Сварные швы.

Сварка обычно производится для деталей равной толщины и одинакового материала. При сварке цилиндрической обечайки корпуса и днища аппарата в зоне Авозникают термические (остаточные) напряжения, в зоне изгиба (зонаБ) остается район с остаточными механическими напряжениями (Рис.XIV. 7). Наложение этих двух зон (АиБ) опасно, поэтому для того, чтобы их разнести используютотбортовку(цилиндрический участок у штамповочного днища), позволяющую разнести опасные зоны остаточных напряжений.

Рис. XIV. 7

Наиболее часто используются сварные швы, выполненные встыкили (реже)внахлест, швытавровыеиугловые. Наиболее простым и надежным (прочным) из них является стыковой шов (Рис.XIV. 8).

Рис. XIV. 8

Рассчитывается стыковой сварной шов исходя из того, что при нагружении шов терпит усилия (чаще растягивающие, реже – сжимающие), что ведет к возникновению нормального напряжения σ:

,

где l– длина сварного шва.

Угловой шов представляет собой зону расплава, и при любом нагружении детали в металле шва появляются либо касательные, либо нормальные напряжения, вызванные усилием среза Q_срмоментом работающей на плече силыF(Рис.XIV. 9).

Рис. XIV. 9

В угловых швах разрушение происходит по диагонали А₁А₂. Еслиk– катет сварного шва, то сечение излома рассматривается как некая доля от сварного габарита, то возникающее при срезе касательное напряжениеτ(или нормальное напряжение σ при изгибе) определяется:

,

где l– длина сварного шва;

k₁– коэффициент пропорциональности (порядка 0,9).

Множитель0,6в формуле (XIV. 2) вводится для перехода к касательному напряжению.

Допускаемое напряжение углового сварного шва меньше, чем допускаемое напряжение стыкового шва, что объясняет стремление использовать стыковой шов, особенно для работающих при больших давлениях аппаратов.

Мешалки.

Конфигурацию мешалки определяет назначение аппарата, в следствие чего мешалки (активаторы) делят на:

- мешалки ламинарного типа;

- турбинные мешалки;

Мешалки ламинарного типа (Рис.XIV. 10) организуют механический процесс перемешивания в ламинарном (безвихревом) режиме. Например, при коническом днище рамная мешалка гасит вихри, однако для вязких сред мешалки с большой поверхностью работают при малых оборотах.

Рис. XIV. 10

Турбинные мешалки(Рис.XIV. 11) обеспечивают турбулентный (вихревой) режим перемешивания, возникающие при этом вихри распределяются по всему объему невязкой жидкости. Лопастная мешалка при своем вращении заставляет среду обтекать лопасть с образованием вихрей, обеспечивая при этом механическое и гидромеханическое перемешивания. Турбинные мешалки работают при больших частотах (100-250 об/мин).

Рис. XIV. 11

По технологии изготовления активаторы выполняются либо сварные, либо сборные с использованием различных соединений.

Фланцевые соединения.

Надежность и прочность аппарата во многом определяется конструкцией фланцевого соединения, предназначенного для прочного и герметичного соединения деталей и узлов реактора. Фланцевые соединения обеспечивают удобства при монтаже, сборке и разборки аппарата. Выбор фланцевого соединения определяется давлением в аппарате. При относительно малых давлениях (≈0,2 МПа) используются плоские фланцы с гладкогерметирующей поверхностью, т.е. фланец представляет собой плоское кольцо с гладкой поверхностью стыка, которое приваривается либо к крышке, либо к обечайке аппарата (Рис. XIV. 12). При этой конфигурации используется угловой сварной шов, герметизация стыка обеспечивается прокладкой, выполненной из паронита, резины или другого композиционного материала, сами фланцы резьбовым соединением прижимаются друг к другу, (безжалостно!) раздавливая прокладку.

Рис. XIV. 12

При повышении давления прокладка, находящаяся на гладкой поверхности может быть выдавлена, поэтому для средних величин давлений (≈0,5 МПа) используется фланцевое соединение с типом уплотнительной поверхности – выступ-впадина(Рис.XIV. 13).

Рис. XIV. 13

Верхний фланец этого соединения имеет выступ, нижний – организует впадину, в которую вкладывается кольцевая прокладка, раздавливаемая резьбовым соединением фланцев. Такая организация фланцевого соединения обеспечивает сохранность, т.е. невыдавливаемость, прокладки.

При высоких давлениях (> 0,5 МПа) фланцы приварные встык с герметирующей поверхностью типа шип-паз(Рис.XIV. 14).

Рис. XIV. 14

В данном соединении герметизация осуществляется за счет раздавливания шипом прокладки, расположенной в пазе нижнего фланца. Прокладка, сжатая в замкнутая в замкнутом объеме, не будет выдавливаться повышенным давлением в корпусе аппарата.