Курсовая работа Автоклав. Введение 3 Принципы работы 8 Автоклавное выщелачивание 9 конструкция и классификация автоклавов 10
 Скачать 0.82 Mb.
|
РАСЧЕТ АВТОКЛАВОВАвтоклавы периодического действия бывают двух типов: вертикального и горизонтального. Горизонтальные автоклавы, в свою очередь, разделяются на два вида: статические, в которых не происходит вращения банок с консервами при стерилизации, и ротационные, в которых банки с консервами при стерилизации вращаются. Вертикальные автоклавы бывают только статическими. В качестве энергоносителей в автоклавах применяются вода и водяной пар. На перерабатывающих предприятиях чаще всего применяются вертикальные автоклавы марок Б6-КА2-В-2, Б6-КА2-В-4, Б6-КА2-В- 2МП. Автоклавы горизонтального типа применяются реже, однако они являются весьма перспективным оборудованием. Объясняется это их достаточно высокими технико-технологическими показателями. Несмотря на некоторые трудности, связанные с загрузкой и выгрузкой консервов и несколько большей площадью, требующейся для их размещения, в этих автоклавах, по сравнению с вертикальными, обеспечивается практически однородное поле температуры на протяжении всего цикла стерилизации. В свою очередь, это позволяет в ряде случаев сократить длительность цикла стерилизации и осуществить заметную экономию энергоносителей, пара и воды. Кроме того, ротационные автоклавы дают возможность стерилизовать консервы в крупной таре с высоким качеством получаемой продукции, что недостижимо в статических автоклавах, а при стерилизации консервов в мелкой таре можно достигать существенного (иногда в 1,5...2,0 раза) сокращения длительности цикла стерилизации за счет улучшения проникновения теплоты в консервы при их вращении. Вертикальные двух-корзинчатые и четырех-корзинчатые автоклавы предназначены для стерилизации консервов в водной и паровой среде под давлением до 350 кПа. Автоклавы состоят из следующих основных частей: корпуса, крышки, поясного зажима, корзины, контрольно-регистрирующих и регулирующих приборов, арматуры для подключения к магистралям пара, воды, воздуха и спуска конденсата, предохранительных устройств, исключающих возможность подачи пара в автоклав при неполном закрытии крышки и поясного зажима и открывания крышки автоклава при наличии в нем избыточного давления более 4,9 кПа. Сварной корте автоклавов АВ-2 и АВ-4 состоит из двух цилиндрических обечаек толщиной 6 мм и днища толщиной 8 мм. На корпусе предусмотрены патрубки с фланцами для подключения автоклава к магистралям пара, сжатого воздуха, воды и конденсата, а также штуцеров для подключения манометра, термометра и датчиков программного регулятора. В низу корпуса расположены паровой барботер и сливной патрубок со стаканом-фильтром. Паровой барботер изготовлен в виде крестовины с отверстиями на боковой поверхности. Фланцы крышки и корпуса прижимаются друг к другу с помощью быстродействующего поясного зажима, состоящего из 15 секторных захватов, укрепленных на кольце из пружинной полосовой стали, и рычажной системы для стягивания и разведения поясного зажима. На крышке предусмотрены патрубок для подвода воды к барботеру, расположенному под крышкой автоклава, и штуцера для установки предохранительного клапана и пробко-спускного крана. Крышка имеет уравновешивающее устройство для облегчения ее открывания и закрывания. Для фиксации крышки в закрытом состоянии на корпусе укрепляется защелка. Автоклавная корзина представляет собой перфорированную цилиндрическую обечайку, к отбортованной нижней части которой приварено перфорированное дно. Верхняя часть обечайки ужесточена кольцом, к внутренней стороне приварены вертикальные полосы, в которых шарнирно установлена подвеска. С наружной стороны обечайки установлены пружинные фиксаторы, служащие дзя обеспечения гарантированного кольцевого зазора между корпусом и корзиной. Автоклавы марок Б6-КАВ-2 и Б6-КАВ-4 имеют аналогичное устройство. Кроме того, у них вну три установлено распределительное устройство, состоящее из перфорированного кольцевого барбо- тера и приваренных к нему вертикальных труб. Распределительное устройство соединяется с патрубком подвода пара. Вертикальные трубы располагаются по окружности с некоторым радиальным зазором относительно корпуса и приварены через промежуточные ребра к обечайке. На автоклаве расположены два предохранительных клапана с рычагами для продувки. Блокировка, исключающая подачу пара, сжатого воздуха и воды в автоклав при не полностью закрытых крышке и поясном затворе, осуществляется мембранно-исполнительными механизмами (МИМ), установленными на линиях подачи пара, сжатого воздуха и воды. Автоклавы должны устанавливаться на бетонном основании в канале (шахте). В автоклавах марок АВ-2 и АВ-4 энергоносители (водяной насыщенный пар, вода и воздух) должны подаваться под давлением 250.. .400 кПа, к автоклавам марок Б6-КАВ-2 и Б6-КАВ-4 - 360.. .420 кПа. Пример расчета Расчетное давление автоклава Рр= 4*105 Па. Максимальная температура t = 120°С. Внутренний диаметр корпуса DB = 1 м. Материал обечайки СтЗ. (Предел прочности на растяжение ав = 380 МПа, предел текучести сгт= 220 МПа). Рекомендуемый запас прочности пв =3,5. Расчет на прочность корпуса автоклава Корпус автоклава представляет собой цилиндрическую обечайку с внутренним диаметром ?)в=1000 мм. Допускаемое напряжение на растяжение будет равно:  где пв - коэффициент запаса прочности, пв= 3,5. Коэффициент прочности сварного шва для стыковых швов с двусторонним проваром, выполняемых автоматической сваркой под слоем флюса: ($ = 1. Толщина стенки обечайки:  где дс= 3 мм - прибавка к расчетной толщине на коррозию. Конструктивно принимаем толщину обечайки <$i = 6 мм. При принятой толщине обечайки установка дополнительных колец не требуется. Расчет на прочность эллиптического днища автоклава Толщина стенки эллиптического днища определяется по формуле:  где Ив = 0,25 м - высота выпуклой части днища. Конструктивно принимаем толщину стенки днища $2 = 8 мм. Расчет наибольших допустимых диаметров неукрепленных отверстий в корпусе и днище автоклава Для цилиндрической части автоклава:  Конструктивно принимаем отверстие равным d] = 60 мм. Для эллиптического днища:  Конструктивно принимаем отверстие равным d = 600 мм. Таким образом, укрепления принятых на автоклаве отверстий не требуется. Расчет на прочность захватов зажимного пояса Усилие, действующее на крышку автоклава, воспринимаемое захватами, определяется по формзле .  где Дс - внутренний диаметр уплотнительного кольца. Dk=l,05 м. Сила Рк воспринимается поверхностью «А» поясного захвата, который работает на смятие этой поверхности и изгиб в сечении а-а (рисунок 6.5).  Рисунок 5. Захват зажимного пояса Развернутая длина поясного захвата по внутреннему диаметру будет равна р  где 0,9 - коэффициент, учитывающий разрыв между секторами захвата; R - внутренний радиус заплечика захвата. R = 0,531 м. Определяем напряжение смятия поверхности «А» по формуле:  где К = 1,3 - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки, /'] = 0,013 м - ширина поверхности смятия. <тсм = 11,5 МПа < [<г] = 200 МПа (для Ст 3) Условие прочности захватов на смятие соблюдено. Определяем напряжение изгиба в опасном сечении а-а. Полагаем, что сила Рк приложена по внутреннему краю захвата. Такое допущение идет к увеличению запаса прочности. Изгибающий момент в сечении а-а.  где / = 0,016 м - ширина заплечика захвата. Момент сопротивления:  где И = 0,015 м - высота (толщина) заплечика захвата. Напряжение изгиба:  Таким образом, <7ИЗГ = 64 МПа < [<7ЮГ]=90 МПа. (Для Ст 3 при пульсирующей нагрузке). Условие прочности на изгиб удовлетворено. Список используемой литературы.1. Боженов П.И «Технология автоклавных материалов» - Санкт-Петербург: Стройиздат., 1978 – 368 с. 2. Вахнин М.П, Анищенко А.А «Производство силикатного кирпича» - М.: Высшая школа, 1989 – 200 с. 3. Мухина Т.Г «Производство силикатного кирпича», М.: Высшая школа, 1967 – 179 с. 4. Роговой М.И, Кондранов М.Н, Сагоновский М.Н «Расчёт и задачи по теплотехническому оборудованию предприятий промышленности строительных материалов», - М.: Стройиздат, 1975 – 320 с. 5. ГОСТ 10037-83 «Автоклавы для строительной индустрии». Технические условия» - М.: Издательство стандартов, 1983 – 20 с.       КП-15.03.02.-23       Дата Подпись № докум. Лист Изм.        Изоб. Провер. Листов Лит. Лист     27 2      |