计算机绘图AutoCAD-化工设备图.ppt
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1、计算机绘图CADPPT3,主 讲:边 娟,内 容:化工设备图一(容器),上课时间:,目录,一、学习目标,二、认识化工设备图,一套完整的化工设备图通常包括以下图样:(1)零件图 表达标准零部件之外的每一零件的结构形状、尺寸大小以及技术要求等。(2)部件装配图 表达若干零件组成的非标准部件的结构形状、装配关系、必要的尺寸、加工要求、检验要求等,如设备的密封装置。(3)设备装配图 表达一台设备的结构、形状、技术特性、各部件之间的相互关系以及必要的尺寸、制造要求以及检验要求等。(4)总装配图(总图)表示一台复杂设备或表示相关联的一组设备的主要结构特征、装配连接关系、尺寸、技术特性等内容的图样。当设备装
2、配图能体现总图的内容时,通常可以不画总图。,二、认识化工设备图,一般的机械制造依据零件图加工零件,装配图则用于装配和安装。绝大部分化工设备的制造工艺主要是用钢板卷制、开孔和焊接等,通常可直接根据化工设备图进行制造。因此,化工设备图的作用是用来指导设备的制造、装配、安装、检验以及使用和维修等。化工设备图是化工设备设计、制造和安装、维修及使用的依据,设计、绘制与阅读化工设备图是化工行业从事科研开发、工程设计、制造安装,以及化工企业的生产组织与管理的化工工程技术人员必须具备的基本能力。,二、认识化工设备图,1、一组视图 用来表达设备的结构形状、各零部件之间的装配连接关系,视图图样的主要内容。2、必要
3、尺寸 图中注写表示设备的总体大小、规格、装配和安装等尺寸数据,为制造、装配、安装、检验等提供依据。3、零部件编号及明细表 组成该设备的所有零部件必须按顺时针或逆时针方向依据编号,并在明细栏内填写每一项编号零部件的名称、规格、材料、数量以及有关图号等内容。4、管口符号及管口表 设备上所有管口均需注出管口符号,并在管口表中列出各管口的有关数据和用途等。5、技术特性表 技术特性表中应列出设备的主要工艺特性,如操作压力、操作温度、,二、认识化工设备图,设计压力、设计温度、物料名称、容器类别、腐蚀裕量、焊缝系数等。6、技术要求 用文字说明设备在制造、检验、安装、运输等方面的特殊要求。7、标题栏 用来填写
4、该设备的名称、主要规格、作图比例、图样编号等内容。8、其他 如图纸目录、修改表、选用表、设备总量、特殊材料重量、压力容器设计许可证章等。,二、认识化工设备图,技术要求,管口表,技术特性表,零部件编号及明细表,标题栏,一组视图,必要尺寸,图1,二、认识化工设备图,化工设备的种类很多,结构、形状、大小各不相同。常见的化工设备有反应器、换热器、塔器和容器等。1、反应器反应器通常又称为反应罐或反应釜,主要用来使物料在其中进行化学反应。为控制反应的速度和温度,反应器往往带有搅拌装置和传热装置。图1中给出的是一个带搅拌的感应器,反应器的主要结构通常由如下几部分组成。1)壳体由筒体及上、下两个封头焊接而成,
5、它提供了物料的反应空间。2)传热装置通过直接或间接的加热或冷却方式,以提供反应所需要的或带走反应产生的热量。常,二、认识化工设备图,见的传热装置有蛇管式和夹套式。图2中为间接夹套传热装置,夹套由筒体和封头焊成。3)搅拌装置搅拌装置由搅拌轴和搅拌器组成。4)传动装置传动装置由电动机和减速器(带联轴器)组成。5)轴封装置轴封装置是指转轴部分的密封结构,一般有填料箱密封和机械(端面)密封两种。6)其他装置其他装置是指设备上必要的支座、人(手)孔、各种管口等通用零部件。,二、认识化工设备图,搅拌轴,搅拌器,夹套,电动机,罐体,人孔,罐体封头,联轴器,减速机,夹套封头,支座,轴封装置,管法兰,接管,容器
6、法兰,图2,二、认识化工设备图,2、换热器换热器主要用来使两种不同温度的物料进行热量交换,以达到加热或冷却的目的。常见换热器种类有列管式、套管式、螺旋板式等,其中列管式换热器最为常用。列管式换热器又分为多种形式,如固定管板式、浮头式、U形管式和滑动管板式等,但它们的基本结构和工作原理有许多共同之处。,二、认识化工设备图,图3,二、认识化工设备图,3、塔器化工生产过程中的吸收、精馏、萃取以及洗涤等操作需要在塔器设备中进行,塔多为细而高的圆柱形立式设备,通常分板式塔和填料塔两大类。板式塔中又有泡罩塔、筛板塔、浮阀塔以及其他新型塔板等形式。填料塔也有各种样式。图4所示为填料塔。它由塔体、喷淋装置、填
7、料、再分布器、栅板及气液体进出口、卸料孔、裙料孔、裙座等零部件组成。液体从塔顶部的喷淋装置向下喷淋,气体由塔底部进入上升、经过填料层、与液相充分接触、进行传热、传质或洗涤。填料用陶瓷、金属及工程塑料等材料做成各种表面积较大的形状,可以规则排列、也可以乱堆,填料层重量由栅板和支撑圈支承。液体由塔底排出,气体由塔顶逸出。,二、认识化工设备图,栅板,卸料孔,裙座,接管,管法兰,塔体,填料,视镜,封头,喷淋装置,填料,封头,还有支承圈、容器法兰、再分布器等结构,图4,二、认识化工设备图,4、容器容器主要用来储存物料,分为立式和卧式两类。图5中是一个卧式容器,它由筒体、封头、人孔、管法兰、支座、液面计、
8、加强圈等组成。,容器,人孔,支座,管法兰,罐体,液位计接管,图5,二、认识化工设备图,1、设备的壳体一般以回转体为主,即大多为圆柱形、球形、椭圆形和圆锥形。2、设备的壳体通常都由筒体、封头、支座和接管等几部分构成。3、设备的结构尺寸相差较悬殊。4、有较多的开孔和接管,包括进料口、出料口、排污口,以及测温管、测压管、液位计接管和人(手)孔等。5、大量采用焊接结构。6、广泛采用标准化、通用化、系列化的零部件 如法兰、筒体、封头、支座和人(手)孔、液面计、视镜等,以方便选用。,三、化工设备的常用零部件,各种化工设备虽然工艺要求不同,结构形状也各有差异,但是往往都有一些作用相同的零部件,如设备的支座、
9、人孔、连接各种管口的法兰等。为了便于设计、制造和检修,把这些零部件的结构形状统一成若干种规格,使能相互通用,称为通用零部件。经过多年的实践,有关内容经国家有关部、局批准后,作为相应各级的标准颁布。已经制订并颁布标准的零部件,称为标准化零部件。化工设备上的通用零部件,大多已经标准化。例如图5所示的容器,它由筒体、封头、人孔、管法兰、支座、液面计、补强圈等零部件组成。这些零部件都已有相应的标准,并在各种化工设备上通用。标准分别规定了这些零部件在各种条件下(如压力、大小、使用要求等)的结构形状和尺寸。因此,熟悉这些零部件的基本结构特征以及有关标准必将有助于提高绘制和阅读化工设备图样是我能力。下面介绍
10、几种通用的零部件,需要更深入了解可参阅相应的标准和专业书籍。,三、化工设备的常用零部件,筒体:一般由钢板卷焊而成。直径小于500mm或高压设备筒体,可直接使用无缝钢管。标记:“筒体Dg,H(L)”如“筒体100010,H2000”,三、化工设备的常用零部件,封头是设备的重要组成部分,它与筒体一起构成设备的壳体。封头与筒体可以直接焊接,形成不可拆卸的连接,也可以分别焊上法兰,用螺栓、螺母锁紧,与筒体构成可拆卸的连接。与筒体一起构成设备的壳体,常见的封头有椭圆形(EHA、EHB)、碟形(DHA,DHB)、拆边锥形(CHA、CHB、CHC)及球冠形(PSH)五种。,三、化工设备的常用零部件,封头是设
11、备的重要组成部分,它与筒体一起构成设备的壳体。封头与筒体可以直接焊接,形成不可拆卸的连接,也可以分别焊上法兰,用螺栓、螺母锁紧,与筒体构成可拆卸的连接。常见的封头有椭圆形(EHA、EHB)、碟形(DHA,DHB)、拆边锥形(CHA、CHB、CHC)及球冠形(PSH)五种。标记示例:椭圆封头 DN16008-Q235-A JB/T 4737 公称直径封头名义厚度-封头材料牌号 标准号,三、化工设备的常用零部件,半球形封头结构较简单,受力较均匀。其绘图的关键尺寸只有两个:半球形封头的内直径D或半径R,封头的厚度S。绘制要求:DN40010的半球形封头,在05图层中,绘制垂直中心线,三、化工设备的常
12、用零部件,在01图层中,以中心线上某一点为圆心绘制直径为400的半圆,作为半球形封头的内轮廓线。,三、化工设备的常用零部件,利用偏移技术绘制半球形封头的外轮廓线,并利用直线将两轮廓线连接起来。,三、化工设备的常用零部件,利用填充功能,打上剖面线,最后完成绘制工作。,三、化工设备的常用零部件,椭圆形封头是化工设备中较常用的封头,一般用于换热器、反应器等设备上。椭圆形封头和球形相比多了直边段,对于较小的椭圆形封头,既可热压成形,也可铸造加工。椭圆形封头的关键尺寸为内轮廓线的长轴D、短轴2h(一般已知封头高度h)、直边高度h1及厚度S,有了以上4个关键尺寸,就可以绘制任意形状的椭圆形封头。下面以绘制
13、D=325,h=325/4,h1=25,S=7.5的标准形封头为例,说明封头的具体绘制过程(标准形椭圆封头是指h=D/4的椭圆封头)。,三、化工设备的常用零部件,在05图层(中心线)中绘制两条垂直的中心线,三、化工设备的常用零部件,在02图层(粗实线)中,绘制内侧半椭圆及直边,三、化工设备的常用零部件,在02图层(粗实线)中,绘制外侧轮廓线及水平连线,三、化工设备的常用零部件,填充,三、化工设备的常用零部件,首先,我们来分析一下碟形封头的组成部分及关键尺寸。由图3-10可知,碟形封头由三部分组成:以半径为R的部分球面cc 以半径为r的过渡圆弧bc和bc 以h1为高度的直边ab和ab常用碟形封头
14、的主要数据关系如下:而标准形封头的主要尺寸关系如下:,三、化工设备的常用零部件,要想画出如图所示的碟形封头,必须确定两个过渡圆弧的圆心及球壳大圆弧的圆心,如果能确定该三圆的圆心,则由上面提供的数据关系式,就能方便地绘出碟形封头。下面我们通过两封头的实际绘制过程来具体说明封头绘制的方法及技巧。第一个例子以常用碟形封头为例,已知D=1000,S=10,由数据关系式可知:,三、化工设备的常用零部件,确定两过渡圆弧的圆心 在AutoCAD中,画上两条任意正交的直线(在正交状态下绘制),长度均超过1200以上。画垂直线的左右偏移线,选定偏移距离为350,左右偏移线和水平线的交点就是过渡圆的圆心,1,2,
15、3,1,三、化工设备的常用零部件,绘制两过渡小圆 点击绘图工具中的绘圆工具,利用捕捉功能,捕捉水平线1和垂直线2的垂足作为圆心,点击,输入150作为半径,按回车键确定。点击绘图工具中的绘圆工具,利用捕捉功能,捕捉水平线1和垂直线3的垂足作为圆心,点击,输入150作为半径(可不输入,因为系统已默认半径为150),按回车键确定)。,三、化工设备的常用零部件,绘制大圆 大圆的半径是已知的,如果能确定大圆的圆心位置,则就能绘制该大圆,其实,不用确定大圆的圆心位置,也能绘制出大圆,因为根据碟形封头的特点,大圆和两个小圆是相切的,已知和两个物体相切,并知道半径的话,就可以绘制这个圆,三、化工设备的常用零部
16、件,绘制直边 直边的绘制较容易,它利用过渡小圆和水平线1的交点作为第一点,利用相对坐标确定第二点,即可绘制两条直边。,三、化工设备的常用零部件,删除多余线段,三、化工设备的常用零部件,利用偏移技术,绘制封头的外轮廓线,并利用直线将内外两轮廓线连接起来,然后利用填充命令进行填充。,三、化工设备的常用零部件,锥形封头常用于立式容器的底部以便于物料的卸除,它一般直接于容器筒体焊接。封头可分为两种结构,不带折边的锥形封头和带折的锥形封头。不带折边的锥形封头与筒体连接处存在较大的边界应力,有时需要将连接处的筒体和封头加厚,具体情况请参考书后参考文献。,不带折边锥形封头,带折边锥形封头,三、化工设备的常用
17、零部件,绘制不带折边锥形封头需要知道以下几个关键尺寸:封头大端内直径D、封头的小端内直径d、封头的厚度S及封头的半锥角,而封头的高度无需知道,因为由前面的数据就可以计算出封头的高度,在具体绘制过程中,可利用其他辅助线的办法,省去确定封头高度的计算。当然,也可以通过封头高度的计算来绘制锥形封头,但一般不推荐使用该方法。在利用计算机绘图中,应尽量利用图形之间的相互关系及相对位置去绘制图形,不到万不得以,避免输入绝对坐标等需要计算的绘制方法。,三、化工设备的常用零部件,绘制带折边锥形封头需要知道以下几个关键尺寸:封头大端内直径D、封头的小端内直径d、封头的厚度S、封头的半锥角,封头的过渡圆即折边部分
18、小圆半径r及而封头的直边高度h1。,三、化工设备的常用零部件,绘制两条互相垂直的中心线 利用相对坐标使水平线的长度等于400,垂直线由上下两部分组成,通过中点捕捉功能,两条垂直线的第一点均捕捉到水平线的中点,另外一点利用鼠标移动,估计大概和水平线一般左右的长度即可(处于正交状态下绘制,正交状态应根据需要及时切换)。,三、化工设备的常用零部件,绘制左边内侧轮廓线 在绘制前,先作一点说明,根据几何关系,折边部分的小圆轮廓线和锥体部分的轮廓线是相切的,且折边部分圆弧的度数等于半锥角,在本例中为30,其圆心在水平中心线上,且过水平中心线的左端点(对左边的圆弧段而言),三、化工设备的常用零部件,利用镜像
19、工具绘制内侧轮廓线右边部分 首先删除两条辅助线,然后利用鼠标从右上向左下拉动,选中左边部分,点击镜像工具,再选择中心线为镜像线即可。,三、化工设备的常用零部件,利用镜像工具绘制内侧轮廓线右边部分 首先删除两条辅助线,然后利用鼠标从右上向左下拉动,选中左边部分,点击镜像工具,再选择中心线为镜像线即可。,三、化工设备的常用零部件,利用偏移技术,绘制外侧,三、化工设备的常用零部件,不带折边锥形封头,修补 由于在利用偏移技术时,外侧轮廓线没有完全封闭,故需要进行修补。,三、化工设备的常用零部件,填充,三、化工设备的常用零部件,法兰是化工设备和管道连接常用的零件。法兰连接具有紧密性好、强度大及尺寸范围广
20、等优点,但其装配与分拆较费时,制造成本较高。法兰连接分为管法兰连接和容器法兰连接,两种连接形式的法兰均有标准可查。如压力容器的法兰标准:JB/T 470047072000;管路法兰的标准:GB 911291242000和HG 205922063597。法兰根据需要有多种不同的形式,如压力容器的法兰可分为甲型平焊法兰、乙型平焊法兰、长颈对焊法兰。管法兰在原化工部的标准中共有8种型号的管法兰和两种型号的法兰盖,具体情况见下表。,三、化工设备的常用零部件,三、化工设备的常用零部件,图6所示为采用凹凸密封面的甲型平焊法兰,其中有些尺寸已标上具体数字,表明该类型的法兰,无论何种规格,在这方面的尺寸是不变
21、的。而其他以字母表示的尺寸,需要根据具体的规格查表得到。有关倒角大小问题,虽在上面图上只表示了其中一个,其他两个没有表示,但我们会在具体绘制过程中加以说明,希望同学注意。下面我们通过一个具体型号法兰的绘制过程,来说明该类法兰绘制的方法。首先查表得到某型号法兰的以下数据:DN=300,D3=340,D2=350,D1=380,D=415,d=314,H=36,L=18,其中L是螺栓孔的直径。根据以上数据并结合图6中已经标注的尺寸,就确定了该法兰的绘制尺寸。,三、化工设备的常用零部件,图6,三、化工设备的常用零部件,绘制法兰右边部分的基本轮廓线,三、化工设备的常用零部件,利用偏移工具,绘制螺栓孔线
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