 15

1.3 Mantaua de înc lzire

1.3.1 Calcul de rezisten

1.3.1.1 Alegerea materialuluiSe vor alege acelea i materiale ca pentru corpul recipientului.

1.3.1.2 Calculul grosimii mantalei de înc lzire Se determin cu rela ia:

c+cpzf

Dp=s r

ma

mmpm 112

[mm],(1.12)

în care reprezint presiunea din manta, respectiv diametrul interior al mantalei,(date prin tema de proiectare). Ceilal i termeni au semnifica ia din rela ia 1.5.

mm Dp ,

1.3.2 Calcul de verificare

1.3.2.1 Verificarea la presiunea de prob hidraulicPresiunea pentru proba hidraulic , , se determin cu rela ia :php

f

fp=p

a

apmmph 25,1)( [MPa], (1.13)

unde este tensiunea admisibil a elementului determinat, pentru presiunea din

manta , la temperatura , la care are loc încercarea, determinat cu rela ia 1.10,MPa .

apf

mp mt

Page 17: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

2. FUNDURI I CAPACE. ELEMENTECONSTRUCTIVE I CALCUL DE REZISTEN

2.1 Generalit i

Alegerea formei capacelor i fundurilor pentru recipiente depinde de condi iileimpuse de procesul fizic sau fizico-chimic din recipient, de presiunea din recipient,precum i de posibilit ile de fabricare ale uzinei constructoare. Prin fund (poz.18 dinfig.1.1) sau capac (poz.4 din fig.1.1) se în elege elementul care închide extremit ileunei mantale cilindrice sau conice, formând un recipient. Dup profilul suprafe ei mediane a înveli ului fundurile i capacele pot fi:semisferice, semielipsoidale, sferice cu racordare, sferice f r racordare, plane curacordare, plane f r racordare, tronconice. Pentru aparatele care func ioneaz la presiune atmosferic sunt preferatefunduri i capace plane, acestea fiind mai ieftine. La presiuni medii i mari nu este recomandat folosirea capacelor plane (maiales la recipiente mari), deoarece acestea devin prea grele.

Observa ie: Grosimea fundurilor i capacelor ce urmeaz a fi alese nutrebuie s aib o valoare mai mic decât grosimea corpului cilindric al recipientului,calculat cu rela ia (1.5)

2.2 Funduri i capace elipsoidale

2.2.1 Elemente constructive

Fundurile i capacele elipsoidale se execut dintr-o bucat prin ambutisare pepres (fig.2.1), sau din segmente prin sudare. In timpul execu iei pe pres a fundurilorsau capacelor elipsoidale se produce, în anumite zone, sub ierea tablei cu pân la 10 %din grosimea nominal . La alegerea grosimii tablei necesare realiz rii unui fund saucapac, de o anumit grosime, trebuie s se in seama de aceast sub iere, precum i defaptul c tabla se livreaz cu toleran negativ .

Page 18: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Cap.2 Funduri i capace 17

Se utilizeaz în modobi nuit funduri cu

, pentru caretensiunile inelare în zonaadiacent ecuatorului suntrelativ mici.

25,0/ Dhi

Geometria fundurilori capacelor elipsoidale este

dat în STAS 7949-81.Lungimea p r ii cilindrice

a fundului în vedereasud rii cap la cap cu o virol cilindric , trebuie s aib valoarea minim înscris întabelul 2.1.

1hFig. 2.1

Tabelul 2.1

Grosimea fundului, , mmpfs 10 10...20 > 20

1h , mm 25 pfs + 15 0,5 + 25pfs

In tabelul 2.2 se prezint datele constructive pentru fundurile i capaceleelipsoidale (extras din STAS 7949-81).

2.2.2 Calcul de rezisten1. Alegerea materialului

Se recomand alegerea aceluia i material ca la corpul cilindric, avândcaracteristicile date în tabelele 1.3...1.6.

2. Grosimea de proiectare a fundului sau capacului, supus la presiune pepartea interioar , se calculeaz cu rela ia :

112 rca

cpf cc+

pzfRp

=s [mm], (2.1)

în care R este raza de curbur la centrul fundului i se calculeaz cu rela ia :

hD=R

i4

2 [mm], (2.2)

unde i se alege din tabelul 2.2)(Dfhi

Ceilal i termeni din rela ia (2.1) au semnifica ia ar tat în rela ia (1.5).

Page 19: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE18

Page 20: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Cap.2 Funduri i capace 19

3. Calcul de verificare Rela ia (2.1) este aplicabil dac sunt îndeplinite condi iile :

1,01

Dcs pf ; (2.3)

5,02,0Dhi ; (2.4)

)c-s(+R)cs(zf

ppf

pfac

1

12 [MPa]. (2.5)

In aceste rela ii termenii au semnifica iile cunoscute.

2.3 Funduri i capace sferice cu racordare (mâner de co )

2.3.1 Elemente constructive

Se ob in dintr-o calot sferic de raz R, racordat la o por iune toroidal deraz r (fig.2.2), racordat la rândul ei la por iunea cilindric de cap t.

Aceste funduri i capace se construiesc cu eDH 266,0 , care corespunde

cazului în care ieDR eDr 15,0 . Pentru aceste dimensiuni se ob ine, în condi iidate, grosimea minim a fundului sau capacului racordat. Aceste funduri sunt maipu in adânci i se realizeaz mai u or decât cele elipsoidale.

Fig. 2.2

2.3.2 Calcul de rezisten

1. Alegerea materialului Se recomand alegerea aceluia i material ca la corpul cilindric, avândcaracteristicile date în tabelele 1.3...1.6.

Page 21: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE20

2. Grosimea de proiectare a fundului sau capacului, supus la presiune pepartea interioar , se calculeaz cu rela ia :

114 ra

scpf cc+

zfKDp

=s [mm], (2.6)

unde este factor de formsK

Factorul de form se determin conform fig,2.3 în func ie de raportulH/D. Raportul H/D se recomand a fi cuprins între limitele:

sK

40,015,0DH< , (2.7)

unde H este în l imea p r ii bombate a fundului, conform fig.2.2

3. Calcul de verificareFig. 2.3

Rela ia (2.6) este aplicabil dac sunt îndeplinite urm toarele condi ii :

10,0003,0 1

Dcs

< pf ; )(3 1csr pf , (2.8)

unde este raza interioar de racordare, conform fig.2.2.Dr 1,0

2.4 Funduri i capace tronconice

2.4.1 Elemente constructive

Unghiul la vârf se alege în func ie de rolul fundului tronconic. Astfel, dacacesta este destinat desc rc rii unor materiale pulverulente, unghiul complementar lui

/2 trebuie s fie mai mare decât unghiul de taluz natural, , al materialului. Deoarecepentru multe materiale granulare i pulverulente = 30...50o, de obicei unghiul la vârf

= 60...120o. Fundurile conice racordate sunt standardizate.

Page 22: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Cap.2 Funduri i capace 21

2.4.1.1 Funduri conice la 600, pentru recipiente (STAS 7957-81) Forma i dimensiunile acestor funduri se prezint în fig.2.4 i tabelul 2.3.

Tabelul 2.3Fig. 2.4

Grosimea nominal a peretelui, spf [mm]

6 8 10 12 14 16 18 20

În l imea minim a p r ii cilindrice, h*) [mm]

30 40

Dmm i

mmh i

mmr

Masa**) [Kg]

600 544 90 32,1 43,0 54,1 65,5 78,8 90,9 102 114

700 634 105 43,0 57,7 72,4 87,8 105 120 136 152

800 725 120 55,5 74,3 93,5 113 135 156 175 195

900 816 135 69,5 93,3 117 141 168 193 219 244

1000 906 150 85,5 114 143 172 206 235 267 297

1100 997 165 103 138 172 208 247 283 319 357

1200 1087 180 122 163 204 245 292 334 378 421

1400 1269 210 164 219 275 331 392 451 507 564

1600 1450 240 213 288 357 429 508 582 656 731

1800 1631 270 268 359 450 541 638 730 824 916

2000 1812 300 329 441 552 664 784 896 1010 1120

2200 1994 330 399 532 666 801 944 1080 1220 1360

2400 2175 360 473 631 791 950 1120 1280 1440 1600

*) Valorile cotei h corespund fundurilor sudate cap la cap de mantaua recipientului.**) Valoricalculate cu densitatea 7,85 kg/dm3 pentru conul întreg,corespunz toare fundurilor din o el.

Page 23: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE22

2.4.1.2 Funduri conice la 900, pentru recipiente (STAS 7958-81)

Forma i dimensiunile acestor funduri se prezint în fig.2.5 i tabelul 2.4.

Tabelul 2.4Fig. 2.5

Grosimea nominal a peretelui, spf [mm]

6 8 10 12 14 16 18 20

În l imea minim a p r ii cilindrice, h*) [mm]

30 40

Dmm i

mmh i

mmr

Masa**) [Kg]

600 337 90 21,7 30,4 39,1 45,3 55,5 66,0 74,3 82,5

700 393 105 30,3 41,2 49,8 62,4 75,1 83,3 98,1 109

800 450 120 39,0 52,0 64,8 79,6 94,7 110 124 138

900 506 135 47,6 64,8 82,1 98,9 118 135 154 173

1000 562 150 58,3 79,9 99,3 120 145 166 186 209

1100 618 165 71,2 94,9 118 144 172 198 223 250

1200 675 180 93,9 112 140 169 203 232 262 293

1400 787 210 112 150 190 227 271 310 349 391

1600 899 240 146 196 245 293 349 403 453 505

1800 1012 270 182 245 307 371 440 482 567 631

2000 1124 300 225 300 377 454 539 617 695 775

2200 1237 330 271 362 455 546 645 739 834 928

2400 1319 360 322 428 538 648 764 876 986 1100

*) Valorile cotei h corespund fundurilor sudate cap la cap de mantaua recipientului.**) Valoricalculate cu densitatea 7,85 kg/dm3 pentru conul întreg, corespunz toare fundurilor din o el.

Page 24: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Cap.2 Funduri i capace 23

2.4.1.3 Funduri conice la 1200, pentru recipiente (STAS 7959-75) Forma i dimensiunile acestor funduri se prezint în fig.2.6 i tabelul 2.5.

Fig. 2.6Tabelul 2.5

Grosimea nominal a peretelui, spf [mm]

4 5 6 7 8 9 10 11

În l imea minim a p r ii cilindrice, h1* ) [mm]

30

Dmm i

mmh i

mmr

Masa**) [Kg]

600 225 90 16,7 21,0 25,1 29,4 33,8 38,1 42,5 47,0

700 263 105 22,3 27,9 33,6 39,3 45,0 50,7 56,5 62,5

800 300 120 28,8 35,9 43,3 50,7 58,0 65,4 72,8 80,4

900 338 135 35,9 45,0 54,1 63,2 72,5 81,7 90,9 101

1000 375 150 43,9 55,1 66,2 77,3 88,8 100 111 122

1100 413 165 52,6 66,1 79,5 93,0 106 120 133 147

1200 440 180 62,5 78,1 93,7 110 126 142 158 174

1400 525 210 84,3 106 127 148 169 191 212 234

1600 600 240 109 137 164 191 220 247 275 303

1800 675 270 138 172 206 242 276 311 345 381

2000 750 300 169 211 254 297 338 382 425 467

2200 825 330 - - 307 357 408 460 512 563

2400 900 360 - - 363 424 476 546 607 669

*)Valorile cotei h1corespund fundurilor sudate cap la cap de virolele mantalei recipientului.

**) Valori informative corespunz toare fundurilor din o el calculate pentru conul întreg.

Page 25: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE24

2.4.2 Calcul de rezisten

1. Alegerea materialului Se recomand alegerea aceluia i material ca la corpul cilindric, avândcaracteristicile date în tabelele 1.3...1.6.

2. Grosimea de proiectare a fundului conic cu racordare, supus la presiunepe partea interioar , trebuie s fie : - în zona îngro at (fig.2.7), cea mai mare valoare rezultat din rela iile :

11

2cos

12 r

ca

kcpk cc+

pzfDp

=s [mm]; (2.9}

112 ra

cpk cc+

zfKDp

=s [mm]. (2.10}

unde este diametrul interior al fundului conic, conform fig.2.7.kD

)2

cos1(2rD=Dk [mm], (2.11)

în care: /2 - semiunghiul la vârful fundului conic;K - coeficient. Se alege din tabelul 2.6 în func ie de raportul r/D i unghiul ;r - raza interioar de racordare, conform fig.2.7; pentru fundurile conice

racordate "r" se alege constructiv, iar pentru cele neracordate se alege în modconven ional, r=0,01 D. 2/ - unghiul generatoarelor elementelor înclinate; Ceilal i termeni au semnifica iile cunoscute din rela ia (1.5).

Tabelul 2.6

Valorile coeficientului K

r/D=

0,010,02 0,03 0,04 0,06 0,08 0,10 0,15 0,20 0,30 0,40 0,50

100 0,70 0,65 0,60 0,60 0,55 0,55 0,55 0,55 0,55 0,55 0,55 0,55

200 1,00 0,90 0,85 0,80 0,70 0,65 0,60 0,55 0,55 0,55 0,55 0,55

300 1,35 1,20 1,10 1,00 0,90 0,85 0,80 0,70 0,65 0,55 0,55 0,55

450 2,05 1,85 1,65 1,50 1,30 1,20 1,10 0,95 0,90 0,70 0,55 0,55

600 3,20 2,85 2,55 2,35 2,00 1,75 1,60 1,40 1,25 1,00 0,70 0,55

750 6,80 5,85 5,35 4,75 3,85 3,50 3,15 2,70 2,40 1,55 1,00 0,55

Page 26: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Cap.2 Funduri i capace 25

Grosimea de proiectare se calculeaz curela iile (2.9), (2.10) dac sunt îndepliniteurm toarele condi ii :

Fig. 2.7

- semiunghiul la vârful fundului conic este/2 700 ;

- lungimea p r ii îngro ate a elementuluicilindric este cel pu in :

)(5,0 1csDa pk [mm]. (2.12)

- lungimea p r ii îngro ate a elementuluiconic este cel pu in :

2cos

)c-(5,0 1sD

apk

k [mm]. (2.13)

Observa ie: Grosimea fundului conic cu racordare nu trebuie s aib ovaloare mai mic decât grosimea corpului cilindric calculat cu rela ia (1.5) - în afara p r ii îngro ate (fig.2.7), valoarea rezultat din rela ia :

111

2cos

12 r

ca

kcpc cc+

pzfDp

=s [mm], (2.14)

în care Dk1 este diametrul interior al fundului conic la distan a "ak", conform fig.2.7 icare se determin cu rela ia :

2sin21 aD=D kkk [mm]. (2.15)

3. Calcul de verificare Rela iile de calcul pentru grosimea fundului conic cu racordare sunt aplicabileîn toate cazurile în care sunt îndeplinite condi iile :

revolutiedeesteconicelementul-

<D

cs- pk

2cos

1,01

(2.16)

Page 27: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

3.CONSTRUC IA I CALCULULASAMBL RILOR CU FLAN E

3.1 Elemente constructive

3.1.1 Generalit i In toate industriile de proces asamblarea demontabil între unele componente aleutilajelor, între utilaje i conducte sau între tronsoane de conducte se efectueaz cuajutorul flan elor. Asamblarea cu flan e trebuie s asigure strângerea subansamblelor componenteale flan ei i etan eitatea acesteia. Sub ac iunea for ei de strângere este necesar ca flan as reziste iar garnitura de etan are s nu fie distrus . Etan eitatea este condi ionat deprecizia fabric rii flan elor i de calitatea garniturii. Strângerea garniturii între flan e esteasigurat de uruburi sau de prezoane. Asambl rile cu flan e sunt standardizate; deasemenea sunt standardizate dimensiunile principale de leg tur ale acestora.

3.1.2 Flan e pentru recipiente

Tipurile i dimensiunile nominale ale flan elor, nec ptu ite sau c ptu ite, din o elrezistent la coroziune, folosite pentru îmbinarea corpurilor de recipiente i aparatemetalice din industria alimentar , chimic i cele similare sunt date în tabelul 3.1 (extrasdin STAS 6870-91). Dintre acestea cele mai utilizate sunt flan ele plate pentru sudare,STAS 9801/4-90. Dup forma suprafe ei de etan are, flan ele plate pentru sudare seexecut în cinci forme (fig.3.1) : - forma PU - cu suprafa a plan cu um r ; - forma CP 1 - cu suprafa a de etan are cu pan ; - forma CP 2 - cu suprafa a de etan are cu canal ; - forma PA 1 - cu suprafa a de etan are cu prag ; - forma PA 2 - cu suprafa a de etan are cu adâncitur . In tabelul 3.2 se prezint principalele dimensiuni ale acestor flan e, conformSTAS 9801/4-90.

Page 28: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Cap.3 Construc ia i calculul asambl rilor cu flan e 27Cap.3 Construc ia i calculul asambl rilor cu flan e 27

Page 29: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE28

Fig. 3.1

Page 30: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Cap.3 Construc ia i calculul asambl rilor cu flan e 29

Page 31: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE30

Page 32: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Cap.3 Construc ia i calculul asambl rilor cu flan e 31

Observa ii: 1. Flan ele se pot folosi i la recipiente sau aparate cu grosimea peretelui mai

mare decât cea indicat în tabel cu modificarea corespunz toare a cotelor;ps

2. "n" reprezint num rul de g uri echidistante pentru uruburi ;3. Masele flan elor au fost calculate cu densitatea de 7,85 Kg/dm3 pentru forma

PU i sunt informative ; 4.Presiunea nominal este presiunea maxim admisibil la temperatura de 200 C;flan ele trebuie asamblate cu uruburi conform STAS 8121/2-84 i piuli e conform STAS8121/3-84.

3.1.3 Materiale

Materialele recomandate în conformitate cu prescrip iile din STAS 9801/1-76sunt:

- pentru flan : R 44 STAS 2883/2-80 sau K 460 STAS 2883/3-88.Caracteristicile mecanice ale acestor materiale sunt date în tabelele 1.3...1.6; - pentru uruburi: OLC 35 AS STAS 11290-89 (tabelul 3.3);

- pentru piuli e: OLC 25 AS STAS 11290-89 (tabelul 3.3);- pentru garnituri: marsit STAS 3498-87 sau echivalent cu marsitul, grosimea

garniturii 3 mm, STAS 9801/3-90. Observa ie: pentru recipientele supuse controlului ISCIR, materialele trebuie scorespund prescrip iilor tehnice C4 - 83.

Tabelul 3.3

Temperatura de încercare, 0 C

20 100 200 250 300Marcao elului

Rezisten a larupere

la tractiune20R [MPa] Limita de curgere , [MPa]t

cR

OLC 25 AS 440 260 233 200 190 180

OLC 35 AS 510 300 278 250 240 220

OLC 45 AS 590 350 323 290 270 250

Fig.3.2

Page 33: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE32

Garniturile de etan are se execut în patru variante conform tabelului 3.4

Tabelul 3.4

Variantagarniturii

Forma suprafe eide etan are

Tipul flan ei

A plan cu um r

BCu canal i pan

cu prag iadâncitur

Flan e cu gât pentru sudare, STAS 9801/6-90Flan e plate cu gât pentru sudare, STAS 9801/7-90Flan e plate cu gât pentru sudare c ptu ite, STAS9801/8-90

C plan cu um r

Dcu canal i pan

cu prag iadâncitur

Flan e plate pentru sudare, STAS 9801/4-90Flan e plate pentru sudare c ptu ite STAS, 9801/5-90Flan e plate pentru sudare, STAS 9801/9-90Flan e plate pentru sudare c ptu ite, STAS9801/10-90

Forma i dimensiunile garniturilor, conform fig.3.2 i tabelului 3.5.

3.2 Calculul de rezisten al asambl rilor cu flan e

3.2.1 Generalit i

Pentru calculul asambl rilor cu flan e exist mai multe metode. Toate acesteasunt de fapt metode de verificare i nu de dimensionare propriu-zis .Mai cunoscute sunt:metoda ASME (S.U.A.), metoda dup instruc iunile AD-M (Germania), metoda de calculla sarcini limit (Rusia). Metoda ASME se bazeaz pe un bogat material experimental i permitedeterminarea separat a tensiunilor inelare, meridionale i radiale. Calculele sunt în acestcaz u urate de existen a graficelor, pe baza c rora se determin unii factori din rela iile decalcul. Metoda este aplicabil atât pentru materialele cu elasticitate cât i pentru celecasante, deoarece, în final, starea de tensiuni din flan se compar cu o stare limitinferioar limitei de curgere. Deoarece aceast metod acoper în întregime domeniul dedimensiuni care intereseaz , în general în construc ia recipientelor sub presiune, a fostadoptat în mai multe ri printre care i ara noastr . In vederea calculelor conform metodei ASME, flan ele sunt împ r ite în treigrupe: flan e de tip liber (fig,3.3); flan e de tip integral (fig.3.4); flan e de tip op ional(fig.3.5).

Page 34: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Cap.3 Construc ia i calculul asambl rilor cu flan e 33

a. Flan ele de tip liber - sunt flan ele îmbinate cu eava sau cu virola astfel încâtnu este asigurat solicitarea simultan a virolei i a flan ei.

Fig. 3.4Fig. 3.3

b. Flan ele de tip integral - sunt flan ele (rigide) a c ror construc ie garanteazsolicitarea simultan i în aceia i m sur a virolei i a flan ei. In aceast categorie intrflan ele care fac corp comun cu corpul aparatului, flan ele cu gât sudate cap la cap cuvirola, flan ele plate cu sudur adânc .

Fig. 3.5 Fig.3.6

c. Flan ele de tip op ional - sunt flan ele care prin construc ie determin numaipar ial solicitarea simultan a virolei i a flan ei. Aceste flan e se recomand a fi calculatefie ca flan e de tip liber, fie ca flan e de tip integral.

3.2.2 Verificarea uruburilor de strângere a flan elor

Pentru calculul solicit rilor ce apar în asambl rile demontabile cu flan e, încondi ii de prestrângere (montaj) cât i în condi ii de regim, se consider o asamblare cuflan e de tip integral (fig.3.6).

Page 35: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE34

Page 36: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Cap.3 Construc ia i calculul asambl rilor cu flan e 35

3.2.2.1 Calculul for elor ce ac ioneaz asupra asambl rii cu flan ea. For a de strângere ini ial la montaj, gF

La strângerea ini ial a garniturii trebuie s se asigure deformarea elastoplastic aacesteia. Elementul de etan are (garnitura) prin deformare la montaj trebuie s anulezeneregularit ile flan elor astfel ca în timpul func ion rii, când strângerea acesteia scade,s nu se permit scurgerea fluidului din recipient. For a total necesar pentru realizarea presiunii de strângere a garniturii este datde rela ia:

qA=F gg [N], (3.1)

unde: - aria garniturii, mmgA 2 ;

q - presiunea de strivire a garniturii, MPa (tabelul 3.6);Tabelul 3.6

Materialul garniturii m q [MPa]

Fibr vegetal 1,75 7,6

Elastomeri f r inser ie de pânz sau f r con inut ridicatde fibre de azbest. Duritatea: < 75 grad Shore

75 grad Shore0,501,00

01,4

3 mm 2,00 11,0

1,3 mm 2,75 25,5

Plac de azbest i clingherit (azbest culiant adecvat condi iilor de exploatare)

0,8 mm 3,50 44,8

Elastomeri cu inser ie de bumbac 1,25 2,8

3 straturi 2,25 15,2

2 straturi 2,50 20,0

Elastomeri cu inser ie de es tur deazbest cu sau f r arm turi de sârm .

1 strat 2,75 25,5

La calculul ariei a garniturii nu se consider l imea efectiv "B" a garniturii,

ci o a a numit l ime eficace a garniturii "b" astfel încât:gA

bDAg 3 [mm2], (3.2)

unde: D3 - diametrul cercului pe care este repartizat reac iunea garniturii, mm;2bc=D3 [mm], (3.3)

în care: c se alege din tabelul 3.2

Page 37: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE36

b - l imea eficace de calcul a garniturii, mm.L imea "b" depinde de l imea de strângere a garniturii "B0", care este în

func ie de forma i dimensiunile suprafe ei de etan are.Pentru calculul ariei garniturii , l imea eficace a garnituriigA BBb 0 se

Page 38: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Cap.3 Construc ia i calculul asambl rilor cu flan e 37

determin în func ie de valoarea l imii de referin " " :0b

mmbpentru,bb 5,600 (3.4)

mmbpentru,b=b 0 5,652,2 0 (3.5)

în care b0 = f(B, B0), conform tabelului 3.7;

2;

22

00

0gdc

BB

b . (3.5�)

b. For a de strângere a garniturii în exploatare, FG , are expresia:

eG pbDF 32 [N], (3.6)

unde: - presiunea de etan are, MPa :ep ce pmp ;m - raportul dintre presiunea de strângere a garniturii (etan are) i presiunea

interioar (presiunea de calcul), conform tabel 3.6. Aceast for reprezint for a de strângere remanent total care asiguretan area asambl rii în exploatare.

c. For a total de strângere a uruburilor în exploatare, tF , se calculeaz curela ia :

Gt FFF [N], (3.7)

unde: F - for a de exploatare sau for a de desfacere rezultat din aplicarea presiunii pearia determinat de diametrul D3.

pD

=F c4

23 [N] . (3.8)

d. For a de exploatare rezultat din aplicarea presiunii pe aria determinat dediametrul D, FD , se calculeaz cu rela ia :

cD pDF4

2[N] .

(3.9)

e. For a FT

DT FFF [N] . (3.10)

3.2.2.2 Calculul ariei totale a sec iunilor uruburilor necesare

Page 39: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE38

Aceste arii se calculeaz din condi ii de:a. asigurarea strângerii garniturii cu presiunea de strivire (la montaj)

][][ 20220 MPa

cR=f:unde;mm

fF=A

ss

20c

asas

qg , (3.11)

unde:

se alege din tabelul 3.3 în func ie de materialul urubului ;20cR

= 2,3 - coeficient de siguran .ssc

b. prevenirea pierderii etan eit ii în timpul exploat rii ( în regim defunc ionare)

][][ 2 MPacR=f:unde;mm

fFF

=fF=A

ss

tct

astas

Gtas

t0 , (3.12)

unde se alege din tabelul 3.3 în func ie de materialul urubului i temperatura delucru.

tcR

Aria necesar se calculeaz cu rela ia :);(max 0AAA gnec [mm2]. (3.13)

Aria total efectiv a sec iunilor uruburilor este :

nd

=Aef 4

21 [mm2], (3.14)

unde:n - num rul uruburilor din asamblare (tabelul 3.2) ;d1 - diametrul interior al filetului urubului, mm, (tab. 3.8, extras STAS 510-74).

Tabelul 3.8

d M 12 M 16 M 20 M 24 M 27 M 30 M 33 M 36

d1 10,106 13,853 17,294 20,752 23,752 26,211 29,211 31,670

Se consider c uruburile sunt corespunz toare dac este îndeplinit condi ia :

necef AA (3.15)

3.2.3 Verificarea garniturilor

Page 40: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Cap.3 Construc ia i calculul asambl rilor cu flan e 39

a. la montaj

qbD

F=q distrugere

qmef,

3. (3.16)

b. în exploatare

qbD

F+F=q distrugere

Gexef,

3, (3.17)

unde:qk=q gdistrugere , (3.18)

în care q este dat în tabelul 3.6 i = 1,5...4.gk

3.2.4 Verificarea flan elor

3.2.4.1 Calculul momentelor încovoietoarea. la strângerea ini ial

sGs PaM [Nmm], (3.19)

unde: - for a de calcul din urub, N ;sP

fA+A

=P 20as

efnecs 2

[N]. (3.20)

- distan a radial dintre cercul de a ezare a uruburilor i cercul pe care estereprezentat for a F

Ga

G, mm.

232 Dd

aG [mm], (3.21)

în care s-a ales din tabelul 3.22d

b. pentru condi iile de exploatare

FaFaFa=M TTGGDD0 [Nmm] (3.22)

Pentru flan e de tip integral :

Page 41: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE40

][4

;][22

312 mmaDD

ammsDd

a GTp

D , (3.23)

unde este grosimea de proiectare a gâtului flan ei la cap tul dinspre taler, mm.1ps

Observa ie: Pentru flan ele de tip integral pp ss 1 (dat în tabelul 3.2)

3.2.4.2 Determinarea momentului de calcul Momentul de calcul, cM , se determin cu rela ia :

M ,M=M ccc 21max [Nmm], (3.24)

unde:

][][ 021 NmmM=M;Nmmf

fM=M c20

af

taf

sc (3.25)

în care i se calculeaz cu rela iile (3.26) pentru materialul ales la flan e ( =

1,5 i = 2,4).

20af t

af 1sc

2sc

cR;

cR=f;

cR;

cR=f

s

t

s

tct

afs

20

s

20c20

af2121

minmin (3.26)

3.2.4.3 Calculul tensiunilor din flana. Determinarea factorilor de form ai flan ei

- Factorul liniar, 0L

;mmsD=L po ][0 (3.27)

unde este grosimea de proiectare a gâtului flan ei la cap tul dinspre elementul de

recipient.pos

Pentru flan e de tip integral rezult : sss ppo 1

- se determin rapoartele : popp sssLLL /;)(/ 10 ;

- se determin factorul K

Dd=K 1 , (3.28)

unde se alege din tabelul 3.2, iar D reprezintã diametrul nominal al recipientului.1d

Page 42: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Cap.3 Construc ia i calculul asambl rilor cu flan e 41

b. Determinarea coeficien ilor de corec ie Coeficien ii de corec ie se vor determina pentru flan e de tip integral.

b1. Factorul de corec ie a tensiunilor în direc ie axial , , se determin din

fig.3.7 în func ie de rapoartele .fK

pop ssLL /;/ 10

Fig. 3.7

b2. Factorii de form i se determin din fig.3.8 i 3.9.FK VKb3. Factorul de corec ie KM pentru pasul uruburilor se determin cu rela ia:

1K;hdn

d=K MM )2(2

(3.29)

unde: d2 - diametrul de amplasare al uruburilor, mm ;n - num rul de uruburi (tabelul 3.2);h - grosimea flan ei, mm ; 2bhd - diametrul nominal al urubului, mm.

Page 43: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE42

Fig. 3.8

Fig. 3.9

Coeficien ii T, U, Y i Z se determin din fig.3.10 în func ie de factorul K

Page 44: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Cap.3 Construc ia i calculul asambl rilor cu flan e 43

Fig. 3.10

b4. Se calculeaz factorii de corec ie :

20

32

01

po

VF

sLUhK=K;

LhK=K . (3.30)

K+TK

=K 21

31

. (3.31)

c. Calculul tensiunilor din flan e

- în direc ie meridional :

213 p

cMfA sDK

MKK=f [MPa]. (3.32)

Page 45: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE44

- în direc ie radial :

23

1341

hDK

MKK+=f

cM

R [MPa]. (3.33)

- în direc ie inelar :

RcM

T f ZhD

MKY=f 2

[MPa]. (3.34)

Observa ii: - Pentru flan e de tip liber 0RA ff ;

- Termenii din rela ii au valorile i dimensiunile stabilite mai sus, tensiunile fiindexprimate în MPa. Se verific urm toarele condi ii impuse tensiunilor:

ff+f

;ff taf

RAtafA 2

5,1 (3.35)

ff+f

;ff ,f taf

TAtafTR 2

(3.36)

Dac aceste condi ii sunt îndeplinite se consider c flan a rezist solicit rilor.Dac prima condi ie nu este îndeplinit , atunci se va alege din STAS 9801/4-90 o flancu l ime mai mare.

Page 46: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

4.RACORDURI SI BOSAJE

4.1 Elemente constructive

Recipientele se leag de celelalte utilaje ale unei instala ii prin intermediulracordurilor (pentru umplere, golire, agen i de înc lzire sau de r cire, introducerea unortraductoare etc.). Racordurile se prev d pentru aerisirea recipientului, precum i pentrumontarea diferitelor arm turi. Racordul de alimentare pentru substan e puternic corosive este necesar sdep easc suprafa a interioar a recipientului cu o anumit cot . Racordul de golire trebuie s permit golirea complet a recipientului. Pentrurecipientele verticale racordul nu trebuie s dep easc suprafa a interioar a fundului.

Lungimea unui racord se alege inând seama de grosimea stratului de izola ietermic (dac este cazul) i de necesitatea introducerii lesnicioase a uruburilor ipiuli elor de strângere. Lungimea cea mai mic se ob ine cu ajutorul bosajelor, piesemasive sudate pe recipient (fig.4.1).

In fig.4.2 se prezint p r ile componente ale unui racord.

Fig. 4.21 � perete recipient; 2 � eava; 3 � flan a;

4 � garnitura; 5 � flan a oarba;6,7 � urub, piuli a

Fig. 4.11 � perete recipient;

2 - bosaj

Page 47: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE46

La sudarea racordurilor, alegerea tipului îmbin rii sudate depinde de grosimeaelementelor asamblate, de faptul dac racordul este cu sau f r inel de compensare, dacracordul este a ezat pe recipient sau este introdus în acesta. Observa ie: Prin tema de proiectare pozi ia racordurilor de alimentare ievacuare este precizat i corespunde pozi iilor 16 i 14 din fig.1.1.

4.2 Alegerea racordurilor

4.2.1 eava

Se execut din o eluri pentru evi utilizate la temperaturi ridicate, avândcaracteristicile date în tabelul 4.1 (extras din STAS 8184-87).

Tabelul 4.1

Limita de curgere, MPaMarcao elului

Grosimeamm

200C 2000C 2500C 3000C

Rezisten ala rupere

MPa

16 235 185 165 140OLT 35K

17-40 225 180 160 135350-450

16 255 205 185 160OLT 45K

17-40 245 195 175 155450-550

Diametrele nominale ale evilor, , se aleg din urm torul ir de valori (extrasdin STAS 2099-89): 15; 20; 25; 32; 40; 50; 65; 80; 125; 150; 175; 200. Se recomandurm toarele valori pentru diametrul nominal al evii: (20...50) mm pentru racordul dealimentare i (30...80) mm pentru racordul de evacuare. Aceste valori se vor corela cuvalorile diametrului nominal din tabelele 4.2 i 4.3.

nD

nD

4.2.2 Flan a

Se recomand utilizarea flan elor plate executate din o el forjat sau laminat,având suprafa a plan de etan are. Flan ele se utilizeaz pentru sudare la cap tul evilor,în scopul îmbin rii elementelor de conduct , pentru diferite presiuni nominale. Formaacestor flan e se prezint în fig.4.3.

Page 48: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Cap.4 Racorduri i bosaje 47

Fig.4.3

In func ie de diametrul nominal al evii i presiunea din recipient, din tabelele 4.2i 4.3 se aleg dimensiunile flan elor.

Tabelul 4.2

eav , mm Flan , mm urub

Supr. deetan are

nDmm d a d1 d2 nxd3 d4 b

e c

Filet

Masakg/buc

10 14 1 75 50 4x11 14,5 10 2 35 M10 0,25

15 20 1 80 55 4x11 20,5 10 2 40 M10 0,28

20 25 1 90 65 4x11 25,5 10 2 50 M10 0,44

25 34 1 100 75 4x11 34,5 12 2 60 M10 0,53

32 38 1 120 90 4x14 38,5 14 2 70 M12 0,93

40 48 1 130 100 4x14 48,5 14 3 80 M12 1.00

50 60 1 140 110 4x14 60,5 14 3 90 M12 1,11

60 76 1 160 130 4x14 77 14 3 110 M12 1,39

80 89 1 190 150 4x18 90 16 3 128 M16 2,29

100 114 1 210 170 4x18 115 16 3 148 M16 2,53

Page 49: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE48

Tabelul 4.3

eav ,mm

Flan , mm urub

Supr. deetan are

nDmm

d a d1 d2 nxd3 d4 b

e c

Filet

Masakg/buc

10 14 1 90 60 4x14 14,5 12 2 40 M12 0,45

15 20 1 95 65 4x14 20,5 12 2 45 M12 0,50

20 25 1 105 75 4x14 25,5 14 2 58 M12 0,74

25 34 1 115 85 4x14 34,5 14 2 68 M12 0,86

32 38 1 140 100 4x18 38,5 16 2 78 M16 1,50

40 48 1 150 110 4x18 48,5 16 3 88 M16 1,61

50 60 1 165 125 4x18 60,5 18 3 102 M16 2,18

60 76 1 185 145 4x18 77 18 3 122 M16 2,66

80 89 1 200 160 8x18 90 20 3 138 M16 3,27

100 114 1 220 180 8x18 115 22 3 158 M16 3,97

Observa ie : "n" reprezint num rul de g uri pentru uruburi.In tabelul 4.2 se prezint dimensiunile flan elor pentru PN 2,5 (STAS 8011-84)

i PN 6 (STAS 8012-84), iar în tabelul 4.3 pentru PN 10 (STAS 8013-84) i PN 16(STAS 8014-84). Presiunile nominale PN sunt exprimate în bari (1 bar = 0,1 MPa).

4.2.3 Garnituri de etan are

Se vor utiliza garnituri nemetalice pentru suprafe e de etan are plane avândforma din fig.4.4 i dimensiunile din tabelul 4.4 (extras din STAS 1733-89). Garniturile

prezentate în tabel pot fi utilizatela presiuni nominale de: PN2,5;PN 6; PN 10 i PN 16 i se alegîn func ie de diametrul nominal,

, al evii.nDFig. 4.4

Page 50: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Cap.4 Racorduri i bosaje 49

Tabelul 4.4

nD[mm]

10 15 20 25 32 40 50 65 80 100

d1 [mm] 18 22 28 35 43 49 64 77 90 115

d2 [mm] 40 45 55 65 78 88 98 118 134 154Observa ii :1. Pentru = 100 mm, la presiunea de 16 bar, = 164 mm.nD 2d2. Garniturile se execut din materiale nemetalice (materiale pe baz de azbest, cauciuc,teflon, fibre vegetale etc.). Se recomand utilizarea pl cilor de marsit (STAS 3498-81).

4.2.4 Flan a oarb

Aceste flan e se folosesc pentru obturarea conductelor. Ele ofer posibilitatea deînchidere temporar a unor circuite ale fluidului i pot ine loc de guri de vizitare pentrurecipiente cu diametre nominale relativ mici. Flan ele oarbe se execut în dou varianteconstructive:

- forma A - flan e oarbe plate pentru 10 < < 500 i presiuni PN 6...PN 40 bari(fig.4.5a) ;

nD

- forma B - flan e oarbe cu um r pentru 65 < < 600, cu suprafa a de etan areprelucrat par ial, pentru presiuni PN > 40 bari (fig,4.5b).

nD

Fig. 4.5

Flan ele oarbe se execut din o el forjat sau laminat. Suprafe ele de etan are pot fi : plan (PS) sau plan cu um r(PU), conformSTAS 1735-89 ; cu pan sau cu canal (CP1 sau CP2), conform STAS 1741-89 ; cu pragau cu adâncitur (PA1 sau PA2), conform STAS 1740-80 ; cu prag cu an sau cuadâncitur (PS1 sau PS2), conform STAS 1742-90.

Page 51: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE50

In tabelele 4.5 i 4.6 se prezint dimensiunile flan elor oarbe pentru PN6 irespectiv PN10 (extras din STAS 7451-88).

Tabelul 4.5

Flan oarb , mm Masa, kg/bucnDmm d1 d2 nxd3 b c5max A B

Simbolfileturub

10 75 50 4x11 12 - 0,38 - M10

15 80 55 4x11 12 - 0,44 - M10

20 90 65 4x11 14 - 0,65 - M10

25 100 75 4x11 14 - 0,82 - M10

32 120 90 4x14 14 - 1,17 - M12

40 130 100 4x14 14 - 1,39 - M12

50 140 110 4x14 14 - 1,62 - M12

65 160 130 4x14 14 55 2,44 2,48 M12

80 190 150 4x18 16 70 3,43 3,49 M16

100 210 170 4x18 16 90 4,76 4,86 M16

Observa ie : Flan ele oarbe PN 6 se utilizeaz i în instala ii cu PN 2,5.Tabelul 4.6

Flan oarb , mm Masa, kg/bucnmmD

d1 d2 nxd3 b c5max A B

Simbolfileturub

10 90 60 4x14 14 - 0,63 - M12

15 95 65 4x14 14 - 0,72 - M12

20 105 75 4x14 16 - 1,01 - M12

25 115 85 4x14 16 - 1,23 - M12

32 140 100 4x18 16 - 1,80 - M16

40 150 110 4x18 16 - 2,09 - M16

50 165 125 4x18 18 - 2,88 - M16

65 185 145 4x18 18 55 3,66 3,70 M16

80 200 160 8x18 20 70 4,77 4,83 M16

100 220 180 8x18 20 90 5,65 5,75 M16

Observa ie : Flan ele oarbe PN 10, Dn 10... Dn 150 sunt identice cu flan ele oarbe PN 16, Dn10... Dn150.

Page 52: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Cap.4 Racorduri i bosaje 51

Se vor alege flan e oarbe forma A, plane (PS) executate din o el laminat. Dimensiunile flan elor oarbe se vor alege în func ie de diametrul nominal alevii, i de presiunea nominal PN.nD

4.3 Alegerea bosajelor

Bosajele se execut în dou forme :- forma A, pentru sudare de col (fig.4.6a i b) ;- forma B, pentru sudare cap la cap (fig.4.6c i d).

Fig. 4.6

Fiecare form se execut în dou variante :- varianta "p" cu suprafa a de etan are plan (fig.4.6a i c) ;- varianta "c" cu suprafa a de etan are curb (fig.4.6b i d).Bosajele se execut din o eluri sudabile. Ele se execut prin decupare din tabl

sau prin forjare, iar prelucrarea numai prin a chiere, conform STAS 2300-75, clasamijlocie. Rugozitatea suprafe elor bosajelor trebuie s fie 25, cu excep ia suprafe elor

de etan are, la care rugozitatea va fi de 6,3 pentru etan ri cu garnituri moi(nemetalice).

aR

aR

Dimensiunile bosajelor se aleg conform tabelelor 4.7 (pentru PN 6) i 4.8 (pentruPN 10).

Page 53: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE52

Tabelul 4.7 (extras din STAS 8500-77)

Bosaj, mm Filet, mm Masa,kg/bucDnmm

d d1 D1 d2 b n d3 l A B

20 20 90 115 65 22 4 M10 10 1,00 1,30

25 25 100 125 75 22 4 M10 10 1,30 1,60

32 32 120 150 90 27 4 M12 12 2,40 2,90

40 40 130 160 100 27 4 M12 12 2,70 3,30

50 50 140 170 110 27 4 M12 12 3,20 4,00

65 65 160 190 130 27 4 M12 12 3,90 4,80

80 80 190 215 150 34 4 M16 16 4,30 5,20

100 100 210 235 170 34 4 M16 16 5,00 5,80

125 125 210 265 200 34 8 M16 16 6,10 7,10

150 150 265 295 225 34 8 M16 16 9,20 10,0

200 200 320 350 280 34 8 M16 16 12,0 14,0

250 250 375 405 335 34 12 M16 16 14,8 17,3

300 300 440 470 395 34 12 M20 16 17,6 20,6

350 350 490 520 445 34 12 M20 16 20,4 23,8

400 400 540 580 495 40 16 M20 20 29,0 33,0

500 500 645 685 600 40 16 M20 20 36,0 42,0

Observa ie : Bosajele PN 6 se utilizeaz i în instala ii cu PN 2,5.

Tabelul 4.8 (extras STAS 8500-77)

Bosaj, mm Filet, mm Masa,Kg/buc

Dnmm

d d1 D1 d2 b n d3 l A B

20 20 105 130 75 25 4 M12 12 1,5 1,8

25 25 115 140 85 25 4 M12 12 1,8 2,8

Page 54: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Cap.4 Racorduri i bosaje 53

Tabelul 4.8(continuare)

Bosaj, mm Filet, mm Masa,Kg/buc

Dnmm

d d1 D1 d2 b n d3 l A B

32 32 140 170 100 30 4 M16 16 3,3 4,0

40 40 150 180 110 30 4 M16 16 3,7 4,5

50 50 165 200 125 30 4 N16 16 4,4 5,5

65 65 185 220 145 30 4 M16 16 5,4 6,6

80 80 200 230 160 30 4 M16 16 6,4 7,2

100 100 220 250 180 30 8 M16 16 6,9 8,0

125 125 250 280 210 30 8 M16 16 8,4 9,7

150 150 285 320 240 36 8 M20 20 12,6 13,8

200 200 340 380 295 36 8 M20 20 16,4 19,0

250 250 395 430 350 36 12 M20 20 20,0 22,5

300 300 445 480 400 36 12 M20 20 23,3 26,0

350 350 505 540 460 36 16 M20 20 28,0 34,3

400 400 565 640 515 42 16 M24 24 39,6 45,3

500 500 670 720 620 42 20 M24 24 49,5 57,3

Observa ie :Bosajele PN 10, 10... 200 sunt identice cu bosajele PN 16, 10...

200.nD nD nD

nD

4.4 Calculul de compensare a orificiilor

4.4.1 Domeniul de aplicareCompensarea orificiilor aflate pe elementele de recipient (cilindrice, conice,

funduri, capace) supuse la presiune pe partea interioar se face atunci când:

][104 25 mmsD p(4.1)

Page 55: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE54

4.4.2 Calculul de compensare a orificiilor izolate

Un orificiu se consider izolat dac distan a fa de cel mai apropiat orificiu, ,satisface condi ia:

0a

)(

2cos

cos)(2

)(

)(2 10

conicefunduripentruD=D

deminerfunduripentruR=D

cilindriceelementepentruD=D:unde

csDa

kc

c

c

pc

(4.2)

Diametrul maxim al unui orificiu izolat ce nu necesit compensare este:

csD0,875s

cs=d pc

pon )(2 1

0

1 [mm], (4.3)

unde este grosimea de rezisten a elementului de recipient pe care se afl orificiul,calculatã cu rela ia:

0s

ca

co pzf

Dp=s

2[mm], (4.4)

în care termenii au semnifica iile din rela ia (1.5).Observa ie: Se analizeaz rela iile de mai sus i se stabilesc orificiile ce necesitcompensare.

4.4.3 Dimensionarea inelului de compensare

Pentru compensarea orificiului prin îngro area peretelui elementului sau aracordului, prin ad ugarea unui inel de compensare sau prin combinarea acestora trebuieîndeplinit condi ia :

01101

111

)2

()875,0()(

)2()()(

scdcsssKcssD+

Kcsh+csscss+s+h

ipciipcic

rpriccrpropciec(4.5)

unde : - lungimea p r ii exterioare a racordului ce contribuie la compensare, mm;ech

Page 56: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Cap.4 Racorduri i bosaje 55

csc+d;h=h prieec )()2(25,1min 11 [mm], (4.6)

în care:

- diametrul interior al racordului (id pri sdd 2 , v.fig.4.3), mm ;

- grosimea de proiectare a evii (prs 11 rcrpr ccss ), mm ;

- grosimea echivalent de calcul a inelului de compensare ( ), mm;cis pci ss

- grosimea de rezisten a peretelui racordului, mm (v.rel.4.7)crs

mm.100eh

car

ccr pzf

c+dp=s 2

)2( 1 [mm], (4.7)

în care far este tensiunea admisibil a materialului racordului, MPa (v.rel.4.8)

cR;

cR

=fss

tc

ar2

20

1min [MPa]. (4.8)

Caracteristicile materialului se aleg din tabelul 4.1- lungimea p r ii interioare a racordului ce contribuie la compensare, mm;ich

)()2(5,0min 11 csc+d;h=h priiic [mm], (4.9)

unde este lungimea de execu ie a p r ii interioare a racordului (se recomand valoareah

ih

i = 10 mm).- raportul între tensiunea admisibil a materialului racordului i cea a

materialului virolei ;rK

1;ff

=Ka

arr min (4.10)

- raportul între tensiunea admisibil a materialului inelului de compensare, fiK ai,

i cea a materialului virolei, .af

1;ff

=Ka

aii min (4.11)

Observa ie: Pentru inelul de compensare se va alege acela i material cu al virolei.

Page 57: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE56

- determinarea diametrului exterior al inelului de compensare, icd

)(2 1cssD+d=d pcicic [mm], (4.12)

unde d este diametrul exterior al racordului, mm (v. tabelele 4.2; 4.3) - determinarea grosimii de proiectare a inelului de compensare, pis

Se recomand ca prpi ss .

Observa ie: In general, recipientele trebuie prev zute cu guri pentru verificare.Acestea pot lipsi dac recipientul are orificii sau racorduri care pot permiteexaminarea interioar , sau funduri i capace demontabile.

Page 58: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

5. APARATE DE MASUR I CONTROL. DISPOZITIVE DE SIGURAN

Func ionarea recipientelor sub presiune la parametrii proiecta i, conformcerin elor procesului tehnologic, cât i necesitatea protec iei mediului i factorului umanpresupun dotarea acestora cu diverse aparate de m sur i control i dispozitive desiguran .

5.1 Aparate de m sur i control

5.1.1 Manometre

Manometrele se monteaz pe fiecare recipient prin intermediul unui robinet cutrei c i prev zut cu flan . Presiunea de lucru maxim admis se marcheaz pe cadranulmanometrului cu o linie ro ie, sau pe carcasa manometrului se prevede un indicatorvopsit ro u. Manometrul se alege astfel încât presiunea maxim de lucru s fie în treimeamijlocie a sc rii gradate. Manometrele utilizate la recipiente sub presiune trebuie s fiecel pu in din clasa de precizie 2,5.

Conform STAS 3589/2-86 se vaalege manometru cu element elastic cucarcas circular i cu ram de prinderefrontal (fig.5.1).

Diametrul carcasei circulare, D, sealege din urm torul ir de valori, exprimatîn mm : 40; 60; 100; 160; 250.Manometrul trebuie s prezinte ovizibilitate bun când este montat perecipient; pentru asigurarea acestei condi iieste necesar ca diametrul s u exterior saib urm toarele dimensiuni minime: Fig.5.1 - 100 mm, dac se monteaz la în l imi de

Page 59: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE58

cel mult 2,5 m i la recipiente cu presiunea maximadmisibil de lucru de cel mult 0,8 MPa ;

Fig. 5.2

- 150 mm, dac se monteaz la în l imi de cel mult5 m i la recipiente cu presiunea maxim admisibilde lucru mai mare de 0,8 MPa. Forma i dimensiunile pieselor de racordareale manometrului la recipient se aleg conform figurii5.2 i tabelului 5.1 (extras din STAS 3589/2-86).

Tabelul 5.1

Dimensiuni racord [mm]Dimensiuneacarcasei[mm] d1 d3 l1 l2 Pres.m s.MPa

40 M10 x 1 3 10 2 40

40; 60 M12 x 1,5 5 12 3 40

100;160;250 M20 x 1,5 6 20 4 160

5.1.2 Termocuple

Termocuplurile sunt traductoare de temperatur care transform varia ia detemperatur a mediului a c rui temperatur se m soar în varia ie de tensiunetermoelectromotoare, care apoi prin racordare la un aparat indicator sau înregistrator estetradus în unit i de temperatur .

Pentru alegerea corespunz toare a unui traductor de temperatur trebuie s sein seama de urm torii factori: domeniul de m surare, iner ia termic (constanta de

timp), starea corpului a c rui temperatur se m soar , accesibilitatea punctului dem surare, agresivitatea mediului etc.

Deoarece temperatura de lucru dat prin tem este cuprins în intervalul(0...500)o C, se va alege termocuplu cu termoelement din fier constantan, executat dec tre Întreprinderea de traductoare i regulatoare directe Pa cani. Forma unui astfel detraductor se prezint în fig.5.3, în care se arat i modul de fixare.

In figura 5.4 se prezint un nomenclator de restric ii cu tipovariante constructive.

Page 60: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Cap.5 Aparate de m sur i control. Dispozitive de siguran 59

Fig. 5.3

Codificarea termocuplului cuprinde un cod format dintr-o parte literar (TTC) i

Fig. 5.4

un grup de 10 caractere numerice împ r ite în 9 nivele fiecare nivel reprezentând ocaracteristic . Semnifica ia nivelelor este urm toarea:

a. Tip termocupluCod 1 - Normal

Page 61: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE60

b. Material termoelectrozi i num r termoelemente

Cod Materialtermoelectrod (+)

Materialtermoelectrod (-)

Nr.termoelemente

6 Cromel Alumel 2

7 Fier Constantan 1

8 Fier Constantan 2

Observa ie : Se vor stabili nivelele a, b, d i e , dup care din fig.5.4 rezultcelelalte nivele. c. Dimensiunile evii de protec ie

Cod 12 13 14 15 16 28 29 30

Diametru, D, mm 12 12 12 12 12 20 20 20

Lg.nominal ,Ln,mm 500 750 1000 1250 1500 500 750 1000

(continuare)

Cod 31 32 33 36 37 38 39 40

Diametru, D, mm 20 20 20 22 22 22 22 22

Lg.nominal ,Ln,mm 1250 1500 1750 500 750 1000 1250 1500

Observa ie :

Lungimea nominal , Ln, se alege astfel încât s fie respectat condi ia: Li > D/2unde : Li - lungimea de imersie (se alege din tabelul g) ; D - diametrul nominal al recipientului, dat prin tem . d. Materialul evii de protec ie Cod : 1 - comenzi speciale; 2 - o el carbon; 3 - o el inox; 4 - o el refractar. e. Domeniul de temperatur termoelement

Cod Regimcontinuu

Regimintermitent termoelement.[mm]

Tipultermoelementului

1 0...500oC 0...550oC 1 Fier-Constantan

3 0...650oC 0...850oC 0,65 Cromel-Alumel

4 0...750oC 0...950oC 1 Cromel-Alumel

6 0...900oC 0...1100oC 2,3 Cromel-Alumel

Page 62: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Cap.5 Aparate de m sur i control. Dispozitive de siguran 61

f. Dispozitiv de fixare Cod: 0 - f r dispozitiv ; 1 - flan mobil ; 2 - flan fix ; 3 - niplu G 3/4"; 4 -niplu G 1" ; 5 - niplu M20 x 1,5 ; 6 - niplu Br. 1" ; 7 - niplu Br. 3/4". g. Lungime de imersie, Li

Lungime nominal , Ln [mm]

500 750 1000 1250 1500 1750Cod

Lungime de imersie, Li [mm]

1 400 650 900 1150 1400 1500

2 380 625 850 1100 1300 1450

3 350 600 800 1000 1270 1400

4 300 570 750 980 1200 1350

5 280 550 700 950 1100 1300

6 260 500 650 910 1000 1200

7 250 450 600 895 900 1100

8 200 425 500 800 800 1050

9 100 400 400 700 700 1000

h. Tip execu ie Cod : 1 - normal . i. Tip protec ie climatic Cod : 0 - temperat (N) ; 1 - naval (R.N.R) ; 4 - tropical umed i uscat (T1); 6 - marin tropical (MT1). Dup stabilirea nivelelor se va nota codul termocuplului sub forma:

T T C - a b c d e f g h i

5.1.3 Indicatoare de nivel

Pentru m surarea nivelului din recipient, atunci când este necesar, se utilizeazindicatoare de nivel. Acestea pot fi cu tub de sticl , cu sticl plan , indicatoare magnetice,indicatoare cu transmitere la distan etc. Indicatoarele de nivel sunt obligatorii laurm toarele recipiente sub presiune: - recipiente care con in lichide i sunt înc lzite cu flac r sau gaze de ardere ; - recipiente care con in gaze lichefiate sau dizolvate.

Page 63: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE62

5.2 Supape de siguran

5.2.1 Alegerea supapei de siguran

Supapele de siguran (STAS 11148-80) se recomand pentru situa ii încare suprapresiunea cre te lent. Supapele de siguran au o anumit iner ie în func ionare,motiv pentru care ele ofer doar o protec ie par ial a recipientului în cazul cre teriibru te a suprapresiunii. Supapele de siguran pot fi cu arc (fig.5.5) sau cu contragreut i(fig.5.6). Supapele cu arc au iner ie mai mic decât cele cu contragreutate. Presiuneamaxim a mediului înaintea supapei de siguran se admite a fi cu 10% mai mare decâtpresiunea de lucru maxim , , admis a recipientului. In consecin , ele se regleaz

astfel încât s se deschid la cel mult 1,1 .lp

lp Supapele de siguran nu asigur întotdeauna etan eitate deplin , îndeosebidatorit corod rii elementelor componente (scaun, supap etc). Supapele se proiecteaz ,execut i încearc conform prescrip iilor tehnice C 37-83 ISCIR. Observa ie : Pentru tema de proiectare dat se va alege supap de siguran cuarc i ventil cu suprafa plan (fig.5.5). Fixarea pe recipient se va face cu flan e.

In tabelul 5.2 se prezint parametrii supapelor cu arc (STAS 11754-90).

Tabelul 5.2

Diametrulnominal

[mm]

Presiunea nominal , PN [MPa}

la intrare

1,6 4 6,4 10 16 25

la ie ireintrareDN1

ie ireDN2

1 2,5 2,5 2,5 4 4

20 32 x x

25 40 x x x x x

32 50 x x x x x

40 50 x x x x x

50 80 x x x x x

65 100 x x x x x

Page 64: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Cap.5 Aparate de m sur i control. Dispozitive de siguran 63

Fig. 5.51 � corp superior; 2 � corp inferior;

3 � capac; 4 � ventil; 5 � scaun; 6 � arc;7 � urub pretensionare arc; 8 � urub

limitator curs

Fig. 5.61 � scaunul supapei; 2 � pârghie; 3� supap ;

4 � contragreutate; 5 � bol ; 6 - tij

Fig. 5.7

5.2.2 Elemente de calcul

1) Supape de siguran cu arc

Calculul const , în principal, din dimensionarea arcului elicoidal de compresiune(fig. 5.7), conform (STAS 7067/1-87), parcurgând urm toarele etape:

a) Alegerea materialului

Materialele utilizate pentru confec ionarea arcurilor se adopt în func ie decondi iile de lucru i de tehnologia de fabrica ie. Cele mai utilizate materiale pentru arcurisunt prezentate în tabelul 5.3.

Page 65: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE64

Tabelul 5.3

Marca STASLimita decurgere

2,0R [MPa]

Rezisten a larupere, r

[MPa]

Alungireala rupere

%

Nivel desolicitare

OLC 55A 795-80 880 1080 6 u or

OLC 65A 780 980 10

OLC 75A 880 1080 9

OLC 85A 980 1130 8

51 Si18A 1080 1180 6

56 Si17A 1270 1480 6

51 VCr11A 1180 1320 8

mediu

40 Cr130 3583-80 1250 1650 - greu

b. Dimensionarea arcului elicoidal de compresiune (STAS 7067/1-87) - For a de deschidere a supapei la presiunea din recipient, , se determin curela ia:

nF

pD=F in

n 4

2[N], (5.1)

unde: - diametrul nominal al supapei , mm;nD

- presiunea interioar din recipient, MPa.ip - Indicele arcului, i, se alege în func ie de modul de înf urare al arcului, astfel:

- pentru arcuri înf urate la cald 4 i 16 ;- pentru arcuri înf urate la rece 4 i 10.

- Diametrul sârmei de arc , d, (fig.5.7) se determin cu rela ia:

at

niFK=d

8[mm] (5.2)

unde: K - coeficientul de form al arcului, având expresia: K = 1 + 1,6 / i ;

at - tensiunea admisibil la torsiune, MPa ( )5,0 rat . Dimensiunea d a sârmei se standardizeaz din urm torul ir de valori (STAS893-80 pentru sârm din o el carbon de calitate pentru arcuri): 2,00 ; 2,20 ; 2,40 ; 2,50;2,80 ; 3,00 ; 3,50 ; 4,00 ; 4,50 ; 5,00 ; 5,50 ; 6,00 ; 7,00 mm.

Page 66: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Cap.5 Aparate de m sur i control. Dispozitive de siguran 65

- Diametrul mediu al spirei, mD , se determin cu rela ia : ;idDm

- Diametrul exterior al spirei : dDD m [mm];

- Diametrul interior al spirei : dDD mi [mm]; - Pasul spirelor active în stare liber , t, se determin din condi ia:

mm Dt+D

322,0

4[mm]

(5.3)

- S geata arcului, fn, se determin cu rela ia:

Fd

nDG

f nm

n 4

38 [mm], (5.4)

unde i reprezint num rul de spire active. Acesta se alege astfel încât s fie mai mare decât suma s ge ii arcului sub sarcin i cursa ventilului;10...6n

))(1( dtnG = (78.000...80.000) MPa � modulul de elasticitate transversal.

- Num rul total de spire : ,rt nnn

unde: = 1,5 pentru n 7 i = 1,5...3,5 pentru n > 7.rn rn

- În l imea arcului la blocare: ;dnH tb

- În l imea arcului în stare liber , se determin cu rela ia:tH

d)(n+nt=H rt 5,0 [mm]; (5.5)

- S geata arcului la blocare: btb HHf [mm]; - Unghiul de înclinare al spirei :

;0Dtarctg=

m (5.6)

- Constanta arcului : ;/ nn fFc

- Cursa ventilului: nv DH )5,0...1,0( [mm];

- Diametrul de a ezare a ventilului, 1D , se determin cu rela ia:

v

n

HD=D

4

2

1 [mm]. (5.7)

c. Verificarea arculuiPentru ca arcul s reziste la solicit rile la care este supus trebuie îndeplinite

condi iile:,rtbatef ; (5.8)

unde:

Page 67: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE66

,][8;][822

MPaFd

iKMPaFd

iKbtbnef (5.9)

în care este for a de blocare a arcului i se determin cu rela ia:bF

.bb cfF

rr )65,0...6,0(

d) Alegerea flan ei de leg tur In func ie de i presiunea interioar din recipient, , din tabelul 4.2 se alegdimensiunile flan ei.

nD ip

2) Supape de siguran ac ionate prin contragreutate (fig.5.6)Calculul const în:

a) Dimensionarea tijeiDiametrul minim al tijei se determin cu rela ia:

ac

FKd 4 [mm] (5.10)

unde: F � for a de ap sare; în cazul unei suprafe e bine finisate, aceast for trebuie s fie egal ca m rime cu for a rezultat din ac iunea presiunii fluidului, N;

ac � tensiunea admisibil la compresiune, MPa;K �coeficient de suprasarcin (K= 1,1�1,3).

Fig. 5.8

b) Calculul masei contragreut ii Greutatea contragreut ii se

determin cu rela ia:

3

121

llGlGlF

G vpc (5.11)

în care:

pG � greutatea pârghiei;

vG � greutatea tijei i ventilului;F � for a necesar etan rii;

� conform fig. 5.8.4321 ,,, llll

Page 68: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Cap.5 Aparate de m sur i control. Dispozitive de siguran 67

c) Verificarea pârghiei se face la solicitarea de încovoiere cu rela ia:

,maxai

ii W

M(5.12)

în care:

maxiM � momentul încovoietor maxim din sec iune;W � modulul de rezisten al sec iunii.

d) Verificarea bol ului Bol ul se verific la forfecare i la presiune de strivire între bol i furc ,respectiv între bol i pârghie.

Page 69: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

6. SUPORTURI PENTRU RECIPIENTE

6.1 Suporturi pentru recipiente verticale

6.1.1 Generalit i

Recipientele verticale se monteaz suspendate sau rezemate. Recipientelesuspendate se reazem fie continuu pe un inel de rezemare, fie direct pe un num rdeterminat de suporturi laterale. In mod obi nuit se utilizeaz 2...4 suporturi laterale(STAS 5455-82). Pentru aparate foarte mari se poate recurge i la 8 suporturi. Suportuleste caracterizat de greutatea pe care o poate prelua. In cazul în care grosimea pereteluirecipientului este relativ mic , pentru a evita pierderea local a stabilit ii corpuluirecipientului sau o stare de tensiuni nefavorabil , între suport i peretele recipientului seinterpune o plac de înt rire, de grosime egal cu grosimea peretelui pe care se aplic .Placa de înt rire se execut din acela i material cu cel al recipientului pe care se sudeaz . In general, suporturile laterale se execut din o el carbon, o el slab aliat sau o elaliat, dup caz. Rezemarea pe fundul recipientului se poate face direct, pe 3, 4 sau 6 suporturi,continuu pe inel sau pe o virol suport. Suporturile picior se asambleaz direct pe fundulrecipientului sau prin intermediul unei pl ci de înt rire. Dimensiunile suporturilor piciori sarcina maxim admisibil pe fiecare tip de suport rezult din STAS 5520-82.

Suporturile picior tubulare cu plac de înt rire pot fi utilizate pentru sarcinicuprinse între 15 i 200 kN. Suporturile picior din pl ci sudate pot fi utilizate pentrusarcini de la 4 la 250 kN.

6.1.2 Suporturi laterale

6.1.2.1 Tipuri constructive Suporturile laterale (STAS 5455-82) se clasific în dou tipuri i dou variante,astfel :

- tip I, suporturi laterale sudate direct pe recipient (fig.6.1a i b) ;

Page 70: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Cap.6 Suporturi pentru recipiente 69

- tip II, suporturi laterale sudate pe recipient prin intermediul unei pl ci deînt rire (6.2a i b) ;

- varianta A, suporturi laterale executate prin ambutisare (fig.6.1a i 6.2a);- varianta B, suporturi laterale executate din elemente sudate(fig.6.1b i 6.2b).

Fig.6.1

Fig.6.2

6.1.2.2 Alegerea suporturilor lateraleSuporturile se aleg în func ie de greutatea pe care o pot prelua. Pentru aceasta

este necesar a cunoa te greutatea total a recipientului, care se determin cu rela ia :

F+F+F+F+G+G=G suplvzslrct [N], (6.1)

Page 71: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE70

unde:

cG - greutatea constructiv , determinat cu rela ia:

G+G+G+G+G=G racordcapacfundflansecorpc [N], (6.2)

în care este greutatea corpului i se determin cu rela ia:corpG

gRHs=G pcorp 2 [N], (6.3)

(R - raza recipientului, în m ; - grosimea corpului recipientului, în m ; = 7800

Kg/mps

3 - densitatea materialului corpului recipientului ; g = 9,81 m/s2 , H � în l imeap r ii cilindrice a recipientului calculat cu rel.1.1 ).

- greutatea tuturor flan elor, N ;flanseG

gm=G in

1=iflanse [N], (6.4)

în care este masa flan ei, Kg ;im

- greutatea fundului recipientului, N ;fundG

- greutatea capacului, N ;capacG

- greutatea tuturor racordurilor, N.racordG

- greutatea lichidului din recipient, N ;lrG

gV=G lllr [N], (6.5)

( VVl 8,0 - volumul lichidului din recipient; l - densitatea lichidului din recipient;

pentru suc l = 1100 Kg/m3; pentru ap l = 1000 Kg/m3)

- for a seismic ;)(3 lrcs GGF

))(5,0...3,0( lrcz GGF - for a datorat z pezii ;

)(1,0 lrcv GGF - for a datorat vântului ;

))(3,0...2,0(sup lrcl GGF - for e suplimentare.

Valorile ob inute se înlocuiesc în rela ia (6.1) determinându-se greutatea total arecipientului, .Greutatea pe un suport este :tG

nGG ts / [N]; (6.6)unde n reprezint num rul suporturilor ( 4...2n ).

Greutatea de calcul pentru un suport este : scs GG 3,1 .Cu aceast valoare se alege din nomograma din fig. 6.3 m rimea suportului, iar

din tabelul 6.1 dimensiunile acestora.

Page 72: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Cap.6 Suporturi pentru recipiente 71

Fig. 6.3

Page 73: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE72 RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE72

Page 74: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Cap.6 Suporturi pentru recipiente 73

6.1.3 Suporturi - picior

6.1.3.1 Tipuri constructive

Suporturile picior se execut în trei tipuri: (STAS 5520-82)- I, suporturi din o el cornier, sudate pe mantaua recipientului, utilizate în

recipiente cu diametrul nominal 150� 500 mm, conform fig.6.4 i tabelului 6.2;nD nDObserva ie: Forma 1 sau 2 se va indica în comand .- II, suporturi din eav , sudate pe fundul elipsoidal al recipientului, utilizate la

recipiente cu diametrul nominal 600� 3200 mm, conform fig. 6.5 i tabelului6.3;

nD nD

- III, suporturi din tabl , sudate pe fundul elipsoidal al recipientului, utilizate larecipiente cu diametrul nominal 600� 3200 mm, conform fig. 6.6 i tabelului6.4.

nD nD

Fiecare tip de suport poate fi executat în dou variante de montare a recipient:- A, f r plac intermediar ;- B, cu plac intermediar .

MaterialeSuporturile-picior se execut din o el carbon, o el slab aliat sau o el aliat, cu

limita de curgere de minim 220 N/mm2 în condi ii de func ionare.Se recomand ca suporturile varianta A i pl cile intermediare ale suporturilor

varianta B s fie executate din acela i material ca i fundul sau mantaua recipientului pecare se monteaz .

6.1.3.2 Alegerea suporturilor - picior

Alegerea tipului de suport se face în func ie de diametrul nominal al recipientuluii de sarcina maxim pe suport din tabelele 6.2, 6.3 sau 6.4. Sarcina maxim pe suport se

calculeaz conform celor ar tate la 6.1.2.2.Num rul suporturilor (2 pân la 4) se stabile te în func ie de sarcina total de

înc rcare a recipientului, condi iile de lucru i montare.

Page 75: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE74

Tabelul 6.2SuportDiametrul

nominal alrecipien-

tului, nD

Diametrulexterior alrecipien-tului, eD

Profil

Sarcinamax. pesuport

kNb k

Placintermediarm x n x sp

150 168200 219250 273

L 50x50x8 3,5 120 25 132x150x4

300 324350 356400 406

1 2

500 508

L 60x60x6

2 4

7,5 140 30 150x200x4

Fig. 6.4

Page 76: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Cap.6 Suporturi pentru recipiente 75

Tabelul 6.3Sarcina max.

pe suportkN

Masakg/buc

Varianta

Diametrulnominalrecipient

nDA B

fsmin

*r h a ts 1d ps1cA B

600 10 15 230 60x4 210 130 25 2,50 2,65700 12 20 270 76x6 220 140 25 3,10 3,35800 15 25

4300 89x6 230 170 35

44,40 4,60

900 340 240 200 45 7,10 7,901000 380 250 200 45 7,20 8,001100

18 30 6430

108x 6 270 200

12

456

7,40 8,301200 460 280 220 40 11,0 12,91300 500 290 220 40 11,2 13,31400 550 300 220 40 11,5 13,41500

25 50 8

590

140x 6

310 220 40

8

11,7 13,61600 620 320 250 50 14,8 18,31700

40 74650

168x 6 330 250

16

26

50 15,0 18,51800 680 340 270 35 25,0 31,51900 720 450 270 35

10

25,4 31,92000

50 10010

770 360 270 35 25,8 33,82200 60 130 860

219x 8

380 270 35 26,5 34,52400

12920 400 350

30

5512

39,0 51,02600

80 1701000

273x 8 420 350

20

55 40,0 54,02800 1090 440 400 50 14 55,0 75,03000 1160 460 400 50 56,5 79,53200 100 200

14

1250324x 10 480 400

25 34

5016

58,0 81,0

Fig. 6.5

Page 77: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE76

Fig. 6.6

Page 78: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Cap.6 Suporturi pentru recipiente 77Cap.6 Suporturi pentru recipiente 77

Page 79: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE78

6.2 Suporturi pentru recipiente orizontale

6.2.1 Tipuri constructiveCele mai utilizate sunt suporturile tip a rigidizate cu nervuri. Cu cre terea

diametrului nominal al recipientului rezemat, cre te gradul de rigidizare produs denervuri, fie prin m rirea num rului de nervuri, fie prin extinderea lor.

Suporturile a pentru recipiente (STAS 10817-82) se execut în trei tipuriconstructive:

N1 � suporturi a cu trei nervuri, utilizate la recipiente cu diametrul nominal600� 1000 mm, conform fig. 6.7 i tabelului 6.5;nD nD

N2 - suporturi a cu ase nervuri, utilizate la recipiente cu diametrul nominal1100� 2000 mm, conform fig. 6.8 i tabelului 6.6;nD nD

N3 - suporturi a cu opt nervuri, utilizate la recipiente cu diametrul nominal2200� 3600 mm, conform fig. 6. 9 i tabelului 6.7;nD nD

Suporturile a tip N1 se execut într-o singur variant de înc rcare, iar celelalteîn dou variante de înc rcare: U � execu ie u oar i G � execu ie grea.

Fiecare tip constructiv se execut în dou variante de montare:F � fix fa de funda ie, care se monteaz direct în funda ia de beton prin

intermediul uruburilor de funda ie;M � mobil fa de funda ie, care se monteaz prin intermediul unei pl ci de

glisare încastrat în funda ie.

MaterialeSuporturile a se execut din o el carbon, sau o el slab aliat, cu limita de

curgere de minim 220 N/mm2.Se recomand ca aua suportului, s fie executat din acela i material ca i

fundul sau mantaua recipientului pe care se sudeazLa recipientele supuse prescrip iilor tehnice ISCIR, materialul eii suportului,

care se sudeaz la mantaua acestuia, trebuie s respecte condi iile prescrise pentru.materialele din care se execut mantaua.

6.2.2 Alegerea suporturilorAlegerea tipului de suport se face în func ie de diametrul nominal al recipientului

i de sarcina maxim pe suport din tabelele 6.5, 6.6 sau 6.7. Sarcina maxim pe suport secalculeaz conform celor ar tate la 6.1.2.2.

Page 80: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Cap.6 Suporturi pentru recipiente 79

Fig. 6.7

Tabelul 6.5Diametrulnominal al

recipientuluinD

Sarcinamaximpe suport

kN

H L1 B C K L2

600 115 500 600 255 450 25 625700 130 550 700 380 540 25 725800 150 600 800 345 620 30 825900 165 650 860 385 710 30 8851000 170 700 950 430 800 30 975

Page 81: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE80

Fig. 6.8

Tabelul 6.6Sarcina

maxim pesuport

kN

Execu ieu oarDiametrul

nominal alrecipientului

nD

1s 2s

H L1 B C K L2

1100 200 300 12 14 750 650 220 550 50 7001200 195 295 12 14 800 700 250 600 50 7501300 190 290 12 14 850 760 280 660 50 8001400 185 285 12 14 900 830 315 730 50 8801500 180 280 12 14 950 890 345 790 50 9401600 175 275 12 14 1000 950 375 850 50 10001700 170 270 12 14 1050 1020 390 880 100 10701800 165 265 12 14 1100 1080 400 930 100 11301900 160 260 12 14 1150 1150 430 1000 100 12002000 155 255 12 14 1200 1250 480 1100 100 1300

Observa ie: La execu ie grea = =16 mm indiferent de valoarea diametrului nominal.1s 2s

Page 82: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Cap.6 Suporturi pentru recipiente 81

Fig. 6.9

Tabelul 6.6Sarcina

maxim pesuport

kN

Execu ie

u oarDiametrulnominal al

recipientuluinD

1s 2s

H L1 A B C L2

2200 500 600 14 16 1300 1400 600 200 1300 14502400 480 580 14 16 1400 1550 680 225 1450 16002600 450 550 14 16 1500 1700 750 250 1600 17502800 430 530 14 16 1600 1850 800 270 1700 19003000 415 515 14 16 1700 1950 850 285 1800 20003200 400 500 14 16 1800 2050 900 300 1900 21003400 390 490 14 16 1900 2150 950 325 2000 22003600 370 470 14 16 2000 2270 1000 330 2150 2350

Observa ie: La execu ie grea = =20 mm indiferent de valoarea diametrului nominal.1s 2s

Page 83: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

7. DIMENSIONAREA DISPOZITIVULUI DE AMESTECARE

Schema de principiu i p r ile componente ale unui dispozitiv de amestecare seprezint în fig.7.1.

7.1 Alegerea mecanismului de ac ionare

Ac ionarea amestec toarelormecanice rotative verticale se poate faceprin:

Fig. 7.11 � motoreductor; 2 � suport; 3 � cuplaj elasticcu bol uri; 4 � lag r superior;5 � lag r inferior;

6 � dispozitiv de etan are; 7 � bosaj;8 � amestec tor; 9 � arbore amestec tor;

10 � capac recipient

- cuplarea direct motor electric -amestec tor atunci când se impun tura iimari, ce corespund gamei 750; 1000;1500 i 3000 rot/min ;

- antrenarea cu ajutorul unuireductor în dou trepte de tip conico -cilindric, cu arbore de intrare în pozi ieorizontal i arborele de ie ire în pozi ievertical ;

- antrenarea cu ajutorul unuireductor melc - roat melcat sau a unuimotoreductor ;

- antrenarea cu ajutorul uneitransmisii mecanice cu cureletrapezoidale.

Caracteristicile de baz aleacestor motoreductoare sunt date întabelul 7.1 iar dimensiunile de gabarit ileg tur în fig.7.2 i tabelul 7.2 (valori înmm).

Page 84: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Cap.7 Dimensionarea dispozitivelor de amestecare 83

Tabelul 7.1

Raport de transmiterePuteremotor

kw

Tura ieie ire

rot/min

Randa-menttotal

Tura iemotor

rot/min tr.cil. tr.melc Total

Simboltip debaz

8 0,58 1000 2,5 50 125 80

12 0,58 1500 2,5 50 125 63

16 0,58 1000 2,5 25 62,5 63

25 0,72 1000 1,6 25 40 50

32 0,73 1000 1,25 25 31,25 50

0,37

48 0,75 1500 1,25 25 31,25 50

6 0,61 750 2,5 50 125 100

8 0,58 1000 2,5 50 125 80

12 0,62 1500 2,5 50 125 80

16 0,58 1000 2,5 25 62,5 63

25 0,69 1000 1,6 25 40 63

32 0,75 1000 1,25 25 31,25 63

0,55

48 0,75 1500 1,25 25 31,25 50

6 0,61 750 2,5 50 125 100

8 0,63 1000 2,5 50 125 100

12 0,74 750 2,5 25 62,5 100

16 0,64 1000 2,5 25 62,5 80

25 0,69 1000 1,6 25 40 63

32 0,75 1000 1,25 25 31,25 63

0,75

48 0,77 1500 1,25 25 31,25 63

6 0,64 750 2,5 50 125 125

8 0,66 1000 2,5 50 125 1251,1

12 0,67 1500 2,5 50 125 100

Page 85: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE84

Tabel 7.1 (continuare)

Puteremotor

kw

Tura ieie ire

rot/min

Randa-menttotal

Tura iemotor

rot/minRaport de transmitere

Simboltip debaz

16 0,76 1000 2,5 25 62,5 100

25 0,75 1000 1,6 25 40 80

32 0,77 1000 1,25 25 31,25 801,1

48 0,77 1500 1,25 25 31,25 63

6 0,68 750 2,5 50 125 160

8 0,66 1000 2,5 50 125 125

12 0,71 1500 2,5 50 125 125

16 0,76 1000 2,5 25 62,5 100

25 0,79 1000 1,6 25 40 100

32 0,80 1500 1,6 25 40 80

1,5

48 0,79 1500 1,25 25 31,25 80

Fig. 7.2

Page 86: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Cap.7 Dimensionarea dispozitivelor de amestecare 85

Tabelul 7.2

Tip baz /dimensiuni 50 63 80 100 125 160

G1 76 95 114 132 140 196

G2 100 109 156 182 223 295

m 165 190 248 266 330 412

f 185 210 270 290 360 450

G3 575 70 90 114 130 206

h 102 110 130 155 212 223

H 212 228 274 337 387 490

Lmin / Lmax 394/433 413/443 525/550 635/670 752/790 832/1022

s 12 12 14 15 18 24

d 25 j6 30 j6 35 k6 45 k6 50 k6 60 m6

l 42 58 58 82 82 105

T 28 33,3 38,3 48,5 53,5 64

b 8 8 10 14 14 18

g 9 9 12 11 14 18

B 186 210 230 300 360 440

a 144 165 216 224 300 375

n 6 6 6 8 8 8

masa net ,kg

22,800 28,300 49,000 64,500 107,500 167

Page 87: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE86

7.2 Dimensionarea dispozitivului de rezemare a amestec torului

7.2.1 Arborele amestec torului

a. Forme constructive Arborele trebuie s corespund din punct de vedere constructiv dispozitivului deamestecare i celui de antrenare. Pentru amestec toarele mecanice rotative verticale,montate la partea superioar a recipientelor, arborele are în general forma constructivdin fig.7.3.

In func ie de varianta constructiv a amestec torului, cap tul inferior al arboreluipoate avea una din formele prezentate în fig.7.4.

Fig. 7.3

Fig. 7.4

Page 88: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Cap.7 Dimensionarea dispozitivelor de amestecare 87

Diametrele nominale i diametrele treptelor arborilor amestec toarelor verticalese aleg dintre valorile prev zute în tabelul 7.3. Valorile diametrelor nominale se utilizeaznumai pentru arbori verticali cu cutie de etan are i reprezint valoarea diametruluiarborelui în dreptul cutiei de etan are.

Tabelul 7.3

Diametrulnominal alarborelui,

mm

30 40 50 60 70 80 90 100 110 125 140

Diametrultreptelorarborelui,

mm

25201816

353024

454035

555045

65605655

706560

80757065

908575

1009585

11010595

120115100

Când lungimea arborelui este mare, pentru montarea mai lesnicioas adispozitivului de amestecare, exist posibilitatea folosirii unui arbore format din doutronsoane, asamblate printr-un cuplaj rigid cu flan e; cuplajul trebuie s asigurecoaxialitatea perfect a celor dou tronsoane, prin uruburi p suite sau um r de centrare.

Arborii verticali în consol , care în anumite etape ale procesului deamestecare pot avea s ge i mari, periculoase, se prev d la cap tul liber cu un limitatorde s geat , situat în interiorul recipientului (fig.7.5). Lag rele de pe fundulrecipientului sunt recomandate pentru tura ii ale arborelui de cel mult 100 rot/min inumai dac substan ele amestecate nu sunt abrazive.

Fig. 7.51 - fundul recipientului; 2 � suport;

3 � corpul lag rului; 4 � buc sferic ;5 � cuzinet; 6 � tift filetat; 7 � buc

antifric iune;8 � butucul amestec torului;9 � pan ; 10 - arbore

Page 89: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE88

b. Dimensionarea arboreluiDimensionarea se face din condi ia de rezisten la torsiune :

3516

at

tcMd [mm], (7.1)

în care:- momentul de calcul, N.mm (calculat cu rela ia 7.2);tcM

at - tensiunea admisibil la torsiune, MPa.

nP9.550.000=M tc [Nmm], (7.2)

în care:P - puterea motoreductorului, kw ;n - tura ia la ie irea din motoreductor, rot / min.Arborii se execut în general din o el carbon obi nuit OL 50 sau OL 60.In cazul mediilor corozive sau când condi iile procesului tehnologic impun

condi ii speciale, ace tia se execut din o eluri inoxidabile. Pentru calculul tensiuniloradmisibile se recomand rela iile:

cRc

atatat ;)65,0...6,0( (7.3)

în care este limita de curgere a materialului ( = 270 MPa pentru OL 50 i =300MPa pentru OL 60), iar c = 4 este coeficient de siguran .

cR cR cR

Observa ie: Valoarea ob inut pentru " " reprezint cea mai mic valoare adiametrului pe toat lungimea arborelui. Cu aceast valoare se merge în tabelul 7.4 deunde se alege valoarea diametrului nominal (în dreptul cutiei de etan are).

5d

7.2.2 Alegerea sistemului de rezemare

Rezemarea dispozitivului de ac ionare depinde de lungimea por iunii de arboredin recipient. In practic cea mai utilizat este dispunerea ac ion rii pe capaculrecipientului. Func ionarea lini tit a unui dispozitiv de amestecare depinde în mare m sur deconstruc ia corect a lag relor arborelui amestec torului. Distan a dintre lag re, L , laarborii în consol (fig. 7.6), trebuie s fie suficient de mare pentru a asigura o s geatmic la cap tul liber al acestora; în acela i timp îns . distan a L este necesar s aib o

Page 90: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Cap.7 Dimensionarea dispozitivelor de amestecare 89

valoare cât mai mic , pentru a nu m ri în l imearecipientului. Pentru cota L se recomand urm toarelevalori: 250 ; 325 ; 400 i 500 mm. Dac lungimeaîn consol a arborelui amestec torului impunealegerea unor valori în afara celor recomandate sepot adopta valori mai mici de 250 mm sau maimari de 500 mm, astfel ca raportul între cota L ilungimea în consol a arborelui s nu dep eascraportul 1/6. Lag rul superior (fig.7.7) preia, pe lângsarcinile radiale, i sarcina axial (greutateaarborelui i a amestec torului) care solicitdispozitivul de amestecare; din acest motiv el areîn componen doi rulmen i radiali � axiali cu roleconice monta i în �X�

Fig. 7.6 Lag rul inferior (fig.7.8), este un rulmentradial, oscilant, cu role butoi pe dou rânduri,asigurând posibilitatea alinierii la devia iile

Fig. 7.7

Page 91: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE90

unghiulare ale arborelui.

Dispozitivele de rezemare pentru amestec toarele verticale, cuplate direct lamotorul electric, se execut în 8 m rimi (STAS 10868-77) conform tabelelor 7.4 i 7.5(valori în mm).

Tabelul 7.4

Diametrularboreluiîn lag rulînferior, d

d1 d2 d3 d4

filet

d5 d6 d7 d8 d9 d10

40 100 72 35 M35 x 1,5 30 115 92 140 120 140

50 120 85 45 M45 x 1,5 40 130 105 155 140 160

60 150 100 55 M55 x 2 50 145 120 170 170

70 140 120 65 M65 x 2 60 165 140 190 165190

80 160 125 70 M70 x 2 65 180 150 205 185 210

90 180 140 80 M80 x 2 75 195 165 220 205 230

100 200 160 90 M90 x 2 85 215 185 240 225 250

Fig. 7.8

Page 92: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Cap.7 Dimensionarea dispozitivelor de amestecare 91

125 250 200 110 M110 x 2 105 255 225 280 275 300

Tabelul 7.5

Diametrularborelui în

lag rul înferior,d

h h1 h2 h3 h4 h5 d11 n x d12

40 45 10 50 19 296 8 x 18

50 4927

60

60 5313

31

9

65330 12 x 18

70 57 55

25

80 6033 11

60 29380

90 64

15

43 65 35 440

100 73 41 75 30

12 x 23

125 9017

53

13

90 40470

16 x 23

Elementele componente precum i materialele utilizate pentru execu ia lor(fig.7.7 i 7.8) se prezint în tabelul 7.6.

Tabelul 7.6

Poz. Denumirea Materialul

1. Turl sau suport OLT 35 STAS 8184-87OL 37 STAS 500/2-80Fc 200 STAS 568-82OT 40 STAS 600-82

2 Buc a lag rului OL 37 STAS 500/2-80

3 Garnitur Carton

4 Man on A STAS 7950/2 - 87 -

5 Capac inferior al lag rului superior OL 37 STAS 500/2 - 80

6 aib grower MN STAS 7666/2-80 ARC 6A STAS 795-87

7 urub cu cap hexagonal STAS 4845-89 OLC 35 STAS 880-88

Page 93: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE92

8 Rulment radial-axial cu role conice pe unrând STAS 3920-87

-

Tabelul 7.6 (continuare)

Poz. Denumirea Materialul

9 Inel distan ier OL 37 STAS 500/2-80

10 urub M8 STAS 5815-91 -

11 Piuli KM STAS 5816-91 OL 42 STAS 500/2-80

12 Set de aibe de reglare -

13 Capac superior al lag rului superior OL 37 STAS 500/2-80

14 Inel de pâsl STAS 6577-70 Pâsl tip A STAS 4218-77

15 Rulment radial-oscilant cu role butoi pedou rânduri STAS 3918-86

-

16 Garnitur Carton

17 Capac superior al lag rului inferior OL 37 STAS 500/2-80

18 Inel de pâsl STAS 6577-70 Pâsl tip A STAS 4218-77

19 Capac inferior al lag rului inferior OL 37 STAS 500/2-80

20 Ung tor UB1/PU1 STAS 116-88 -

Fig. 7.9Fig. 7.10

Page 94: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Cap.7 Dimensionarea dispozitivelor de amestecare 93

Dimensiunile rulmen ilor radiali, oscilan i, cu role butoi pe dou rânduri (fig.7.9)i ale rulmen ilor radiali axiali cu role conice pe un rând (fig.7.10), se prezint în tabelul

7.7. Tabelul 7.7

Rulmen i radiali , oscilan i, cu rolebutoi pe dou rânduri

Rulmen i radiali axiali cu role conice pe un rând

d d1 B

SarcinaradialC, [kN]

d3 d2 B C T

SarcinaradialC, [kN]

22309K 45 100 34 120 30207 35 72 17 15 18,25 52,1

22311K 55 120 43 173 30209 45 85 19 16 20,75 63,9

22314K 70 150 51 270 30211 55 100 21 18 22,75 88,7

22216K 80 140 33 153 30213 65 120 23 20 24,75 94,1

22218K 90 160 40 212 30214 70 125 24 21 26,25 108

22220K 100 180 46 270 30216 80 140 26 22 28,25 127

22222K 110 200 53 355 30218 90 160 30 26 32,50 166

22228K 140 250 68 540 30222 110 200 38 32 41,00 260

7.2.3 Alegerea suportului

Suportul este elementul constructiv al unui dispozitiv de amestecare ce asigurmontarea corect a motoreductorului i a lag relor arborelui . Prinderea de recipient seface cu ajutorul unei flan e prin intermediul c reia se fixeaz pe bosajul sudat 7 derecipient (fig.7.1). Opera iile de montare i între inere ale rulmen ilor, cuplajului i dispozitivul deetan are sunt posibile datorit unor ferestre dreptunghiulare decupate în corpul cilindric alsuportului (fig.7.11). Suportul propriu zis se poate executa în construc ie sudat sau turnat .Rigiditatea acestuia trebuie s fie armonizat cu rigiditatea dispozitivului de amestecare icu rigiditatea capacului recipientului. In tabelul 7.8 se dau dimensiunile suporturilor executate în construc ie sudat , înfunc ie de diametrul arborelui în lag rul inferior (valori în mm).

Page 95: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE94

Fig. 7.11

Page 96: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Cap.7 Dimensionarea dispozitivelor de amestecare 95Cap.7 Dimensionarea dispozitivelor de amestecare 95

Page 97: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE96

7.2.4 Dimensionarea cutiei de etan are

Cele mai uzuale dispozitive de etan are sunt :- dispozitive de etan are mobile cu contact, cu umplutur moale (presetupe);- dispozitive de etan are cu inele alunec toare (sau etan ri frontale).

7.2.4.1 Dispozitive de etan are cu umplutur moaleAceste dispozitive se construiesc în urm toarele variante :

- f r r cire a corpului, fig.7.12 i tabelul 7.9 (valori în mm) ;- cu r cire a suprafe ei interioare a inelelor de etan are ;- cu r cire a suprafe ei exterioare a inelelor de etan are.

Fig. 7.12

Page 98: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Cap.7 Dimensionarea dispozitivelor de amestecare 97

Tabelul 7.9

d D D1 D2 D3 D4 D5 D6 n d1 d2 s

40 60 84 155 125 110 135 170 4 M16 M12 10

50 70 94 180 145 110 145 180 4 M16 M16 10

60 84 108 195 155 120 160 195 8 M16 M16 12

70 94 118 210 170 150 180 215 8 M16 M16 12

80 108 136 220 180 175 210 245 8 M16 M16 14

90 118 146 235 195 175 210 245 8 M16 M16 14

100 128 156 250 210 200 240 280 8 M20 M20 14

125 155 183 290 240 220 260 310 8 M20 M20 14

Tabelul 7.9 (continuare)

Lungime loca garnitur , , mmd h H H1 H2 b b1

0 Pn 0,6MPa

0,6 Pn 1,6MPa

40 20 110 159 225 18 14 68 88

50 20 110 163 235 18 18 68 88

60 24 126 183 255 20 18 78 102

70 24 128 185 255 22 18 88 112

80 28 144 205 290 24 18 108 140

90 28 144 205 290 24 18 108 140

100 28 144 205 290 24 22 112 144

125 28 144 205 290 24 22 112 144

7.2.4.2 Dimensionarea cutiei de etan are L imea inelelor de etan are, b (fig.7.13) se alege în func ie de diametrularborelui în dreptul cutiei de etan are d i se calculeaz cu rela ia :

mmd=b ][)4,1...2,1( (7.4)

Page 99: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE98

Atunci când este necesar, în stratul de umplutur moale se intercaleaz un inelpentru ungere, având forma i dimensiunile conform figurii 7.14 i tabelului 7.10 (valoriîn mm).

Fig.7.13 Fig. 7.14

Tabelul 7.10

d 40 50 60 70 80 90 100 125

d1 41 51 61 71 81 91 101 126

d2 50,5 60,5 72,5 84,5 94,5 104,5 114,6 140,5

D 60 70 84 94 108 118 128 155

n 4 4 4 4 4 4 6 6

Materialul de etan are trebuie s fie elastic, deformabil, s reziste la ac iuneamediului etan at, la parametri de regim (temperatur , presiune), s aib un coeficient micde frecare cu arborele, s poat fi îmbibat cu lubrifiant pe care s -l p streze un timpîndelungat i s nu fie abraziv fa de materialul arborelui.

Ca materiale pentru execu ia inelelor de etan are se utilizeaz : cânep , bumbac,iut , pâsl , cauciuc, teflon. Inelele se execut din nur de sec iune p trat , sec ionateînclinat fa de raz , iar por iunea sec ionat a dou inele consecutive se monteazdecalat. Presiunea de etan are a capacului , , se calculeaz cu rela ia :Lp

][MPaekp

=p sk2c

L (7.5)

în care: - presiunea de calcul, MPa ;cpk = 0,77 - coeficient al etan rii ;

Page 100: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Cap.7 Dimensionarea dispozitivelor de amestecare 99

µ - coeficient de frecare între arbore i garnitur (µ = 0,09 pentru azbest uscat ; µ = 0,07 pentru azbest grafitat) ;

- lungimea cutiei de etan are, mm (v. tabelul 7.9) ;s - l imea umpluturii pe raz , mm (v. tabelul 7.9).Celelalte elemente constructive ale cutiei de etan are conform figurii 7.12 i

tabelului 7.9.

Verificarea prezoanelor

Pentru ca prezoanele s reziste la solicitarea de trac iune la care sunt supusetrebuie îndeplinit condi ia :

tatd

F=

22

04(7.6)

în care: = 1,3 - factor ce ine cont de solicitarea suplimentar la torsiune ;

- for a ce solicit un prezon, N (0F nFF /0 );F - for a de precomprimare a garniturii, N ;

- diametrul prezonului (v. tabelul 7.9).2dn - num rul de prezoane (v.tabelul 7.9) ;

Lp)dD(=F 224

[N], (7.7)

unde: D - diametrul loca ului pentru garnitur , mm (v. tabelul 7.9);

d - diametrul arborelui în dreptul cutiei de etan are, mm ;

at - tensiunea admisibil la trac iune, mm ( 4;/2,0 ccRat )

Prezoanele se execut din OL 37 STAS 500/2-80 cu = 240 MPa.2,0R

Page 101: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE100

7.3 Tipuri de amestec toare rotative verticale

Amestec toarele sunt destinate transmiterii energiei mecanice de la elementeledinamice ale utilajului c tre mediul amestecat. Tipul amestec torului se alege în primul rând în func ie de procesul tehnologicurm rit. Aceast opera ie este complex , având în vedere problemele multiple ce apar înob inerea unui spectru de curgere optim i asigurarea unui timp redus de amestecare.Majoritatea proceselor de amestecare în mediu lichid se realizeaz cu amestec toarestandardizate: cu bra e, tip ancor , tip palet , tip cadru, tip elice, tip Impeller, tip dispersoretc. Pentru cazuri deosebite de amestecare s-au proiectat tipuri specifice deamestec toare.

7.3.1 Amestec toare cu bra e

Aceste amestec toare se utilizeaz la: reac ii chimice, transfer termic, dizolvare,omogenizare, realizarea de suspensii u oare. Se caracterizeaz prin vitez perifericmaxim de 3,5 m/s la o tura ie cuprins între 8 i 16o rot/min. Vâscozitatea dinamic afluidului se impune a fi mai mic de 20 Pa.s.

Pe un arbore se pot monta 1�4 amestec toare, alternativ la 900 unul fa decel lalt, vertical sau înclinate fa de vertical , cu un unghi de (30�45)0.

Amestec torul cu bra epoate fi folosit în vase prev zutecu sau f r icane. Direc ia de curgere afluidului în primul caz estepreponderent vertical , iar în celde al doilea circumferen ial .Grosimea icanelor nu dep e te12 mm, ea alegându-se în generalegal cu grosimea peretelui

recipientului.

Fig. 7.15

In fig.7.15 se prezint forma unui amestec tor cu bra e standardizat (STAS10591-76), iar în tabelul 7.12 modul de alegere i dimensiunile de amplasare aleacestuia, în mm. In practic grosimea bra elor amestec torului, s , se adopt s = 0,1 h i severific la încovoiere.

Normativul IPROCHIM recomand folosirea amestec torului cu bra e din fig.

Page 102: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Cap.7 Dimensionarea dispozitivelor de amestecare 101

7.16, executat din cornier i având dimensiunile din tabelul 7.11.

Fig. 7.16

Tabelul 7.11

d ad L l l1 l2 a d1Masa

kg/buc40 500 8,050 500 80x80x10 350 70 50 20 8,02

500 380

250

22,3560 800 140x140x12 95 80 24 30,30800 530 400 37,4070 1250 775 625 54,35

80 1000150x150x12

650110 90 27

45,321000 660 500 51,9090 1250 59,00

100 1250785 120

60,60125 1250

160x160x14

805625

140

95 30

62,85

Page 103: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE102

Page 104: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Cap.7 Dimensionarea dispozitivelor de amestecare 103

7.3.2 Amestec toare cu paletAmestec torul cu palet (fig.7.17) se

poate folosi pentru transfer de c ldur ,omogeniz ri, reac ii chimice pentru lichide cuvâscozit i medii i mici, prepar ri de suspensiiu oare. Viteza periferic maxim 1,9 m/s. Sefolose te cu sau f r icane.

In cazul folosirii icanelor direc ia decurgere este preponderent vertical , iar când nuse folosesc icane, preponderentcircumferen ial . Uneori pentru cre terearandamentului amestec rii se pot folosi paleteprev zute cu g uri. Viteza periferic maximeste de 1,9 m/s în gama de tura ii cuprins între20 i 100 rot/min. Modul de alegere idimensiunile de amplasare ale acestuia, înmm, se prezint în tabelul 7.13.

Fig. 7.17

7.3.3 Amestec toare tip cadru

Acest amestec tor (fig. 7.18) sepoate folosi pentru dizolv ri, prepar ri desuspensii u oare, amestecuri de lichide cuvâscozit i mici i medii. Pentru volume marise recomand numai dac vâscozitateadinamic este mai mic de 0,1 Pa.s.

Fig. 7.18

Se folose te cu sau f r icane. Modul de alegere i dimensiunile deamplasare ale acestuia, în mm, se prezint întabelul 7.14.

Page 105: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE104 RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE104

Page 106: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Cap.7 Dimensionarea dispozitivelor de amestecare 105Cap.7 Dimensionarea dispozitivelor de amestecare 105

Page 107: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE106

7.3.4 Amestec toare tip ancor

Se recomand pentru reac ii chimice pentru lichide cu vâscozit i medii i mari,transfer de c ldur , dizolv ri, omogeniz ri, prepar ri de suspensii medii i grele,cristaliz ri. Pot fi folosite la viteze periferice maxime de 3 m/s i la tura ii cuprinse între3,5 i 100 rot/min. Aceste amestec toare se utilizeaz în vase f r icane (fig.7.19), direc ia decurgere a mediului de lucru fiind circumferen ial . Se recomand utilizarea lor înrecipiente cu diametrul interior mai mic de 2800 mm.

Pentru recipiente cu D > 1200 mm serecomand utilizarea ancorei duble.

Fig. 7.19

In fig. 7.20 se prezint forma unuiamestec tor tip ancor standardizat. Grosimea sse adopt din rela ia s = 0,1 s1, fiind necesarverificarea bra ului amestec torului la solicit ricompuse (încovoiere i torsiune).

Când bra ele amestec torului nuîndeplinesc condi ia de rezisten mecanic ,acestea se rigidizeaz cu nervuri.

Fig. 7.20

Dimensiunile amestec toarelor tip ancor , conform STAS 10593-76 (fig.7.19),în mm, se prezint în tabelul 7.15, iar dimensiunile de amplasare i modul de alegere întabelul 7.16.

Tabelul 7.15da 530 630 710 800 900 950 1060 1120 1250 1320 1400 1500h 265 315 355 400 450 475 530 560 625 660 700 750s1 40 45 50 50 60 60 70 80 80 90 90 90

Page 108: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Cap.7 Dimensionarea dispozitivelor de amestecare 107Cap.7 Dimensionarea dispozitivelor de amestecare 107

Page 109: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE108

7..3.5 Amestec toare turbin disc

Amestec toarele turbin disc (fig. 7.21) se utilizeaz în diverse domenii cum arfi: reac ii chimice pentru lichide cu vâscozit i mici i medii, transfer de c ldur ,dizolv ri, omogeniz ri, prepar ri de suspensii u oare, dispersii de gaze, emulsii, absorb iide gaze. Se recomand pentru opera ii în cursul c rora are loc varia ia vâscozit iimediului de lucru. Viteza periferic maxim este de 8,4 m / s la o tura ie cuprins între100 i 1500 rot/min. i o vâscozitate dinamic a fluidului mai mic de 20 Pa.s.

Se poate folosi în vase cu i f r icane. Direc ia de curgere a fluidului estepreponderent vertical cu component circumferen ial în cazul folosirii icanelor ipreponderent circumferen ial cu component vertical în cazul în care nu se utilizeazicane. Dimensiunile de amplasare i modul de alegere se prezint în tabelul 7.17.

Fig. 7.211 � butuc; 2 - disc; 3 � pale;

4 � tift filetatFig. 7.22

7.3.6 Amestec toare tip elice

Amestec toarele tip elice (fig.7.22) se recomand pentru: reac ii chimice pentrulichide cu vâscozit i mici i medii, dizolv ri, omogeniz ri, prepar ri de suspensii u oare,dispersii de gaze, emulsii. Viteza periferic maxim este de 12,6 m/s, la tura ii cuprinseîntre 100 i 1500 rot/min. Aceste amestec toare se pot utiliza în vase cu sau f r icane,

Page 110: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Cap.7 Dimensionarea dispozitivelor de amestecare 109

Page 111: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE110

direc ia de curgere a fluidului fiind în primul caz preponderent vertical , iar în cel de aldoilea circumferen ial . Normativul IPROCHIM recomand folosirea amestec toruluitip elice din fig.7.23 executat dup datele din tabelul 7.18.

Tabelul 7.18

da d4 d2 h d1 e b c Masakg/buc

200 35 55 58 3,5 3 1,08200 64 1,64320 45 70 74

M8 20 6 4 2,60250 70 2,45400 85 3,75500

55 8095

305,30

320 85 3,95500 65 95 105 36

8

6,41400 100 7,02500

75 115115

408,85

400 110 8,98500 85 130 120

M12

45 10

5

10,95

Fig, 7.23

Page 112: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Cap.7 Dimensionarea dispozitivelor de amestecare 111

7.3.8 Amestec tor tip Impeller

Domeniile de utilizare sunt: reac ii chimice, transfer termic, dizolvare,omogenizare, preparare de suspensii, absorb ie,adsorb ie, dispersii. Se folose te la viteze periferice demaxim 10,6 m/s, tura ii cuprinse între 20 i 630 rot/mini vâscozit i dinamice ale fluidului de curgere mai

mici de 20 Pa.s. Direc ia de curgere a mediului de lucrueste vertical . Aceste amestec toare se execut în douvariante: nedemontabile (fig.7.24) i demontabile. Amestec toarele tip Impeller se folosesc numaila recipiente prev zute cu sp rg toare de vârtej;orientarea bra elor sp rg toarelor de vârtej (în sus sauîn jos) depinde de particularit ile procesului deamestecare.

In afara acestor amestec toare standardizate înpractic se întâlnesc i alte tipuri produse de diferitefirme. Dintre acestea amintim amestec toarele: MIG, INTERMIG, tip dispersor, tip melc,cu band elicoidal , etc.

Fig.7.24

In tabelul 7.19 se prezint câteva recomand ri pentru alegerea amestec toarelorîn func ie de scopul opera iei de amestecare.

Tabelul 7.19Scopul opera iei Tip amestec tor Tip de aparat Regim

hidrodinamic- cu palet- cu 2 bra e- cu 3 bra e emailate- cu bra e înclinate

cu icane verticalcu /f r icane

Turbulent

- cu 3 bra e- cu 6 bra e- tip elice

cu tub central decircula ie

Amestecarea sistemeloreterogene solid-lichidîn scopul:- ob inerii suspensiilor- dizolv rii- agit rii eficace înreactoare chimice

- lent tip nec,elicoidal, ancoremailat

cu /f r tub centralde circula ie

Laminar

Page 113: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE112

7.4 Alegerea i verificarea cuplajului

7.4.1 Alegerea cuplajului

Leg tura între motoreductor i arborele amestec torului se realizeaz cu ajutorulunui cuplaj elastic cu bol uri tip N (fig.7.25), cu semicuple executate în variant P.

Dac momentul detorsiune pe care trebuie s -ltransmit cuplajul este(v. rela ia 7.2), datoritocurilor care apar la

pornire precum i a uneifunc ion ri neuniforme,alegerea din STAS 5982-79a cuplajului (tabel 7.20) seface luându-se înconsiderare un momentnominal, .

tcM

nMFig. 7.25

tcsn McM [Nmm] (7.8)

în care = 1,65, este coeficient de serviciu.scTabelul 7.20

Dimensiuni constructive [mm]M rimecuplaj

Mn[Nm]

Semicupl Pd [mm]

l2 l3 d4 D D1 D2 s

nbuc

1 20 10...15 14 32 M6 88 62 40 2 4

2 45 10...24 19 37 M6 98 71 48 2 4

3 112 12...31 24 42 M6 112 85 62 1 6

4 236 15...41 34 52 M6 127 100 76 3 10

5 500 15...54 33 63 M8 158 118 84 3 8

6 900 32...59 48 78 M8 180 140 105 3 12

7 1500 32...70 64 94 M8 212 172 130 4 16

Diametrul bol ului " " nespecificat în standard se adopt în func ie de cap tul luifiletat 45,1 d .

Page 114: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Cap.7 Dimensionarea dispozitivelor de amestecare 113

7.4.2 Verificarea cuplajului

Bol urile se verific la :

- presiunea de contact, între man oanele de cauciuc i bol :

MPa=p

pF

=p

as

as

)3...1(

4)( 23

1(7.9)

unde:

nDM=F n

11

2[N], (7.10)

în care: - momentul nominal, N.mm ;nM

- diametrul de a ezare a bol urilor, mm (v. tabelul 7.19) ;1Dn - num rul de bol uri (v. tabelul 7.19).

- încovoiere, în sec iunea de încastrare în semicupl , pentru bol uri executate dinOLC 45 sau OLC 60 :

MPa=

s+F=

ai

aii

)100...90(

232

3

231

(7.11)

Dac dimensiunea adoptat pentru diametrul bol ului " " nu verific vreuna dinrela iile de mai sus, se poate majora pân la 42d .

Page 115: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

8. MONTAREA I EXPLOATAREARECIPIENTELOR SUB PRESIUNE

8.1 Montarea, proba i punerea în func iune a recipientelor sub presiune

Executate în strict conformitate cu instruc iunile tehnice elaborate deîntreprinderea constructoare, în baza prevederilor normelor ISCIR, lucr rile de montare îninstala ie a recipientelor sub presiune se desf oar potrivit proiectelor de montaj caretrebuie s precizeze : - amplasamentul recipientului în cadrul instala iei ; - sistemele de sprijinire i fixare ; - echipamente anexe ; - sisteme de protec ie i siguran . Recipientele stabile sub presiune se instaleaz astfel încât s se poat efectua, înbune condi ii, deservirea, cur irea p r ilor interioare i exterioare, repararea i verificarealor ; toate recipientele sub presiune vor fi prev zute cu plac de timbru, montat la locvizibil . Recipientele sub presiune se prev d, dup caz, cu sc ri i platforme care asigurbuna deservire, repararea i verificarea lor. Suprafe ele exterioare se protejeaz , înc de la montaj, contra coroziuniiatmosferice sau a mediului în care acestea lucreaz . Recipientele sub presiune seinstaleaz astfel încât s nu fie posibil r sturnarea lor. Montajul propriu-zis al recipientului const în ridicarea, centrarea i fixareaacestuia pe funda ie. Dup efectuarea opera iilor de control se face fixarea definitiv arecipientului, prin uruburile de ancorare i suporturile acestuia.

8.2 Tehnica securit ii muncii privind instala iile mecanice sub presiune

La proiectarea instala iilor mecanice sub presiune se vor prevede dispozitivele desiguran i aparatele de m sur i control necesare, care s permit exploatarea acestor

Page 116: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Cap.8 Montarea i exploatarea recipientelor sub presiune 115

instala ii în condi ii de securitate a muncii. Materialele folosite pentru construirea i repararea elementelor instala iilormecanice sub presiune vor corespunde, în privin a condi iilor tehnice, regulilor pentruverificarea calit ii, marc rii i livr rii, instruc iunilor tehnice ale Inspec iei pentru cazane,recipiente sub presiune i instala ii de ridicat, precum i standardelor de stat în vigoare. Procesele tehnologice, inclusiv opera iile de control ce trebuie respectate laconstruirea i repararea instala iilor mecanice sub presiune, vor fi prev zute în proiectelerespective. Conductele îmbinate cu flan e, prin care se transport lichide sub presiune ce potprovoca arsuri, vor fi prev zute cu man oane de protec ie. Condi iile de amplasare a instala iilor mecanice sub presiune vor ine cont decondi iile de prevenire a incendiilor. Proba de presiune la încercare, conform documentelor de execu ie, se va facedup construire, reparare, periodic la scaden e i ori de câte ori condi iile de securitateimpun efectuarea acestei opera ii. Exploatarea instala iilor mecanice sub presiune se va face în conformitate cuinstruc iunile întocmite de beneficiar i proiectant, cu respectarea normelor tehnice ISCIR.

Page 117: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

BIBLIOGRAFIE

1. Aldea, M. - Cazane de abur i recipien i sub presiune. Îndrumar, Ed. tehnic ,Bucure ti, 1982. 2. B nescu, A., .a. - Sistematizarea calculelor aparatelor în industria chimic ,Ed. tehnic , Bucure ti, 1977 3. Banu C., .a. - Procese hidrodinamice i utilaje specifice, vol. I., Ed. Uni-Press C-68, Bucure ti,2000. 4. Cioclov, D.D. - Recipien i sub presiune, Ed. Academiei, Bucure ti, 1983. 5. Crudu, I., .a. - Recipiente i aparate tubulare. Atlas. Date de proiectare. Edi iaII-a, vol.I, Gala i. 1994. 6. Iordache, Gh., .a. � Utilaje pentru industria chimic i petrochimic , E.D.P.,Bucure ti, 1982 7. Jâ canu, M., Bîrsan, I.G., .a. - Supape de siguran pentru recipiente subpresiune, Gala i, 1993. 8. Jinescu, V. V. - Utilaj tehnologic pentru industrii de proces, vol. 3, Edituratehnic , Bucure ti, 1988. 9. Jinescu, V. V. - Utilaj tehnologic pentru industrii de proces, vol. 4, Edituratehnic , Bucure ti, 1989. 10. Jinescu, V.V., .a. � Elemente constructive pentru dispozitive de amestecare,Universitatea �Politehnica� Bucure ti, 1993.. 11. Palade, V., Pan uru, D. - Recipien i i aparate tubulare, vol.1. Recipientecilindrice verticale cu amestec tor, Indrumar de proiectare, Gala i, 1996. 12. Palade, V., .a. � Recipiente i aparate tubulare, Ed. Semne, Bucure ti, 2000 13 Palade, V., .a. �Bazele proiect rii reductoarelor, Ed. Funda iei universitare�Dun rea de Jos� Gala i, 2000. 14. Pan uru, D. - Proiectarea utilajului din industria alimentar , vol.I, Gala i,1980. 15. Pan uru, D. - Recipien i i aparate tubulare. Exemple de calcul mecanic.Gala i, 1990. 16. Pavel, A. - Elemente de inginerie mecanic , EDP, Bucure ti, 1981 17. Pavel, A., .a. - Protec ia antiexploziv a instala iilor tehnologice, vol.I.Editura tehnic , Bucure ti, 1989.

Page 118: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE I APARATE TUBULARE130

18. Po chin , I., .a. - Arm turi industriale. Editura tehnic , Bucure ti, 1991. 19. Renert, M. - Calculul i construc ia utilajului chimic vol.I, Ed. didactic ipedagogic , Bucure ti, 1971. 20. tef nescu, I., .a. - Recipiente sub presiune în construc ie sudat . Indrumarde proiectare, Gala i, 1991. 21. * * * - Prescrip ii tehnice ISCIR, C4 - 83. 22. * * * - Prescrip ii tehnice ISCIR, C37 - 83. 23. * * * - Prescrip ii tehnice ISCIR, C7 - 92. 24. * * * - Colec ia STAS �Ma ini i utilaje pentru industria alimentar �. 25. * * * - Colec ia STAS �Ma ini i utilaje pentru chimie�.

Page 119: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

ANEXE

Anexa 1Recipient sub presiune cu amestec tor cu bra e multiple

1 � motoreductor; 2 � suport; 3 � gur de verificare; 4 � capac; 5 � arbore; 6 � flan ;7 - garnitur ; 8 � amestec tor; 9 � corp recipient; 10 � corp manta; 11 � lag r de fund;12 � suport; 13 � racord evacuare condensat; 14 � racord de golire; 15 �racord pentruintrarea agentului termic; 16 � racord alimentare; 17 � dispozitiv de etan are

Page 120: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Anexe 117

Anexa 2Recipient sub presiune cu amestec tor tip ancor

1 � motoreductor; 2 � suport; 3 � gur de verificare; 4 � capac; 5 � flan platcu suprafa de etan are � plan cu um r; 6 � arbore; 7 � izola ie termic ; 8 �teac pentru termometru; 9 � fund recipient; 10 � fund manta; 11 � suport tip

picior; 12 � racord pentru evacuarea condensatului; 13 � racord de alimentare;14 � cuplaj; 15 � garnitur ; 16 � dop de aerisire; 17 � racord pentru intrarea

agentului termic; 18 � plac deflectoare; 19 � corp recipient; 20 � corp manta;21 � amestec tor tip ancor ; 22 � racord de golire; 23 � dispozitiv de etan are

Page 121: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE118

Anexa 3Reactor vertical prev zut cu amestec tor mecanic rotativ tip elice cu tub de tiraj

Page 122: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Anexe 119

Anexa 4Recipient sub presiune, cu serpentin interioar de înc lzire

i amestec tor mecanic rotativ tip turbin

Page 123: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE120

Anexa 5Recipient sub presiune prev zut cu amestec tor tip Impeller

i sp rg tor de vârtej

Page 124: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Anexe 121

Anexa 6Recipient sub presiune cu amestec tor cu bra e multiple i

tub de tiraj

Page 125: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE122

Anexa 7Recipient utilizat la decolorarea preliminarã a uleiului vegetal

Page 126: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Anexe 123

Anexa 8Recipient sub presiune din o el-carbon cu amestec tor tip ancor

Page 127: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE124

Anexa 9aVas de reac ie din font cenu ie

Page 128: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Anexe 125

Anexa 9bVas de reac ie din font cenu ie (detalii fig. A9a)

Page 129: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE126

Anexa 10Reactor 5000 l din fontã cenu ie cu amestecãtor tip ancorã

Page 130: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

Anexe 127

Anexa 11Reactor din cupru cu amestecãtor cu bra e

Page 131: Recipiente Cu Dispozitive de Amestecare Indrumar

RECIPIENTE CU DISPOZITIVE DE AMESTECARE128

Anexa 12Reactor 8000 l din o el anticorosiv cu amestecãtor tip elice