制藥用發(fā)酵罐反應(yīng)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計含6張CAD圖
制藥用發(fā)酵罐反應(yīng)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計含6張CAD圖,制藥,發(fā)酵,反應(yīng),反映,系統(tǒng),總體,整體,結(jié)構(gòu)設(shè)計,cad
摘 要
發(fā)酵罐是化工生產(chǎn)中的主要化學(xué)反應(yīng)裝置。它的功能是：物料均勻混合；液相氣體良好分散；液相顆粒均勻懸浮；另一相的均勻懸浮液或總?cè)闋钜汗劝滨０穯吴c添加劑、發(fā)酵系統(tǒng)、食品工業(yè)等新實用產(chǎn)品的主要成分。包括：立方體、攪拌機、傳熱裝置、軸封等，必要時可增加其它附件，如門的安裝、焊接；手動開孔及各種連接線（用于內(nèi)部零件的修理、裝卸、溫度計、壓力表等），保護減壓裝置為物料的化學(xué)反應(yīng)提供一定的空間，攪拌器由驅(qū)動裝置、攪拌軸和攪拌器組成。它的功能is:至不同反應(yīng)物料的混合，混合裝置可分為兩類：不潛水）只有變速箱和減速機，I傳動系統(tǒng)，傳熱裝置位于筒體或鍋爐的外殼外，是控制反應(yīng)所需材料的溫度。
組織者設(shè)計為63厘米六面，相當(dāng)于一個大體積的設(shè)計。它使用熱管和三步混合。
關(guān)鍵詞:攪拌罐 攪拌器 傳熱裝置 軸封裝置
ABSTRACT
Fermentation is a chemical reaction to achieve the production of major equipment. Its role is:①to mixed materials; ②the gas is well dispersed in the liquid phase; ③ making uniform solid particles suspended in liquid;④souneven suspension or other liquid emulsified in uniform。For the uniform reaction, now is widely used in pharmaceutical, monosodium glutamate, enzyme system and food industries. Its main components include the reactor body, mixing equipment, heat transfer equipment and seal device. Also add other accessories needed, such as assembly and welding manhole, hand hole and all over (in pieces for ease of maintenance and feeding, nesting), install thermometers, pressure gauges, mirrors, safety relief device (for operation effectively monitor and control the material temperature, pressure) and so on. Mixing device is a gear, shaft and agitator stirring composition, its role is to participate in a variety of materials, reaction mixed evenly, so that good contact material to accelerate the chemical reaction. Mixing devices can be divided into non-diving type (only driven machines and gear and transmission system disclosed in the liquid outside and dive type (from the driving machine to sneak into a liquid blender all) types. Heat transfer device is set in the interior of reactor body coil or external tank set up in the jacket, its role is to control the materials needed in the reaction temperature range.
The design of the fermentation tank volume is 63 cubic meters,and this is a large tank design with coil heat transfer and three mixing
Keywords: Mixing Tank mixer Heat transfer equipment Shaft sealing device
目 錄
第一章 緒論 1
1.1 發(fā)酵罐總體要求 1
1.1.1 發(fā)酵罐的工作要求 1
1.1.2 發(fā)酵罐的設(shè)計依據(jù) 1
1.1.3 酵罐的設(shè)計要求 1
1.1.4 開孔補償 1
第二章 設(shè)計參數(shù)的選擇 3
2.1 原始數(shù)據(jù) 3
2.1.1 設(shè)計數(shù)據(jù) 4
2.1.2 主要元件材料的選擇 4
2.2 基本的選型 4
第三章 容器的結(jié)構(gòu)設(shè)計 4
3.1 圓筒的設(shè)計 4
3.1.1 圓筒的高和直徑 4
3.1.2 圓筒的厚度計算 5
3.1.3 封頭壁厚的設(shè)計 5
3.2 所裝料液高度 6
3.3 軸的設(shè)計及校驗 6
3.3.1 攪拌軸及圓盤有效質(zhì)量的計算 11
3.4 按軸封處允許徑向位移驗算軸徑 16
第四章 主要部件的選擇 19
4.1 減速機的選擇 19
4.1.1 聯(lián)軸器的選擇 19
4.1.2 密封 19
4.2 底軸承的選型 20
第五章 傳熱計算 21
5.1 傳熱數(shù)據(jù) 21
5.2 裙座基本性質(zhì) 28
5.2.1 裙座與罐體連接型式 28
5.3 各個截面的校核檢驗 36
5.4 攪拌罐的設(shè)備安裝和工藝 39
5.4.1 攪拌罐的結(jié)構(gòu)說明 39
5.4.2 攪拌罐罐體配置 39
結(jié) 論 40
參考文獻 42
致 謝 43
I
第一章 緒 論
青霉素是人類歷史上第一種抗生素，在生產(chǎn)和使用中具有極其重要的作用，特別是在生產(chǎn)方面，因為它不僅包括生物的發(fā)展，而且還包括化學(xué)過程和適應(yīng)，在生產(chǎn)過程中必須考慮機體的穩(wěn)定性和增長趨勢，條件是生物學(xué)能承受得起，從而大大提高生產(chǎn)效率，因此，青霉素的發(fā)酵實踐對于技術(shù)科學(xué)學(xué)生來說無疑是一個出色的工程經(jīng)驗。
發(fā)酵罐是機械攪拌材料的設(shè)備。使用散開葉片，氣泡破碎，溶解氧的高百分比，攪拌效果好，集裝箱進口不銹鋼SUS304或316L，其中可自動噴淋，以保證發(fā)酵劑是現(xiàn)代微生物發(fā)酵技術(shù)的象征容量：一瓶給水，醬油罐和酒窖，2.可大規(guī)模生產(chǎn)并充分利用原材料和設(shè)備實現(xiàn)有效和高效率的目標。
發(fā)酵罐的優(yōu)點是能進行徹底的滅菌，產(chǎn)生氣體，提供良好的發(fā)酵條件，采取刺激措施、振動等措施，保持微生物生長，自動控制溫度、壓力和流量；通過各種生物傳感器，細菌濃度和酶的營養(yǎng)成分是眾所周知的，發(fā)酵過程通過計算機不斷進行調(diào)整。????
1.1 發(fā)酵罐總體要求
必須具有足夠的強度、密度、硬度和穩(wěn)定性
1.1.1 發(fā)酵罐的工作要求
作為反應(yīng)器，在清洗凈化過程中要保持恒溫，以利于發(fā)酵菌的發(fā)酵，同時攪拌器使物料混合均勻，加快反應(yīng)速度，縮短發(fā)酵周期，強化傳熱，并帶走發(fā)酵過程產(chǎn)生的熱量，以確保正常反應(yīng)。。
1.1.2 發(fā)酵罐的設(shè)計依據(jù)
發(fā)酵罐容積、最大工作壓力、工作溫度、介質(zhì)及腐蝕性、導(dǎo)熱面積、混合物形狀、轉(zhuǎn)速及功率、噴嘴安裝等。
1.1.3酵罐的設(shè)計要求
《設(shè)計嚴格按照鋼制壓力容器》的規(guī)定選材、設(shè)計、制造、檢驗、驗收。同時力求經(jīng)濟、合理，從選材、制造各環(huán)節(jié)來省材。
1.1.4 開孔補償
開空孔后，時間力不僅會減小，還會破壞油罐的結(jié)構(gòu)連續(xù)性，會增加很大的內(nèi)部強度和變形，因此在開井時應(yīng)增加船體厚度[1]。
開工總則
外殼上的孔應(yīng)為圓形、橢圓形或矩形，大于2.0
（b） 如果在縱軸上有加強孔的孔根據(jù)該孔的短軸計算該孔的加強，則應(yīng)打開突出的頭部（2）。在長洞的長軸上。
鋼結(jié)構(gòu)的改進
例如，根據(jù)無量綱原則，局部補強截面的金屬表面必須大于或等于涂層壁的橫截面表面，這是設(shè)計孔洞的第一種方法。雖然它比較保守和繁重，但它有著悠久的歷史，目前在許多設(shè)計標準中都采用了這種方法。
1、 加強關(guān)鍵分析方法：該方法的出發(fā)點是：打開后對船體的流動壓力基本上等于不打開時對船體的流動壓力，斷裂應(yīng)力位置后的總應(yīng)力和孔周圍第一層應(yīng)力小于性能極限的兩倍）double652888；
這種設(shè)計方法只允許使用集成結(jié)構(gòu)支架。
不允許加固
并不是所有的孔都需要在容器中加固，因為在結(jié)構(gòu)中，罐壁和連接線的實際厚度與要求的壁厚相比有一定的預(yù)留量，如果孔的尺寸在一定程度上，則不需要額外加固。
2、 GB150對無添加劑的最大開度作了詳細規(guī)定，頭部在頭部中間突出，頭部內(nèi)徑為80mm）的手冊中，若滿足下列要求，則不能增加力：相鄰兩孔之間的距離）表面與拱長的距離額定噴嘴直徑的兩倍以上必須小于或等于80mm；額定厚度。
第二章 設(shè)計參數(shù)的選擇
2.1原始數(shù)據(jù)
145rpm混合波的轉(zhuǎn)速；
垂直發(fā)動機功率115kv；
攪拌機直徑：
垂直管匯盤管的換熱方法；
推進器驅(qū)動，渦輪底部箭頭，其結(jié)構(gòu)示意圖如下：
圖2.1推進式槳葉展開圖
圖2.1箭葉圓盤式
2.1.1設(shè)計數(shù)據(jù)
設(shè)計壓力取工作壓力的1.1倍，即
設(shè)計溫度取
2.1.2主要元件材料的選擇
筒體材料的選擇：
根據(jù)設(shè)計壓力和設(shè)計溫度，以及設(shè)備的安全性和經(jīng)濟性，查GB150-1998表4-1，選用筒體材料為Cr18Ni9。
2.2基本的選型
（1）為三級混合，應(yīng)選擇內(nèi)部管中的熱類型；
（2）攪拌器在立式容器中混合；
（3）由于這是液體-液體的混合物，它應(yīng)該被選擇，使混合物是一致的，采取旋渦攪拌機，以防止沉降，采取葉的高度不太低[2]；
（4）密封形式：機械密封；
（5）傳動：滾輪驅(qū)動
第三章 容器的結(jié)構(gòu)設(shè)計
3.1、圓筒的設(shè)計
3.1.1、圓筒的高和直徑
對于發(fā)酵罐類，可先取高徑比為：，則由公式可得
取為
由公稱尺寸，查JB4737-95可得下表：
公稱直徑DN mm
總深度H mm
內(nèi)表面積A
容積
質(zhì)量
Kg
3200
840
11.502
4.6110
1414.51
同時，根據(jù)高度的計算公式:，圓整得:H=7m
此時，與原假設(shè)的相近，由此可見高徑比符合要求。
3.1.2圓筒的厚度計算
該容器需采用局部探傷，所以取其焊接系數(shù)為。
假設(shè)圓筒的厚度在6~16mm范圍內(nèi)，查GB150-1998中表4-1，可得：
下
利用中徑公式，
查標準HG20580-1998《鋼制化工容器設(shè)計基礎(chǔ)規(guī)定》表7-1知，鋼板厚度負偏差為0.8mm，而有GB150-1998中3.5.5.1知，
查標準HG20580-1998《鋼制化工容器設(shè)計基礎(chǔ)規(guī)定》表7-5知，對于有輕微腐蝕的介質(zhì)，不銹鋼的腐蝕裕量。
則筒體的設(shè)計厚度：
名義厚度，為安全起見，經(jīng)圓整后可取，
有效厚度。
3.1.3封頭壁厚的設(shè)計
查標準JB/T4746-2002《鋼制壓力容器用封頭》中表1，得公稱直徑
圖3.1.3 標準橢圓形封頭
根據(jù)GB150-1998中橢圓形封頭計算中式7-1計算：
同上，取，。
圓整后取。
3.2所裝料液高度
由已知條件可得，填料體積為：
又可算出，所以最佳設(shè)計為三級攪拌，并且采用內(nèi)盤蛇管傳熱.。
3.3軸的設(shè)計及校驗
軸的最大扭矩：。
可暫定封頭上凸圓高度為200mm，由減速機機架底架直徑[3]作圖可得凸圓中心開孔處高度為150mm，所以可得軸長為：
為簡化計算，可取等直徑軸，選取材料為不銹鋼0C18Ni9Ti,,同時由《攪拌設(shè)備設(shè)計》中可知，若不考慮彎矩的影響，而是以一個系數(shù)來代替，可得，為安全起見，最好是取中的較小值，查表5-9取，將其代入上式可得：。
減速機型號：
型號（窄V帶）
電機型號
電機功率(KW)
電機轉(zhuǎn)速(r/min)
傳動比
出軸轉(zhuǎn)速(r/min)
YPV9-115-145-I
YJL12-10
115
145
5.9~4.0
100-145
出軸直徑
(mm)
許用出軸扭 矩
(Nm)
中心距(mm)
鍵槽寬b(mm)
鍵槽深t(mm)
減速機重量（Kg）
130
11000
1720
32
119
3800
又由此減速機可以大大致確定軸徑為：。
根據(jù)零件中機械攪拌裝置中攪拌軸的基本情況；安裝在突出部分上的聯(lián)軸器的質(zhì)量不應(yīng)超過單個零件的質(zhì)量，在安裝中央通道時不應(yīng)考慮外部軸承軸?？紤]到組裝的方便，接下來的三根柱子是腿。潤滑油箱必須按10倍或縫紉油的要求安裝，冷卻室必須安裝冷卻水，以便對機器的焊縫進行適當(dāng)?shù)臐櫥屠鋮s，發(fā)動機故障尚未調(diào)整。安裝完畢后，將機器密封在最佳位[4]置，按裝配程序，即可正常工作。
圖3.3 單跨攪拌軸典型受力模擬圖
a—懸臂軸兩支點間(跨間)的距離,
d設(shè)計最終確定的實心軸軸徑或空心軸外徑,mm;
d4—設(shè)計最終確定的密封部位實心軸軸徑或空心軸外徑,
d—技扭轉(zhuǎn)變形計算的傳動側(cè)軸承處實心軸徑或空心
軸外徑,mm
d2—按強度計算的懸臂軸攪拌側(cè)軸承處實心軸軸徑或空
心軸外徑;按強度計算的單跨軸跨間段實心軸軸徑或
S—傳動側(cè)軸承游隙,mm;
S"—懸臂軸攪拌側(cè)軸承或單跨軸末端軸承游隙
W—單跨軸L段或懸臂軸L段軸有效質(zhì)量的相當(dāng)質(zhì)量,
W1、W2……W1m1n、mx…mn的相當(dāng)質(zhì)量,kg;
Ws在S點所有相當(dāng)質(zhì)量的總和,kg;
a—攪拌軸軸線與安裝垂直線的夾角
偏心引起的離心力,N;
F—第i個攪拌器上的流體徑向力,N;
x—懸臂軸跨間軸段的慣性矩,mm;
L—單跨軸跨間軸段(實心或空心)的慣性矩;
I—懸臂軸懸臂軸段(實心或空心)的慣性矩
K——單跨軸第i個圓盤(攪拌器及附件)至傳動側(cè)軸承距
離與軸長L的比值(=1、2……m)
L單跨軸兩軸承之間的長度,mm;
L1、Lx…L4—1~i個圓盤(攪拌器及附件)的每個圓盤懸
臂長度(對于懸臂軸)或1~i個圓盤
器及附件)的每個圓盤至傳動側(cè)軸承的距離[5]
(對于單跨軸)
—攪拌軸及各層圓盤(攪拌器及附件)組合重心離攪拌
側(cè)軸承的距離(對于懸臂軸)或攪拌軸及各層圓盤(攪
拌器及附件)組合重心離傳動側(cè)軸承的距離(對于單
跨軸),mm;
M—軸上彎矩總和,N·m;
MA—由軸向推力引起作用于軸的彎矩,N·m;
M一一按傳動裝置效率孫2計算的攪拌軸傳遞扭矩,N·m;
M3—由徑向力引起作用于軸的彎矩,N·m;
定在攪拌軸上的圓盤(攪拌器及附件)數(shù);
m1、m2…m一圓盤(攪拌器及附件)1、2…i的質(zhì)量
m、m2…m。一圓盤(攪拌器及附件)1、2……的有
量,kg;
m—單跨軸L段軸的質(zhì)量
mL=7d(1-N)·L·A×10kg
mu1—懸臂軸L1段軸的質(zhì)量
mu1=7a(1-N)·L·×10kg
m—單跨軸L段軸的有效質(zhì)量,kg;
m:懸臂軸L1段軸的有效質(zhì)量,kg;
m單跨軸及各層圓盤攪拌器及附件)的組合質(zhì)量
懸臂軸及各層圓盤攪拌器及附件)的組合質(zhì)量
N?！招妮S內(nèi)徑與外徑的比值;
n—軸的轉(zhuǎn)速,r/min;
n—軸的一階臨界轉(zhuǎn)速,r/min;
P電動機額定功率,W;
Pm—軸封處摩擦損耗功率AW;
設(shè)備內(nèi)的設(shè)計壓力,MP
S——相當(dāng)質(zhì)量的折算點;
S—傳動側(cè)軸承游隙,m
G——第i個攪拌器葉片傾斜角
y--軸的扭轉(zhuǎn)角,/m;
8x:軸承徑向游隙引超在軸上離圖
3.3.6-2中軸承距離x處的徑向位移,mm;
a—由流體徑向作用力引起在軸上離圖
3362中軸承距離x處的徑向位移,mm
8—由組合質(zhì)量偏心引起離心力在軸上
懸臂軸段憤性矩與跨間軸段飯性矩的比值
p擾拌份料的密度,g/m3
P-軸材料的密度,kg/m3
Σ—-軸上所有攪拌器其對應(yīng)編號i之和
3.3.1攪拌軸及圓盤有效質(zhì)量的計算
（1） 攪拌軸有效質(zhì)量的計算
剛性軸（不包括帶錨式和框式攪拌器的剛性軸）有效質(zhì)量的計算等于軸自身的重量加上軸附帶的液體的質(zhì)量。
對單跨軸：
（2） 圓盤（攪拌器及其附件）有效質(zhì)量的計算
式中：—第i個攪拌器的附加質(zhì)量系數(shù)，按表3.3.4—1差得；
—第i個攪拌器的直徑，mm；
—第i個攪拌器的葉片寬度，mm。
由所選的攪拌器可以查得下列各參數(shù)：
代入式子可計算出：
圖3.3.1 兩端簡支的單跨軸
kg
其中同理得：
代入上式得：
所以，在S點處的總的相當(dāng)質(zhì)量為：
臨界轉(zhuǎn)速為：
則可得對于液-液混合，由下表可知
臨界轉(zhuǎn)速：
其抗振條件為
查附錄C-2可得
K1=0.25，
，
所以可得：
（3）攪拌軸與各層圓盤的組合質(zhì)量按下試求得。
對單跨軸：
圖3.3.2 單跨軸受力示意圖
（5）攪拌軸與各層圓盤組合重心離軸承的距離按下試計算[6]
對于單跨軸：
對于此攪拌軸而言，主要承受的是徑向離心力的作用，所以對于軸向力引起的彎矩可粗略計算，即：由于所有攪拌器的所以取，
所以：
則。
由，其中為許用剪應(yīng)力.
所以，
而
3.4按軸封處允許徑向位移驗算軸徑
一般來說，用戶取決于材料是加熱、干燥還是冷卻。溫度應(yīng)低于200%176；C，工作壓力應(yīng)適當(dāng)?shù)陀?.1Mpa。有兩種加熱方法：循環(huán)介質(zhì)加熱，如熱油；如果導(dǎo)熱油加熱到規(guī)定溫度，則分配熱潤滑油和其他介質(zhì)在獨立加熱器中，然后由熱泵輸送和分配；直接加熱將電加熱管直接安裝在卡箍上，并將導(dǎo)熱油加熱到所需溫度。；實際上，冷卻循環(huán)使用的水來自封閉和外部固定循環(huán)，因此材料不粘或粘到規(guī)定的溫度，加熱或冷卻管道可以根據(jù)用戶的需要添加。因軸承徑向游隙所引起軸上任[7]意點離下圖中軸承距離X的位移。光電盤和電機主軸在電動機轉(zhuǎn)動時，盤上有電燈，與發(fā)動機轉(zhuǎn)速相同，發(fā)光二極管透過孔輻射光線，以便照射。光敏元件，有時磁盤鎖定，允許光敏檢測元件以信號形式輸出多個脈沖并使用高速計數(shù)器進行調(diào)整，以控制脈沖的數(shù)量，計算速度和唯一性。測量單位時間輸出脈沖的數(shù)量。攝影編碼器，可以計算當(dāng)前發(fā)動機的轉(zhuǎn)速。通過測量由攝影編碼器輸出的脈沖總數(shù)，可以得出物體驅(qū)動的發(fā)動機的行程。此外，為了確定可選方向，編碼器還可以提供兩個芳香900脈沖信號。脈沖相位由兩個光電儀器產(chǎn)生，在在一定程度上是不同的，即如果設(shè)備A在向前旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的脈沖相位超過設(shè)備B產(chǎn)生的脈沖相位，[10]設(shè)備在旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的脈沖相位大于設(shè)備產(chǎn)生的相位。照片編碼器的工作原理見圖2.3。
根據(jù)縮放攝影編碼器的方法和信號輸出形式，可以分為三種類型：放大，絕對和混合。
圖3.3.3 單跨攪拌軸徑向位移受力模擬示意圖
對于單跨軸：，查附錄C1軸承徑向游隙可以，代入上式可得
對于單跨軸，兩端簡支時：
若時
，
其中，
同時取，
所以可得
，（Kx為位置系數(shù)）
其中（由附錄可查得：?。?
對于兩端簡支單跨軸：
，
代入得：
代入。
對于剛性軸：=0.2008+0.025+0.33=0.5558mm,當(dāng)時，
，所以對于軸封處的總位移滿足要求。
6、 轉(zhuǎn)軸在機械密封中磨擦損耗的功率近似為：由于204型密封為單端面，所以。
第四章 主要部件的選擇
4.1 減速機的選擇
減速機參數(shù)表：
型號（窄V帶）
電機型號
電機功率(KW)
電機轉(zhuǎn)速(r/min)
傳動比
出軸轉(zhuǎn)速(r/min)
YPV9-115-145-I
YJL12-10
115
145
5.9~4.0
100-145
出軸直徑
(mm)
許用出軸扭 矩
(Nm)
中心距(mm)
鍵槽寬b(mm)
鍵槽深t(mm)
減速機重量（Kg）
130
11000
1720
32
119
3800
4.1.1聯(lián)軸器的選擇
由于此攪拌器設(shè)置了底軸承作為一個受力支點，所以選擇單支點機架為最佳，此時，攪拌軸與減速機之間的聯(lián)軸器最好選用TK型彈性聯(lián)軸器[8]，型號為：TK-130，其具體參數(shù)如下表：
TK型彈性聯(lián)軸器參數(shù)表：
型號
孔徑(mm)
D(mm)
D1(mm)
H(mm)
H1(mm)
H2(mm)
TK-130
130
450
250
444
220
40
H3(mm)
H4(mm)
f(mm)
T(mm)
t(mm)
(mm)
重量
（K g）
80
35
137.4
32
M16
285
4.1.2密封
由《溫州市江南減速機廠》標準，查得，依據(jù)壓力、溫度、轉(zhuǎn)速以及介質(zhì)特性可選擇：機械密封204型，其具體參數(shù)及結(jié)構(gòu)尺寸見《溫州市江南減速機廠》標準。
附：機械密封通常有四個密封之處：
（1） 固定環(huán)與裝置之間應(yīng)采用平整的表面；
（2） 在實心環(huán)和實心環(huán)之間具有不同形狀的柔性附加盒，以防止固定環(huán)和固定環(huán)之間的泄漏；
（3） 靜環(huán)與動環(huán)之間形成一薄層液體，彈簧力平衡極壓和潤滑油；
（4） 在動力環(huán)和軸中心之間，密封圈可以選擇O形圈。
4.2底軸承的選型
根據(jù)軸及整體結(jié)構(gòu)可選用三足式（SZ）型，型號為：SZ-130-S1，其參數(shù)見下表：(具體結(jié)構(gòu)尺寸見《溫州市江南減速機廠》標準).
（注：本直徑下的參數(shù)是由差值法算得的）
三足式（SZ）型參數(shù)表：
公稱
直徑（mm）
（mm）
（mm）
D
（mm）
D1
（mm）
a
（mm）
h
（mm）
H
（mm）
重量（Kg）
125
105
145
310
790
45
155
350
34
140
115
165
360
893
45
165
390
49
130
108
152
327
824
45
158
363
39
第五章 傳熱計算
5.1傳熱數(shù)據(jù)
由已知條件可得傳熱面積為。
蛇管總體長度的確定,由傳熱面積的計算式:
。
圖5.1 立式蛇管示意圖
由蛇管的總長度可以將其分為六組，每組長度取。
由于進料深度為，其占據(jù)攪拌器筒體直筒的高度為，
對于蛇管，由于是內(nèi)盤管，其較小，圓弧長也較小，主要長度為[9]兩直邊的長度，又圓周周長為，所以
，即每組盤管為10圈。
已知發(fā)酵液帶走的熱量為：
查表可得出冷卻水的：
又因為
所以：
總傳熱量計算公式為：Q=KAΔtm
傳熱總系數(shù)K值的確定
(1)發(fā)酵液傳熱系數(shù)：
其中：:發(fā)酵液傳熱系數(shù)，:冷卻水傳熱系數(shù)，圓筒體壁厚，冷卻水污垢系數(shù), 罐壁材料系數(shù),且對于不銹鋼，
所以化簡為
由于是內(nèi)盤管，所以，查表可得：
代入數(shù)據(jù)可以計算出：
(2)冷卻水傳熱系數(shù)
，
查數(shù)據(jù)可得出一方面，他們的硬件的合理性和可靠性，另一方面，他們的軟件的可靠性，以滿足用戶的需要。收集信號，計算提升速度和實時運行速度，確定基線，確定故障和控制輸出，包括主要的和幾個次級方案。設(shè)計的重點是，如何有效地保護速度（特別是在慢段）需要做兩個方面的工作：精確測量提升速度和里程；和合理選擇包絡(luò)速度。第二，在某些特殊情況下，當(dāng)制動點的變化，必須有一個特殊的模塊來處理每一個提升和提升，第三，如何有效管理液壓剎車系統(tǒng)，需要為液壓剎車系統(tǒng)開發(fā)特殊的智能控制模塊在每個項目分項目完成后，將對系統(tǒng)進行全面的調(diào)試和標準化功能。
根據(jù)GB150中8.3，知該攪拌罐中人孔需要補強。
故可以采用等面積法進行開孔補強計算。
人孔：DN=500mm，型號為，材料為：
根據(jù)GB150-1998中式8-1，
其中開孔直徑
殼體開孔處的計算厚度
接管的有效厚度
強度削弱系數(shù)
所以
按GB150中式8-7，得：
根據(jù)GB150中式8-8，得：
根據(jù)GB150-1998中式8-9，得：
之前我們重點研究了如何計算提升通道的數(shù)值，只要得到技術(shù)值，就可以計算出容器在井底的深度。使用光電編碼器進行數(shù)字速度測量有三種方法：方法m、t和方法m/t。方法m適用于高速切削。方法t使用低速段。如果使用方法m/t測量速度，高頻時鐘脈沖計數(shù)器和輸出碼脈沖計數(shù)器應(yīng)同時開關(guān)，以減少誤差，只有當(dāng)碼輸出脈沖前沿到達時，兩個計數(shù)器才能同時開始或停止計數(shù)。而M2方法M/T在轉(zhuǎn)速較高時隨轉(zhuǎn)速的變化而變化，i T相當(dāng)于轉(zhuǎn)速最低時的轉(zhuǎn)速M的測量，M=1，它自動進入方法T的轉(zhuǎn)速測量，因此，方法M/T常用于轉(zhuǎn)速測量，因為它可以以大于前兩個的速度使用.
焊角去6mm，所以
由上述可得有效補強面積為：
又因為,所以需要另外補強，其補強面積A4為：
.
出料口：DN=100mm，外徑D0=108mm，最小壁厚為，所以可以取為，材料為：.
根據(jù)GB150中8.3，知該攪拌罐中出料口接管需要補強。
故可以采用等面積法進行開孔補強計算
進氣口：DN=100mm，外徑D0=108mm，最小壁厚為，所以可以取為.材料為：
根據(jù)GB150-1998中式8-1，
其中開孔直徑
殼體開孔處的計算厚度
接管的有效厚度
強度削弱系數(shù)
所以
按GB150中式8-7，得：
根據(jù)GB150中式8-8，得：
，設(shè)置保溫層.
根據(jù)GB150-1998中式8-9，得：
焊角去6mm，所以
由上述可得有效補強面積為：
又因為,所以需要另外補強，其補強面積A4為：
。
根據(jù)GB150中8.3，知該攪拌罐中進氣口接管需要補強。
故可以采用等面積法進行開孔補強計算
進氣口：DN=125mm，外徑D0=133mm，最小壁厚為，所以可以取為.材料為：
根據(jù)GB150-1998中式8-1，
其中開孔直徑
殼體開孔處的計算厚度
接管的有效厚度
強度削弱系數(shù)
所以
按GB150中式8-7，得：
根據(jù)GB150中式8-8，得：
，設(shè)置保溫層.
根據(jù)GB150-1998中式8-9，得：
根據(jù)GB150中式8-10 ~ 式8-13，分別計算如下：
焊角去6mm，所以
由上述可得有效補強面積為：
又因為,所以需要另外補強，其補強面積A4為：
。
試驗壓力
圓筒的薄膜應(yīng)力
即
（3） 攪拌軸有效質(zhì)量的計算
剛性軸（不包括帶錨式和框式攪拌器的剛性軸）有效質(zhì)量的計算等于軸自身的重量加上軸附帶的液體的質(zhì)量。
對單跨軸：
（4） 圓盤（攪拌器及其附件）有效質(zhì)量的計算式中：—第i個攪拌器的附加質(zhì)量系數(shù)，按表3.3.4—1差得；—第i個攪拌器的直徑，mm；—第i個攪拌器的葉片寬度，mm。
由所選的攪拌器可以查得下列各參數(shù)：
代入式子可計算出：
所以水壓試驗合格。
所選聯(lián)軸器為TK型彈性聯(lián)軸器和GT型聯(lián)軸器，因其扭矩變化較小，故取載荷系數(shù)為k=1.2，所以
，查表取
。
5.2裙座基本性質(zhì)
由于釜體設(shè)計溫度在內(nèi)，長徑比小于20，且總高度小于20米，所以裙座材料可以選取Q235-A，且裙座筒體厚度不得小于6mm。
5.2.1裙座與罐體連接型式
如下圖所示：
圖5.2.1 裙座與罐體連接型式
開孔安裝的目的是在運行過程中避免氣相環(huán)境中隔膜和底蓋之間的間隙，這不利于維護和防火防爆。
耐寒隔膜頂部應(yīng)與排氣管均勻分布，規(guī)格、數(shù)量如下：
圖2.2.1 裙座上部排氣管的設(shè)置
排氣管尺寸表：
圖5.2.2引出孔結(jié)構(gòu)示意圖
引出孔尺寸表：
裙座應(yīng)該開設(shè)檢查孔，檢查孔分圓形和長圓形兩種，其尺寸參見下[10]表：
（引出孔和檢查也的加強管與裙座的連接應(yīng)該采用全焊透結(jié)構(gòu)）
檢查孔尺寸表：
由于筒體的內(nèi)徑為3200mm，所以取裙座的內(nèi)徑為Di=3200mm，厚度材料為Q235-A,密度為，其，。
裙座殼軸向應(yīng)力校核：
裙座殼為圓筒形，假設(shè)，對于Q235-A，取C1=0.8mm,C2=1mm(輕微腐蝕)，所以C=1.8mm,所以。
其B的計算如下式：
查GB150圖6-4可以得出B=85MPa，即圓筒最大許用壓應(yīng)力為
取K=1.2，
所以取小者
又
同理，取85MPa.(其中K為載荷組合系數(shù))
又
（1）各質(zhì)量的計算
圓筒、封頭及裙座的總質(zhì)量：
附件質(zhì)量：
內(nèi)構(gòu)件質(zhì)量：
保溫層質(zhì)量：
扶梯質(zhì)量（單位質(zhì)量是40Kg）：
物料質(zhì)量：
減速機（含機架）質(zhì)量：
聯(lián)軸器（不含減速機部分）質(zhì)量：
操作質(zhì)量：
水壓試驗質(zhì)量：
罐最大質(zhì)量：
罐最小質(zhì)量：
為方便分析，現(xiàn)將整個攪拌罐分為6段：
其各段參數(shù)見下表：
段號
1
2
3
4
5
6
1442.7
1956.6
1956.6
1956.6
1600
740.6
0
373.5
373.5
491
251
0
0
6.8
6.8
6.8
7.6
0
0
70
70
70
70
0
14700
14700
14700
0
0
0
0
0
0
0
0
3800
0
285
285
285
0
570
12604.2
12604.2
12604.2
12604.2
12604.2
0
16142.7
17385.1
17385.1
2802.6
1921.8
5110.6
28746.9
15289.3
15289.3
15406.8
14525.2
5110.6
1442.7
2386.3
2386.3
2409.8
1720.2
5110.6
(2)基本自振周期
(3)地震載荷及地震彎矩的計算
任意高度的集中質(zhì)量引起的基本振型水平地震力按下圖計算：
圖5.2.3 水平地震力示意圖
（）
段號
1
2
3
4
5
6
16142.7
17385.1
17385.1
2802.6
1921
5110.6
800
2450
4150
5850
7650
10568
0.011
0.06
0.13
0.275
0.35
0.545
0.08(7級地震)
168.8
991.6
2148.4
732.6
639.1
2647.7
0.75=46131
1426.95
4706.4
由于,且,故不考慮高振型的影[11]響。
(1)0-0截面地震彎矩：
(2) 1-1截面地震彎矩：
(3) 截面地震彎矩：
(4)由于該設(shè)備放于室內(nèi)，所以不考慮風(fēng)載荷的影響。
(5)各截面最大彎矩的計算
0-0截面最大彎矩：
1-1截面最大彎矩：
5.3 各個截面的校核檢驗
(1)0-0截面校核：
(2)截面（人孔所在截面）
人孔 ； ； ；
同理：
基礎(chǔ)環(huán)外徑：
基礎(chǔ)環(huán)內(nèi)徑：
基礎(chǔ)環(huán)截面系數(shù)和截面積：
混凝土基礎(chǔ)上的最大壓應(yīng)力（下式中取最大值）：
取。
基礎(chǔ)環(huán)無筋板時的厚度（=140）：
=
為安全起見，故取。
(1)地腳螺體承受的最大拉應(yīng)力按下式計算：
所以可以得出：。
(2)地腳螺栓的螺紋最小徑為：
由此可取螺栓為M24，共8個，
由螺栓規(guī)范表可得，對于M24，其最小個數(shù)為20，所以個數(shù)取為20個。
又，
所以可得，即驗算合格。
至此，裙座的設(shè)計完成.
其綜合參數(shù)為：
裙座筒體
基礎(chǔ)環(huán)
地腳螺栓
內(nèi)徑/mm
/mm
/mm
裕量/mm
內(nèi)徑/mm
/mm
/mm
數(shù)量
3200
10.2
12
1.8
3500
20
20
5.4攪拌罐的設(shè)備安裝和工藝
5.4.1攪拌罐的結(jié)構(gòu)說明
安裝汽缸結(jié)構(gòu)、氣缸蓋、懸浮混合器、動力離合器和排氣閥使用不銹鋼材料；按照gb741-80的技術(shù)條件，油缸內(nèi)外拋光，內(nèi)懸浮液，有效溫度表這是一個旋轉(zhuǎn)輪行星減速器，控制攪拌器，可以安裝，拆卸，清洗，設(shè)置竊聽器，兩個打開的清洗容器，兩個控制孔，可以連接到管道，為了方便連接不同的底部W組件，在這部分有一個卸載孔，安裝平衡攪拌，旋轉(zhuǎn)90度的閥門卸載桿，卸貨后關(guān)好，達到平衡混合物。1。該裝置是大氣的，換熱器運行平穩(wěn)，加上大氣壓，如果壓力太大，請檢查進出口的聯(lián)鎖裝置。
減壓器必須配備。如果有冷凝器，可以確定換熱器是否應(yīng)清洗。在混合容器中，裝載量不得超過實際混合體積，嚴禁使用過載，以免發(fā)動機燃燒或損壞此種部件，作為一個減速機。如果設(shè)備長期未使用，必須徹底清洗，到處涂油，切斷電源。
攪拌槽：磁力攪拌槽、電加熱器、不銹鋼攪拌槽。
多層供暖：電加熱和蒸汽供暖。
外部保溫板必須用法蘭頭和升降蓋按照儲罐密封要求設(shè)計，混合力加熱控制應(yīng)考慮在內(nèi)。
復(fù)合容器設(shè)計特點：
推是單層不銹鋼。
所有這些不銹鋼材料。
建設(shè)人和工作能力。
早期的樹干內(nèi)壁穿過拱門，確保排水，沒有死角。檢查設(shè)備在運輸過程中是否嚴重損壞和變形，設(shè)備是否松動。用戶有義務(wù)通過固態(tài)填充螺釘確定設(shè)備的水平。電氣控制設(shè)備、設(shè)備及附件在專家監(jiān)督下正確安裝時，應(yīng)檢查輸油管道運行正常，儀表運行正常。已安裝。之前開始檢查，裝置內(nèi)外是否有影響裝置正常工作的人或物，以免發(fā)生危險。安裝后，檢查幾秒鐘。確認無短路或聲音信號后，可進行短時試驗。如果混合罐配有機械密封，10*a）用于機械密封的冷卻室；為了使機械密封得到良好的潤滑和冷卻，機器的最佳密封應(yīng)符合標準裝置正常運行后，檢查軸承溫度、工作穩(wěn)定性、密封性等Urc該裝置可在正常運行后投入使用。
5.4.2攪拌罐罐體配置
1.快開式人孔。
2.各種外形的CIP清洗器。
3.防蠅蟲衛(wèi)生級透氣罩。
4.可調(diào)式三角支腿。
5.可拆卸進料管套件。
6.溫度計（根據(jù)客戶要求配置）。
7.爬梯（根據(jù)客戶要求配置）。
8.槳式攪拌器。
結(jié) 論
用戶通常取決于加熱、干燥或冷卻材料。工作壓力應(yīng)低于0.1兆帕。加熱方式可以根據(jù)用戶的生產(chǎn)條件確定，加熱方法由兩種方法組成：平均循環(huán)，如直接加熱熱油。以及電介質(zhì)循環(huán)的其他組成部分，導(dǎo)熱油在單個加熱爐中加熱到規(guī)定的溫度，然后用燃油泵輸送和分配；直接加熱包括以下電加熱管直接安裝在夾子上：加熱油到規(guī)定的溫度）（冷卻容器內(nèi)及周圍的水循環(huán)它也可以根據(jù)用戶的要求通過管加熱或冷卻。
1。檢查設(shè)備在運輸過程中是否有嚴重損壞和變形，連接裝置節(jié)點是否有任何變化。
第二，用戶必須安裝固定裝置，安裝主螺釘。
確保在專家監(jiān)督下適當(dāng)安裝設(shè)備、電氣控制和配件，并檢查管道的不間斷性；正確安裝設(shè)備和損傷。設(shè)備內(nèi)外是否存在影響設(shè)備正常工作的人員或物品，以避免危險。
4。安裝后，必須進行幾秒鐘的試驗，以確保沒有電力短缺或過敏。然后可以進行短期測試。
5。如果混合物箱中含有機械密封，則必須確定為10%215；a.在主要部件投入運行之前，機器中的縫紉油槽或潤滑油槽，而冷卻水則應(yīng)置于機械冷卻密閉室內(nèi)；從工廠出口時密封不作調(diào)整，安裝后，根據(jù)工廠操作規(guī)程，將機器封裝到最佳位置，可以根據(jù)用戶的需要正常工作）。
設(shè)備正常運行后，檢查軸承溫度、工作穩(wěn)定性、密封性[12]等。如果儀器正常運行，檢查是否正常，檢查是否正常，檢查是否正常，檢查是否正常。它將運行。
1。該裝置是大氣的，換熱器運行平穩(wěn)，加上大氣壓，如果壓力太大，請檢查進出口的聯(lián)鎖裝置。
2、減速器內(nèi)應(yīng)裝40#--50#機油或70#--90#極壓工業(yè)齒輪油，第一次運行20天（每天工作8小時）后，更換機油并清洗油箱內(nèi)的油污，以后每3—5個月更換一次并清洗油箱。（無減速機除外）
3、若配置有冷凝器，可根據(jù)換熱的效果來判斷是否該對其進行清洗換熱管道。
4、攪拌罐體內(nèi)裝載量應(yīng)嚴格按照不超過攪拌罐體的有效容積，嚴禁過載使用，以免燒壞電機或損壞減速機等部件。
5、設(shè)備若長期不用，應(yīng)全部清洗干凈，各處注入潤滑油并切斷電源。
39
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[12]葉君，實用緊固件手冊[M]，北京：機械工業(yè)出版社，2004.
致 謝
感謝我的導(dǎo)師，他們嚴謹細致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣;他們循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。這片論文的每個實驗細節(jié)和每個數(shù)據(jù)，都離不開你的細心指導(dǎo)。而你開朗的個性和寬容的態(tài)度，幫助我能夠很快的融入我們這個新的實驗室感謝我的室友們，從遙遠的家來到這個陌生的城市里，是你們和我共同維系著彼此之間兄弟般的感情，維系著寢室那份家的融洽。四年了，仿佛就在昨天。四年里，我們沒有紅過臉，沒有吵過嘴，沒有發(fā)生上大學(xué)前所擔(dān)心的任何不開心的事情。只是今后大家就難得再聚在一起吃每年元旦那頓飯了吧，沒關(guān)系，各奔前程，大家珍重。我們在一起的日子，我會記一輩子的。感謝我的爸爸媽媽，焉得諼草，言樹之背，養(yǎng)育之恩，無以回報，你們永遠健康快樂是我最大的心愿。在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意!
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