柴 鑫，龚 斌，毛 勇

（1. 沈阳化工大学，辽宁 沈阳 110142； 2. 全球物流（苏州）有限公司，江苏 苏州 215324）

工艺与装备

基于有限元的齿啮式快开容器上法兰结构优化

柴 鑫1，龚 斌1，毛 勇2

（1. 沈阳化工大学，辽宁 沈阳 110142； 2. 全球物流（苏州）有限公司，江苏 苏州 215324）

采用 ANSYS 软件对某齿啮式快开容器的罐盖法兰进行了有限元模拟，并进行了应力强度评定，结果表明齿的上表面齿根处及封头与法兰连接处为高应力区域。分析了啮合齿宽、啮合齿厚、法兰径向宽度、法兰轴向高度、封头厚度及封头与法兰连接处过渡圆半径等结构参数对罐盖法兰的应力特性影响，并依据影响结果对罐盖法兰结构尺寸进行了优化，优化后罐盖法兰应力满足应力强度要求，为罐盖法兰的设计提供了参考和依据。

齿啮式；压力容器；有限元；强度评定

齿啮式快开压力容器在化工、石油、电力、食品和航天等领域都有广泛应用，如化工生产中的硫化罐、浸漆罐、食品生产中的膨化釜等压力容器都采用齿啮式快开结构[1]。

齿啮式快开结构是在沿快开装置的圆周方向加工出均布的齿，通过旋转顶盖法兰，从而实现顶盖法兰齿与卡箍齿之间的啮合和错开，达到快速启闭的目的[2]。由于齿啮式快开装置操作简单方便，因此应用相当广泛。但齿啮式快开压力容器需要经常启闭，升压降压及升温降温操作频繁，这对齿啮式快开压力容器的强度和疲劳有较高的要求，加上在设计、选材、制造和使用方面尚不完善等原因，关于此类压力容器的事故多有发生。……