制藥設(shè)備課程設(shè)計(jì)ppt課件

1、接。接。3/4）（DHVD1bVVVH其中：其中：Vb為下封頭的容積為下封頭的容積 V1為為1米高筒體的容積，與內(nèi)米高筒體的容積，與內(nèi)徑有關(guān)，可查手冊確定。徑有關(guān)，可查手冊確定。300(350)400(450)500(550)600(650)700(750)8009001000(1100)1200(1300)1400(1500)1600(1700)1800(1900)2000(2100)2200(2300)24002500260028003000320034003500360038004000420044004500460048005000520054005500560058006000 盡量

2、不采用括號的直徑系列盡量不采用括號的直徑系列 d/D=1/21/3 W/D=1/81/12 B/D=0.81.0s/d =1.52.5cppDtd 21其中其中tdtd設(shè)計(jì)厚度，設(shè)計(jì)厚度，mmmm；p p為設(shè)計(jì)壓力，為設(shè)計(jì)壓力，MPaMPa；D1D1為薄壁圓筒內(nèi)徑為薄壁圓筒內(nèi)徑,mm,mm資料在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力，資料在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力，MPaMPa；厚度附加量厚度附加量許用應(yīng)力是容器殼體等受壓元件的資料許用強(qiáng)度，取資料極許用應(yīng)力是容器殼體等受壓元件的資料許用強(qiáng)度，取資料極限強(qiáng)度限強(qiáng)度與相應(yīng)的平安系數(shù)之比。與相應(yīng)的平安系數(shù)之比。 資料的極限強(qiáng)度的選擇取決于容器資料的判廢規(guī)范，對資料的極限

3、強(qiáng)度的選擇取決于容器資料的判廢規(guī)范，對于常溫或溫度不高的攪拌罐，為了防止在操作過程中出現(xiàn)過于常溫或溫度不高的攪拌罐，為了防止在操作過程中出現(xiàn)過度塑性變形或斷裂等破壞方式，在工程設(shè)計(jì)中通常取屈服點(diǎn)度塑性變形或斷裂等破壞方式，在工程設(shè)計(jì)中通常取屈服點(diǎn)ss和抗拉強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度bb作為強(qiáng)度極限，作為強(qiáng)度極限， 與所選資料有關(guān)，可以與所選資料有關(guān)，可以經(jīng)過查資料或手冊得到。經(jīng)過查資料或手冊得到。ssbbnnnbnb、nsns分別是抗拉強(qiáng)度、屈服點(diǎn)的平安系數(shù)分別是抗拉強(qiáng)度、屈服點(diǎn)的平安系數(shù), ,平安系數(shù)是一個(gè)反映包括設(shè)計(jì)分析、資料實(shí)平安系數(shù)是一個(gè)反映包括設(shè)計(jì)分析、資料實(shí)驗(yàn)制造運(yùn)轉(zhuǎn)控制等程度不同的質(zhì)量保證參

4、數(shù)，驗(yàn)制造運(yùn)轉(zhuǎn)控制等程度不同的質(zhì)量保證參數(shù)，對于碳素鋼、低合金鋼、鐵素體高合金鋼：對于碳素鋼、低合金鋼、鐵素體高合金鋼：nb3.0 ns1.6nb3.0 ns1.6焊接接頭方式焊接接頭方式無損檢測的長度比例無損檢測的長度比例100%100%部分部分雙面焊對接接頭或相當(dāng)雙面焊對接接頭或相當(dāng)于雙面焊的對接接頭于雙面焊的對接接頭1.01.00.850.85單面焊對接接頭或相當(dāng)于單單面焊對接接頭或相當(dāng)于單面焊的對接接頭面焊的對接接頭0.90.90.80.8符合符合才允許作部分無損探傷。才允許作部分無損探傷。抽驗(yàn)長度不應(yīng)小于每條焊縫長度的抽驗(yàn)長度不應(yīng)小于每條焊縫長度的20。厚度厚度22.22.52.83

5、.03.23.53.844.55.5負(fù)偏向負(fù)偏向 0.13 0.14 0.150.160.180.20.2厚度厚度6782526303234364042505260負(fù)偏向負(fù)偏向0.60.80.911.11.21.3pKpDtt5 . 0 21對規(guī)范橢圓形封頭對規(guī)范橢圓形封頭:K=1:K=1tTpp25. 1MPaCtCtDpnnT1188 . 0)6 . 16(2)6 . 16(360023. 0)(2)(1試設(shè)計(jì)一酒精發(fā)酵罐，工藝要求為：一次投入試設(shè)計(jì)一酒精發(fā)酵罐，工藝要求為：一次投入50t50t的發(fā)的發(fā)酵液，密度為酵液，密度為1.076t/m31.076t/m3，要求裝料系數(shù)為，要求裝料系

6、數(shù)為0.80.8，發(fā)酵最，發(fā)酵最高溫度為高溫度為32,32,最高任務(wù)壓力為最高任務(wù)壓力為0.1MPa,0.1MPa,試確定發(fā)酵的主試確定發(fā)酵的主要構(gòu)造尺寸和壁厚。要構(gòu)造尺寸和壁厚。解解: 1.: 1.選材選材對于生物加工工業(yè)，發(fā)酵罐的制造資料可以選用碳鋼、對于生物加工工業(yè)，發(fā)酵罐的制造資料可以選用碳鋼、不銹鋼、合金鋼，相對于其他工業(yè)來說，發(fā)酵液對鋼材不銹鋼、合金鋼，相對于其他工業(yè)來說，發(fā)酵液對鋼材的腐蝕性不大，溫度不高，壓力為低壓，故可選用的腐蝕性不大，溫度不高，壓力為低壓，故可選用16MnR16MnR鋼材鋼材, ,資料在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力為資料在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力為T=170MPaT=1

7、70MPa， 查表查表16MnR16MnR鋼鋼b =510MPAab =510MPAa，平安系數(shù)，平安系數(shù)nbnb取取3 3。3588 . 0076. 1/50mVt3231D1211213212 . 6DDDDVVVV312157.103234131mDDmDH55. 34/ )(9 .3521MPagHp037. 08 . 955. 3107611mppDt95. 1147. 08 . 017023600147. 0 21mmpKpDt5 . 111. 05 . 08 . 01702360011. 015 . 0 21上cos1 21ppDt下mDHH67. 63

8、26 . 3355. 3323112mmppDt75. 230cos118. 08 . 01702360018. 0cos1 21下MPapptT23. 017017018. 025. 125. 1tTpp25. 1MPaCtCtDpnnT1188 . 0)6 . 16(2)6 . 16(360023. 0)(2)(1發(fā)酵罐通常采用發(fā)酵罐通常采用b這種構(gòu)造方式這種構(gòu)造方式夾套的內(nèi)徑D2除根據(jù)工藝要求確定外，還需根據(jù)安裝和構(gòu)造要求合理確定，夾套的內(nèi)徑D2可根據(jù)筒體內(nèi)徑D1，按閱歷選取驗(yàn)算。表 夾套內(nèi)徑D2 mmD1500-600700-18002000-3000D2D1+50D1+100D1+2

9、00當(dāng)發(fā)酵罐內(nèi)徑大于當(dāng)發(fā)酵罐內(nèi)徑大于3000mm時(shí)，只能采用內(nèi)部蛇管或列管換熱。時(shí)，只能采用內(nèi)部蛇管或列管換熱。夾套高度夾套高度H2H2由傳熱面積確定，高度不低于料液高度，通常由傳熱面積確定，高度不低于料液高度，通常與裝料系數(shù)與裝料系數(shù)有關(guān)。有關(guān)。夾套高度夾套高度H2H2可按下式計(jì)算：可按下式計(jì)算：H2=( V-VH2=( V-V封封)/V1m)/V1mV1m1V1m1米高筒體容積，米高筒體容積，m3/mm3/m。夾套所包圍的罐體外表積夾套所包圍的罐體外表積( (筒體外表積筒體外表積F F筒筒+ +封頭外表積封頭外表積F F封封) )一定要大于工藝要求的傳熱面積一定要大于工藝要求的傳熱面積F

10、F，即，即: :按內(nèi)壓薄壁容器對夾套筒體和封頭進(jìn)展強(qiáng)度計(jì)算，按內(nèi)壓薄壁容器對夾套筒體和封頭進(jìn)展強(qiáng)度計(jì)算，計(jì)算公式與釜體計(jì)算公式完全一樣。計(jì)算公式與釜體計(jì)算公式完全一樣。最后對夾套進(jìn)展水壓校核計(jì)算。最后對夾套進(jìn)展水壓校核計(jì)算。夾套與釜體的銜接可分為夾套與釜體的銜接可分為:不可裝配的整體夾套；不可裝配的整體夾套；可裝配的整體夾套?？裳b配的整體夾套。不可拆整體夾套不可拆整體夾套可裝配的整體夾套可裝配的整體夾套2.2 2.2 蛇管換熱安裝蛇管換熱安裝蛇管中徑與容器直徑之比蛇管中徑與容器直徑之比Dc/D=0.80;蛇管高度與容器直徑之比蛇管高度與容器直徑之比Lc/D=1.00;蛇管管子外徑與蛇管中徑之比

11、蛇管管子外徑與蛇管中徑之比Dco/Dc=0.042;每圈蛇管之間距與蛇管管子外每圈蛇管之間距與蛇管管子外徑之比徑之比Sc/dco=1.0;蛇管距器底的高度與容器直徑蛇管距器底的高度與容器直徑之比之比Hc/D=0.10。公稱公稱直徑直徑101520253240506580100125外徑外徑141825323845577689108133壁厚壁厚3333.53.53.53.54444公稱公稱直徑直徑150175200225250300350400450500 外徑外徑159194219245273325377426480530 壁厚壁厚4.5667889999 管材的工管材的工程直徑系程直徑系列

12、：列：。于內(nèi)徑加壁厚，為蛇管的平均直徑，等式中：兩列蛇管長度：m)(2400345. 014. 326cpcpDmDALDcp=0.031+0.007/2=0.0345mm)(15. 315. 0) 122() 1(H223 .11240lmh md)( 3 .1115. 0)6 . 314. 3()(lpp2222mhNLNcmhdpppc兩列蛇管總高度兩列蛇管總?cè)?shù)：）蛇管圈之間的間距，（）蛇管圈直徑，（式中：每圈蛇管的長度根據(jù)蛇管高度與知的裝料高度比較根據(jù)蛇管高度與知的裝料高度比較, 確定能否需求對蛇管高度進(jìn)展調(diào)整。確定能否需求對蛇管高度進(jìn)展調(diào)整。發(fā)酵罐攪拌軸的機(jī)械設(shè)計(jì)內(nèi)容同普通傳動軸，

13、發(fā)酵罐攪拌軸的機(jī)械設(shè)計(jì)內(nèi)容同普通傳動軸，主要是進(jìn)展構(gòu)造設(shè)計(jì)包括軸的支承構(gòu)造主要是進(jìn)展構(gòu)造設(shè)計(jì)包括軸的支承構(gòu)造和強(qiáng)度校核，對于轉(zhuǎn)速和強(qiáng)度校核，對于轉(zhuǎn)速n200r/min的軸，還的軸，還要進(jìn)展臨界轉(zhuǎn)速的校核。要進(jìn)展臨界轉(zhuǎn)速的校核。 3.3 3.3 攪拌軸設(shè)計(jì)攪拌軸設(shè)計(jì)3.3.1 3.3.1 攪拌軸的構(gòu)造攪拌軸的構(gòu)造 常用實(shí)心或空心直軸，構(gòu)外型式根據(jù)軸上安裝攪常用實(shí)心或空心直軸，構(gòu)外型式根據(jù)軸上安裝攪拌器類型、支承的構(gòu)造和數(shù)量，以及與聯(lián)軸器的銜接拌器類型、支承的構(gòu)造和數(shù)量，以及與聯(lián)軸器的銜接要求而定，還要思索腐蝕等要素的影響。要求而定，還要思索腐蝕等要素的影響。 銜接槳式和框式攪拌器的軸頭較簡單，因

14、用螺栓銜接槳式和框式攪拌器的軸頭較簡單，因用螺栓對夾，所以用光軸即可；銜接推進(jìn)式和渦輪式攪拌器對夾，所以用光軸即可；銜接推進(jìn)式和渦輪式攪拌器的軸頭需車削臺肩，開鍵槽，軸端還要車螺紋。的軸頭需車削臺肩，開鍵槽，軸端還要車螺紋。 較長的攪拌軸，為加工和安裝的方便，常分段制較長的攪拌軸，為加工和安裝的方便，常分段制造后用聯(lián)軸器銜接起來。安裝攪拌器部分稱攪拌軸，造后用聯(lián)軸器銜接起來。安裝攪拌器部分稱攪拌軸，與減速器輸出軸相聯(lián)的軸稱傳動軸，與聯(lián)軸器配合的與減速器輸出軸相聯(lián)的軸稱傳動軸，與聯(lián)軸器配合的軸頭部分，按聯(lián)軸器的要求而定。軸頭部分，按聯(lián)軸器的要求而定。3nPAd 攪拌軸的直徑可按下式估算：攪拌軸的

15、直徑可按下式估算：mmmm式中：式中：P P為軸傳送的功率，為軸傳送的功率，kWkW；n n為軸的轉(zhuǎn)速，為軸的轉(zhuǎn)速，r/minr/min；A A為隨許用剪應(yīng)力為隨許用剪應(yīng)力 變化的系數(shù)；可查手冊選取；變化的系數(shù)；可查手冊選??； 為軸資料的許用剪切應(yīng)力，為軸資料的許用剪切應(yīng)力，MPaMPa。通常攪拌軸強(qiáng)度校核計(jì)算常與軸構(gòu)造設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)展，邊畫通常攪拌軸強(qiáng)度校核計(jì)算常與軸構(gòu)造設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)展，邊畫圖、邊計(jì)算、邊修正。圖、邊計(jì)算、邊修正。 攪拌軸的支撐常采用滾動軸承。攪拌軸的滾動軸承通常根據(jù)轉(zhuǎn)速、載荷的大小及軸徑d選擇，高轉(zhuǎn)速、輕載荷可選用角接觸球軸承；低速、重載荷可選用圓錐滾子軸承。 攪拌軸上裝有攪拌器

16、，往往由于構(gòu)造不對稱、加工安裝有誤差等緣由，使回轉(zhuǎn)中心分開軸線而產(chǎn)生回轉(zhuǎn)離心力，使軸遭到周期性載荷干擾。當(dāng)周期載荷的頻率與攪拌軸的自然頻率接近時(shí)，軸便發(fā)生猛烈振動，這種景象稱為軸的共振。產(chǎn)生共振時(shí)，攪拌軸的轉(zhuǎn)速稱為臨界轉(zhuǎn)速。 攪拌器的轉(zhuǎn)速n200轉(zhuǎn)/分時(shí)，都應(yīng)作臨界轉(zhuǎn)速校核，普通攪拌軸常設(shè)計(jì)呈剛性軸，使n0.750.8)nc1。 通風(fēng)發(fā)酵罐的攪拌器由傳動安裝來帶動，傳動通風(fēng)發(fā)酵罐的攪拌器由傳動安裝來帶動，傳動安裝通常設(shè)置在頂封頭的上部，傳動安裝設(shè)計(jì)內(nèi)容安裝通常設(shè)置在頂封頭的上部，傳動安裝設(shè)計(jì)內(nèi)容普通包括：電機(jī)、減速器的設(shè)計(jì)或選型；聯(lián)軸器選普通包括：電機(jī)、減速器的設(shè)計(jì)或選型；聯(lián)軸器選型；選用和設(shè)

17、計(jì)機(jī)架和底座等。型；選用和設(shè)計(jì)機(jī)架和底座等。4.1 4.1 常用電機(jī)及其銜接尺寸常用電機(jī)及其銜接尺寸 TmPPP53dKnPm32dKnPm齒輪減速傳動齒輪減速傳動帶傳動帶傳動V V帶減速器的特點(diǎn)：帶減速器的特點(diǎn)：構(gòu)造簡單，制造方便，價(jià)錢低廉，能防止過載，噪構(gòu)造簡單，制造方便，價(jià)錢低廉，能防止過載，噪音小。但不適用于防爆場所。音小。但不適用于防爆場所。V V帶傳動減速器的根本型式和主要尺寸見圖。減速器帶傳動減速器的根本型式和主要尺寸見圖。減速器的設(shè)計(jì)重點(diǎn)是的設(shè)計(jì)重點(diǎn)是V V帶輪的設(shè)計(jì)以及普通帶輪的設(shè)計(jì)以及普通V V帶的截面外形、帶的截面外形、尺寸及設(shè)計(jì)計(jì)算。尺寸及設(shè)計(jì)計(jì)算。 普通普通V V帶設(shè)

18、計(jì)舉例見下表。知某攪拌反響器采用帶設(shè)計(jì)舉例見下表。知某攪拌反響器采用V V帶帶傳動，選用傳動，選用Y132S-8Y132S-8電機(jī)，額定功率電機(jī)，額定功率P=2.2KW,P=2.2KW,轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n1=710n1=710轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/ /分分, ,攪拌轉(zhuǎn)速攪拌轉(zhuǎn)速n2=180n2=180轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/ /分分, ,試設(shè)計(jì)試設(shè)計(jì)V V帶傳動。帶傳動。三角三角V帶尺寸帶尺寸 以普通以普通V V帶三角帶設(shè)計(jì)為例，知某攪拌反響器帶三角帶設(shè)計(jì)為例，知某攪拌反響器采用采用V V帶傳動，選用帶傳動，選用Y132S-8Y132S-8電機(jī)，額定功率電機(jī)，額定功率P=2.2KW,P=2.2KW,電機(jī)轉(zhuǎn)速電機(jī)轉(zhuǎn)速n1=710n1=7

19、10轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/ /分分, ,攪拌轉(zhuǎn)速攪拌轉(zhuǎn)速n2=180n2=180轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/ /分分, ,試設(shè)計(jì)試設(shè)計(jì)V V帶傳動。帶傳動。 V V帶設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容、步驟及結(jié)果下表。帶設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容、步驟及結(jié)果下表。留意：計(jì)算的皮帶根數(shù)不宜過多，普通小于留意：計(jì)算的皮帶根數(shù)不宜過多，普通小于1010根，否那么需重選參數(shù)并計(jì)根，否那么需重選參數(shù)并計(jì)算。算。本設(shè)計(jì)盡量采用帶傳動。本設(shè)計(jì)盡量采用帶傳動。底座構(gòu)造底座構(gòu)造a_f為整體式底座；為整體式底座；g-h為分體式底座。為分體式底座。密封安裝構(gòu)造尺寸確定舉例密封安裝構(gòu)造尺寸確定舉例留意：并不是一切組的設(shè)計(jì)都需留意：并不是一切組的設(shè)計(jì)都需求容器法蘭！求容器法蘭！min/(19. 120273252735 . 303. 143mV知培育液為知培育液為20m3，通風(fēng)比空氣流量與發(fā)酵液體積之比，通風(fēng)比空氣流量與發(fā)酵液體積之比為為0.2，發(fā)酵溫度，發(fā)酵溫