1、标准椭圆形封头的几何形状、尺寸和质量（1）封头的几何形状形成这种封头的母线是由 1/4 椭圆线和一条平行于回转轴的短直线光滑连接而成，因而这种封头是由半个椭球和一个高度为 h0 的圆柱形短节（称它为封头的直边部分）构成。标准椭圆形封头的曲面深度 h1 与封头公称直径之比为 1 比 4。直边高度按封头的公称直径推荐两种尺寸：当封头公称直径 DN 小于、等于 2000mm 时，h0=25mm；当封头公称直径 DN 大于 2000mm 时，h 0=40mm。（2）封头几何量与质量的计算公式椭圆形封头的几何量与质量的计算公式与四个参数有关，即：长轴半径a，短轴半径 b，直边高度 h0 和钢板厚度 P，
2、其计算式列于下表 1：表 1 椭圆形封头的几何量与质量的通用计算公式坯料直径 0420 26412 hbabaD 坯料质量 32001GrDP内中或外表面积 0222lnhbaF容积 03hV质量 1rFGP注：1.式中长度单位一律用 m，钢板密度单位为 kg/m3。2.根据需要 a、b 可按封头内径，中径或外径取值。3.对于以内径为公称直径的标准椭圆形封头，其有关计算公式列下表 2。根据表 1 所列公式，对于任何 a、b 值的椭圆形封头均可算出其有关各几何量及质量的数值。表 2 标准椭圆形封头的几何量与质量计算公式项 目 计 算 公 式坯料直径 D0 00221.hDPi坯料质量 G0 30
3、 1.65i内表面积 Fi 0284Fiii 容积 V 275.1309.hDVii封头质量 G 302 1.5.8PiPiD注：1.以上各式均按 a=0.5Di,b=0.25 Di,按表 2 通用计算公式导出。2.封头质量公式应按封头中面计算，表中 G 式曲面部分是按封头外表面计算的。对于以内径为公称直径的封头，其中的 Fi 和 V，可用 a=0.5Di 和 b=0.25Di,代入表 1 中各式，但对 D0、G 0 和 G 应以中面为基础，为了计算公式简单，表2 中的 D0、G 0，G 式均以外表面作为计算基础（直边部分除外） ，且作了不影响工程上允许精确度的简化。对于以外径为公称直径的封头
4、，表 1 中的 F 和 V 应该用 a=0.5DH P 和b=0.25DH P 代入，对于 G 应先算出封头中面面积，这时a=0.5DH0.5 P，b=0.25D H 0.5 P。如果将上述值代入表 2 有关公式后，得到的计算公式较为繁琐，所以不再给出。（3）数据表根据 JB/T47462002钢制压力容器用封头的规定，以内径为基准的标准椭圆形封头形式代号为 EHA，以外径为基准的椭圆形封头形式代号为 EHB，这两种封头的内表面积、容积和质量分别列于表 3、表 4、表 5 中。表 3 EHA 椭圆形封头内表面积、容积（JB/T47462002）序号 公称直径 DN/mm 总深度 H/mm 内表
5、面积 A/m2 容积V/m3 序号 公称直径 DN/mm 总深度 H/mm 内表面积 A/m2 容积 V/m31 300 100 0.1211 0.0053 34 2900 765 9.4807 3.45672 350 113 0.1603 0.0080 35 3000 790 10.1329 3.81703 400 125 0.2049 0.0115 36 3100 815 10.8067 4.20154 450 138 0.2548 0.0159 37 3200 840 11.5021 4.61105 500 150 0.3103 0.0213 38 3300 865 12.2193 5.
6、04636 550 163 0.3711 0.0277 39 3400 890 12.9581 5.50807 600 175 0.4347 0.0353 40 3500 915 13.7186 5.99728 650 188 0.5090 0.0442 41 3600 940 14.5008 6.51449 700 200 0.5861 0.0545 42 3700 965 15.3047 7.060510 750 213 0.6686 0.0663 43 3800 990 16.1303 7.636411 800 225 0.7566 0.0796 44 3900 1015 16.9775
7、 8.242712 850 238 0.8499 0.0946 45 4000 1040 17.8464 8.880213 900 250 0.9487 0.1113 46 4100 1065 18.7370 9.549814 950 263 1.0529 0.1300 47 4200 1090 19.6493 10.252315 1000 275 1.1625 0.1505 48 4300 1115 20.5832 10.988316 1100 300 1.3980 0.1980 49 4400 1140 21.5389 11.758817 1200 325 1.6552 0.2545 50
8、 4500 1165 22.5162 12.564418 1300 350 1.9340 0.3208 51 4600 1190 23.5152 13.406019 1400 375 2.2346 0.3977 52 4700 1215 24.5359 14.284420 1500 400 2.5568 0.4860 53 4800 1240 25.5782 15.200321 1600 425 2.9007 0.5864 54 4900 1265 26.6422 16.154522 1700 450 3.2662 0.6999 55 5000 1290 27.7280 17.147923 1
9、800 475 3.6535 0.8270 56 5100 1315 28.8353 18.181124 1900 500 4.0624 0.9687 57 5200 1340 29.9644 19.255025 2000 525 4.4930 1.1257 58 5300 1365 31.1152 20.370426 2100 565 5.0443 1.3508 59 5400 1390 32.2876 21.528127 2200 590 5.5229 1.5459 60 5500 1415 33.4817 22.728828 2300 615 6.0233 1.7588 61 5600
10、1440 34.6975 23.973329 2400 640 6.5453 1.9905 62 5700 1465 35.9350 25.262430 2500 665 7.0891 2.2417 63 5800 1490 37.1941 26.596931 2600 690 7.6545 2.5131 64 5900 1515 38.4750 27.977632 2700 715 8.2415 2.8055 65 6000 1540 39.7775 29.405333 2800 740 8.8503 3.1198 表 4 EHA 椭圆形封头质量（JB/T47462002）/kg封头名义壁厚
11、 n/mm序号 公称直径DN/mm 2 3 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 321 300 1.9 2.8 3.8 4.8 5.8 7.82 350 2.5 3.7 5.0 6.3 7.6 10.33 400 4.8 6.4 8.0 9.7 13.1 16.5 20.0 23.64 450 5.9 7.9 10.0 12.0 16.2 20.4 24.8 29.25 500 7.2 9.6 12.1 14.6 19.6 24.7 30.0 35.3 40.7 46.2 51.86 550 8.6 11.5 14.4 17.4 23.4 29.5
12、 35.7 41.9 48.3 54.8 61.47 600 10.1 13.5 17.0 20.4 27.5 34.6 41.8 49.2 56.7 64.2 71.98 650 11.7 15.7 19.7 23.8 31.9 40.2 48.5 57.0 65.6 74.4 83.29 700 13.5 18.1 22.7 27.3 36.6 46.1 55.7 65.4 75.3 85.2 95.310 750 15.4 20.6 25.8 31.1 41.7 52.5 63.4 74.4 85.6 96.8 108.311 800 23.3 29.2 35.1 47.1 59.3 7
13、1.5 83.9 96.5 109.2 122.0 135.0 148.2 161.4 174.912 850 26.1 32.8 39.4 52.9 66.5 80.2 94.1 108.1 122.3 136.6 151.1 165.8 180.6 195.513 900 29.2 36.5 44.0 58.9 74.1 89.3 104.8 120.4 136.1 152.0 168.1 184.4 200.8 217.314 950 32.3 40.5 48.8 65.3 82.1 99.0 116.1 133.3 150.7 168.3 186.0 203.9 222.0 240.3
14、15 1000 35.7 44.7 53.8 72.1 90.5 109.1 127.9 146.9 166.0 185.3 204.8 224.5 244.4 264.416 1100 53.7 64.6 86.5 108.6 130.9 153.3 176.0 198.9 221.9 245.2 268.6 292.2 316.1 340.1 364.317 1200 63.5 76.4 102.2 128.3 154.6 181.1 207.8 234.7 261.8 289.1 316.6 344.4 372.3 400.5 428.918 1300 89.2 119.3 149.7
15、180.3 211.1 242.2 273.4 304.9 336.7 368.6 400.8 433.2 465.9 498.719 1400 102.9 137.7 172.7 208.0 243.5 279.2 315.2 351.4 387.9 424.6 461.5 498.7 536.25 573.820 1500 117.7 157.4 197.4 237.6 278.1 318.9 359.9 401.1 442.7 484.4 526.5 568.8 611.4 654.221 1600 133.4 178.4 223.7 269.2 315.0 361.1 407.5 45
16、4.1 501.1 548.3 595.7 643.5 691.5 739.8注：DN1700 以上（至 DN6000）的数据没有摘引。表 5 EHB 椭圆形封头内表面积、容积、质量序号 公称直径 DN/mm 总高度 H/mm 名义厚度 n/mm内表面积A/m2容积V/m3质量m/kg1 4 0.0361 0.0009 1.16232 5 0.0351 0.0008 1.43423 6 0.0342 0.0008 1.69884159 658 0.0324 0.0007 2.20665 5 0.0629 0.0020 2.52056 6 0.0616 0.0019 2.99507219 808
17、 0.0592 0.0018 3.91528 6 0.0930 0.0036 4.46539 8 0.0900 0.0034 5.857710 10 0.0871 0.0032 7.203511273 9312 0.0842 0.0030 8.503512 6 0.1292 0.0058 6.152913 8 0.1256 0.0055 8.090814 10 0.1222 0.0053 9.973515325 10612 0.1188 0.0051 11.801816 8 0.1671 0.0084 10.679517 10 0.1631 0.0081 13.188118 12 0.1592
18、 0.0078 15.633619377 11914 0.1553 0.0075 18.017020 8 0.2116 0.0120 13.444421 10 0.2071 0.0116 16.624022 12 0.2026 0.0112 19.732623426 13214 0.1982 0.0108 22.7709（4）封头标记类型代号 封头公称直径封头名义厚度材料 标准号。例如公称直径 325mm、名义厚度 12mm、材质 16MnR 的以外径为基准的椭圆形封头标记为：EHB 3251216MnR JB/T4746 碟形封头的几何形状、形式代号尺寸和质量（1）封头的几何形状和尺寸参数碟
19、形封头的母线由三段曲线光滑连接而成：半径为 RCi 的大圆弧线 0A，半径为 r 的小圆弧线 AB 和与回转轴线平行的短直线 BC。以这条 OABC 曲线为母线绕回转轴转一圈所形成的曲面就是碟形封头的中面。因此碟形封头中央部分是一个球面；球面的四周是一个半径为 r 的环状壳体，称为封头的折边；与折边相连的是一个圆柱形短节，称为封头的直边。在 GB150 有关碟形封头的介绍中（包括厚度计算公式） ，其核心的几何尺寸是球面半径 Rci，而折边半径 r 则以 取不同的比值确定其大小，至于 RciRci取多大并未做硬性规定，过去通常取两种尺寸：Rci=1.0D i 和 Rci=0.9Di。 在 200
20、2 年颁布的钢制压力容器用封头 （JB/T47462002）中，则选定了两种尺寸的碟形封头：碟形封头 DHA 是指 Rci=1.0Di、r=0.15 Di、DN=D i，相当于 GB150 中M=1.359 的碟形封头。碟形封头 DHB 是指 Rci=1.0Di、r=0.10 Di、DN=D i，相当于 GB150 中M=1.54 的碟形封头。对于 DHB 型封头，由于其球面半径取值最大，折边半径取值最小，所以这种碟形封头是 GB150 中 M 值最大的碟形封头，其优点是封头的曲面深度小，但承压能力较差，所以过去国内设计部门很少采用，对于过去推荐的Ri=0.9Di，r i=0.173 Di（M
21、=1.34）碟形封头，由于它的曲面深度 hi=0.25 Di，与标准椭圆相同，所以在新修订的封头标准中取消了。封头标记方法与椭圆形封头相同。（2）封头的几何量和质量的计算公式碟形封头几何量和质量的计算公式汇总于表 6，看此表时请参看图 1。这张表中所列的公式适用于具有各种参数的碟形封头。对于常用的 DHA 型封头，可以将 =1.0，=0.15 代入便可得到列于表 7 中的系列公式。表 6 碟形封头几何量和质量计算公式汇总（参看图 1）球面半径 RC （=1.0、0.9）Dc折边半径 r （=0.173、0.15、0.10） 5.0arcos内表面积 Fi/m2 Fi=F1+F2+F3，其中F1
22、=2R Ch式中 h=RC (1sin)F2=2(arr 2) +2r 2 sinF3= Dh0a 2坯料直径 D0 00hrRC坯料质量 G0 rDP2004容积V/m3V=V1+V2+V3，其中V1= hRCV2=（ a2r+2r32ar 2）sin +（ar 2r 3）sin2 r3 1sin3+（ ar ）r 3V3= D2h04曲面高度 hi sini1yRCi 封头质量 Gkg G=F P（钢的 =7.85 103kg/m3）注：1.一般式 F 与 V 中的下标 1、2、3 分别表示碟形封头的球面，折边与直边三个部分。2.特定式中 D 为内直径（省略了下标） ， P 为钢板厚度，D
23、、h 0、 P 单位均用 m。表 7 DHA 碟形封头 (Rci=Di、r=0.15D i、h 1=0.2254Di)几何量和质量的理论计算公式 =6541=1.146 弧度a a=2419=0. 425 弧度 25 V=0.121D3+0.02D2坯料直径 D0=1.193（D+ P）+2h 0坯料质量 G0=6.1651.194（D+ P）+2h 02 P103容积m3直边高度h040 V=0.121D3+0.0314D225 F=1.065D2+0.0785D 25 G=8.4（D+ P）2+0.62（D+ P） P103内表面积m2直边高度h040 F=1.065D2+0.1257D质
24、量kg直边高度h040 G=8.4（D+ P） 2+（D+ P） P103注：1.上述公式中的 D 均为内直径（省略下标 i） 。2.长度单位一律用 m（直边高度除外） 。（3）数据表DHA 与 DHB 碟形封头的有关几何量分别列于表 8 和表 9。碟形封头的质量需要时可按表 6 所给的公式计算。表 8 DHA 碟形封头内表面积、容积序号 公称直径 DN/mm 总深度 H/mm 内表面积 A/m2 容积V/m3 序号 公称直径 DN/mm 总深度 H/mm 内表面积 A/m2 容积 V/m31 300 93 0.1194 0.0050 34 2900 694 9.3158 3.22092 35
25、0 104 0.1579 0.0076 35 3000 716 9.9563 3.55603 400 115 0.2017 0.0109 36 3100 739 10.6182 3.91354 450 126 0.2509 0.0150 37 3200 761 11.3013 4.29425 500 138 0.3054 0.0201 38 3300 784 12.0057 4.69886 550 149 0.3652 0.0261 39 3400 806 12.7314 5.12807 600 160 0.4303 0.0333 40 3500 829 13.4784 5.58268 650
26、 172 0.5007 0.0416 41 3600 851 14.2467 6.06339 700 183 0.5765 0.0512 42 3700 874 15.0362 6.570810 750 194 0.6576 0.0622 43 3800 897 15.8471 7.105811 800 205 0.7440 0.0746 44 3900 919 16.6792 7.669112 850 217 0.8358 0.0886 45 4000 942 17.5326 8.261413 900 228 0.9328 0.1043 46 4100 964 18.4073 8.88341
27、4 950 239 1.0352 0.1043 47 4200 987 19.3033 9.535915 1000 250 1.1429 0.1409 48 4300 1009 20.2206 10.219616 1100 273 1.3743 0.1851 49 4400 1032 21.1592 10. 935117 1200 295 1.6269 0.2378 50 4500 1054 22.1190 11.683318 1300 318 1.9009 0.2995 51 4600 1077 23.1002 12.464919 1400 341 2.1961 0.3711 52 4700
28、 1099 24.1026 13.280520 1500 363 2.5126 0.4533 53 4800 1122 25.1263 14.130921 1600 386 2.8505 0.5468 54 4900 1144 26.1713 15.016922 1700 408 3.2096 0.6524 55 5000 1167 27.2376 15.939223 1800 431 3.5899 0.7706 56 5100 1190 28.3252 16.898524 1900 453 3.9916 0.9024 57 5200 1212 29.4341 17.895525 2000 4
29、76 4.4146 1.0484 58 5300 1235 30.5642 18.930926 2100 513 4.9578 1.2613 59 5400 1257 31.7157 20.005527 2200 536 5.4280 1.4429 60 5500 1280 32.8884 21.120128 2300 558 5.9196 1.6412 61 5600 1302 34.0824 22.275229 2400 581 6.4324 1.8568 62 5700 1325 35.2978 23.471730 2500 604 6.9665 2.0906 63 5800 1347
30、36.5343 24.710431 2600 626 7.5219 2.3431 64 5900 1370 37.7922 25.991832 2700 649 8.0986 2.6152 65 6000 1392 39.0714 27.316833 2800 671 8.6965 2.9076 表 9 DHB 碟形封头内表面积、容积序号 公称直径 DN/mm 总深度 H/mm 内表面积 A/m2 容积V/m3 序号 公称直径 DN/mm 总深度 H/mm 内表面积 A/m2 容积 V/m31 300 83 0.1127 0.0044 34 2900 602 8.6902 2.67792 35
31、0 93 0.1488 0.0066 35 3000 621 9.2869 2.95483 400 103 0.1898 0.0095 36 3100 641 9.9033 3.25024 450 112 0.2358 0.0130 37 3200 660 10.5396 3.56465 500 122 0.2868 0.0173 38 3300 679 11.1957 3.89876 550 132 0.3427 0.0224 39 3400 699 11.8715 4.25297 600 141 0.4035 0.0284 40 3500 718 12.5672 4.62808 650 1
32、51 0.4693 0.0355 41 3600 738 13.2826 5.02459 700 161 0.5401 0.0436 42 3700 757 14.0179 5.443010 750 170 0.6158 0.0528 43 3800 776 14.7729 5.884111 800 180 0.6964 0.0632 44 3900 796 15.5478 6.348412 850 190 0.7820 0.0750 45 4000 815 16.3424 6.836513 900 199 0.8726 0.0881 46 4100 834 17.1569 7.348914
33、950 209 0.9681 0.1026 47 4200 854 17.9912 7.886415 1000 219 1.0685 0.1186 48 4300 873 18.8452 8.449416 1100 238 1.2843 0.1555 49 4400 893 19.7191 9.038517 1200 258 1.5198 0.1993 50 4500 912 20.6127 9.654418 1300 277 1.7752 0.2506 51 4600 931 21.5262 10.297719 1400 296 2.0503 0.3100 52 4700 951 22.45
34、94 10.968920 1500 316 2.3453 0.3782 53 4800 970 23.4125 11.668721 1600 335 2.6600 0.4556 54 4900 989 24.3853 12.397522 1700 354 2.9946 0.5430 55 5000 1009 25.3780 13.156123 1800 374 3.3489 0.6408 56 5100 1028 26.3904 13.945124 1900 393 3.7231 0.7497 57 5200 1048 27.4227 14.764925 2000 413 4.1170 0.8
35、703 58 5300 1067 28.4748 15.616226 2100 447 4.6297 1.0551 59 5400 1086 29.5466 16.499727 2200 466 5.0680 1.2058 60 5500 1106 30.6383 17.415828 2300 486 5.5261 1.3703 61 5600 1125 31.7497 18.365229 2400 505 6.0039 1.5491 62 5700 1145 32.8810 19.348530 2500 524 6.5016 1.7427 63 5800 1164 34.0320 20.366331 2600 544 7.0190 1.9518 64 5900 1183 35.2029 21.419132 2700 563 7.5563 2.1770 65 6000 1203 36.3935 22.507633 2800 583 8.1134 2.4188 择自化学工业出版社 2006 版压力容器设计手册
