第2章压力容器的基本结构第1节压力容器一、的结构球形容器球形容器的主体是球形外壳，通常采用点焊结构。由于球形容器通常具有较大的半径，因此很难形成整体，它们中的大多数是由许多按一定规格预先压制成型的球面板拼焊而成的。球形容器的变形在受力时均匀分布。在相同压力载荷下，球壳的挠度仅为相同直径的圆柱壳挠度的1/2，也就是说，如果容器的半径，工作压力和制造材料相同，则估算球形容器所需的壁厚仅为圆柱形容器的壁厚的1/2。另外，对于相同的体积，球形表面具有最小的表面积。考虑到面积和长度的诱因压力容器，与相同体积，工作压力和材料的圆柱形容器相比，球形容器可以节省30％-40％的材料。球形容器制造复杂，需要进行高度定制的焊接。当用作传热，传热或反应容器时，由于无法安装过程附件和困难的介质流动，它们被广泛用作小型储罐；它们也可以用作蒸汽直接加热的容器。 ，可以节省隔热材料并减少热量损失，例如用于印染工业中用来煮浆的蒸球。 二、圆柱形容器圆柱形容器的几何形状是轴对称的，并且外观没有形状变化，因此载荷挠度分布也更均匀，并且承载能力更高。与球形容器相比，受力状态不如球形容器。该容器，但是制造方便，质量易于保证，并且过程内部构件易于布置和拆卸，并且可以用作任何目的的容器。与其他类型的容器相比，应力状态更为理想。

因此，圆柱形容器是目前使用最广泛的压力容器。 三、箱形容器箱形容器分为两种类型：正方形结构和矩形结构。由于几何形状的突然变化，应力分布不均匀以及拐角处的高局部挠度，这种类型的容器的结构不合理，很少使用。通常，它仅用于低压容器，例如压克力设备的蒸汽灭菌柜和加热柜。 四、锥形容器简单的锥形容器在工程中太少见了。由于接头形状的突然变化，在承受压力载荷时会产生较大的附加弯曲应力。通常，使用由锥体和圆柱体组成的组合结构。这种类型的容器在圆锥体和圆柱体的接合处仍然具有较大的局部应力，因此，在生产过程中有特殊要求时，通常使用这种类型的容器。圆锥体用作收缩剂或膨胀剂以逐渐改变流体介质的流速，或者用作圆锥体底部，可方便地除去粘性，结晶性或固体物质。第二压力容器的结构通常很简单。它主要由可承受一定压力的外壳以及必要的连接，密封和内部构件组成。此外，由于各种过程的用途不同，有时需要配置相应的过程附件，但此类附件通常不承受介质的压力，并且对容器的安全性影响很小，因此仅用作配件。普通压力容器通常由气缸，缸盖（管板），法兰，管道，人（手）孔，支架和其他零件组成。 1 一、气缸气缸是压力容器最重要的部分。它与头盖或端盖一起形成承压壳，是用于存储材料或完成化学反应的压力空间。

常见的是圆柱形圆柱体，其形状具有轴向对称的特征，圆柱体是光滑的曲面，应力分布相对均匀自动焊，承载能力较高，易于制造，便于内部零件的安装和装配。 ，被广泛使用。当圆柱体的半径较小（通常小于500mm）时，可以用无缝铁管制成。当直径大时，可以通过在厚板轧制机上将厚板轧制成圆柱体后通过点焊来制造。随着容器半径的减小，需要拼接钢板，因此圆柱体的纵向熔池数量增加。当圆柱体较长时，由于厚板规格的限制，需要将两个或多个圆柱体部分焊接在一起，以形成具有所需宽度的圆柱体。为了便于批量生产，已经对圆柱半径的大小进行了标准化，并且可以选择下表中所示的公称直径（不应使用带括号的规格）。对于点焊气缸，表中的公称直径是指其管径，而对于无缝钢管制成的气缸，表中的公称直径是指其直径。焊接筒的公称直径单位：mm 300（35 0） 400（45 0） 500（55 0） 600（65 0） 713154115663（110 0） 1200（130 0） 1400（ 150 [k5）] 1600（170 0） 1800（190 0） 2000（210 0） 2200（230 0） 21315411566313154115663360038004000公称直径单位：mm圆柱体的公称直径）131541156635377无缝钢管的公称直径二手的131541156630350400圆柱体按其结构可分为两类：整体型和组合型。

二、通过点焊连接到圆柱体且无法拆卸的气缸盖和端盖称为气缸盖；连接到气缸和法兰但可拆卸的那些被称为端盖。对于不再需要在组装后打开的容器，例如没有内部零件的容器，或者尽管不是内部零件也不需要更换或大修的容器，则通过点焊将头部和枪管连接起来，这可以有效地保证了密封性，节省了钢材，降低了制造能力。对于需要打开的容器，缸盖（端盖）和缸体之间的连接应可拆卸。此时，必须在头部和整个身体之间安装一个密封件。头部根据其形状可以分为三类，即凸形头部，锥形头部和扁平头部。 （1）凸头凸头包括半球形，碟形，椭圆形和凸头。 1、半球头半球头实际上是一个半球，在相同的半径和相同的压力下，所需的板厚最小。但是，其深度较大（与直径相同），并且很难将其整体按压。通常，具有较大半径的半球形头部由几个具有相同形状的球形面板和在底部中心的方形球形面板（球形冠）组装和焊接。由于对组装焊接的要求很高，除了压力较高，直径较大的储罐和其他有特殊要求的容器外，通常很少使用。 2 2、椭圆头椭圆头由两部分组成：半球和圆柱（即直边）。由于曲率直径的连续变化，因此形状不会突然变化，并且力仅次于半球头。制造半球形头部更容易。椭圆头的深度由椭圆的长轴与短轴之比（即头半径D与2h深度的两倍之比）确定。深度越大铆焊厂，应力越大，但是加工起来就越困难。

标准椭圆头的深度是直径的1/4（即D / 2h = 2）。椭圆头是目前最常用的压力容器类型。3、碟形碟形头头也称为弯曲球形头，它由三个具有不同几何形状的部分组成，中心是球形表面，与圆柱体相连的部分是圆柱体。使用过大的弧（即弯曲）连接，因为过大的弧的直径比球的直径大得多，所以其应力条件比上述两种类型的磁头差，通常仅用于4、是一个较深的部分，球形较小，结构简单，制造方便，但由于压力大，直径大，直径大，所以容易产生压力。形状突然变化，因此仅适用于机智的船只h半径小，压力低。 （ii）锥形密封头部介质中盛有粒状，粉状物质或粘性液体容器。为了便于材料的收集和卸载，容器的顶部经常使用锥形头。有时，为了确保二氧化碳介质在容器中的均匀分布或改变流体流速，还使用了锥形头。锥形头有两种弯曲方式和无弯曲方式。它是圆锥的一部分。圆锥体和圆柱体的直接连接会导致形状突然变化和较低的局部应力，因此仅适用于压力。直径较小且圆锥角大于300的位置。带有弯曲的锥形头在圆锥体和圆柱体之间具有弧形弯曲，可以减小局部应力，而带有弯曲的锥形头的半圆锥体则具有一定的角度。通常不小于450。标准可弯曲锥形头的半锥角为300和450，圆弧过大直径与头半径D的比为0. 15。

（iii）扁平头受力时，扁平​​头的硬度相对较低，在相同压力下的连通半径和所需长度最大。除人孔盖和一些高压容器外，它们通常很少使用。 三、法兰1、由于生产技术的需要以及安装和维护的便利，许多容器需要采用可拆卸的连接结构，例如压力容器的端盖与整个主体之间的连接，以及管道与管道之间的连接。法兰结构。法兰通过连接零件（例如螺钉和楔子）压缩密封元件，以确保容器的密封性。因此，法兰连接是由法兰，螺栓，螺母和密封装置组成的密封连接。 2、法兰的分类根据所连接的零件，法兰可分为容器法兰和管道法兰。容器法兰用于连接容器的端盖和圆柱体。管道法兰用于连接管道（管道）和管道。法兰根据其完整性程度分为整体法兰，松散法兰和任意法兰。根据法兰的密封面方法，法兰分为平法兰，凹凸法兰和榫槽法兰。 3 3、密封的分类密封装置放置在两个法兰的接触面之间或气缸盖的头部与缸体底部的接触面之间，并通过螺栓和其他连接器的按压力达到密封的目的。 。密封装置分为非金属密封装置（例如石棉垫，橡胶垫，橡胶“ O”形圈等），金属密封装置（例如铜垫，铝垫，软钢垫等），以及组合式密封装置（如铁包石棉垫，铜丝缠绕石棉垫等）。密封装置根据其横截面形状分为平垫圈，三角垫圈，八角垫圈，透镜垫圈等​​。

4、密封结构可以组合使用不同的密封装置和不同的连接器，以形成各种不同的密封结构。 ⑴强制密封：强制密封是通过拧紧端盖和气缸法兰之间的连接螺母或喷嘴和管法兰之间的连接螺钉来拧紧密封表面，以达到密封的目的。如平垫片密封和卡扎里密封都是强制性密封。 ⑵自紧密封：自紧密封利用容器中介质的压力在密封面上形成压力，从而达到密封的目的。其密封力随介质压力的降低而减小，因此在较高压力下可确保可靠的密封性能。如组合密封，“ 0”形密封，“ C”形密封，楔形密封，八角形垫圈和椭圆形垫圈，木质密封等。⑶半自紧式密封：不仅利用介质中的压力容器，但也使用紧固件的连接在密封表面上产生压力以达到密封目的。例如，双锥密封是半自紧密封。 四、接管1、目的为了满足压力容器安全运行和过程生产的要求，将其安装在泵头（端盖）和气缸上，用于进出介质，安装安全附件， 2、连接方法：螺纹短管，法兰短管，扁平法兰短管。 short螺纹短管连接是具有内螺纹或外螺纹的短管。短管插入并钎焊在容器壁上，短管螺纹用于与外部管连接。通常用于连接半径较小的管道铆焊厂，例如连接测量仪器。 short法兰短管连接的一端与管法兰焊接在一起，一端插入并钎焊在容器壁上。法兰用于与外部管道连接。

通常用于半径较大的接管。 ⑶扁平法兰连接管是短管型不带直管的连接管的一种特殊方式。实际上，它是直接焊接在容器开口上的管法兰。该连接管与容器之间的连接良好。类型和插件类型有两种。 五、人孔和手孔1、目的：根据容器的结构和介质，设置诸如人孔或手孔之类的检测孔，以便定期检查，检查或清除容器中的污垢。 2、分类：⑴根据其形状，分为方形和椭圆形两种。 sealing根据其密封方式，分为外部关闭和内部关闭两种类型。 3、开口处的钢筋打开容器的圆柱或头部后，孔侧面的最大应力是壁上平均应力的几倍，这不利于4容器的安全。为了补偿开口处的薄弱部分，需要采取加固措施。开口处有两种加固方法：整体加固和局部加固。容器开口的加固通常采用局部加固的方法，其原理是等面积加固。局部加固的常用结构包括加固环，厚壁短管和整体锻造加固。 六、轴承轴承是用于支撑容器重量并将其固定在基础上的附加组件。生产的结构取决于容器的安装方法，容器的重量和其他负载。它一般分为三类：即卧式集装箱支架，卧式集装箱支架和球形集装箱支架。常用的水平容器支架包括悬架支架（耳支架），支架支架压力容器，裙板支架和腿支架。其中，裙撑主要用于高大，直立的容器（塔）。卧式集装箱支架的结构主要包括鞍座，环座和支架。支撑支架仅适用于大型容器；鞍座支架通常用于大中型集装箱；环形座适用于薄壁容器和两个长支撑容器。裙状或柱状支撑件通常用于球形容器。 5

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