WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 9 |

Механическое перемешивающее устройство обычно состоит из привода, вертикального вала и мешалки. В состав привода входят мотор-редуктор, муфта (или муфты), промежуточный вал (или без него), стойка (или стойки), уплотнение, вал; может быть также и концевая опора вала.

Существует весьма много различных конструкций приводов, в которых большей частью применяются стандартные многооборотные электродвигатели и типовые механические редукторы для снижения числа оборотов вала перемешивающего устройства до требуемого по технологии.

Наибольшее распространение в химическом аппаратостроении получили выносные индивидуальные приводы со стандартными электродвигателями и типовыми редукторами, устанавливаемые на крышке или верхнем днище аппарата.

Ввод вала таких приводов в аппарат обычно должен быть уплотнён вследствие наличия избыточного давления или вакуума в аппарате. Уплотнение вала осуществляется различными способами, зависящими в основном от давления среды в аппарате, требуемой степени герметизации и других специфических условий, предъявляемых к тому или иному аппарату. Обычно применяются следующие виды уплотнений: сальниковые, торцовые, манжетные, гидрозатвор. Любое уплотнение вала в процессе эксплуатации не обеспечивает полную герметизацию указанного соединения и поэтому является «слабым» местом в такого рода приводах, особенно для аппаратов, в которых перерабатываются взрыво- пожароопасные и токсичные вещества. Отмеченных недостатков лишены так называемые герметические бессальниковые привода, например, со встроенным специальным электродвигателем, находящимся в среде аппарата, со специальным экранированным электродвигателем и др. Такие приводы в эксплуатационных условиях обычно более надежны, чем перечисленные выше, хотя им и присуще свои специфические недостатки.

Приводы обычно устанавливают на крышках аппаратов, иногда на балках или рамах, укрепленных на крыше. Если вал длинный, то на днище сосуда монтируется дополнительная опора. В современных конструкциях привод обычно осуществляется непосредственно от электродвигателя, через редуктор.

Если места на крышке сосуда или над ней недостаточно, либо недопустимо попадание смазки от редуктора и электродвигателя в перемешиваемую среду привод располагают под сосудом, что, однако, требует установки хорошего сальникового уплотнения.

Мешалки для ёмкостных аппаратов бывают следующих типов: трёхлопастные, винтовые, турбинные открытые, турбинные закрытые, шестилопастные, клетьевые, лопастные, шнековые, якорные, рамные, ленточные, зубчатые и другие специальные мешалки.

По частоте вращения мешалки разделяются на две группы:

1) быстроходные, применяемые для перемешивания жидких сред при турбулентном и переходном режимах течения (винтовые, турбинные, лопастные и др.); окружная скорость концов мешалки порядка 10 м/с; отношение D/dм > 3 (D и dм – соответственно внутренний диаметр аппарата и диаметр мешалки);

2) тихоходные, применяемые при ламинарном течении жидкости в аппарате (якорные, рамные, ленточные и другие, для которых, как правило, окружная скорость порядка 1 м/с, а отношение D/dм < 2).

Стойки отливают из чугуна или сваривают из углеродистой стали. Они представляют собой цилиндры или усеченные конусы, снабженные верхним и нижним присоединительными фланцами. В обечайке стоек имеются вырезы для удобства монтажа и демонтажа.

Бывают следующие основные конструктивные схемы установки приводов: закрепление вала в двухопорной стойке, закрепление вала в одноопорной стойке, закрепление вала в пиноле привода, закрепление вала в жёсткой муфте. В тех случаях, когда подшипниковые опоры выходного вала привода рассчитаны на восприятие осевых и радиальных нагрузок, вал аппарата с перемешивающим устройством может быть соединен жёстко с валом привода, без установки дополнительных опор.

5.2. Информационных анализ конструкций ёмкостных аппаратов Рассмотрим структуру конструкции ёмкостного аппарата. Структура конструкции аппарата, представленная в виде графа G = (Eb, Es), показана на рис. 5.2 [25]. Здесь отображены два уровня иерархии.

Eb – множество вершин графа, представляющих собой множество функциональных элементов ёмкостного аппарата Eb = {eb} на разных уровнях иерархии.

Функциональными элементами на верхнем уровне Eb0 = {eb0} являются:

b0 b b0 b be1 – корпус; e20 – теплообменное устройство; e3 – перемешивающее устройство; e40 – опоры; e5 – строповые b b bустройства; e60 – устройства ввода\вывода (штуцеры, люки, лючки, смотровые окна); e70 – теплоизоляция; e8 – футеb0 bровка; e9 – устройство заземления; e10 – устройства для крепления (кронштейны и т.д.).

Рис. 5.2. Представление структуры ёмкостного аппарата в виде графа G = (Eb, Es) На следующем уровне иерархии функциональными элементами Eb1 = {eb1} при рассмотрении корпуса аппарата явb b b ляются e11 – обечайка; e21 – первое днище1; e31 – второе днище. При анализе перемешивающего устройства функциоb3 b b3 b нальные элементы Eb3 = {eb3} это: e1 – вал; e23 – стойка; e3 – мешалка; e43 – мотор-редуктор.

Каждый из этих элементов состоит, в свою очередь, из других, более низшего уровня иерархии элементов, которые также могут являться сложными объектами.

Es – множество рёбер графа, представляющее собой множество соединительных элементов ёмкостного аппарата: Es = {es}:

s s s s s e1 – сварное соединение; e2 – фланцевое соединение; e3 – муфтовое соединение; e4 – шпоночное соединение; es – подшипники; e6 – крепления для теплоизоляции.

Представление структуры ёмкостного аппарата в виде графа позволяет наглядно показать, какие функциональные элементы входят в конструкцию аппарата, как они соединены между собой и при помощи каких соединительных элементов.

Для того чтобы показать не только составляющие элементы конструкции, но и их всевозможные варианты исполнения, пользуются отображением конструкции в виде И-ИЛИ дерева. Для удобства отображения рассмотрим часть конструкции ёмкостного аппарата в виде И-ИЛИ леса (рис. 5.3).

И-ИЛИ лес разрабатывается на основе анализа конструкций существующих аппаратов и обладает важным свойством: при помощи него можно получить новую типовую конструкцию.

Корпус – и аппарата Теплообменные устройства Строповые устройства Опоры Ёмкостной аппарат Перемешивающее устройство Устройства ввода/вывода Теплоизоляция Футеровка Рис. 5.3. Представление структуры ёмкостного аппарата в виде И-ИЛИ леса Эллиптическое Днище – и Торосферическое – или Плоское Коническое Вертикальный Корпус Выпуклое аппарата Фланцевое Соединение Горизонтальный обечайки и днища Сварное Цилиндрическая Обечайка Коническая Соединение обечайки и днища Днище Мотор-редуктор Соединение Фланцевое м-редуктора и стойки Соединение Муфтовое м-редуктора и вала Двухопорная Сверху Стойка Перемешивающее Одноопорная Снизу устройство Фланцевое Соединение стойки Сбоку и корпуса аппарата Сварное Консольный Вал Однопролётный Лопастная Пропеллерная Рамная Мешалка Якорная Турбинная Ленточная Шнековая Торцовое Сальниковое Уплотнение Манжетное Гидрозатвор Соединение вала Шпоночное и мешалки Рис. 5.3. Продолжение 5.3. Информационно-логическая модель ёмкостного аппарата Во второй главе была предложена ИЛМ технического объекта на абстрактном уровне абстрагирования. Рассмотрим теперь составляющие ИЛМ на объектном уровне абстрагирования на примере ёмкостного аппарата. ИЛМ технического объекта на объектном уровне, в нашем случае, на примере емкостного аппарата предназначена для получения вариантов конкретных конструкций ёмкостных аппаратов, удовлетворяющих исходным данным текущей задачи проектирования.

Конкретные конструкции получаются при присвоении свойствам структурных единиц объектного уровня определённых фиксированных значений (информационных состояний).

Рассмотрим составляющие ИЛМ ёмкостного аппарата на объектном уровне абстрагирования.

5.3.1. Множество элементов емкостного аппарата b s Множество элементов ёмкостного аппарата Е = E E представлено в табл. 5.1 и 5.b b 5.1. Функциональные элементы ёмкостного аппарата E = {e } Обозначение Наименование b e1 корпус b e11 обечайка b e12 днище горизонтальное b e13 днище верхнее b e14 днище нижнее b e2 теплообменное устройство b e21 обечайка рубашки b e22 днище рубашки b e23 сопряжение обечайки рубашки с обечайкой корпуса b e24 сопряжение днища рубашки с днищем корпуса b e25 труба змеевика b e26 каркас змеевика или барботера b e27 канал b e28 анкерная труба b e29 труба барботера b e3 перемешивающее устройство b e31 мешалка b e32 вал b e33 стойка b e34 мотор-редуктор b e4 опора (стандартные) b e5 строповые устройства (стандартные) b устройства ввода\вывода (штуцеры, люки, лючки, eсмотровые окна) b e61 патрубок b e62 накладное кольцо b e7 теплоизоляция b e71 облицовка b e72 наполнитель b e73 бруски b e8 футеровка b e9 устройство заземления b e10 устройства для крепления (кронштейны и т.д.) b e11 зумпф s s 5.2. Соединительные элементы ёмкостного аппарата: E = {e } Обозначение Наименование s e1 сварное соединение s e11 разделка кромок s e12 шов s e2 фланцевое соединение s e21 фланец s e22 ответный фланец s e23 заглушка s e24 крышка люка в сборе s e4 болтовое соединение s e25 прокладка s e1 сварное соединение (с патрубком) s e3 муфтовое соединение s e31 муфта s e32 шпонка s e33 посадочная поверхность вала под муфту s e34 шпоночная канавка s e4 болтовое соединение s e41 болт s e42 шпилька s e43 гайка s e44 шайба s e45 отверстие s e5 подшипниковое соединение s e51 подшипник s e52 посадочная поверхность вала s e53 корпус подшипника s e4 болтовое соединение (корпуса подшипника со стойкой) s e6 крепления для теплоизоляции s e61 скоба s e62 сварка s e7 резьбовое соединение s e71 резьба s e72 накидная гайка Каждый элемент множества имеет свои параметры (свойства). При присвоении свойствам элементов фиксированных значений можно получить вариант конструкции аппарата на конкретном уровне. Для определения наличия, количества, значений параметров элементов и их взаимного расположения для конкретного аппарата предложены модели структуры ёмкостного аппарата, параметров элементов и позиционирования на объектном уровне.

5.3.2. Модель структуры ёмкостного аппарата e t k s Модель структуры ёмкостного аппарата содержит правила Y, Y, Y, Y, некоторые из которых представлены в табл.

5.3, 5.4. Представленные правила получены на основе анализа опыта специалистов в области конструирования ёмкостных аппаратов, нормативной документации, технической литературы.

e 5.3. Правила Y, позволяющие определить наличие и количество элементов аппарата № Если то 1. Перемешивающее_устройство.

Перемешать {fa} Наличие = Присутствует 2. Теплообменное_устройство.

Нагреть {fa} Наличие = Присутствует И tк > tокр. среды 3. Теплообменное_устройство.

Нагреть {fa} Наличие = Присутствует И < еств 4. Теплообменное_устройство.

Охладить {fa} Наличие = Присутствует И tк < tокр. среды 5. Теплообменное_устройство.

Охладить {fa} Наличие = Присутствует И < еств 6. Корпус.Ориентация = Опоры.Наличие = Отсутствуют Вертикальный И Нижнее_днище.Тип = Плоское 7. Штуцер_приём_i.Наличие = Приём_i-го_вещества {fa} i = 1...n, n – число веществ Присутствует, i = 1...n 8. Штуцер_выдача_j.Наличие = Выдача_j-го_вещества {fa} Присутствует, j = 1…m j = 1…m, m – число веществ 9. Датчик_i.Наличие = Штуцер_датчик_i.

Присутствует Наличие = Присутствует 10. Штуцер_отбор_i.

Отбор_проб {fa} Наличие = Присутствует 11. Давление_в_корпусе. Штуцер_воздушка_корпуса.

Значение=Атмосферное Наличие = Присутствует 12. Теплообменное_устройство. Штуцер_воздушка_теплооб- ТипЗмеевик менник.

И Теплообменное_устройство. Наличие = Присутствует ТипРубашка_каналы 13. Давление_в_корпусе. Штуцер_перелив.

Значение=Атмосферное Наличие = Присутствует 14. Штуцер_моющая_головка.

Автоматическая_промывка {fa} Наличие = Присутствует 15. Перемешивающее_устройство. Штуцер_под_мешалку.

Тип=Мобильная_мешалка Наличие = Присутствует t 5.4. Правила Y, позволяющие определить тип каждого элемента № Если то 1. Корпус.Ориентация = Сбор {fa} Горизонтальный И/ИЛИ Хранение {fa} И Корпус.Объём = 5 – 100 мИ Аппарат.Высота = Ограниченная_величина 2. Pрасч < –0,07 МПа Обечайка.Тип = С_рёбрами 3. Корпус.Ориентация = Вертикальный Днище_нижнее.Тип = И Среда.Состояние = Коническое Сыпучий_материал 4. Корпус.Ориентация = Вертикальный Днище_нижнее.Тип = И Среда.Состояние = Вязкая_суспензия_ Коническое (дрожжи, зерно с водой) И Выгрузка.Тип = Самотёк 5. Корпус.Ориентация = Вертикальный Днище_нижнее.Тип = Коническое И Теплообм_устр.Тип {Каналы, С_анкерными_трубами, С_отбортовками, Пуклеванное} И Теплообм_устр.Расположение = На_днище 6. Днище_нижнее.Тип = хранение {fa} Плоское И/ИЛИ сбор {fa} И Корпус.Объём 30 мИ Давление в корпусе.Значение = Атмосферное ИЛИ Небольшое_ (–0,002... + 0,005 МПа) 7. Корпус.Диаметр 1,0 м3 Днище_нижнее.Тип = И Корпус. Диаметр 3,5 м3 Плосковыпуклое И Давление_в_корпусе. Значение = Атмосферное И Корпус.Объём < 30 м8. Корпус.Диаметр >1,0 м3 Днище_нижнее.Тип = И Давление_в_корпусе.Значение < Торосферическое_тип_А = 0,7 МПа 9. Корпус.Диаметр >1,0 м3 Днище_нижнее.тип = И Давление_в_корпусе.Значение > Торосферическое_тип_С = 0,7 МПа ИЛИ Вакуум 10. Корпус.Ориентация = Горизонтальный Днище.Тип = И Корпус.Диаметр > 1,0 м3 и < 3,5 м3 Плосковыпуклое И Давление_в_корпусе.Значение = Атмосферное ИЛИ Небольшое_ (–0,002... + 0,005 МПа) 11. Корпус.Ориентация = Горизонтальный Опоры.Тип = Седловые 12. Корпус.Ориентация = Вертикальльный Опоры.Тип = Лапы И Способ_установки = Между_этажами ИЛИ На_раме 13. Корпус.Ориентация = Вертикальльный Опоры.Тип = Стойки И Способ_установки = На_фундаменте 14. Корпус.Ориентация = Вертикальльный Опоры.Тип = Юбка И Место_установки = На_улице И Н/D > 15. Корпус.Ориентация = Верти- Опоры.Тип = Юбка кальный И Аппарат.Масса = Большая 16. Перемешивание.Интенсивность Перемешивающее_ = устройство. Тип = Небольшая_(медленное пере- Барботер мешивание) И Рабочая_среда.Взаимодействие_ с_воздухом = Нет И Рабочая_среда.Вязкость < 0,2 кг/(м с) 17. Перемешивание.Эффективность Перемешивающее_ = устройство. Тип = Небольшая_(диспергирование Барботер грубое) И Рабочая_ среда.Взаимодействие_ с_воздухом = Нет И Рабочая_среда.Вязкость < 0,2 кг/(м с) 18. Перемешивание.Эффективность Перемешивающее_ = устройство. Тип = небольшая (диспергирование Барботер И грубое) И Рабо- Теплоноситель. Тип = чая_Среда.Смешение_ Острый_пар с_водой = Допускается И Рабочая_среда.Вязкость < = 0,2 кг/(м с) И Нагрев {fa} 19. Рабочая_среда.Вязкость < 0,01 Механическая_мешалка.

Тип = Лопастная кг/(м с) И Рабочая_среда.Твёрдая фаза.

Плотность = Небольшая И Рабочая_среда.Твёрдая фаза <5 % 20. Рабочая_среда.Вязкость < 0,06 Механическая_мешалка.

Тип =Пропеллерная кг/(м с) И Перемешивние.Интенсивность = Высокая И Рабочая_среда.Твёрдая_фаза < 10 % 21. Рабочая среда.Вязкость < 1,0 Механическая мешалка.

Тип = Турбинная_открытая кг/(м с) И Перемешивание.Интенсивность = Высокая И Рабочая среда. Твёрдая фаза < 60 % 22. Рабочая среда.Вязкость < 5,0 Механическая мешалка.

Тип = Турбинная_закрытая кг/(м с) И Перемешивание.Интенсивность = Высокая И Рабочая среда. Твёрдая фаза < 60 % 23. Рабочая_среда.Вязкость < Механическая_ мешалка.Тип = 0,01кг/(м с) Рамная И Рабочая_среда.Твёрдая фаза.

Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 9 |






















© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.