内压容器封头的设计课件.ppt
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1、容器封头(端盖),凸形封头,锥形封头,平板封头,半球形封头,椭圆形封头,碟形封头,球冠形封头,内压容器封头的设计,一、半球形封头,半球形封头是由半个球壳构成的,它的计算壁厚公式与球壳相同,图10-1 半球形封头,第一节 凸形封头,注解:半球形封头厚度较相同直径与压力的圆筒厚度减薄一半左右。但实际中,为了焊接方便以及降 低边界处的边缘压力,球形封头通常与筒体等厚设计。半球形封头多用于大型高压容器的封头和压力 高的贮罐上。,椭圆形封头是由长短半轴分别为a和b的半椭球和高度为ho的短圆筒(通称为直边)两部分所构成。直边的作用是为了保证封头的制造质量和避免筒体与封头间的环向焊缝受边缘应力作用。,图10
2、-2 椭圆形封头,二、椭圆形封头,椭圆形封头,结论:当椭球壳的长短半轴 a/b2时,椭球壳赤道上出现很大的环向应力,其绝对值远大于顶点的应力,从而引入形状系数K。(也称应力增加系数),标准椭圆封头K=1(a/b=2),计算厚度公式为,椭圆封头最大允许工作压力计算公式,GB150-1998规定,椭圆形封头标准为JBT473795,表10-2 标准椭圆形封头的直边高度h。,碟形封头的组成,三、碟形封头,图10-3 碟形封头,以,为半径的球面;,以,r,为,半径,的过渡圆,弧,(,即折边,),;,高度为,的直边。,形状系数,计算厚度公式,GB150-1998规定,标准碟形封头计算厚度公式,优点:便于
3、手工加工成型,且可在现场安装制造。主要缺点:在球形部分、过渡部分的圆弧部分及直边部分的连接处因为曲率半径有突变,故有较大的边缘应力产生。综合考虑碟形封头的受力特点、加工难易程度,规定RiDi,r/Di0.1,且r3n(封头名义厚度)。,四、球冠形封头(也称无折边球形封头)结构:将碟形封头中的直边及过渡部分去掉,将球面部分直接焊在筒体上,就构成了球冠形封头。从受力的角度考虑,封头球面内半径Ri控制为圆筒内直径Di的0.71.0倍。作用 球冠形封头多用作容器中两独立受压的中间封头,也可用作容器的端盖。,计算厚度公式,式中Di封头和筒体的内直径,Di 2Ri,mm;Q系数(由算图查得)注解:在任何情
4、况下,与球冠形封头连接的圆筒厚度应不小于封头厚度。否则,应在封头与圆筒间设置加强段过渡连接。圆筒加强段的厚度应与封头等厚;端封头一侧或中间封头两侧的加强段长度L应满足,(边缘应力作用区域),广泛应用于许多化工设备的底盖,它的优点是便于收集与卸除这些设备中的固体物料。此外,有一些塔设备上、下部分的直径不等,也常用锥形壳体将直径不等的两段塔体连接起来,这时的锥形壳体称为变径段。,锥形封头厚度计算公式,Dc 锥壳大端直径,第二节 锥形封头,是常用的一种封头。其几何形状有圆形、椭圆形、长圆形、矩形和方形等,最常用的是圆形平板封头。在各种封头中,平板结构最简单,制造就方便,但在同样直径、压力下所需的厚度
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