【正文】 州 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） （ 2021屆） 題 目 殺菌釜設(shè)計(jì) 學(xué) 生 學(xué) 院 機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 裝備 071 校內(nèi)指導(dǎo)教師 張晶 專業(yè)技術(shù)職務(wù) 高級(jí)工程師 校內(nèi)指導(dǎo)教師 無 專業(yè)技術(shù)職務(wù) 無 二 ○ 一一 年 六 月常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）殺菌釜設(shè)計(jì) 摘要 ： 殺菌釜 主要用于食品行業(yè) ， 醫(yī)藥等各個(gè)領(lǐng)域 ， 其作用是對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行高溫殺菌和消毒。 結(jié)構(gòu)上主要由釜體，釜蓋，擺動(dòng)裝置，手搖減速器，安全裝置及安全聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)，密封裝置，支座，保溫層，除污罐，閥門儀表等組成。之后，進(jìn)行了校核計(jì)算，確保設(shè)計(jì)符合要求，最后對(duì)殺菌釜制造，安裝，維護(hù)，檢修過程中可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行了研究，指出了注意事項(xiàng)，以及解決方法，最終得出 A0 手工總圖一張， CAD圖紙 4 張，計(jì)算說明書一份。 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(guó)食品工業(yè)發(fā)展迅速，“十五”期間發(fā)展速度達(dá)到 18％ 21％?！笆晃濉逼陂g更注重提高食品安全領(lǐng)域的科技和裝備水平，研制快速、準(zhǔn)確鑒定食品中危害因子的技術(shù)和裝備，進(jìn)一步研發(fā)病原微生物的抗性和病原的控制等預(yù)防技術(shù)及儲(chǔ)藏技術(shù)和裝備。這 20 多年來又是世界技術(shù)發(fā)展最快的時(shí)期，新技術(shù)不斷在行業(yè)上應(yīng)用。總體發(fā)展雖然較快，但食品及殺菌釜 工業(yè)發(fā)展更快。這個(gè)市場(chǎng)的空問將會(huì)引來國(guó)外設(shè)備填補(bǔ)。這就要求國(guó)內(nèi)食品和 殺菌釜 機(jī)械的年發(fā)展速度超過 18％，新產(chǎn)品產(chǎn)值率達(dá)到 25％。比如食品行業(yè)中使用的殺菌設(shè)備，由于市場(chǎng)的多元化和消費(fèi)層次的不同，同樣的一種食品，會(huì)有不同的包裝材料和包裝形式，為了獲得最大的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)效益，就要有對(duì)應(yīng)的殺菌設(shè)備。所以在確定食品生產(chǎn)工藝時(shí)，要根據(jù)所生產(chǎn)的食品特性、準(zhǔn)備選取的包裝形式來確定殺菌裝備的具體結(jié)構(gòu)形式。這就是我們研究殺菌釜等設(shè)備的意義。對(duì)比國(guó)內(nèi)外新型設(shè)備，國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)的殺菌釜主要存在以下幾個(gè)問題： 、效率低。根據(jù)測(cè)試，升溫到相同溫度時(shí)，電加熱殺菌釜時(shí)間是蒸汽加熱的 倍，而每鍋次的耗能量是后者的 2倍（注：熱能損失按 5%計(jì)）。針對(duì)物料和包裝形式的不同，實(shí)驗(yàn)時(shí)往往采用不同的殺菌模式 來進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)，獲取數(shù)據(jù)后進(jìn)行對(duì)比，以選擇最適合的殺菌工藝。過于單一的殺菌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)。配置落后，一般無反壓裝置，國(guó)內(nèi)壓力精度一般在 左右。由于國(guó)內(nèi)實(shí)驗(yàn)型在技術(shù)和配置上的先天不足，無法滿足新開發(fā)產(chǎn)品的殺菌工藝要求。水汽混合殺菌，這種殺菌方式，出去 殺菌釜 鍋體散發(fā)的熱量，蒸汽的熱能利用率可以達(dá)到非常高的標(biāo)準(zhǔn)。 (二 )殺菌釜發(fā)展方向 ： 隨著科技的不 斷發(fā)展進(jìn)步，各種食品加工品的出現(xiàn)，對(duì) 殺菌釜 技術(shù)和 殺菌釜設(shè)備都提出了新的挑戰(zhàn)， 殺菌釜 機(jī)械在流通領(lǐng)域中發(fā)揮著越來越大的作用。一個(gè)完整的機(jī)電一體化系統(tǒng)，一般包括微機(jī)、傳感器、動(dòng)力原、傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等部分，它摒棄了常規(guī) 殺菌釜 機(jī)械中的繁瑣和不合理部分，而將機(jī)械、微機(jī)、微電子、傳感器等多種學(xué) 科的先進(jìn)技術(shù)融為一體，給 殺菌釜 機(jī)械在設(shè)計(jì)、制造和控制方面都帶來了深刻的變化，從根本上改變了 殺菌釜 機(jī)械的現(xiàn)狀。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、模組化 充分利用原有機(jī)型模組化設(shè)計(jì)，可在短時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)換新機(jī)型。未來 殺菌釜 機(jī)械必須具備多功能化、調(diào)整操作簡(jiǎn)單等條件，基于電腦的智能型儀器將 成為食品 殺菌釜 控制器的新趨勢(shì)。 殺菌釜 行業(yè)屬于配套行業(yè)，涉及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的許多領(lǐng)域，特別是食品行業(yè)與飲料行業(yè)，更是依賴于 殺菌釜 行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和配套服務(wù)，因此，我們不能忽視 殺菌釜 機(jī)械落后的現(xiàn)狀，努力積極推動(dòng) 殺菌釜 業(yè)走上快速健康發(fā)展的自動(dòng)化道路。受壓部件焊縫均按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了熱處理和嚴(yán)格的無損檢測(cè)。配備有完善的安全聯(lián)鎖保護(hù)裝置，最大限度地避免了誤操作隱患，確保了蒸壓釜的安全運(yùn)行和操作人員的安全生產(chǎn)。側(cè)開式采用旋轉(zhuǎn)臂 式開門機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，低位操作，開啟簡(jiǎn)單方便； 另外還有一種上開門開啟方式， 上開式采用杠桿式開門機(jī)構(gòu)，杠桿下端與釜門連接，上端裝有配重裝置，該型式開啟輕便，釜側(cè)占用空間小。 釜體支座針對(duì)不同部位，設(shè)置有固定支座，活動(dòng)支座，端部專用支座三種形式。 本釜設(shè)有安全閥，壓力表、測(cè)溫元件，進(jìn)排汽閥，密封球閥，疏水閥等必要的閥門和儀表，并備有除污罐供用戶選配使用。 三 .強(qiáng)度計(jì)算 （一） ．圓筒和封頭計(jì)算 已知設(shè)計(jì)條件：設(shè)計(jì)壓力 p= 設(shè)計(jì)溫度 t=204 C? 內(nèi)徑 Di=2500mm 材料 Q345R 按 GB150 公式 51： 計(jì)算厚度 ? ?ppDt i?? ??? 2 已知 p= Di=2500 ? = ??t? 由差值法計(jì)算而得 由表 1 碳素鋼和低合金鋼板許用應(yīng)力得： 第一組： 183202104183167 202150 ????? x x = x 帶入公 式 ? ? ppDt i?? ??? 2 得 ? = 在 3~16 范圍 所以符合條件 第二組： 17 020 020 417 015 7 20 025 0 ????? x x = x 帶入 ? ? ppDt i?? ??? 2 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 得 ? = 不在 16~36 范圍 由一二兩組結(jié)果得 ： ??t? = ? = 許用應(yīng) 力 ??? =189 MPa ??t? = MPa 試驗(yàn)溫度下的屈服極限 325?ts? MPa 鋼板負(fù)偏差 C1= mm 腐蝕裕量 C2= mm C=C1+C2= A 類焊縫系數(shù) ? = B 類焊縫系數(shù) 1? = 筒體最小厚度 min? （碳鋼） Di ? 3800 510002min ?? iD?mm 且 min? ? 3mm 實(shí)取 min? =5mm 筒體名義厚度 n? ： 3 1 5 5 1 5 5 ????? Cd ?? mm i n ????? Cd ?? mm 圓整后取大者 n? =16mm 壓力試驗(yàn)時(shí)應(yīng)力校核： 試驗(yàn)壓力 根據(jù)附表 1 確定：???? t ????? ??PPT MPa （釜蓋） 按 GB1501988 公式 743 ? ?t ic Rp?? 65 ??? 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 Pi= ? ? ?t? MPa Ri=2121mm 562 212 ?? ???? mm (二 )．法蘭計(jì)算校核 ? ? ? ? fgBg MgBg HfSSS HDBFTF ?????? ?????? )(6 121111 ?? MPa (151) STF ： 法蘭錐頸的軸向拉伸應(yīng)力 SBF ： 法蘭錐頸的軸向彎曲應(yīng)力 HD ：內(nèi)壓作用在圓筒內(nèi)徑截面上所引起的軸向力，當(dāng)分析法蘭環(huán)受載時(shí)可視為作用在錐頸大端中面處。 mm ? ??????????????????? ???????AcAHgBgIhTTTBgMM20211210 T： 法蘭環(huán)厚度 T=190122=68 mm T2：卡箍開口間隙 T2=64 mm T1：卡箍環(huán)厚度 T1=12264=58 mm Ah ：卡箍端面至法蘭環(huán)卡箍體組合截面形心的軸向距離 mm Ah =108 法蘭環(huán)卡箍 體組合截面形心計(jì)算： 111 zxA? 211 xx? 211 zz? 222 zxA ? 2212 xxx ?? 222 zz ? 10238083714060212211 ?? ??????? AA xAxAX 343808951406021 2211 ?? ??????? AA zAzAZ 10882190 ???Ah mm Ag ：由法蘭內(nèi)壁至法蘭環(huán)卡箍體組合截面形心的徑向距離 ???Ag mm 11213111 2121 zxZzzxI ?????? ??? 22213222 121 zxzzxI ?? 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論