【正文】 ——材料腐蝕裕量，=； 名義厚度按下式計算 =+=式中 ——夾套設計厚度，=； ——材料的厚度負偏差，=[4]； 取=6mm。 有效厚度按下式計算 =6－= 強度校核，強度校核按下式進行： (3—6) = 87 式中 ——夾套的計算壓力；又：=96MPa，所以有：,故取6mm。 夾套傳熱面積及其校核由設計知加熱面積為13m,則分別計算出圓筒和錐殼的側面積：錐殼側面積：S==780=。 (3—6)圓筒側面積：S=H==。 (3—7)則S=S+S=+=。因為S13m,則滿足設計條件。 耐壓試驗罐體筒體在水壓試驗壓力下的強度校核 [] (3—8) 式中：—設計溫度下計算應力Mpa　　?。小摅w水壓試驗壓力Mpa　　?。摹摅w公稱直徑mm　　　 —有效厚度mm已知ｐ＝=,D=1900mm,=10mm,=,設計溫度t=100176。，[]=137Mpa ==18Mpa [] (3—9)所以強度校核滿足。夾套在水壓試驗壓力下的強度校核由(3—8)，已知p==, D=2100mm,=, =,設計溫度t=150176。，[]=113Mpa，試驗水溫去5176。，[]=105Mpa. == [] (3—10) 則強度校核滿足。第4章 接管及連接法蘭的選擇查化工機械手冊壓力容器法蘭分類、規(guī)格與技術條件，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442。甲型平焊鋼制管法蘭尺寸查化工機械手冊表4410，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；法蘭質量G=2=。根據(jù)化工機械手冊表5—2—8，表5—2—9和表5—4—40選用凸面板式平焊鋼制管法蘭[13]。投料口a采用50010無縫鋼管，管口不對外連接。提取劑進口b采用605無縫鋼管，法蘭采用凸面板式平焊鋼制管法蘭，—、DN50，連接面形式為RF。藥液蒸汽出口管c采用2165無縫鋼管，法蘭采用凸面板式平焊鋼制管法蘭?！N200，連接面形式為RF。液位計接口管d，公稱尺寸M27。真空表接口管e, 。緩沖液進口管f采用605無縫鋼管，法蘭采用凸面板式平焊鋼制管法蘭，—、DN50，連接面形式為RF。蒸汽進口管g采用605無縫鋼管，法蘭采用凸面板式平焊鋼制管法蘭，—、DN50，連接面形式為RF。冷凝水出口管h采用605無縫鋼管，法蘭采用凸面板式平焊鋼制管法蘭，—、DN50，連接面形式為RF。溫度計口i公稱尺寸M272。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，然后根據(jù)投料口的判斷結果再判斷其他開孔是否需要開孔補強計算。根據(jù)參考資料[5]選擇相應公稱直徑的接管管長，如表41。表41 相應公稱直徑的接管管長公稱直徑mm不保溫管長mm保溫設備管長mm適用公稱壓力MPa15801304020～501001501670～35015020016350～50015020010補強及補強方法的判別補強判別：GB 150中規(guī)定殼體開孔滿足下述全部要求時，可不另行補強：1；兩相鄰開孔中心的間距（對曲面間距以弧長計算）應不小于兩孔直徑之和的兩倍； 接管公稱外徑小于或等于89mm； 接管最小壁厚滿足《過程設備設計》表415要求。由于投料口開孔直徑不滿足GB1502011中開孔允許不另行補強的條件。需進行補強計算。補強計算方法判別開孔直徑 d=di+2C =500++=式中di——開孔的公稱直徑，di=500； C——封頭厚度附加量，[7]mm； C′——接管厚度附加量，[7]mm；本接管開孔直徑d==950mm，滿足等面積法開孔補強計算適用條件，故可用等面積法進行開孔補強計算。開孔所需補強面積a．封頭計算厚度 由于在橢圓形封頭80%區(qū)域內開孔，所以封頭的計算厚度按下式確定 (4—1) mm式中 K1——橢圓形長短軸比值決定的系數(shù)[6]，K1=； Pc——封頭的計算壓力，Pc=； Di——筒體的內徑，Di=1900mm； ——材料的許用應力，=137MPa； φ——焊接接頭系數(shù)，φ=；b．開孔所需補強面積先計算強度削弱系數(shù)fr： (4—2) 式中 ——接管的許用應力， =137MPa； ——封頭的許用應力， =137MPa； 接管有效厚度為： ==式中——接管的名義厚度， =10mm； ——厚度附加量，=； 開孔所需補強面積按下式計算 (4—3) =+2(11)=366有效補強范圍a．有效寬度B按下式確定B=2d=2= (4—4) B=d+2=+212+210= 取大值，故B=。b．有效高度 外側有效高度h1按下式確定 (4—5)=150mm （實際外伸高度 ） 取小值，故h1=。內側有效高度h2按下式確定 (4—6) （實際內伸高度） 取小值，故h2=0mm。有效補強面積a．封頭多于金屬面積封頭有效厚度 ==封頭多于金屬面積A1按下式計算 (4—7) =（）（）2（）（11）=b．接管多于金屬面積接管計算厚度 (4—8) ==式中 Pc——設計壓力，Pc=； di——接管的內徑，di=500mm； ——接管材料的許用應力，=137MPa； φ——焊縫系數(shù)，φ=接管多于面積A2按下式計算 (4—9) =2(. 78)1+0=()Ae=A1+A2+A3 (4—10)=++36= mm2 由于AAe，故不需另行補強。由于投料口的開孔直徑最大，且投料口經(jīng)過計算知道不需要另行補強，所以其他開孔均不需要另行不補強。四川理工學院畢業(yè)設計第5章 支座等附件的選擇 支座型式的選擇 立式容器支座有耳式支座[14]、支撐式支座、腿式支座和裙式支座等四種支座。中小型直立容器常采用前三種支座。根據(jù)JB/ 4725《耳式支座》，B型耳式支座有較大的安裝尺寸，當容器外面包有保溫層，宜選用B型。故本設計可采用B型耳式支座。其型式如圖51。圖51 B型耳式支座 罐體總重計算筒體質量=+ (5—1) =501+1250+332 =2083Kg 式中 ——圓筒體上下封頭質量，=501Kg； ——圓筒體質量，=1250 Kg， ——筒體錐殼質量，=322 Kg。夾套質量= (5—2) =215+253 =468Kg 式中 ——圓筒夾套量， =215，參照標準GB901988； ——錐殼夾套質量，=253，參照標準JB115573；接管及管法蘭質量 (5—3)=+++ = Kg 式中 ——投料口接管質量， =，參照標準GB227080； ——藥液蒸汽出口管及法蘭質量，= Kg，參照標準GB227080； —— 蒸汽進口等形式為605的接管質量=， 參照標準GB227080； ——真空表接口管質量及溫度計接口管質量=, 參照標準GB227080； ，物料按水計算其重量。則物料重量為：kgmkgmM42007.0/1000633=180。180。= (5—4) 提取罐總質量M +++M (5—5) =2083+468++4200= 式中 ——筒體總重，=1598 Kg； ——夾套總重，=468 Kg； ——接管總重，=； M——物料的重量，M=4800kg； 確定支座尺寸 提取罐總質量取整M=7000kg=，所以每個支座的允許負荷為1750Kg。根據(jù)化工機械手冊表4610，支座的允許負荷：2000Kg。支座尺寸如表51所示表51 支座尺寸mmLHBsacf290255160101402007010 儀表的選擇 真空表，溫度計，液位計。 排渣口裝置 提取罐，是生產(chǎn)中藥的核心設備，當藥物初步形成后，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，越來越多的引進了自動化的設備裝置，這當然節(jié)約了很多的時間，提高了工作效率。對于生產(chǎn)過程的監(jiān)控也更加準確。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)定的機械自動化設備，故連接一氣動閥門。排渣門的開合是由氣缸伸縮來執(zhí)行的。氣缸桿伸出，排渣門打開；氣缸桿縮回，排渣門閉合。排渣門法蘭上設置支承軸，氣缸拉動排渣門運動，是靠關節(jié)軸承把力傳遞給支承軸來實現(xiàn)的。采用雙氣缸開合排渣門的優(yōu)點：直接拉動排渣門的氣缸，比起轉軸式提取罐的氣缸，雙氣缸側的力臂大，根據(jù)桿桿原理，需要雙氣缸提供的力小。氣動裝置連接排渣口如下圖52。 圖52 氣動裝置鎖鉤（53）的解鎖和閉鎖由壓縮空氣驅動，結構為四桿機構， 圖53鎖鉤三維圖具有自鎖功能。當鎖鉤處于閉鎖狀態(tài)時，即使停氣了，鎖鉤也處于鎖緊狀態(tài)，確保排渣門在停氣時不會因為自重向下開啟。鎖鉤鉤子上的螺栓與排渣門底部接觸，調解螺栓可以讓排渣門閉合得更加嚴實，密封面完全合。從而解決了傳統(tǒng)提取罐密封易泄漏和停氣時排渣門泄漏的缺陷。圖53 鉤鎖第6章 結論這次設計題目為提取罐的設計，根據(jù)提取罐的結構進行設計計算，并進行結構選型。本次提取主要結構是上部采用橢圓形封頭，中部采用圓筒形，下部采用錐形筒體，錐形筒體下面接橢圓形封頭，罐體外有夾套，夾套內有蒸汽或冷凝水對罐體進行加熱或冷卻，這次設計的提取罐為低壓薄壁容器，罐體強度按內外壓薄壁容器進行設計計算，夾套按內壓容器進行設計計算，計算結果如下：設備總高度：4300mm；筒體直徑：1900mm；筒體厚度：12mm；筒體高度：2200mm；夾套內直徑：2100mm；夾套厚度：6mm；夾套高度： 1100mm；錐殼部分筒體高度：780mm；大端直徑：1900mm；小端直徑：1000mm；上封頭內直徑：1900mm；上封頭高度：475mm；上封頭厚度：12mm；下封頭內直徑：1000mm；下封頭高度290mm；下封頭厚度：12mm。其他尺寸見裝配圖。參考文獻[1]王成剛、楊紅,、魏化中、張敏樹，多功能提取罐計算機監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J]，武漢化工學院機械工程學院, 湖北武漢430074[2]徐亞靜，技術含量高發(fā)展空間大中藥提取物研發(fā)風光無限[N].中國醫(yī)藥報，2007[3]曾建國，我國植物提取物行業(yè)科技發(fā)展現(xiàn)狀、問題及建議[J]，2006[4] 鄭津洋，董其伍，[M].北京：化學工業(yè)出版社，2005[5] 朱宏吉，張明賢，制藥設備與工程設計[M].北京：化學工業(yè)出版社，2004[6] 渠川瑾. 反應釜[M].北京：高等教育出版社，1992[7] 丁伯民，黃正林. 化工設備設計全書[M] ：化學工業(yè)出版社，2003[8] [M].天津：天津大學出版社，1991[9] GB 1502011《壓力容器》[10] 化學工業(yè)部第六設計院，陳偕中，《化工設備設計全書（化工容器設計）》[M].上海：上海科 學技術出版社，1987[11] 顧珍芳，[M].天津：天津大學出版社，1994[12] 董大勤，袁鳳隱，壓力容器與化工設備實用手冊[M].北京：化學工業(yè)出版社2000[13] HG 2059297 《板式平焊鋼制管法蘭》[14] JB/T 472594 《耳式支座》致 謝隨著時間的悄然流逝，在本次畢業(yè)設計過程中，遇到許多困難，在克服這些困難的過程中，老師和同學們給了我很大幫助，特別是我的指導老師曾老師，對于畢業(yè)設計平時的過程中，老師認真負責的工作態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神和深厚的理論水平都使我收益匪淺，在此表示衷心的感謝。也感謝在設計過程中幫助過我，給我提出意見和建議的老師和同學，有了大家的幫助，我才能完成本次畢業(yè)設計，非常感謝老師和同學對我的幫助，謝謝！