6000L提取罐畢業(yè)設(shè)計(jì)

一四年六月畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書學(xué)院：機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)：過程裝備與控制工程班級(jí)：2010.4學(xué)號(hào)：10011010430系主任(簽名)院長(簽名)1.畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的主要內(nèi)容及基本要求進(jìn)行罐體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、強(qiáng)度校核及其它附件裝配圖1張(0號(hào)圖),零件圖3張(圖面總量大于1號(hào)圖),設(shè)計(jì)說明書1份。3.進(jìn)度安排設(shè)計(jì)(論文)各階段名稱1資料收集，閱讀文獻(xiàn)，完成開題報(bào)告2014.03.03-2014.03.202完成所有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)計(jì)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(jì)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2014.06.01-2014.06.10I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(shí)提取罐具有操作方便、效率高、產(chǎn)量高等優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)主要按照GB150—2011《壓力容器》進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要對罐體的結(jié)構(gòu)、工藝尺寸及錐殼進(jìn)行工藝計(jì)算、強(qiáng)度校核、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。還對其他附件如接管、法蘭、支座、儀表等進(jìn)行選擇。Ⅱleachingextractionequipment,especiallysuitableforleachingextractionofnaturalmeditraditionalmedicine,food,chemicalandotherindustries.Andtheextractingtankhasadvantagesofconvenientoperation,highefficiencyandhighyield.ThisdesignlargelybasedGB150-2011"pressurevessel"design,mainstructure,processdimensionoftanksandconicadesign.Alsoforotheraccessoriessuchastakeover,flange,choiceofbearing,instrument,etc.Keywords:extractiontan ABSTRACT 1.1提取罐的研究現(xiàn)狀和發(fā)展 1.2中藥提取物發(fā)展前景 1.3中藥提取物的標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用 41.4提取罐的結(jié)構(gòu)和提取原理 1.5總體方案 62.1罐體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.2罐體幾何尺寸計(jì)算 2.2.1罐體直徑和高度計(jì)算 2.2.2錐殼部分尺寸計(jì)算 2.3罐體的強(qiáng)度計(jì)算 2.3.1材料的選擇 2.3.2罐體壁厚的計(jì)算 2.3.3錐殼厚度計(jì)算 2.3.4罐體封頭壁厚的計(jì)算 3.1夾套的直徑和高度 3.2夾套的厚度計(jì)算 3.3夾套傳熱面積及其校核 3.4耐壓試驗(yàn) 4.1連接筒體和封頭的設(shè)備法蘭的選擇 4.2開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算 5.1支座的選擇 5.2儀表的選擇 29 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)11.1提取罐的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢提取罐是醫(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(qiáng)制循取罐的主要系列有直錐型、蘑菇型、直筒型、斜錐型等。直環(huán)滲漏作用，芳香油提取及有機(jī)溶媒回收等多種工藝操作，具有效率高、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，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、1.1.2提取罐的發(fā)展趨勢據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)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(dá)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、安全程度高的提取方法、經(jīng)濟(jì)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(shí)間內(nèi)將有數(shù)量級(jí)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(jìn)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(jì)更向著智能化、自1.1.2.1提取罐自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展多功能提取罐系統(tǒng)其整個(gè)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(qiáng)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(yùn)行溫度的設(shè)定和是否需要強(qiáng)制循環(huán)方式是根據(jù)提取工藝要求來確定，為了實(shí)現(xiàn)多種物料不同提取工2藝的計(jì)算自動(dòng)檢測和控制，經(jīng)過調(diào)研和論證以及實(shí)踐，確定了多功能提取能的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(diǎn)和實(shí)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(jì)必須充分考慮控制系統(tǒng)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(shí)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(shí)間，強(qiáng)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(shí)現(xiàn)不同提取模式各全(3)充分采用計(jì)算機(jī)在線監(jiān)測和實(shí)時(shí)控制的方法，對天然藥物提取工藝進(jìn)行全過程自動(dòng)控制或局部自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程畫面的動(dòng)態(tài)監(jiān)視以及參數(shù)的實(shí)時(shí)顯示，對一些重要的工藝參數(shù)實(shí)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(jìn)行管理，并能實(shí)現(xiàn)歷史曲線的顯示和報(bào)表的生成及打印。(4)充分考慮控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可靠性和實(shí)用性以及經(jīng)濟(jì)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(jì)，都必須充分考慮到其可靠性，實(shí)用性，防爆安全性，應(yīng)用的方便性，靈活性和技術(shù)經(jīng)濟(jì)的合理性，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警及聯(lián)鎖保護(hù)，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(shí)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(jìn)行中藥材醇提取操作時(shí)，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，下一步操作往往是直接進(jìn)行水煎，這樣留存在中藥材中的乙醇就在水煎時(shí)與水蒸氣一起揮發(fā)到大氣中，白白浪費(fèi)，考慮到溶劑價(jià)格較貴，可以進(jìn)行回收重復(fù)利用，即在水煎開始時(shí)，先用回收冷卻裝置回收乙醇，待回收乙醇濃度達(dá)30%左右時(shí)停止回收，進(jìn)行水煎，這樣能回收部分乙醇，但存在回收時(shí)間較長，回收乙醇濃度不高等問題，在實(shí)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0.04~0.06MPa,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30%左右時(shí)，再放水進(jìn)行水煎，采用這種方法，操作易掌握，回收時(shí)間短，回收溶劑濃度高，溶劑損耗降低。一般四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)3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(dòng)強(qiáng)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1/2—2/3投料量為宜，先開啟夾套蒸汽加熱，控制壓力0.04—0.06,待回收白酒適量濃度時(shí)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(dòng)程度，減少白酒損耗。要對提取罐深入了解就必須通過對中藥提取物的認(rèn)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(gè)產(chǎn)業(yè)，一方面可以認(rèn)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(shí)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(gè)產(chǎn)業(yè)當(dāng)成一個(gè)獨(dú)立產(chǎn)業(yè)，一個(gè)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(shí)也具備豐富的自然資源，但我國中藥提取物產(chǎn)業(yè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)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，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(jìn)技術(shù)的載體，該類產(chǎn)品在符合GAP、GMP要求下進(jìn)行生產(chǎn)，同時(shí)采用先進(jìn)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)物中得到應(yīng)用，它體現(xiàn)了中藥產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，體現(xiàn)了中藥現(xiàn)代化的要求。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(diǎn)，是目前中藥進(jìn)入國際市場的一種理想方式；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(gè)環(huán)節(jié)，從宏觀到微觀尚缺乏必要4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(jià)格大幅下降，1999年中藥提取物平均出口價(jià)格較上年度降低27.2%,惡性降價(jià)造成了企業(yè)效益下降和資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，中藥提取物需要產(chǎn)業(yè)化的調(diào)控和規(guī)范。l21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(rèn)為中藥提取物與中藥飲片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(yán)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(xì)化、標(biāo)準(zhǔn)化的方向邁進(jìn)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(gè)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(dòng)權(quán)也就掌握了中藥銷售的主動(dòng)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(qiáng)化中藥產(chǎn)業(yè)的持續(xù)創(chuàng)新能力，又能為中藥產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)跨躍式1.4提取罐的結(jié)構(gòu)和提取原理提取罐是中藥制取裝置機(jī)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(jìn)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(shí)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(dá)到需要溫度時(shí)(根據(jù)提取藥理工藝而定)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(qiáng)制循環(huán)，使藥液從罐下部通過泵吸出，再從上部進(jìn)口回流至罐內(nèi)，解除局部溝流。(3)提油：先把含有揮發(fā)油的中揮發(fā)溫度時(shí)打開冷卻水進(jìn)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，再四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)5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(dòng)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(jì)是否合理，將直接影響到整個(gè)中藥生產(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(jì)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(jì)時(shí)參考化學(xué)反應(yīng)釜相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算。[51.熟悉畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書的內(nèi)容和要求2.查閱文獻(xiàn)資料，了解提取罐的現(xiàn)狀及發(fā)展情況3.確定設(shè)計(jì)計(jì)劃，調(diào)查研究及方案分析比較4.總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):根據(jù)工藝要求并考慮制造、安裝和維護(hù)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(qiáng)度和穩(wěn)定性校核計(jì)算：主要指罐體封頭、夾套、等的強(qiáng)度計(jì)算及受外壓零件的穩(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(jì)的合理性、安全性、經(jīng)濟(jì)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(yàn)和試車等方面的要求。11.整理設(shè)計(jì)說明書。第2章罐體設(shè)計(jì)6第2章罐體設(shè)計(jì)氣動(dòng)排渣裝置及相應(yīng)附件組成。四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)72.2罐體幾何尺寸計(jì)算(一)釜體的長徑比表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-液相物料氣-液相物料發(fā)酵罐類則8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(jī)械手冊可以查出公稱直徑為1900mm時(shí)，直邊高度ho初選ho=40mm。(二)確定筒體的高度取H?=2.2m,于是H?/Di=2200/1900=1.16。因?yàn)樵?.0~1.3之間，滿足題目條件。本設(shè)計(jì)中，為滿足工藝需求，將筒體下部取v,體積制成平截正錐形筒體。令小端直徑為1000mm,錐頂半角為30°。h:錐殼的高度，D:錐殼大端直徑，d:錐殼小端直徑。圖2-3軸對稱錐殼四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)9根據(jù)上述數(shù)據(jù)可知道：罐體直圓筒部分高H,=2200mm內(nèi)徑D,=1900mm錐殼部分筒體高h(yuǎn)=780mm小端內(nèi)徑d=1000mm筒體總高H=H+h=2980mm錐殼內(nèi)濾板尺寸計(jì)算：過濾面積為2m2,濾板緊貼錐殼內(nèi)表面，其a邊按錐殼斜邊長度計(jì)算，其長度L=780/sin30°=1560mm,所以濾板b邊長度L'=2000000/1560=1282mm.2.3罐體的強(qiáng)度計(jì)算提取罐設(shè)計(jì)壓力：夾套0.35MPa、容器0.1MPa;設(shè)計(jì)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。筒體的設(shè)計(jì)溫度100℃,由GB150-2011表4-5查得其許用應(yīng)力為[σ]’=137MPa,設(shè)計(jì)壓力P?=0.1MPa,液柱靜壓力PiH為P=pgh(2—5)=1000×9.8×2.980=28000Pa=0.028MPa因?yàn)橐褐o壓力大于設(shè)計(jì)壓力的5%,故應(yīng)計(jì)入計(jì)算壓力中。筒體的計(jì)算壓力P?c為：P=P?+P?H=0.1+0.028=0.128MPa直圓筒部分筒體的計(jì)算厚度按下式計(jì)算第2章罐體設(shè)計(jì)[g]’材料在100℃時(shí)的許用應(yīng)力，[o]'=137MPa設(shè)計(jì)厚度按下式計(jì)算δ=2+0.18=2.18mm=2mm。=3-0.18=2.82mm強(qiáng)度校核，強(qiáng)度校核按下式進(jìn)行：=40.5MPa≤[o]'φ=116.5Mpa2.3.2.2按承受0.35MPa外壓容器設(shè)計(jì)圓筒部分的厚度計(jì)算，根據(jù)此圓筒體來進(jìn)行承受外壓時(shí)的強(qiáng)度計(jì)算。筒體的設(shè)計(jì)四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)溫度為100c,設(shè)計(jì)壓力為P?=0.35MPa。按GB150的規(guī)定采用圖算法計(jì)算圓筒的厚度，臨界壓力與圓筒的尺寸L/D?、D?/s。有關(guān)。D?/δ,=1906/2.78=686由GB150-2011圖6-2查得A=0.000065,所得A值落在設(shè)計(jì)溫度下材料線的左方比較計(jì)算外壓力p。與許用外壓力[P],p。=0.35MPa>[P]。故假設(shè)名義厚度不合理。D?/?=1918/8.2=234式中L——筒體計(jì)算長度，L=2200mm;由GB150-2011圖6-2查得A=0.00035,由GB150-2011圖6-7所示?？芍狝在設(shè)計(jì)溫度線的右方，則可查得B=48MPa,按下式計(jì)算許用外壓力[P][4]3.假設(shè)δ,=12mm,L/Do=2200/1924=1.14D?/δ,=1924/11.2=172式中L——筒體計(jì)算長度，L=2200mm;Do——筒體外徑，D。=D+25,=1924mm;第2章罐體設(shè)計(jì)由GB150-2011圖6-2查得A=0.00048,由GB150-2011圖6-7所示。由內(nèi)插法計(jì)算2.3.3錐殼厚度計(jì)算錐殼部分筒體的計(jì)算厚度按下式計(jì)算=1.24mm設(shè)計(jì)厚度按下式計(jì)算=1.24+0=1.24mm名義厚度按下式計(jì)算=2+0.18=2.18mm四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)Q:應(yīng)力增值系數(shù)，由GB150-2011圖7-12查得為2.0L?:錐殼大端內(nèi)直徑圓整L,取100mm. 圓整L取90mm按外壓容器錐殼厚度的計(jì)算，設(shè)計(jì)溫度為100℃,設(shè)計(jì)壓力為0.35MPa。由GB150-2011圖6-2查得A=0.00025,所得A值落在設(shè)計(jì)溫度下材料線的左方，如GB150-2011圖6-7所示。按下式計(jì)算許用外壓力[P]由GB150-2011圖6-2查得A=0.00048,由GB150-2011圖6-7所示。由內(nèi)插法計(jì)算得由GB150-2011圖6-2查得A=0.0008,由GB150-2011圖6-7所示。由內(nèi)插法計(jì)算得四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)D?/s=1924/9.7=1982.3.4罐體封頭壁厚的計(jì)算按承受0.1MPa內(nèi)壓容器設(shè)計(jì)，選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭。筒體的設(shè)計(jì)溫度為100℃,[o]'=137MPa,設(shè)計(jì)壓力P?=0.1MPa,封頭的計(jì)算厚度按下式計(jì)算Di——封頭的公稱直徑，Di=1900mm設(shè)計(jì)厚度按下式計(jì)算第2章罐體設(shè)計(jì)δ時(shí)=δ封+C?=2+0=2mm名義厚度按下式計(jì)算δ封=δ時(shí)+C?=2+0.18=2.18mm取δ=3mm,[o]由于封頭所占材料較少，為避免封頭與筒體連接處厚度不均，增大制造難度。取合要求。查化工機(jī)械手冊表4-1-4,得橢圓形封頭的尺寸和相關(guān)數(shù)據(jù)。如表2-2所示。表2-2橢圓形封頭的尺寸公稱直徑曲面高度直邊高度h?厚度S內(nèi)表面積F質(zhì)量G=0.55mm四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)查化工機(jī)械手冊表4-1-14得如表2-3所示。表2-3橢圓形封頭的尺寸公稱直徑DN曲面高度直邊高度封頭質(zhì)量G容積V壁厚δ第3章夾套的設(shè)計(jì)第3章夾套的設(shè)計(jì)3.1夾套的直徑和高度夾套的結(jié)構(gòu)尺寸常根據(jù)安裝和工藝兩方面的要求而定。夾套的內(nèi)徑Dj可根據(jù)筒體的表3-1夾套直徑500～600700～1800Di+50Di+100Di+200Dj=Di+200=1900+200=2100mm(3—1)夾套高度H?由傳熱面積F決定，不能低于料液高度，在給定裝料系數(shù)夾套高度H?≥(nV-V)/V1米H?≥(nV-V)/V=(0.7×6-1.0113)/3.142=1.015mH?=H?+h=1015+780=1795mm將其圓整?。喝?≥1900mm。3.2夾套的厚度計(jì)算夾套的材料選用Q235B,按按承受0.35MPa內(nèi)壓容器設(shè)計(jì)，夾套的設(shè)計(jì)溫度液柱靜壓力PH為：P=pgh(3—3)=1000×2.980×9.8×0.7=0.028MPa四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)因?yàn)橐褐o壓力大于設(shè)計(jì)壓力的5%,故應(yīng)計(jì)入計(jì)算壓力中。夾套的計(jì)算壓力P?c為：=0.35+0.028=0.378Mpa圓筒體部分夾套的計(jì)算厚度按下式計(jì)算[o]’材料在150℃時(shí)的許用應(yīng)力，[o]'=113MPa;根據(jù)化工機(jī)械手冊4-47,對于碳素鋼，當(dāng)內(nèi)徑D≤3800mm時(shí)，圓筒的最小厚設(shè)計(jì)厚度按下式計(jì)算δ?=δ?+C?且不小于3mm。所以δ=8=4.2mm。=4.2+1.4=5.6mm名義厚度按下式計(jì)算=5.6+0.25=5.85mm式中δ——夾套設(shè)計(jì)厚度，δ=5.5mm;取5,=6mm。第3章夾套的設(shè)計(jì)有效厚度按下式計(jì)算=6—1.65=4.35mm3.3夾套傳熱面積及其校核由設(shè)計(jì)知加熱面積為13m2,則分別計(jì)算出圓筒和錐殼的側(cè)面積：3.4耐壓試驗(yàn)罐體筒體在水壓試驗(yàn)壓力下的強(qiáng)度校核已知p,=0.128×1.25×1=0.16Mpa,D=1900mm,δ。=10mm,φ=0.85,設(shè)計(jì)溫度t=100°,四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)所以強(qiáng)度校核滿足。夾套在水壓試驗(yàn)壓力下的強(qiáng)度校核由(3—8),已度t=150°,,試驗(yàn)水溫去5°,[σ]=105Mpa則強(qiáng)度校核滿足。第4章接管及連接法蘭的選擇第4章接管及連接法蘭的選擇4.1連接筒體和封頭的設(shè)備法蘭的選擇查化工機(jī)械手冊壓力容器法蘭分類、規(guī)格與技術(shù)條件，筒體與下封頭采用凸面板式平焊鋼制管法蘭連接。其法蘭形式見參考資料[7]圖4-4-2。甲型平焊鋼制管法蘭尺寸查化工機(jī)械手冊表4-4-10,可以得到以下數(shù)據(jù)。封頭公稱直徑DN=1000mm;法蘭外徑D=1130mm;螺栓孔中心圓直徑K=1090mm;螺栓孔徑L=22;法蘭厚度C=48mm;根據(jù)化工機(jī)械手冊表5—23,表5—2—9和表54—40選用凸面板式平焊鋼投料口a采用500×10無縫鋼管，管口不對外連接。提取劑進(jìn)口b采用φ60×5無縫鋼管，法蘭采用凸面板式平焊鋼制管法蘭，按GB9119.6—88選取PN0.6Mpa、DN50,連接面形式為RF。藥液蒸汽出口管c采用φ216×5無縫鋼管，法蘭采用凸面板式平焊鋼制管法蘭。按GB9119.6—88選取PN0.6Mpa、DN200,連接面形式為RF。液位計(jì)接口管d,公稱尺寸M27×1.5。真空表接口管e,公稱尺寸M27×1.5。緩沖液進(jìn)口管f采用φ60×5無縫鋼管，法蘭采用凸面板式平焊鋼制管法蘭，按GB9119.6—88選取PN0.6Mpa、DN50,連接面形式為RF。蒸汽進(jìn)口管g采用φ60×5無縫鋼管，法蘭采用凸面板式平焊鋼制管法蘭，按GB9119.6—88選取PN0.6Mpa、DN50,連接面形式為RF。冷凝水出口管h采用φ60×5無縫鋼管，法蘭采用凸面板式平焊鋼制管法蘭，按GB9119.6—88選取PN0.6Mpa、DN50,連接面形式為RF.溫度計(jì)口i公稱尺寸M27×2。管口不對外連接。以上所有的開孔直徑均小于投料口得開孔直徑，故先判斷投料口開孔是否需要開孔不強(qiáng)，然后根據(jù)投料口的判斷結(jié)果再判斷其他開孔是否需要開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)根據(jù)參考資料[5]選擇相應(yīng)公稱直徑的接管管長，如表4-1。表4-1相應(yīng)公稱直徑的接管管長公稱直徑mm不保溫管長mm保溫設(shè)備管長mm適用公稱壓力MPa4.2開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算1、設(shè)計(jì)壓力小于或等于2.5MPa;2、兩相鄰開孔中心的間距(對曲面間距以弧長計(jì)算)應(yīng)不小于兩孔直徑之和的兩倍；3、接管公稱外徑小于或等于89mm;4、接管最小壁厚滿足《過程設(shè)備設(shè)計(jì)》表4-15要求。由于投料口開孔直徑不滿足GB150-2011中開孔允許不另行補(bǔ)強(qiáng)的條件。需進(jìn)行補(bǔ)開孔直徑滿足等面積法開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算適用條件，故a.封頭計(jì)算厚度由于在橢圓形封頭80%區(qū)域內(nèi)開孔，所以封頭的計(jì)算厚度按下式確定第4章接管及連接法蘭的選擇b.開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積先計(jì)算強(qiáng)度削弱系數(shù)f:=10-0.8=9.2mm式中δ——接管的名義厚度，δ。=10mm;A=dδ+288(1-f)a.有效寬度B按下式確定取大值，故B=1003.2mm。b.有效高度外側(cè)有效高度h?按下式確定四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)取小值，故h?=0mm。=(1003.2-501.6)(11.2-0.73)-2×9.2×(11.2-0.78)×(1=5251.75mm2接管多于面積A2按下式計(jì)算=1199.35mm2第4章接管及連接法蘭的選擇Ae=A?+A?+A?=5251.75+1199.35+36=6487.1mm2由于A<Ae,故不需另行補(bǔ)強(qiáng)。由于投料口的開孔直徑最大，且投料口經(jīng)過計(jì)算知道不需要另行補(bǔ)強(qiáng)，所以其他開孔均不需要另行不補(bǔ)強(qiáng)。四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)第5章支座等附件的選擇5.1支座的選擇5.1.1支座型式的選擇如圖5-1。圖5-1B型耳式支座5.1.2罐體總重計(jì)算=501+1250+332=2083Kg夾套質(zhì)量M=M,+Mj?=215+253第五章支座等附件的選擇=25.8+12.47+13.72+1.58=53.6Kg物料的重量按照填料系數(shù)0.8計(jì)算，物料按水計(jì)算其重量。則物料重量為：M=VpφM=6m3×1000kg/m3×0.7=4200kg=2083+468+53.6+4200=6804.6Kg5.1.3確定支座尺寸提取罐總質(zhì)量取整M=7000kg=7t.支座數(shù)量為4個(gè)，所以每個(gè)支座的允許負(fù)荷為四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)支座尺寸如表5-1所示LHSaf真空表，溫度計(jì)，液位計(jì)。提取罐，是生產(chǎn)中藥的核心設(shè)備，當(dāng)藥物初步形成后，無論是渣滓還是成品都需要安全可靠的收集和處理。隨著，科技的發(fā)展，無論什么工藝，越來越多的引進(jìn)了自動(dòng)化的設(shè)備裝置，這當(dāng)然節(jié)約了很多的時(shí)間，提高了工作效率。對于生產(chǎn)過程的監(jiān)控也更加準(zhǔn)確。因此，由于藥物的生產(chǎn)，之間純在很多的變數(shù)，有很多不能預(yù)料的情況出現(xiàn)，且對于成品的收集、放置，要求很高。所以，鑒于以上原因，需采用穩(wěn)定的機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備，故連接一氣動(dòng)閥門。