固定式夹层锅整体结构设计【毕业论文答辩资料】

需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 摘 要 本设计的设备是一食品类的煮熟设备 夹层锅。介绍了夹层锅的用途、特性、工作原理等方面。此设计对夹层锅的多方面作了一定的改进。给此设备增加了一搅拌装置，在工作过程中均匀物料，使其能方便加工粘度高及导热率低的物料，从而扩大了夹层锅的使用范围。增设了一安全阀 ,保障设备的安全工作。增设了一疏水阀，提高工作效率。并且在各零件的选材及外观方面都作了较全面的分析。最后对夹层锅的生产能力方面作了一定的分析计算。 关键词 ： 煮熟 夹层锅 搅拌 物料 安全阀 生产能力 is a in of In to a in to of In a in of a of I of 要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 目 录 1 绪 论 . 层锅用途及特性 . 层锅的分类及主要性能参数 . 夹层锅的分类 . 夹层锅主要技术特性、参数 . 层锅使用注意事项 . 层锅维护保养 . 夹层锅整体设计 . 能参数的确定 . 备的主要组成部分 . 错误 !未定义书签。 3 夹层锅各零部件的设计 . 体 . 内层锅 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 外接管 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 脚 . 错误 !未定义书签。 水阀的选用 . 错误 !未定义书签。 水阀简介 . 错误 !未定义书签。 水阀选择 . 错误 !未定义书签。 全阀的选用 . 错误 !未定义书签。 全阀简介 . 错误 !未定义书签。 全阀选择 . 错误 !未定义书签。 拌装置 . 错误 !未定义书签。 拌器 . 错误 !未定义书签。 拌轴 . 错误 !未定义书签。 动装置 . 错误 !未定义书签。 动机及减速机的选用 . 错误 !未定义书签。 座的设计 . 错误 !未定义书签。 栓的选用 . 错误 !未定义书签。 撑板的设计 . 错误 !未定义书签。 4 夹层锅的有关计算 . 锅体隔热层 . 夹层锅的整体外观 . 要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 7 总结 . 考文献 . 谢 . 文档送全套图纸 扣扣 414951605 1 绪论 层锅 用途及特性 不锈钢夹层锅又名夹层蒸气锅，广泛用于糖 果、制药、乳品 、酒类、糕点、饮料、蜜饯、罐头等食品加工，也可用于大型餐厅或食堂熬汤、烧 菜、炖肉、熬粥等，是食品加工提高质量、缩短时间、改善劳动条件的优良 设备。 工作时 ,物料从进料口输送至锅内 。 然后进气管通蒸汽 ,达到了工作压力时关闭进气阀门 。 通蒸气时 ,如果压力过大 ,则安全阀自动打开 ,释放多余的压力 。 当夹套内有冷凝水时 ,疏水阀工作 ,排出冷凝水 。 加热完毕后 ,打开卸料阀 ,物料则排放出来 。 3. 特性： 夹层锅以一定压力的蒸汽为热源（也可选用电加热），夹层锅具有受热面积大、热效率高、加热均匀、液料 沸腾时间短、加热温度容易控制等特点。夹层锅锅内层锅体 (内锅 )采用耐酸耐热的奥氏型不锈钢制造 ,配有压力表和安全阀 ,外型美观、安装容易、操作方便、安全可靠。 层锅的分类及主要性能参数 层锅的分类 1） 按结构形式分为：固定式夹层锅和可倾式夹层锅； 2） 按有无搅拌装置分为 :带搅拌式夹层锅与不带搅拌式夹层锅； 3） 按加热方式分为：电加热夹层锅、蒸汽加热夹层锅 。 层锅主要技术特性、参数 1） 各型号夹层锅受热面积及液料沸腾时间表 型号 受热面积 参数 沸腾时需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 表 各型号夹 层锅受热面积及液料沸腾时间表 2） 各型号 夹层锅 性能参数 产品 型号 公称容量 (L) 形式 额定工作压力 (搅拌速度 (r/最大可倾角 进出口管径 (电机功率 (直径 深 (0/5240 可倾 90 1/2 拌 36 10000/7050 可倾 0 3/4 拌 36 100拌 20000/8055 可倾 0 3/4 拌 36 200定 00/9060 可倾 0 3/4 拌 36 300定 00/10065 可倾 0 3/4 拌 36 400定 00/11072 可倾 90 3/4 拌 36 液料及加入量 (蒸气压力 (间 （ 来水 50 5 来水 100 6 来水 100 7 来水 100 89 来水 100 015 来水 100 118 来水 200 520 来水 200 520 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 定 00/12080 可倾 0 3/4 拌 36 600定 表 型号 夹层锅 性能参数 层锅使用注意事项 1、使用蒸气压力，不 得长时间超过定额工作压力。 2、进汽时应缓慢开启进汽阀，直到需用压力为止，冷凝水出口处的截 止阀，如装有疏水器，应始终将阀门打开；如无疏水器，则先将阀门打开 直到有蒸气溢出时再将阀门关小 ,开启程度保持在有少量水汽溢出为止。 3、对安全阀，可根据用户自己使用蒸气的压力，自行调整。 4、蒸气锅在使用过程中，应经常注意蒸气压力的变化，用进汽阀适 时调整。 5、停止进气后，应将锅底的直嘴旋塞开启，放完余水。 6、可倾式和搅拌式夹层锅，每班使用前，应在各转动部位加油；搅 拌式夹层锅锅体面上的部件，建议采用熟菜油；其它 各处均采用 30#0#机械油。 层锅 维护保养 1、进汽管和出水管接头漏汽，当选紧螺帽不解决问题时，应添加或更换填料。 2、压力表和安全阀应定期检查，如有故障及时调换和修理。 3、减速箱开始使用 50小时后，应拆下来放掉润滑油，用煤油或柴油冲洗，加入 30#净机油，使用 150小时后，第二次换油，以后可视具体情况，每使用到 1000小时左右换油一次。 4、防锈油剥落，应及时涂刷，涂外锅的油漆，建议采用 5、本锅使用 5年后，建议进行安全性水压试验 ，以后进行水压试验的间隔时间，按各地技术部门的要求进行。 水压试验的压力 当额定工作气压 当额定工作气压 、本锅外层锅体使用 3毫米厚的钢板制造 ,钢号 外锅经多年锈蚀减薄到 2应停止使用。 7、本锅不锈钢的焊接和不锈钢其它钢材连接处的焊接 ,应采用不锈钢焊条奥102、奥 107、奥 132、奥 137,不宜采用其它牌号。 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 2 夹层锅整体设 计 此次设计的夹层锅型号为 : L 指立式 。 T 指夹套材质为碳钢 。 600指有效容积为 600L。 能参数的确定 1 . 0 5 0 . 3 6 7 5 M P a 145 600L 600760C=1备的主要组成部分 夹层锅的主要部分 ,主要作用为盛装物料与通压力蒸气 。 用于连接锅体与外部结构 。 用于支撑锅体 。 用于排冷凝蒸汽水 。 排蒸气及控制气体的压力 。 搅拌物料 ,使物料均匀受热 。 支撑减速机及电动机 。 设备的动力机构 ,带动搅拌器运行 。 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 3 夹层锅各零部件的设计 体 锅体由内层锅与外层锅焊接而成 层锅 在满足安全和使用条件的前提下，还要考虑工艺性和经济性。 参考 层锅选用材料不锈钢 固溶 10101150 C 快冷处理，拉伸强度 20， 屈 服 强 度 05， 弯 曲 疲 劳 极 限1 185M ，扭剪疲劳极限 。 内层锅形状为一个半球壳与一段圆柱壳 。 球壳半径为 600 满载物料时 ,锅受物料给的力 满载非工作状态时 t 其中 G 为物料的密度 取 330 0 /kg m 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 3 2 3 2 31 4 1 4 0 . 6 0 . 6 0 . 1 6 0 . 6 3 32 3 2 3V R d h m 当 0 时， m a x 1 8 0 0 0 . 6 3 3 5 0 6 . 4F G N 拉伸强度条件 m a x A 内层锅体的横截面积 S 安全系数，材质均匀，载荷和应力计算不够精确时取 3S 2m a 5 0 6 . 4 3 7 . 4 12056 0 0 6 0 0 1 2 0 0m 0 2 正常工作时，夹层锅受外压力 作用 。 当球壳受外压力时存在着可能失稳的问题 球壁会突然被压瘪 ,这时圆形横截面一瞬间变成了曲波形 参照 只能用推算的方法算得锅的壁厚 。 算得的厚度为 4算方法如下 : 假设 :a) 4n ,令 4 1 3 m m 定出 0/ b) 计算系数 A=c)根据所用材料查图表求得系数 B=60 则许用外压力 060 0 . 3( / ) ( 6 0 0 / 3 ) p 小于 n 为内层锅的名义厚度 e 内层锅的有效厚度 A. B 均为 找的系数 C 为腐蚀裕量 以上的计算，可知 :内层锅的厚度 4 符合工作需求 容器制造时钢板经弯卷或焊接或拼装工序以后 ,能否承受规定的工作压力 。是否会发生过大的变形 。 在规定的工作压力作用下 必须经过压力试验予以考核 。 采用液压试验 :液压试验时压力应缓慢上升 ,达到规定的试验压力 ( )后 ,保压 10然后降至设计压力 0分钟 ,以检查容器的密封性及强度 。 液压试验强 度条件 : 1() 0 . 92 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 此内层锅用冲压而得 ,无焊接 1( ) 1 . 2 5 0 . 3 6 7 5 ( 1 2 0 0 4 ) 6 9 . 1 4 0 . 9 0 . 9 2 0 5 1 8 4 . 52 2 4 1 P a M P a 故强度符合条件 层锅 选用 材 料 的 力 学 性 能 : 屈 服 点 195s 抗 拉 强 度3 7 5 4 6 0b M p a 加工方法为冲压 . 考虑到内 须附加一层隔热层 。 取内层锅与外层锅的距离为 54其厚度为 1 则 : 1 0 . 3 6 5 4 2 2 . 64 3 7 54 ci 锅内壁要附加一层隔热层 可以不考虑腐蚀因素 因此取壁厚 1 3 同样外层锅也采用液压试验 :液压试验时压力应缓慢上升 ,达到规定的试验压力 ( )后 ,保压 10钟 ,然后降至 设计压力 p。 至少再保持 30 分钟 ,以检查容器的密封性及强度 。 液压试验强度条件 : 1() 0 . 92 此内层锅用冲压而得 ,无焊接 1( ) 1 . 2 5 0 . 3 6 7 5 ( 1 3 0 8 3 ) 1 0 0 . 4 0 . 9 0 . 9 1 9 5 1 7 5 . 52 2 3 1 P a M P a 故强度符合条件 孔补强的考虑 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 由于工作的需要 ,须在内层锅的锅底开一个孔 ,用于排料 。 在外层锅上开四个孔 。 各用于进气 排水 由于在内 开孔后器壁金属连续性受到破坏 。 产生峰值应力 。 又由于 器壁是二向应力 ,在开孔处装有接管 。 所以在开孔边缘出现的多种应力叠加的较复杂应力集中的状况 。 影响应力集中的因素如下 : d/D 越大 D 越小 为了改善应力集中的情况 具体办法 :在开孔处一定范围内 (此范围的 B=2d)补焊一块金属板以使该处得到局部增强 。 对于静压 ,常温 ,中低压容器常用的结构为补强圈 。 补强圈的材料一般与器壁相同 。 厚度也与器壁相同 。 依据实际工作需要以及影 响应力集中的因素 。 设计开孔尺寸如下 :进气孔 0气孔 D=20照下述选择的安全阀 )排料孔 D=30水孔D=15要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 外接管 气孔接管 选取材料 :因其工作为通气 。 工作环境介质为水蒸气 。 因此选择不锈钢0 其力学性能 :拉伸强度 20，屈服强度 05， 弯曲疲劳极限1 185M ，扭剪疲劳极限 根据上面设计的进气孔孔径为 20进气接管管外径为 20其厚度为 利用公式 121 求得其厚度 2 0 0 . 3 5 0 . 0 1 72 2 2 0 5 0 . 3 5pD 考 虑到加工的方便等因素 是管的孔径为 10计接管长度为 65加工 长为 30内螺纹 示意图如下 : 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 气孔接管 选取材料 :因其工作为通气 。 工作环境介质为水蒸气 。 因此选择不锈钢0 根据上面设计的出气孔孔径为 20出气接管管外径为 20 依据下述所选的安全阀 5上算法取管的厚度为 是管的 孔径为 15计接管长度为 30 加工 长为 15内螺纹 ,用于连接外部进气机构 。 水孔接管 选取材料 :因其工作为通气 因此选择不锈钢0 根据上面设计的排水孔孔径为 15排水接管管外径为 15上算法取管的厚度为 是管的孔径为 10计接管长度为 45 加工 长为 25外螺 纹 。 用于连接外部机构 。 示意图如下 : 料孔接管 选取材料 :因其工作于两层锅之间 。 外表面工作环境为水蒸气 ,内表面工作环境为物料 。 因此选择不锈钢 0据上面设计的排料孔孔径为 30为此接管连接到了内层锅 。 中间有一部分在内层锅与外层锅之间 可以依据外压圆筒环向失稳的临界压力计算公式 : 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 2 . 500()2 . 5 9 其中 e 为筒体的有效壁厚 ,D 为筒体的外直径 , 为筒体的计算长度 计算得 : 0 50 5 0 0 . 3 52 . 5 2 . 53 0 0 . 1 2 92 . 5 9 2 . 5 9 1 . 8 5 1 0 3 0e m 考虑到加工的方便等因素 是接管的孔径为 20计接管长度为 95加工 长为 25外螺纹 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 脚 支脚选择材料铸造铁 材料的力学性能 : 120b 锅体采用三个支脚支撑 为了保证排水与卸料的方便 为约为 500算得 :L=621 取用 L=620脚的作用为支撑锅体 支脚应该要有足够的强度 . 当满载物料时 . 8 6 0 0 4 8 0M V K g (锅的重量忽略 ) 锅由三个支脚支撑 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 8 0 9 . 833 1623c o s 1 5 c o s 1 5 设支脚的横截面积为 A 应满足 1623 120 算得 21 3 5A m m 在此设定的 支脚形式 为 ：三棱锥形式 特在下方焊上一块垫板 . 示意图如下 : 具体尺寸见图纸 要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 算得其面积 A=3359 2大于以上算出的 水阀的选用 水阀简介 疏水阀全称自动蒸气疏水阀 ,又名阻气排水阀 空气及其它不凝性气体 疏水阀的工作原理如下 : 水阀是凉的，膜盒感温元件收缩，阀口（ A）开放，连续排出初始空气，实现快速启动。 A）排出，浮球随冷凝水液位上升，冷凝水从阀口（ B）排出。 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 盒内感温液体受热膨胀，带动阀芯关闭阀口（ A），浮球随凝结水液位调节阀口（ B），排出冷凝水。 球随液位下降关闭阀口（ B），由于阀口（ B）总是在凝结水位以下，形成水封，无蒸汽泄漏。 水阀选择 根据此设备上疏水阀的工作压力及工作温度 纹 自由浮球式蒸汽疏水阀 自由浮球式蒸汽疏水阀 的结构简单，内部只有一个精细研磨的不锈钢空心浮球，既是浮子又是启闭件，无易损零件，使用寿命很长。装置刚起动时，管道内出现空气和低温冷凝水，手动排空气阀能迅速排除不凝结气体， 疏水阀 开始进入工作状态，低温冷凝水流进 疏水阀 ，凝结水的液位上升，浮球上升，开启阀门。装置很快提升温度，管道内温度上升到饱和温度之前，自动排空气阀已经关闭；装置进入正常运行状况，凝结水减少，液位下降，浮球随液位升降 调节阀 孔流量；当凝结水停止进入时，浮球随介质流向逼近阀座，关闭阀门 。 自由浮球式蒸汽疏水阀 的阀座总处于液位以下，形成水封，无蒸汽泄漏。 材 质： 阀 体、 阀 盖： 铸铁 阀 座、 球 罩： 不锈钢 规格及技术参数 ： 公称通径（ ： 15 公称压力（ ： 最高工作压力 (： 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 最高工作温度 (： 350 ； 工作介质：蒸汽凝结水； 无负荷漏气率小于 3% ；过冷度 排水量表 型号 通径 ( 最高工作压力 不同压差 (P) 下的排水量（ Kg/h) 15 20 25 310 500 620 260 390 500 550 580 300 340 370 400 430 460 490 260 290 320 350 380 410 440 470 全阀的选用 全阀简介 1 安全阀又称排气阀 。 是自动阀的一种 。 根据工作压力能自动启闭，安装于设备或管路上 。 当设备或管道内压力超过规定值时，即自动开启，释放压力，从而达到安全保护的目的 。 2 安全阀的分类 按其整体结构及加载机构的不同可以分为重锤杠杆式 、 弹簧式和脉冲式三种 。 按照介质排放方式的不同 ， 安全阀又可以分为全封闭式 、 半封闭式和开放式等三种 。 按照阀瓣开启的最大高度与安全阀流道直径之比来划分 ， 安全阀又可分为弹簧微启示封闭高压式安全阀和弹簧全启式安全阀两种 。 按作用原理分类 ， 可以分为直接作用式安全阀和非直接作用式安全阀 。 按压力是否调节分类 ， 可分为固定不可调安全阀和可调安全阀 。 3 安全阀的工作原理 当设备内压力没超过额定值时 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 当设备内压力超过额定值时 释放压力 . 全阀选择 1. 安全阀工作环境的压力为 . 安全阀的工作温度为夹层锅的工作温度 147 3. 工作介质为蒸气 封闭带扳手全启式安全阀 4. 选择阀的公称直径为 15据上述选用 外螺纹弹簧全启式安全阀 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 本阀 适用于工作温度小于等于 200 度的空气 ,水 ,蒸汽等介质的设备或管道上，作为超压保护装置，当设备或管道内压力超过允许值时，阀门自动开启。继而全量排放，当压力低到规定值时，阀门自动关闭，保证设备安全运行。 本安全阀的材质 阀 体 ： 铸铁 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 阀杆、阀瓣、阀座 ： 铸铜 弹簧 ： 硅锰铜 调节螺丝 ： 黄铜 拌装置 拌器 采用框式 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 1 搅拌器功率的计算 0 其中 :N 搅拌器消耗的功率 0P :功率准数 搅拌的雷诺数 搅拌的佛鲁特数 因夹层锅的功用为煮各类物料 查得其粘度 为 110250 2/N S m (110250 pa s ) 物体粘度随温度升高而降 50 2/N S m 因此这里计算取其值为 200 2/N S m 计算搅拌的雷诺数 22e 361 8 0 060R 2 . 4 1 0250 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 在层流区 因此 : 10e 717 1 . 0 R 2 9 . 5 82 . 4p 为功率因数 进一步得到 : 2 3 2 32 9 . 5 8 2 0 0 0 . 6 1 1 2 7 7 . 8 6 1 . 2 7 8iN n d W K W 2 电动机功率的计算 N K 为启动时功率超载系数 ,大多情况可以取 1 为传动机构效率 轴封损失功率 N 为搅拌器需要的功率 12 0 . 9 8 0 . 9 7 0 . 9 5 0 6 其中： 1 变速机效率，取值为 联轴器效率，取值为 夹层锅密封要求不严格 则 0 1 . 2 7 8 0 1 . 3 4