噸提取罐設(shè)計.doc

1、四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 6000L提取罐設(shè)計學(xué) 生：周維月學(xué) 號：10011010430專 業(yè)：過程裝備與控制工程班 級：2010.4指導(dǎo)教師：曾濤 四川理工學(xué)院機械工程學(xué)院二O一四年六月四 川 理 工 學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書設(shè)計（論文）題目： 6000L提取罐的設(shè)計 學(xué)院：機械工程學(xué)院 專業(yè)：過程裝備與控制工程 班級：2010.4學(xué)號： 10011010430學(xué)生： 周維月 指導(dǎo)教師： 曾濤 接受任務(wù)時間 2014.03.03 系主任 （簽名）院長 （簽名）1畢業(yè)設(shè)計（論文）的主要內(nèi)容及基本要求(1) 原始數(shù)據(jù)：設(shè)計題目：6000L提取罐設(shè)計 設(shè)備容積：6000L 加熱面積：13

2、 m2 內(nèi)膽設(shè)計壓力：常壓 夾套設(shè)計壓力：0.35MPa 設(shè)備主體材料：0Cr18Ni9 過濾面積：2.0 m2 (2) 主要內(nèi)容：進行罐體的結(jié)構(gòu)設(shè)計、強度校核及其它附件的選型。 (3) 基本要求：裝配圖1張(0號圖) ，零件圖3張 (圖面總量大于1號圖)，設(shè)計說明書1份。2指定查閱的主要參考文獻及說明1 .全國壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化委員會.GB150-2011.壓力容器.北京:中國標(biāo)準(zhǔn)化出版社出版,2011，2 .鄭津洋,董其伍,桑芝富.過程設(shè)備設(shè)計M.化學(xué)工業(yè)出版社,20053 化學(xué)工業(yè)部第六設(shè)計院，陳偕中，化工設(shè)備設(shè)計全書（化工容器設(shè)計）M.上海：上?？?學(xué)技術(shù)出版社，19874 丁伯民，黃正林

3、. 化工設(shè)備設(shè)計全書M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20035 化工機械手冊編輯委員會.化工機械手冊M.天津：天津大學(xué)出版社，19913進度安排設(shè)計（論文）各階段名稱起 止 日 期1資料收集，閱讀文獻，完成開題報告2014.03.03-2014.03.202完成所有結(jié)構(gòu)設(shè)計和設(shè)計計算工作2014.03.21-2014.04.253完成所有圖紙繪制2014.04.26-2014.05.154完成設(shè)計說明書及圖紙的修改2014.05.16-2014.05.315答辯的準(zhǔn)備和畢業(yè)答辯2014.06.01-2014.06.10摘 要提取罐是中藥提取行業(yè)中常用的浸出提取設(shè)備，特別適合于天然藥物的浸出提取。它可

4、促使中藥提取有更高的效率，適用于中藥、食品、化工等多種行業(yè)。同時提取罐具有操作方便、效率高、產(chǎn)量高等優(yōu)點。本設(shè)計主要按照GB1502011壓力容器進行設(shè)計，主要對罐體的結(jié)構(gòu)、工藝尺寸及錐殼進行工藝計算、強度校核、結(jié)構(gòu)設(shè)計。還對其他附件如接管、法蘭、支座、儀表等進行選擇。關(guān)鍵詞：提取罐；工藝計算；強度校核；GB1502011.IABSTRACTABSTRACTExtracting tank is commonly used in traditional Chinese medicine extraction industry leaching extraction equipment, espe

5、cially suitable for leaching extraction of natural medicines. Prompted Chinese medicine extraction has the higher efficiency, suitable for Chinese traditional medicine, food, chemical and other industries. And the extracting tank has advantages of convenient operation, high efficiency and high yield

6、. This design largely based GB150-2011 pressure vessel design, main structure, process dimension of tanks and conical shell process calculation, strength check, the structure design. Also for other accessories such as take over, flange, choice of bearing, instrument, etc.Keywords: extraction tank；pr

7、ocess calculation；strength check；GB1502011I目錄中文摘要 ABSTRACT 第1章 緒論1 1.1 提取罐的研究現(xiàn)狀和發(fā)展1 1.2中藥提取物發(fā)展前景3 1.3 中藥提取物的標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用4 1.4 提取罐的結(jié)構(gòu)和提取原理4 1.5總體方案 5第2章 罐體的設(shè)計6 2.1罐體結(jié)構(gòu)設(shè)計6 2.2罐體幾何尺寸計算7 2.2.1罐體直徑和高度計算7 2.2.2錐殼部分尺寸計算8 2.3罐體的強度計算8 2.3.1材料的選擇9 2.3.2罐體壁厚的計算9 2.3.3錐殼厚度計算12 2.3.4罐體封頭壁厚的計算15第3章 夾套的設(shè)計18 3.1夾套的直徑和高度18

8、 3.2夾套的厚度計算18 3.3夾套傳熱面積及其校核20 3.4 耐壓試驗20第 4 章 接管及連接法蘭的選擇22 4.1連接筒體和封頭的設(shè)備法蘭的選擇22 4.2開孔補強計算23第5章 支座等附件的選擇27 5.1支座的選擇27 5.2儀表的選擇28 5.3排渣門裝置29第6章 結(jié)論32參考文獻 33致謝34四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計第1章 緒論 1.1 提取罐的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢1.1.1提取罐的研究現(xiàn)狀提取罐是醫(yī)藥化工中常用的浸出提取設(shè)備，特別適合于天然藥物的浸出提取。直錐型提取罐適用于中藥、食品、化工行業(yè)的常壓、微壓、水煎、溫浸、熱回流、強制循取罐的主要系列有直錐型、蘑菇型、直筒型、斜錐型

9、等。直環(huán)滲漏作用，芳香油提取及有機溶媒回收等多種工藝操作，具有效率高、操作方便等優(yōu)點，罐內(nèi)配備CIP清洗操作系統(tǒng)，符合GMP標(biāo)準(zhǔn)。 配套設(shè)備有冷凝器、消沫器、過濾器、冷凝器、冷卻器、藥液泵、油水分離器等。1.1.2提取罐的發(fā)展趨勢 據(jù)有關(guān)文獻報道，中藥提取仍然是國內(nèi)中藥現(xiàn)代化的瓶頸之一。目前世界天然植物藥市場已達300億美元，且以每年20的速度增長，很有可能在近幾年內(nèi)快速增長到1000億美元以上；2003植物提取物占中藥類產(chǎn)品的出口份額增加到30.16%，成為我國中藥出口的第二大類商品。植物提取領(lǐng)域發(fā)展?jié)摿薮螅烊凰幬锏拈_發(fā)、提取在日常生活中越來越多，前景看好。投資少、生產(chǎn)成本低、安全程度高

10、的提取方法、經(jīng)濟效益愈發(fā)顯著越來越為人們所重視。未來的幾年，植物提取品種和數(shù)量將大大增加，十年內(nèi)甚至更短的時間內(nèi)將有數(shù)量級的飛躍，探討采用連續(xù)提取工藝，提高加工能力和得率，減低生產(chǎn)成本，有著不同尋常的意義。傳統(tǒng)的中藥提取設(shè)備都不能滿足現(xiàn)代提取要求，傳統(tǒng)提取罐提取效率低，提取中藥成分不純，現(xiàn)代中藥提取罐在提取中藥成分效率上提高了很多，因此發(fā)展更先進的提取設(shè)備是迫不及待的，發(fā)展提取罐是中藥行業(yè)的必經(jīng)之路，提取罐設(shè)計更向著智能化、自動化、一體化發(fā)展。1.1.2.1 提取罐自動化系統(tǒng)的發(fā)展1 多功能提取罐系統(tǒng)其整個提取過程是在密閉的循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)完成，能夠?qū)崿F(xiàn)對常壓水提、醇提，等多種提取工藝和多種物料的提

11、取，無論是水提、醇提，等方面的工藝要求，均由制藥廠根據(jù)制藥工藝要求、準(zhǔn)則自行擬定，多功能提取系統(tǒng)由多功能提取罐和回流，冷凝，強制循環(huán)等組成，配套設(shè)備包括消沫器，過濾器，冷凝器，油水分離器，藥液泵等組成，提取罐的加熱方式通常采用夾套蒸汽傳熱，罐內(nèi)保持常壓，提取運行溫度的設(shè)定和是否需要強制循環(huán)方式是根據(jù)提取工藝要求來確定，為了實現(xiàn)多種物料不同提取工藝的計算自動檢測和控制，經(jīng)過調(diào)研和論證以及實踐，確定了多功能提取能的計算機監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計必須要滿足以下要求： (1) 根據(jù)天然藥物提取工藝的共性，特點和實際需求出發(fā)，既要滿足現(xiàn)又工藝條件，又要適應(yīng)今后技術(shù)發(fā)展的需要，因此，控制系統(tǒng)的設(shè)計必須充分考慮控制系統(tǒng)

12、結(jié)構(gòu)和控制方案的靈活性，可變性，適應(yīng)性，可操作性。 (2) 實現(xiàn)多種提取工藝的選擇性控制，根據(jù)不同的提取工藝分別調(diào)整配方加料數(shù)量，夾套間接加熱保溫時間，強制循環(huán)的次數(shù)，回流提取方式，控制順序等，對提取工藝的控制要求是在有限和固定的設(shè)備各管線的條件下，方便而靈活地實現(xiàn)不同提取模式各全自動控制。 (3) 充分采用計算機在線監(jiān)測和實時控制的方法，對天然藥物提取工藝進行全過程自動控制或局部自動控制，實現(xiàn)生產(chǎn)過程畫面的動態(tài)監(jiān)視以及參數(shù)的實時顯示，對一些重要的工藝參數(shù)實現(xiàn)在線設(shè)定和修改生產(chǎn)過程參數(shù)，對已記錄下的數(shù)據(jù)進行管理，并能實現(xiàn)歷史曲線的顯示和報表的生成及打印。 (4)充分考慮控制系統(tǒng)設(shè)計的可靠性和實

13、用性以及經(jīng)濟性，無論傳感器，變送器，執(zhí)行器的選型還是控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制方案的設(shè)計，都必須充分考慮到其可靠性，實用性，防爆安全性，應(yīng)用的方便性，靈活性和技術(shù)經(jīng)濟的合理性，實現(xiàn)自動報警及聯(lián)鎖保護，為系統(tǒng)的安全，高效，穩(wěn)定生產(chǎn)提供保證。 多功能提取罐的應(yīng)用，多功能提取罐目前已成為中成藥制劑廠的一種重要設(shè)備，廣泛應(yīng)用于重要醇提，水煎，芳香性成分提取等工藝操作，如何充分發(fā)揮多功能提取罐的“多能”作用，我們從生產(chǎn)實際出發(fā)，對多功能提取罐的應(yīng)用做了一些探索及研究。多功能提取罐在進行中藥材醇提取操作時，由于醇度較高，醇提取結(jié)束后放出含醇藥汁后，留存在多功能提取罐中的藥材吸附有大量高濃度乙醇，過去，下一步操作往

14、往是直接進行水煎，這樣留存在中藥材中的乙醇就在水煎時與水蒸氣一起揮發(fā)到大氣中，白白浪費，考慮到溶劑價格較貴，可以進行回收重復(fù)利用，即在水煎開始時，先用回收冷卻裝置回收乙醇，待回收乙醇濃度達30%左右時停止回收，進行水煎，這樣能回收部分乙醇，但存在回收時間較長，回收乙醇濃度不高等問題，在實際操作中，還常常因加水量不一，冷卻器循環(huán)水控制等引起具體困難，改正后的操作方法如先下：在熱回流結(jié)束放出回流藥汁后，不立即放水水煎，而是開啟多功能提取罐底部的蒸汽沖管閥，應(yīng)用水蒸氣蒸餾原理。蒸汽壓力控制在0.040.06MPa，這樣將留存在中藥材內(nèi)的高濃度乙醇一起帶出來，用回收冷卻裝置回收，待回收乙醇濃度下降到3

15、0%左右時，再放水進行水煎，采用這種方法，操作易掌握，回收時間短，回收溶劑濃度高，溶劑損耗降低。一般中成藥廠采用滲濾發(fā)生產(chǎn)中成藥酒劑，滲濾后藥渣，一般采用壓榨法回收白酒。由于這種操作方法勞動強度大，操作環(huán)境惡劣，白酒損耗大，現(xiàn)在工廠己很少采用，為了減少白酒的消耗，降低產(chǎn)品成本，一般利用多功能提取罐回收酒劑藥渣中的白酒，具體操作方法如下將滲透完畢后的藥渣倒入多功提取罐中，以罐容量1/22/3投料量為宜，先開啟夾套蒸汽加熱, 控制壓力0.040.06，待回收白酒適量濃度時一般掌握回收白酒含醇量下降到25%左右，停止回收，采用這種操作方法，可以利用現(xiàn)有設(shè)備而不增添新的回收裝置，降低勞動程度，減少白酒

16、損耗。1.2中藥提取物的發(fā)展前景要對提取罐深入了解就必須通過對中藥提取物的認知。中藥提取物產(chǎn)業(yè)是從中藥產(chǎn)業(yè)分離出來的，根據(jù)國際國內(nèi)市場需求發(fā)展起來的一個產(chǎn)業(yè)，一方面可以認為中藥提取物產(chǎn)業(yè)是中藥現(xiàn)代化的基礎(chǔ)，是當(dāng)前中藥國際化的現(xiàn)實途徑之一，大力發(fā)展中藥提取物產(chǎn)業(yè)具有戰(zhàn)略意義。另一方面要把這個產(chǎn)業(yè)當(dāng)成一個獨立產(chǎn)業(yè)，一個具有巨大市場需求的新興產(chǎn)業(yè)，不能過多地把它與中藥現(xiàn)代化和國際化聯(lián)系在一起。中藥是中華民族的瑰寶，我國已有數(shù)千年使用天然藥物的歷史，同時也具備豐富的自然資源，但我國中藥提取物產(chǎn)業(yè)遠遠落后于歐洲，面對全球迅速發(fā)展起來的天然藥物產(chǎn)業(yè)，天然健康品及天然日用化妝品市場，應(yīng)盡快制定明確的競爭戰(zhàn)略

17、，便于適應(yīng)國際國內(nèi)市場的需求。一、中藥提取物的現(xiàn)代化發(fā)展： 提取物是國際天然醫(yī)藥保健品市場上的一種新的產(chǎn)品形態(tài)，是現(xiàn)代植物藥先進技術(shù)的載體，該類產(chǎn)品在符合GAP、GMP要求下進行生產(chǎn)，同時采用先進的工藝和質(zhì)量檢測技術(shù)，如大孔吸附樹脂分離技術(shù)在國內(nèi)提取物生產(chǎn)企業(yè)中得到普及，而在中成藥生產(chǎn)中應(yīng)用甚少，HPLC、HPTLC、GC、GC-MS、HPLC-MS等分析儀器和技術(shù)在中藥提取物中得到應(yīng)用，它體現(xiàn)了中藥產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進步，體現(xiàn)了中藥現(xiàn)代化的要求。二、中藥提取物的產(chǎn)業(yè)化趨勢： 中藥提取物是對中藥材的深度加工，具有開發(fā)投入較少、技術(shù)含量高、產(chǎn)品附加值大、國際市場廣泛等優(yōu)勢和特點，是目前中藥進入國際市場的

18、一種理想方式；中藥提取物經(jīng)數(shù)年的發(fā)展，已具備一定的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，出口比例已超過中藥，并呈現(xiàn)上升趨勢。另一方面，提取物研制、生產(chǎn)、流通等各個環(huán)節(jié)，從宏觀到微觀尚缺乏必要的管理規(guī)范，產(chǎn)品品種多、規(guī)格雜、生產(chǎn)企業(yè)多而小、經(jīng)營渠道雜、經(jīng)營秩序混亂、產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊，損害中藥出口產(chǎn)品的形象，致使中藥提取物平均出口價格大幅下降，1999年中藥提取物平均出口價格較上年度降低27.2%，惡性降價造成了企業(yè)效益下降和資源的嚴重浪費，中藥提取物需要產(chǎn)業(yè)化的調(diào)控和規(guī)范。1.3中藥提取物的標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用絕大多數(shù)的植物提取物主要以外銷為主，這可能與中國中醫(yī)藥界對中藥提取物的看法仍然有很多分歧有關(guān)，很多人認為中藥提取物與中藥飲片

19、有很大的分別甚至不能稱之現(xiàn)代藥理學(xué)研究、中藥新劑型研制、提高中藥產(chǎn)品生產(chǎn)效率均有重要意義。隨著現(xiàn)代中藥提取技術(shù)的應(yīng)用, 中藥生產(chǎn)必將向過程可控、產(chǎn)物明確、質(zhì)量嚴格的方向發(fā)展, 從根本上提高中藥產(chǎn)品的科技含量, 使得傳統(tǒng)中藥領(lǐng)域向現(xiàn)代化、科學(xué)化、產(chǎn)業(yè)化、精細化、標(biāo)準(zhǔn)化的方向邁進總的來說，目前中藥提取物的發(fā)展勢頭是好的，由逐漸替代中藥飲片的可能。但是由于歷史較短，發(fā)展過快，水平不一，利潤逐步調(diào)低，取法國際統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，中藥提取物已經(jīng)發(fā)展到了一個瓶頸階段，必須要大力投入在中藥標(biāo)準(zhǔn)方面的研究，掌握了標(biāo)準(zhǔn)的主動權(quán)也就掌握了中藥銷售的主動權(quán)。在不斷的經(jīng)營過程中借鑒的國外天然藥物的發(fā)展模式和方法，即可強化中藥產(chǎn)

20、業(yè)的持續(xù)創(chuàng)新能力，又能為中藥產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)跨躍式發(fā)展提供技術(shù)保障。31.4 提取罐的結(jié)構(gòu)和提取原理 提取罐是中藥制取裝置機組中的核心設(shè)備。提取罐是通過在罐體內(nèi)對中藥材等組分在適宜溫度和壓力下進行加熱、攪拌等操作，并通過過濾最終得到所需成品或半成品（主要是湯藥制劑）的中藥提取設(shè)備。提取罐提取原理：(1)水提：水和中藥裝入提取罐內(nèi)，開始給夾層熱源(如蒸汽)，罐內(nèi)沸騰后減少供給熱源，保持罐內(nèi)沸騰即可，維持時間根據(jù)提取藥理工藝而定，如密閉提取需給冷卻水，使蒸汽氣體冷卻后回到提取罐內(nèi)，保持循環(huán)和溫度。4(2)醇提：先將藥和酒精加入罐內(nèi)必須密閉，給夾層熱源蒸汽，打開冷卻水使罐內(nèi)達到需要溫度時(根據(jù)提取藥理工藝而

21、定)減少供給熱源，使上升汽態(tài)酒精經(jīng)過冷凝器后成液態(tài)酒精回流即可，為了提高效率，可用泵強制循環(huán)，使藥液從罐下部通過泵吸出，再從上部進口回流至罐內(nèi)，解除局部溝流。(3)提油：先把含有揮發(fā)油的中藥和水加入提取罐內(nèi),打開油分離器的循環(huán)閥門,調(diào)整旁通回流閥門,開供給熱源閥門達到揮發(fā)溫度時打開冷卻水進行冷卻,經(jīng)冷卻的藥液應(yīng)在分離器內(nèi)保持一定高度使之分離,再過油水分離器輪換使用。(4)回收油精： 將酒精加入缸內(nèi)，給蒸汽打開冷卻水，再打開回收閥門即可。主要由攪拌容器、攪拌裝置、傳動裝置軸封裝置、支座、人孔、工藝接管和一些附件組成。作為中藥提取設(shè)備之一，提取罐技術(shù)參數(shù)的選擇和結(jié)構(gòu)設(shè)計是否合理，將直接影響到整個中

22、藥生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。從而影響到生產(chǎn)能力的大小和技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)的好壞。中藥藥液提取罐屬浸出設(shè)備，其結(jié)構(gòu)形式與反應(yīng)釜相類似，設(shè)計時參考化學(xué)反應(yīng)釜相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進行計算。51.5總體方案 1. 熟悉畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書的內(nèi)容和要求 2. 查閱文獻資料，了解提取罐的現(xiàn)狀及發(fā)展情況 3. 確定設(shè)計計劃，調(diào)查研究及方案分析比較 4. 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 ：根據(jù)工藝要求并考慮制造、安裝和維護檢修的方便，確定各部分結(jié) 構(gòu)型式，如封頭形式、傳熱面、筒體和夾套的結(jié)構(gòu)型式。 5. 選材 ：主要考慮壓力溫度、腐蝕因素但也不要忽略容器的材料對產(chǎn)品質(zhì)量的影響。 6. 強度和穩(wěn)定性校核計算 ：主要指罐體封頭、夾套、等的強度計算及受

23、外壓零件的穩(wěn)定性核算。 7. 罐體附件：（如支座、接管、儀表）選型。 8. 專題討論 ： 討論設(shè)計的合理性、安全性、經(jīng)濟性和適用性。 9. 繪圖 ：包括裝配圖和零件圖 10. 編制技術(shù)要求 ：提出制造、裝配、檢驗和試車等方面的要求。 11. 整理設(shè)計說明書。 5四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計第2章 罐體設(shè)計2.1 罐體結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)設(shè)計題目內(nèi)容，初步確定提取罐結(jié)構(gòu)形式，該提取罐主要由筒體，封頭，夾套，氣動排渣裝置及相應(yīng)附件組成。筒體，封頭材料：0Cr18Ni9，夾套材料：Q235B4容器夾套有如圖2-1所示的常用結(jié)構(gòu)形式。由于需從罐體下不排渣，所以本設(shè)計選擇圖2-1(a)圓筒型夾套。 圖2-1 容器夾套的

24、常用結(jié)構(gòu) 提取罐主體結(jié)構(gòu)形式如圖2-2所示。為方便除渣，筒體下部設(shè)計為圓錐形4。然后逐步確定各結(jié)構(gòu)計算數(shù)據(jù)。圖2-2 提取罐主體結(jié)構(gòu)形式2.2 罐體幾何尺寸計算2.2.1 罐體直徑和高度的計算根據(jù)設(shè)計題目要求，設(shè)計容器主體為圓形筒體。在知道提氣罐操作時盛裝物料的容積首先要選擇適宜的長徑比(H/Di)和裝料量，確定筒體的直徑和高度。由于本設(shè)計提氣罐結(jié)構(gòu)與反應(yīng)釜類似，所以可參考釜體的長徑比選擇方法4。（一） 釜體的長徑比工藝設(shè)計給定的容積，對直立式攪拌容器通常是指筒體和封頭兩部分容積之和；對臥式攪拌容器則指筒體和左右封頭容積之和。根據(jù)使用經(jīng)驗，攪拌容器中筒體的高徑比可按表2-1選取。設(shè)計時，根據(jù)攪

25、拌容器的容積、所選用的筒體高徑比，就可確定筒體直徑和高度。6根據(jù)實踐經(jīng)驗，幾種反應(yīng)釜的長徑比大致如表 2-1所示3:表2-1 幾種攪拌設(shè)備的H/Di值種類設(shè)備內(nèi)物料類型H/Di一般攪拌罐液-固或液-液相物料11.3氣-液相物料12發(fā)酵罐類1.72.5根據(jù)21，其高徑比取為：K=1.2,即：=1.2。已知設(shè)備容積V=6m3, 根據(jù)公式： (21)式中： V設(shè)備容積，； 筒體內(nèi)徑，； 筒體高度，；則 (22) 以選定的值及V值代入上式，即初步算出筒體內(nèi)徑1853將的估算值圓整到公稱直徑系列5故取Di=1900mm。封頭內(nèi)徑采用筒體的內(nèi)徑值，封頭型式采用橢圓型封頭，由化工機械手冊可以查出公稱直徑為1

26、900mm時，直邊高度h0初選h0=40mm。（二）確定筒體的高度=2116mm (23) 取H1=2.2m,于是H1/Di=2200/1900=1.16。因為=1.16在1.01.3之間，滿足題目條件。2.2.2 錐殼部分尺寸計算本設(shè)計中，為滿足工藝需求，將筒體下部取體積制成平截正錐形筒體。令小端直徑為1000mm，錐頂半角為30。則有： h=780mm (24) h: 錐殼的高度， D： 錐殼大端直徑， d： 錐殼小端直徑。圖2-3 軸對稱錐殼 根據(jù)上述數(shù)據(jù)可知道：罐體直圓筒部分高=2200mm 內(nèi)徑=1900mm 錐殼部分筒體高=780mm 小端內(nèi)徑d=1000mm 筒體總高=+=298

27、0mm 錐殼內(nèi)濾板尺寸計算：過濾面積為2，濾板緊貼錐殼內(nèi)表面，其a邊按錐殼斜邊長度計算，其長度L=780/sin30=1560，所以濾板b邊長度L=2000000/1560=1282mm。2.3罐體的強度計算 2.3.1材料的選擇提取罐設(shè)計壓力：夾套0.35MPa、容器0.1MPa；設(shè)計溫度100；。根據(jù)工藝條件選用0Cr18Ni9不銹鋼板作為罐體和封頭的材料，選用Q235B為夾套的材料。 2.3.2 罐體壁厚的計算 2.3.2.1按承受0.1MPa內(nèi)壓容器設(shè)計筒體的設(shè)計溫度100，由GB150-2011表4-5查得其許用應(yīng)力為=137MPa，設(shè)計壓力P1=0.1MPa，液柱靜壓力P1H為：

28、(25) =10009.82.980=28000Pa=0.028MPa式中 水溶液的密度，=1000m3； h筒體高度,h=2980mm； g重力加速度，g=9.8m/s2；因為液柱靜壓力大于設(shè)計壓力的5%，故應(yīng)計入計算壓力中。筒體的計算壓力P1c為： (26) =0.1+0.028=0.128MPa式中 P1筒體內(nèi)的設(shè)計壓力，P1=0.1MPa； P1H液柱靜壓力，P1H=0.028MPa；直圓筒部分筒體的計算厚度按下式計算 (27) =1mm式中 P1c筒體的計算壓力，P1c=0.128MPa； Di筒體的公稱直徑，Di=1900mm； 材料在100時的許用應(yīng)力，=137MPa； 鋼制壓力

29、容器的焊接接頭系數(shù)，=0.856；設(shè)計厚度按下式計算 (28) =1+0=1 mm式中 筒體的計算厚度，=1mm； 材料腐蝕裕量，=0mm6；因為不銹鋼容器不包括腐蝕裕量的最小厚度=2mm,所以取為：=2mm。名義厚度按下式計算 (29) =2+0.18=2.18mm式中 筒體設(shè)計厚度，=2mm； 材料的厚度負偏差，=0.18mm8；取，沒有變化，滿足條件，故名義厚度取為3mm。有效厚度按下式計算: (210) =3-0.18=2.82mm強度校核，強度校核按下式進行： (211) = 40.5MPa=116.5Mpa 式中 筒體的計算壓力； 所以則有：P。故假設(shè)名義厚度不合理。2、假設(shè)9mm

30、, L/D0=2200/1918=1.15 D0/=1918/8.2=234 式中 L筒體計算長度，L =2200mm； D0筒體外徑, =1918mm； 筒體有效壁厚,=90.8=8.2mm 由GB150-2011圖6-2查得A=0.00035，由GB150-2011圖67所示。可知A在設(shè)計溫度線的右方，則可查得B=48MPa,按下式計算許用外壓力P4 42348 P= = 0.205 (213) 比較計算外壓力與許用外壓力P，0.35P。故假設(shè)名義厚度不合理。3.假設(shè)12mm, L/D0=2200/1924=1.14 D0/=1924/11.2=172 式中 L筒體計算長度，L =2200

31、mm； D0筒體外徑, =1924mm； 筒體有效壁厚,=120.8=11.2mm 由GB150-2011圖6-2查得A=0.00048，由GB150-2011圖67所示。由內(nèi)插法計算得B=71.5MPa,按下式計算許用外壓力P P= = 0.358 (214) 比較計算外壓力與許用外壓力P，0.35P且較接近。故假設(shè)名義厚度合理。比較內(nèi)外壓情況，取=12mm作為筒體的厚度2.3.3錐殼厚度計算錐殼部分筒體的計算厚度按下式計算 (215) = = 1.24 mm式中 P1c錐殼的計算壓力，P1c=0.128MPa； Dc錐殼的計算內(nèi)直徑，Dc=1900mm； 材料在100時的許用應(yīng)力，=137

32、MPa； 鋼制壓力容器的焊接接頭系數(shù)，=0.854； 錐殼半頂角，=30； 設(shè)計厚度按下式計算 (216) =1.24+0=1.24mm式中 錐殼的計算厚度，=1.24mm； 材料腐蝕裕量，=0mm9； 因為不銹鋼容器不包括腐蝕裕量的最小厚度=2mm9,所以取為：=2mm。 名義厚度按下式計算 (217) =2+0.18=2.18mm式中 錐殼設(shè)計厚度，=2mm； 材料的厚度負偏差，=0.18mm8； 取，沒有變化，故名義厚度取為3mm。錐殼大端和圓筒連接，則：85.0137128.0 = =0.001 P。故假設(shè)名義厚度不合理。2、假設(shè)6mm, /D0=740/1912=0.39 D0/=1

33、912/4.7=407 式中 錐殼當(dāng)量長度， =740mm；錐殼大端直徑，=1900mm；錐殼小端直徑，=1000mm；D0錐殼外徑, =1900+12=1912mm； 錐殼當(dāng)量壁厚, =4.7mm。由GB150-2011圖6-2查得A=0.00048，由GB150-2011圖67所示。由內(nèi)插法計算得B=66Mpa,按下式計算許用外壓力P4 40766 P= = 0.162 (223) 式中B系數(shù)4，B=66Mpa比較計算外壓力與許用外壓力P，0.35P且較接近。故假設(shè)名義厚度不合理。3、假設(shè)9mm, /D0=740/1918=0.39 D0/=1918/7.10=270 式中 錐殼當(dāng)量長度，

34、 = =740mm； 錐殼大端直徑，=1900mm；錐殼小端直徑，=1000mm；D0錐殼外徑, =1900+18=1918mm； 錐殼當(dāng)量壁厚, =（90.8）cos30=7.1mm。由GB150-2011圖6-2查得A=0.0008，由GB150-2011圖67所示。由內(nèi)插法計算得B=79MPa,按下式計算許用外壓力P4 (224) 式中B系數(shù)4，B=79MPa比較計算外壓力與許用外壓力P，0.35P且較接近。故假設(shè)名義厚度不合理。4、假設(shè)12mm, /D0=736/1924=0.38 D0/=1924/9.7=198 式中 錐殼當(dāng)量長度， = = 736mm；錐殼大端直徑，=1900mm；錐殼小端直徑，=1000mm； D0錐殼外徑, =1900+24=1924mm； 錐殼當(dāng)量壁厚, =（120.8）cos30=9.7mm