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立式多喷嘴水喷射真空泵设计_课程设计报告书

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前言随着我国高等教育事业的迅速发展，实用型的设计已经是迫在眉睫。

本设计书正是关于立式多喷嘴水喷射真空泵的设计。

本设计书根据真空泵的设计参数，对真空泵的主要元件进行了强度，刚度，稳定性的计算和设计。

对真空泵的附件进行了选型，以及对真空泵质量检验方法使用和进行焊缝的结构设计。

最后提供了真空泵的装配图和水室部件图再次特别感茂润老师为本人提供的技术指导以及宝贵的经验由于本人水平有限，加之初次进行设计，所以设计书中有诸多不完善之处，敬请广仁和读者指教目录第一章水室的设计1.1 水室筒体的设计1.1.1 设计参数的确定1.1.2 筒体壁厚的强度计算1.1.3 筒体壁厚的刚度计算1.2筒体法兰联接结构的设计1.2.1法兰的设计及密封面的选型1.2.2 垫片的设计及螺栓、螺母、垫圈的设计1.3 进液管的设计1.3.1 进液管直径的设计1.3.2进液管长度的设计及装配尺寸1.3.3进液管法兰联接结构的设计1.5压力表接管及法兰联接结构的设计1.5.1 接管的设计1.5.2 法兰联接结构的设计第二章平板封头的设计2.1平板封头的强度计算2.1.1设计参数的确定2.1.2 平板封头壁厚的设计2.1.3 平板封头的结构设计第三章喷板的设计3.1 喷嘴孔在喷板上的布置3.2 喷板的稳定性计算3.2.1 设计外压的确定3.2.2 稳定性计算第四章真空室的设计4.1 真空室的长度设计4.1.1圆筒的长度设计4.1.2圆锥壳的长度设计4.2 真空室的稳定性计算4.2.1设计外压的确定4.2.2筒体壁厚的设计4.2.3 圆锥壳壁厚的设计4.3 真空室的法兰联接结构设计4.3.1外压圆筒的法兰联接结构设计4.3.2外压圆锥壳的法兰联接结构设计4.3.3进气管法兰联接结构设计4.3.4进气管的装配尺寸4.3.5支座的装配尺寸4.3.6真空表接管的装配尺寸4.4 真空室的部件图第五章喷嘴的设计5.1喷嘴的设计5.2防旋装置的设计第六章喉管、尾管的结构设计6.1 喉管的设计6.2 尾管的设计6.2.1尾管的设计6.2.2 法兰联接结构设计第七章压力试验7.1水室的水压试验7.1.1试验压力的确定7.1.2压力试验的强度校核7.1.3水压试验的操作7.2真空室的气压试验7.2.1试验压力的确定7.2.2压力试验的强度校核7.2.3气压试验的操作第八章支座的设计8.1 设备工作时总质量的估算Q的估算8.1.1设备金属的质量1Q）的估算8.1.2操作介质的质量（28.2支座的选型及尺寸设计8.2.1支座的选型8.2.2支座的尺寸设计第九章开孔补强的设计计算9.1 水室开孔补强的设计计算9.1.1水室的筒体开孔后被削弱的金属面积A的计算9.1.2 有效补强区起补强作用的面积计算9.1.3 补强面积的的确定9.2真空室开孔补强的设计计算9.2.1真空室的筒体开孔后被削弱的金属面积A的计算9.2.2 有效补强区起补强作用的面积计算9.2.3 补强面积的的确定第十章主要焊缝的结构与尺寸设计第十一章装配图及主要部件图的设计11.1技术特性表11.2接管表11.3技术要求技术要求11.4标题栏及明细表11.5 装配图及部件图参考文献第一章水室的设计水室的作用：贮存具有一定压力的引射流体——水，并容纳若干个喷嘴。

由条件设计单中可知水室的工作压力为MPa p W 2.0=，属低压设备；操作介质为水，不具有污染性；操作温度为室温，因此，筒体和接管材料均选用Q235-B ，法兰材料选用16Mn ，其基本结构如图1所示。

1.1 水室筒体的设计1.1.1 设计参数的确定设计压力p ： p ＝1.1W p ，取p ＝1.1W p =1.1×0.2MPa液体静压L p ： 按筒高近似为mm H 1000= 估算L p =0.01MPa ，因L p =0.01MPa <%5p =0.011MPa ，故L p 可以忽略。

计算压力c p ： c L p p p =+ = p = 1.1×0.2MPa设计温度t ： 25+15=40℃焊缝系数φ： 85.0=φ（单面焊透，局部无损探伤）钢板负偏差1C ： 1C ＝0.25mm （GB6654-96）因设备材料为尚耐腐蚀材料且为微弱单面腐蚀故取腐蚀裕量2C ： 2C ＝1mm1.1.2 筒体壁厚的强度计算假设筒体壁厚的mm S n 5=，由Q235-B 、t =25℃、mm S n 5=查钢板的许用应力表可知[]t σ＝113MPa 。

根据21C ][2C p D p S C t i C d ++-=φσ得： )(57.10.12.01.185.011325002.01.1mm S d =+⨯-⨯⨯⨯⨯= 考虑1C ，则=82.125.057.11=+=+=C S S d n mm ，圆整mm S n 0.2='由于mm S mm S n n 0.25='>=，故假设的筒体壁厚太大，应重新假设n S ，考虑到设计压力较小，因此，强度条件已不是确定筒体壁厚的主要因素，应按刚度条件设计筒体壁厚。

1.1.3 筒体壁厚的刚度计算对于Q235-B 制容器，当i D ≤3800 mm ，min S ≥2i D /1000且不小于3mm ，另加2C并圆整至n S 。

故：mm S n 413=+=考虑到筒体加工壁厚不小于5mm ，取mm S n 5=。

1.2筒体法兰联接结构的设计1.2.1法兰的设计及密封面的选型根据法兰的DN =500、PN =0.25MPa查表可知：法兰的类型为甲型平焊法兰；密封面的型式为平密封面，结构及尺寸如图2。

法兰标记：法兰 FF 500-0.25 JG/T4701-2002。

材料： 16Mn螺栓规格： M 16螺栓数量： 20法兰数量： 31.2.2 垫片的设计及螺栓、螺母、垫圈的设计根据密封的介质为水，操作温度为25℃，操作压力为0.2MPa ，由垫片选用表可知：选用橡胶垫片，材料为橡胶板（GB/T3985）。

垫片的尺寸如图3。

垫片标记：HG20606 垫片 FF 500-0.25 XB350本设计选用六角头螺栓（A 级、GB/T5780-2000）、Ⅰ型六角螺母（A 级、GB/T41-2000）、平垫圈（100HV 、GB/T 95-2002）螺栓长度L 的计算：螺栓的长度由法兰的厚度（1δ）、平板封头的厚度(2δ)、垫片的厚度（S ）、螺母的厚度（H ）、垫圈厚度（h ）、螺栓伸出长度(0.3～0.5)d 确定。

其中1δ=30mm 、2δ=14mm (见第二章)、S =3mm 、H =14.8mm 、h ＝3mm 、螺栓伸出长度取0.4d =0.4×18mm 。

与平板封头联接的螺栓长度为：d h H S L 4.0221+++++=δδ)(75184.0328.1431430mm =⨯+⨯++++=取长度mm L 80=。

螺栓标记： 螺栓GB/T5780-2000 M 16×80材 料： Q235-A螺母标记： 螺母GB/T41-2000 M 16×2材 料： Q235-A垫圈标记： 垫圈GB/T 95—2002 -16-100 HV1.3 进液管的设计1.3.1 进液管直径的设计取进液管液体流速m 0.2u =由l g Q Q q /=得：)/(2006.0/120/3h m q Q Q g l === 根据u D Q i l 24π=得：mm m u Q D l i 188)(188.036000.220044==⨯⨯⨯==ππ 由mm D i 188=查钢管标准可知：进液管200=DN ，外径mm D Ot 219=、壁厚6nt S mm =。

开孔直径mm D Ot 219=<mm D i 2505002121=⨯=，满足开孔最大直径的要求。

1.3.2进液管长度的设计及装配尺寸设备外部没有保温层，由DN=200查表可知，进液管长度取：mm l 200=进液气管的中心线距筒体上法兰密封面的尺寸（装配尺寸）按下式计算：1 2.5/2n Ot H RS D =+其中：R —筒体半径，取250mm ；n S —筒体壁厚，取5mm ；Ot D —接管外径，取219mm 。

)(1982/21952505.22/5.21mm D RS H Ot n =+⨯=+=，取m m 200H 1=。

1.3.3进液管法兰联接结构的设计一、管法兰的设计及密封面的选型根据管法兰的DN =200、PN =0.25MPa 查表可知：法兰的类型为板式平焊管法兰；密封 面的型式为突面，结构及尺寸如图4。

图4 进液管法兰的结构与尺寸法兰标记：HG20592 法兰 PL200-0.25 RF 16Mn二、垫片的设计及螺栓、螺母的设计根据密封的介质为水，操作温度为25℃，操作压力为0.2MPa，由垫片选用表可知：选用橡胶垫片，材料为橡胶板（GB/T3985）。

垫片的尺寸如图5。

垫片标记：HG20606 垫片 RF 200-0.25 XB350本设计选用六角头螺栓（A级、GB/T5780-2000）、Ⅰ型六角螺母（A级、GB/T41-2000）、平垫圈（100HV、GB/T 95-2002）螺栓长度L的计算：螺栓的长度由法兰的厚度（1δ）、垫片的厚度（S）、螺母的厚度（H）、垫圈厚度（h）、螺栓伸出长度(0.3～0.5)d确定。

其中1δ=22mmS =2mm H =14.8mm h ＝1.5mm螺栓伸出长度取0.4d =0.4×18mm 。

螺栓的长度为：d h H S L 4.0221++++=δ)(71184.05.128.142222mm =⨯+⨯+++⨯= 取螺栓长度mm L 75=。

螺栓标记： 螺栓GB/T5780-2000 M 16×75 材 料： Q235-A螺母标记： 螺母GB/T41-2000 M 16×2 材 料： Q235-A垫圈标记： 垫圈GB/T95—2002 -16-100 HV1.4筒体长度的确定筒体的长度H ： O n D RS H +⨯=5.22其中：R —筒体半径，取250mm ；n S —筒体壁厚，取5mm ；O D —进水管外径，取219mm 。

)(39621952505.2×25.2×2mm D RS H O n =+⨯=+=取H = 400mm 。

1.5压力表接管及法兰联接结构的设计1.5.1 接管的设计由条件设计单可知接管的DN=20，规格为Ф25×3。

接管的长度150l mm =。

接管的装配尺寸(接管中心线距上法兰密封面的竖直距离)为：2/2Ot H D =其中：R —筒体半径，取250mm ；n S —筒体壁厚，取5mm ；Ot D —接管外径，取25mm 。

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真空泵的设计

真空泵的设计

目录一．设计总体任务——————————————————2二．设计背景————————————————————3三．各部分零件建模—————————————————6四．装配——————————————————————12五．总体模型————————————————————13六．参考文献————————————————————14七．设计感言————————————————————15一．设计总体任务1.根据大学期间所学的专业知识，结合日常习中得到的知识，正确的理解真空泵工作原理，参照资料合理设计。

2.结合所掌握知识，对各部分进行建模设计，运用绘图软件UG进行而三维立体设计。

3.使用绘图软件UG进行装配同时建立爆炸视图反映各部分零件之间配合关系。

4.运用三维软件UG将立体图转化成二维图纸。

5.通过此次课程设计达到对产品设计有一个初步的了解认识掌握一定的设计方法。

二．设计背景真空泵（vacuum pump）真空泵是一种旋转式变容真空泵须有前级泵配合方可使用在较宽的压力范围内有较大的抽速对被抽除气体中含有灰尘和水蒸汽不敏感广泛用于冶金、化工、食品、电子镀膜等行业。

真空泵的作用就是从真空室中抽除气体分子，降低真空室内的气体压力，使之达到要求的真空度。

概括地讲从大气到极高真空有一个很大的范围，至今为止还没有一种真空系统能覆盖这个范围。

因此，为达到不同产品的工艺指标、工作效率和设备工作寿命要求、不同的真空区段需要选择不同的真空系统配置。

为达到最佳配置，选择真空系统时，应考虑下述各点：1确定工作真空范围首先必须检查确定每一种工艺要求的真空度。

因为每一种工艺都有其适应的真空度范围，必须认真研究确定之。

2确定极限真空度在确定了工艺要求的真空度的基础上检查真空泵系统的极限真空度，因为系统的极限真空度决定了系统的最佳工作真空度。

一般来讲，系统的极限真空度比系统的工作真空度低20%，比前级泵的极限真空度低50%。

3被抽气体种类与抽气量检查确定工艺要求的抽气种类与抽气量。

sw真空泵课程设计

sw真空泵课程设计

sw真空泵课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解SW真空泵的基本结构、工作原理及主要性能参数；2. 学生能掌握SW真空泵的安装、操作、维护及故障排除方法；3. 学生了解SW真空泵在工业生产中的应用领域及其重要性。

技能目标：1. 学生能够独立完成SW真空泵的拆卸与组装；2. 学生能够运用所学知识，正确操作SW真空泵，并进行基本的维护；3. 学生能够分析SW真空泵的常见故障，并提出相应的解决措施。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对物理设备的兴趣，增强学习动力；2. 学生养成严谨、细心的实验操作态度，提高安全意识；3. 学生通过学习，认识到真空泵在科学技术发展中的重要作用，增强社会责任感。

课程性质：本课程为实践性较强的学科，结合理论教学与实验操作，注重培养学生的动手能力和实际操作技能。

学生特点：学生处于高年级阶段，具备一定的物理知识和实验技能，对新鲜事物充满好奇，但需加强实际操作能力的培养。

教学要求：教师需结合课本内容，注重理论与实践相结合，关注学生的个体差异，鼓励学生积极参与实验操作，提高学生的实际操作能力。

通过课程学习，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面均取得具体、可衡量的学习成果。

二、教学内容1. SW真空泵基础知识：- 真空泵的定义、分类及工作原理；- SW真空泵的结构特点、性能参数及选型依据；- 真空泵在工业生产中的应用案例分析。

2. SW真空泵的操作与维护：- SW真空泵的安装、调试与操作方法；- SW真空泵的日常维护、保养及注意事项；- SW真空泵故障诊断与排除方法。

3. 实践操作：- 拆卸与组装SW真空泵；- 操作SW真空泵进行实际抽真空实验；- 针对实验过程中出现的问题，分析原因并解决。

4. 教学大纲安排：- 第一课时：真空泵基础知识学习；- 第二课时：SW真空泵的结构、性能参数学习；- 第三课时：SW真空泵的安装、操作与维护；- 第四课时：实践操作，拆卸与组装SW真空泵；- 第五课时：实践操作，进行抽真空实验及故障排除。

立式多喷嘴水喷射真空泵的设计

立式多喷嘴水喷射真空泵的设计



喷 嘴：将引射流体的静压能转化为动能，使流 体能够高速喷出； 真空室：高真空形成装置； 喉 管： 聚焦引射流体； 尾 管： 排除引射流体和被引射流体
三、工作原理
水室中具有一定压力的引射流体—水通过喷嘴 后，其大部分静压能被转化为动能，以一定的初 速度高速喷出进入真空室，水束周围的气体将通 过摩擦、挟带、撞击被水流带出进入喉管，最后
进入尾管被带出，真空室的气体被带出后，则形 成真空。
四、引射流体喷射过程的模型
喷嘴
紧密区 图2
疏散区 水射流模型图
破碎区
五、水喷射真空泵的参数
L2 dO L4
d2

流量比： q Qg / Ql Qg —被抽气体流量； Ql —工作液体流量 其中： 。一般取 q 0.6 2 2 面积比：m d2 / dO 其中： d2 —喉管直径；dO —喷嘴出口直径； m 67 一般取： L1 500 1500 喉嘴距： 喉管长度： L4 (1.5 2.0)d2 喉管进口角：1 15 25O 扩散角： 2 10 20O


(1) 课程设计的内容 根据设计任务书的要求和设计条件单的内容 ，在一周的时间内， 完成一种典型钢制 压力容器与设备的 机械设计如水喷射 真空泵。 绘制设备 总装图一张、重要 部件图一张；书写 设计说明书一份。 多喷嘴喷射真空泵 单喷嘴喷射真空泵

(2) 垫片的设计及螺栓、螺母、垫圈的设计 根据密封的介质、操作温度、操作压力，由垫 片选用表确定垫片的名称及材质，根据垫片标准 设计尺寸。
选用六角头螺栓 、Ⅰ型六角螺母、平垫圈
三、工艺接管的设计及装配尺寸 (1) 进液管设计及装配尺寸 进液管直径设计已介绍，进液管长度由其DN 和保温层厚度查表确定。 进液管的中心线距筒体上法兰密封面的尺寸 （装配尺寸）按下式计算：
泵设计的课程设计

泵设计的课程设计

泵设计的课程设计一、教学目标本节课的教学目标是使学生掌握泵的基本原理、类型和设计方法。

通过本节课的学习，学生应能理解泵的工作原理和性能参数，掌握不同类型泵的结构特点和应用范围，并能运用所学的知识进行泵的设计和选型。

具体来说，知识目标包括：1.掌握泵的定义、分类和性能参数。

2.理解泵的工作原理和结构特点。

3.熟悉不同类型泵的应用范围和选型方法。

技能目标包括：1.能够运用泵的性能参数进行泵的设计和选型。

2.能够分析泵的运行状况和故障原因。

3.能够对泵进行维护和保养。

情感态度价值观目标包括：1.培养学生对泵行业的学习兴趣和热情。

2.增强学生对泵安全、环保和节能的意识。

3.培养学生团队合作精神和创新能力。

二、教学内容本节课的教学内容主要包括泵的基本原理、类型和设计方法。

具体包括以下几个方面：1.泵的定义、分类和性能参数：介绍泵的基本概念，解析不同类型泵的分类和性能参数。

2.泵的工作原理和结构特点：讲解泵的工作原理，分析不同类型泵的结构特点。

3.泵的应用范围和选型方法：介绍泵的应用范围，讲解泵的选型方法和注意事项。

4.泵的设计和计算：教授泵的设计原理和计算方法，培养学生实际操作能力。

5.泵的维护和保养：讲解泵的维护保养知识，提高学生对泵设备的管理能力。

三、教学方法为了提高教学效果，本节课将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。

具体包括：1.讲授法：讲解泵的基本原理、类型和设计方法，使学生掌握相关知识。

2.案例分析法：分析实际工程案例，使学生更好地理解泵的应用和选型。

3.实验法：学生进行泵的实验操作，培养学生的实践能力。

4.讨论法：学生进行小组讨论，激发学生的思考和创新能力。

四、教学资源为了支持本节课的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的泵设计教材，为学生提供系统的学习资料。

2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识储备。

3.多媒体资料：制作精美的PPT课件，生动展示泵的原理和结构。