【正文】 模式使得研究人員無法獲取更正確的殺菌工藝，進(jìn)而阻礙了新產(chǎn)品的開發(fā)。這就是我們研究殺菌釜等設(shè)備的意義。這個(gè)市場(chǎng)的空問將會(huì)引來國外設(shè)備填補(bǔ)。 關(guān)鍵詞 ： 殺菌釜 主要部件 強(qiáng)度計(jì)算 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II Sterilization kettle design Abstract： Sterilization kettle is mainly used for the food industry, medicine and other fields. Its role is to high temperature sterilization and disinfection products. From a structural point of view, It consists of kettle body, tank cover, swing device, hand gear, safety devices and safety interlock body, seals, bearings, insulation, decontamination tank, valves, meters and other ponents. Safe use and easy to operate is the basic requirement of the design Sterilization kettle. According to the given parameters and existing national norms, standards to determine the design parameters and the pressure cylinder, head, flange, hydraulic test pressure, saddle, and cutting open the strength of reinforcement and calculation of safety. Then, during the sterilization kettle manufacture, installation, maintenance, repair problems that may occur during the study. Pointed out the note, and the solutions. Finally workout an A0 out a general plan by hand, 4 CAD drawings, a manual calculation. Kettle sterilization industry belongs to supporting industries, excellent design, can effectively improve the production efficiency, and promote economic development. Keywords ： Kettle sterilization main ponents strength calculation 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 目 錄 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 一、 緒論 我國食品工業(yè)發(fā)展迅速，“十五”期間發(fā)展速度達(dá)到 18％ 21％。設(shè)備的 使用安全和操作方便是對(duì) 殺菌 釜 設(shè)計(jì) 的基本要求 ， 根據(jù)給定工藝參數(shù)確定設(shè)計(jì)參數(shù) ， 按現(xiàn)行的國家規(guī)范、 標(biāo)準(zhǔn) 進(jìn)行設(shè)計(jì)，首先進(jìn)行了內(nèi)壓圓筒，封頭，法蘭，水壓實(shí)驗(yàn)壓力，鞍座，以及開孔補(bǔ)強(qiáng)和安全閥的強(qiáng)度計(jì)算。而國內(nèi)行業(yè)的基礎(chǔ)薄弱， 技術(shù)及科研力量不足，其發(fā)展相對(duì)滯后，在某種程度上拖了食品和殺菌釜工業(yè)的后腿。在食品的加工過程當(dāng)中，殺菌設(shè)備往往又是起著關(guān)鍵作用的工藝環(huán)節(jié)，因?yàn)樵诂F(xiàn)代化的食品加工過程中，食品殺菌工序往往還承載著對(duì)食品的熟化、 調(diào)理、成型等功能。 。 現(xiàn)在我們國內(nèi)的全自動(dòng) 殺菌釜 大多數(shù)都采用日式鍋的理念， 近幾年開始出現(xiàn)模仿歐洲技術(shù)帶熱交換器的水淋式殺菌技術(shù)，如今也出現(xiàn)了不少新式的殺菌技術(shù)，如水汽混合殺菌，在繼承了高溫節(jié)能、短時(shí)高效、節(jié)約水資源等優(yōu)點(diǎn)基礎(chǔ)上，主要優(yōu)化了鍋內(nèi)熱力分布效果，在鍋內(nèi)同時(shí)加入了蒸汽循環(huán)和噴淋水循環(huán)兩個(gè)循環(huán)系統(tǒng)，兩個(gè)循環(huán)系統(tǒng)相互作用，使鍋內(nèi)的熱力分布達(dá)到了極致， 殺菌釜 內(nèi)熱分布均勻無冷點(diǎn)。 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 控制智能化 目前 殺菌釜 機(jī)械廠家普遍使用 PLC 動(dòng)力負(fù)載控制器，雖然 PLC 彈性很大，但仍未具有電腦（含軟件）所擁有的強(qiáng)大功能。 本殺菌 釜門開啟型式采用了側(cè) 開 門形式 。 cD pBH 24?? B：圓筒內(nèi)徑 B=2500 mm Pc： 計(jì)算壓力 Pc= MPa 7850 00 2 ???? ?DH N g1：法蘭頸部大端厚度 mm 5030201 ???g mm (由圖 1,2,3,4 得 ) 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 圖 1 整體相連的齒嚙式卡箍連接 圖 2 整體相連的齒嚙式卡箍連接各部尺寸 1 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 圖 3 整體相連的齒嚙式卡箍連接各部尺寸 2 圖 4 整體相連的齒嚙式卡箍連接的受載分析 1 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 圖 5 整體相連的齒嚙式卡箍連接的受載分析 2 MH：法蘭環(huán)和 法蘭頸部連接處的邊緣力矩 N mm 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 ? ?822250050 5 3 2 2 6 6 9 1085864681 5 4 3 2 4 4 0 8???????????????????? ?????????HMN 這里 F 取支座反力中的最大值 R0=， K3= Ra= 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 ????? ne ?? mm hi：封頭曲面深度， hi=； A：鞍座底板中心線至封頭 切線的距離， A=a=； 則 PahLALRFKiea 0 2 9 0 1 4 2)3435(0 1 3 0 3 7 4 3423?????????????????????????? 切向剪應(yīng)力的校核 圓筒的切向剪應(yīng)力不應(yīng)超過設(shè)計(jì)溫度下材料許用應(yīng)力的 倍，即 τ≤[σ]t τ= ≤ [σ]t=，滿足條件 表 3 系數(shù) K5,K6 鞍座包角 ? ，（176。 （二） ．生產(chǎn)殺菌釜的技術(shù)要求 殺菌釜和一般壓力容器一樣，生產(chǎn)過程大致可分為原材料的入廠驗(yàn)收，下料、機(jī)械加工、焊接、探傷檢驗(yàn)、總裝、水壓試驗(yàn)之后，噴涂出廠成為產(chǎn)品。對(duì)于熱卷、熱校的筒節(jié)，劃線時(shí)還應(yīng)注意，熱成形有可能導(dǎo)致筒節(jié)圓周的伸長(zhǎng)。目前常用的切割方法有機(jī)械切割、氧切割、等離子切割等。其標(biāo)志是有完整的焊接性能試驗(yàn)報(bào)告、工業(yè)化生產(chǎn)的焊材、制造廠所具備的焊接方法、齊全的制造工藝文件（包括焊接工藝規(guī)常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 程），完整的檢驗(yàn)檢測(cè)程序。 注意點(diǎn) :焊縫必須進(jìn)行分類 按其所在位置可分為 ABCD 四類，如下圖 11 所示 圖 11 焊縫分類 釜蓋部件 釜蓋法蘭和釜蓋封頭組焊時(shí)對(duì)角錯(cuò)邊量 b 應(yīng)不大于 2mm 釜蓋法蘭牙齒接觸面這一側(cè)的齒根圓角半徑應(yīng)不小于 5mm 釜體部件 釜體法蘭牙齒接觸面這一側(cè)的齒根圓角半徑同樣不小于 5mm，釜體 AB 類焊縫應(yīng) 符合要求。 2mm，軌距偏差 0～ 3mm。 ，超過應(yīng)由制造單位技術(shù)總負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)，并將返修次數(shù)、部位和返修情況記入殺菌釜質(zhì)量證明書。標(biāo)準(zhǔn)要求容器重復(fù)加熱的長(zhǎng)度應(yīng)不小于 1500mm。 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 38 表面處理主要包括： （ 1）焊縫余高的去除 （ 2）表面除銹 （ 3）涂敷防腐涂料 綜上， 本設(shè)計(jì)中的容器應(yīng)進(jìn)行上述三種表面熱處理 。 ，應(yīng)保證釜蓋裝置回轉(zhuǎn) 時(shí)無偏重現(xiàn)象，并于任意位置停留，注意不能碰傷密封面。由上級(jí)部門和當(dāng)?shù)貏趧?dòng)部門對(duì)設(shè)備本身及安裝質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)收后方可使用。在設(shè)計(jì)過程中，我不間斷翻閱最新的相關(guān)書籍和雜志，不斷更新和完善我的設(shè)計(jì)理念。 最后我要感謝我的母校常州大學(xué)給了我學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。 經(jīng)過了 三 個(gè)多月的學(xué)習(xí)和工作，我終于完成了 畢業(yè)設(shè)計(jì) 。 殺菌釜屬于靜式設(shè)備但長(zhǎng)期受到交變應(yīng)力的作用，以及釜底冷卻水的腐蝕，因而可能產(chǎn)生新的缺陷。嚴(yán)禁在密封圈外表面及法蘭密封圈 內(nèi)涂摸油類物質(zhì)。 安裝的施工單位必須具備一定的資質(zhì)。對(duì)全部焊縫（包括工夾具焊跡）內(nèi)外表面進(jìn)行 100%磁粉或著色探傷檢查，不得有任何裂紋及超過標(biāo)準(zhǔn)的有害缺陷 。整體熱處理后，不允許再在容器上施焊。 ，工藝評(píng)定應(yīng)符合《壓力容器工藝評(píng)定》的要求。 、環(huán)向焊縫均應(yīng)位于各支座包容面之外，且距離不小于 50mm。焊縫最好為直線或圓以利使用機(jī)械化、自動(dòng)化焊接方法。圓筒形容器由一個(gè)或數(shù)個(gè)圓形筒節(jié)用 B 類焊接接頭連接在一起構(gòu)成，因此，圓形筒節(jié)的成形是圓筒形容器制造的基礎(chǔ)。有鑒于此，標(biāo)準(zhǔn)不允許采用十字焊縫；對(duì)各種 A 類接頭焊縫中心線間的最小距離（大于鋼材厚度的 3 倍，且不 小于 100mm）作了規(guī)定，避免焊縫靠得太近，造成局部應(yīng)力的疊加，而影響產(chǎn)品的運(yùn)行安全。殺菌釜的筒體、封頭等受壓元件所用的鋼板，應(yīng)符合《普通碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼薄鋼板技術(shù)條件 》及《壓力容器用碳素鋼和低合金鋼厚鋼板》的規(guī)定。 無墊板或者墊板不起加強(qiáng)作用時(shí)： 在橫截面最低處：255 bFkKe?? ?? 這里 F 取支座反力中的最大值 R0， K5= b2：圓筒的有效寬度，取 mmRbb na ??? ? 則有： 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 MP aPab FkK e ??????????? ?? 在鞍座邊角處：2626 234 ee FKbF ??? ??? 這里 F 取支座反力中的最大值 R0， K6= 則 MP aFKbF ee 374 374 6234 22626 ??? ?????????? ??? 周向應(yīng)力校核 周向應(yīng)力滿足下列條件 ? ? M P aM P a t 8 ??? ?? ? ? M P aM P a t ??? ?? (四 )．開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算 A：開孔削弱所需要 的補(bǔ)強(qiáng)截面積， mm2； B：補(bǔ)強(qiáng)有效寬度， mm； C：厚度附加量， mm； Di：殼體內(nèi)直徑， mm； Do：平蓋直徑， mm； d：開孔直徑，圓形孔取接管內(nèi)直徑加兩倍厚度附加量，橢圓形或長(zhǎng)圓形孔取所考慮平面上的尺寸， mm； fr：強(qiáng)度削弱系數(shù)，等于設(shè)計(jì)溫度下接管材料與殼體材料許用應(yīng)力之比值，當(dāng)該比值大于 時(shí)，取 fr=； h1：接管外側(cè)有效補(bǔ)強(qiáng)高度， mm； h2：接管內(nèi)側(cè)有效補(bǔ)強(qiáng)高度， mm； pc：計(jì)算壓力， MPa； Ri：球殼、半球形封頭內(nèi)半徑，橢圓形封頭當(dāng)量?jī)?nèi)球面半徑或蝶形封頭內(nèi)球常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 面半 徑， mm； δ：殼體開孔處的計(jì)算厚度， mm； δe：殼體開孔處的有效厚度， δe=δnC， mm； δet：接管有效厚度， δet=δntC， mm； δn：殼體開孔處的名義厚度， mm； δnt：接管名義厚度， mm； δt：接管計(jì)算厚度， mm； [σ]t：設(shè)計(jì)溫度下殼體材料的許用應(yīng)力， MPa； ? ：焊接接頭系數(shù)。 多支座臥式蒸壓釜可簡(jiǎn)化為受均布載荷的外伸梁 , 見圖 1a。 mm BLGPFTD MMMMMMMM ???????0 MD：由軸向力 HD引起的力矩 hD：由軸頸大端