過(guò)濾器的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真【DN500過(guò)濾器】【說(shuō)明書+CAD+UG+仿真】

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From the aspect of peoples daily life, such as the exploitation and utilization of resources and energy and the advanced national defense to the aspect of protecting environment and preventing pollution and other aspects, all of them cannot be without filtration-separation technology . Filter and filtering-separation technology are not only used widely but also are one of the key equipments in some production processes. If the technology is used unsuitably, the production task will not be finished and the quality of the products will not be improved. Even it will cause the the waste of resources and environmental pollution so that it will reduce the production efficiency.Therefore, in order to meet the demands of different production, we should research, design and manufacture the various series, specifications and types of filters according to the kinds of production materials and the requirements of production. This design chooses fine the composite bag type filter as the design object. After comprehensive understanding of the structure and working principles of the filter, this design uses SW6-1998 process equipment calculation software for calculating the strength of the pressurized cylinder, head, and flange pressure parts and other pressurized parts. This design has a parametric modeling of the elements of filter by using UG software and assemble the integral structure virtually. Then the design will lead the assembly into the motion simulation interface of the UG software and use the software to make kinematics simulation. Next we should make analysis of the simulation results and obtain the corresponding conclusions. Finally we should do the optimization design to improve the stability and reliability of the filter in order to put this design into the daily production operation really and make contributions faithfully to the filtration-separation technology. Key words: UG ; Filter ; Motion simulation V 目 錄 摘 要 .III Abstract.IV 目 錄 .V 1 緒論 .1 1.1 過(guò)濾器設(shè)計(jì)的目的和意義 .1 1.2 過(guò)濾器的發(fā)展 .1 1.3 過(guò)濾器的未來(lái)展望 .2 1.4 本文的基本構(gòu)想與要求 .3 2 過(guò)濾器總體設(shè)計(jì)方案 .4 2.1 過(guò)濾器設(shè)計(jì)概述 .4 2.1.1 過(guò)濾器簡(jiǎn)介 .4 2.1.2 過(guò)濾器結(jié)構(gòu) .4 2.1.3 過(guò)濾器工作原理 .4 2.1.4 過(guò)濾器有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù) .4 2.2 過(guò)濾器的特征 .4 2.2.1 主要特征 .4 2.2.2 安裝步驟 .5 2.2.3 應(yīng)用 .5 2.3 過(guò)濾器的參數(shù)計(jì)算 .5 2.3.1 內(nèi)筒體內(nèi)壓計(jì)算 .5 2.3.2 內(nèi)筒封頭內(nèi)壓計(jì)算 .6 2.3.3 法蘭計(jì)算 .7 2.3.4 開口補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算 .9 2.4 過(guò)濾器部件設(shè)計(jì) .10 2.4.1 封頭設(shè)計(jì) .10 2.4.2 法蘭設(shè)計(jì) .11 2.4.3 搖臂式吊桿設(shè)計(jì) .13 2.4.4 筒體設(shè)計(jì) .13 2.4.5 復(fù)合濾筒設(shè)計(jì) .15 2.4.6 支座組件設(shè)計(jì) .15 3 SW6-98 軟件的應(yīng)用 .17 3.1 SW-98 軟件介紹 .17 3.2 SW6-98 軟件結(jié)構(gòu)及一般使用指南 .18 3.3 SW6-98 軟件的使用 .19 3.3.1 軟件模塊計(jì)算項(xiàng)目 .19 3.3.2 軟件計(jì)算校核 .19 4 UG 軟件的應(yīng)用 .23 4.1 UG 軟件介紹 .23 4.2 UG 功能與優(yōu)點(diǎn) .23 4.3 UG 主要功能模塊 .24 4.4 過(guò)濾器運(yùn)動(dòng)仿真分析 .26 5 結(jié)論與展望 .33 5.1 結(jié)論 .33 5.2 不足之處及未來(lái)展望 .33 致 謝 .34 參考文獻(xiàn) .35 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 0 1 緒論 1.1 過(guò)濾器設(shè)計(jì)的目的和意義 目前，我國(guó)很多企業(yè)使用傳統(tǒng)過(guò)濾器，這種過(guò)濾器在過(guò)濾持續(xù)過(guò)程中，過(guò)濾面積小 使得液體中固態(tài)雜質(zhì)被過(guò)濾元件表面，過(guò)濾效率下降。因此需要對(duì)此裝置進(jìn)行改進(jìn)與創(chuàng) 新，提高使用周期，減少停車次數(shù)，能夠提高生產(chǎn)產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量。復(fù)合型袋式精細(xì)過(guò) 濾器與普通過(guò)濾器相比，在同樣殼體、容積的情況下，該過(guò)濾器過(guò)濾面積相對(duì)大 60%以 上，這樣裝置運(yùn)行周期長(zhǎng)，停車時(shí)間短，有效降低運(yùn)行成本；在相同處理量的情況下， 該過(guò)濾器過(guò)濾面積較普通過(guò)濾器大，意味著設(shè)備容積就可以做小，可以節(jié)省設(shè)備投資 20%以 上，有效降低設(shè)備的制造成本。 1.2 過(guò)濾器的發(fā)展 過(guò)濾器的原型是人們?yōu)楸Ｗo(hù)呼吸而使用的呼吸保護(hù)器具 1。據(jù)記載，早在一世紀(jì)的羅 馬，人們?cè)谔峒兯y的時(shí)候就用粗麻制成的面具進(jìn)行保護(hù)。在此之后的漫長(zhǎng)時(shí)間里，空 氣過(guò)濾器也取得了進(jìn)展，但其主要是作為呼吸保護(hù)器具用于一些危險(xiǎn)的行業(yè)，如有害化 學(xué)品的生產(chǎn)。1827 年布朗發(fā)現(xiàn)了微小粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，人們對(duì)空氣過(guò)濾的機(jī)理有了進(jìn)一 步的認(rèn)識(shí)。 過(guò)濾器的迅速發(fā)展是與軍事工業(yè)和電子工業(yè)的發(fā)展緊密相關(guān)的。在第一次世界大戰(zhàn) 期間，由于各種化學(xué)毒劑的使用，以石棉纖維過(guò)濾紙作為濾煙層的軍用防毒面具應(yīng)運(yùn)而 生。玻璃纖維過(guò)濾介質(zhì)用于空氣過(guò)濾于 1940 年 10 月在美國(guó)取得專利。50 年代，美國(guó)對(duì) 玻璃纖維過(guò)濾紙的生產(chǎn)工藝進(jìn)行了深入的研究，使空氣過(guò)濾器得到了改善和發(fā)展。60 年 代，HEPA 過(guò)濾器問(wèn)世；70 年代，采用微細(xì)玻璃纖維過(guò)濾紙作為過(guò)濾介質(zhì)的 HEPA 過(guò)濾 器，對(duì) 0.1 微米粒徑的粒子過(guò)濾效率高達(dá) 99.9998%。八十年代以來(lái)，隨著新的測(cè)試方法 的出現(xiàn)、使用評(píng)價(jià)的提高及對(duì)過(guò)濾性能要求的提高，發(fā)現(xiàn) HEPA 過(guò)濾器存在著嚴(yán)重的問(wèn) 題,于是又產(chǎn)生了性能更高的 ULPA 過(guò)濾器。目前，各國(guó)仍在努力研究，估計(jì)不久就會(huì)出 現(xiàn)更先進(jìn)的空氣過(guò)濾器。 過(guò)濾器本身的設(shè)計(jì)也取得了顯著進(jìn)展，其中最重要的是分隔板的去除，即無(wú)隔板過(guò) 濾器的發(fā)展。無(wú)隔板過(guò)濾器不僅消除了分隔板損壞過(guò)濾介質(zhì)的危險(xiǎn)，而且有效地增加了 過(guò)濾面積，提高了過(guò)濾效率，并降低了氣流阻力，從而減少了能量消耗。此外，空氣過(guò) 濾器在耐高溫、耐腐蝕以及防水、防菌等方面也取很大的進(jìn)展，滿足了一些特殊的需求。 70年代前后是精密過(guò)濾器飛躍發(fā)展時(shí)期，美、英、德、法和日本都有自己牌號(hào)的精 密過(guò)濾器，并紛紛在國(guó)際市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng)。影響最大的是美國(guó)公司，其次是德國(guó)公司，他們 分布于世界各地，從事精密過(guò)濾器濾膜和精密過(guò)濾器濾器的生產(chǎn)，科研和銷售等工作。 六十年代，我國(guó)一些科研部門對(duì)精密過(guò)濾器進(jìn)行了小規(guī)模的試驗(yàn)和應(yīng)用，但基本上 沒有形成工業(yè)規(guī)模的生產(chǎn)能力。70年代末期，上海醫(yī)藥工業(yè)研究院等單位對(duì)精密過(guò)濾器 進(jìn)行了教系統(tǒng)的研究。迄今為止，國(guó)內(nèi)已有了商品化的精密過(guò)濾器，其中生產(chǎn)最多的品 種是混合纖維素濾膜。耐溶劑、耐溫和耐酸堿等方面的濾膜特種多孔濾膜已被研制 和先后投產(chǎn)的有聚砜酰胺精密過(guò)濾器膜、N 型聚酰胺精密過(guò)濾器膜、聚四氟乙烯精密過(guò)濾 器膜、核孔膜及其他優(yōu)質(zhì)精密過(guò)濾器濾膜等。 過(guò)濾器的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真 1 至于精密過(guò)濾器的形式，除板式以外，還制成了摺疊式筒型，可謂品種繁多、五花 八門，基本已滿足了國(guó)內(nèi)各方面的需要。當(dāng)然和國(guó)外相比，我國(guó)的產(chǎn)品無(wú)論是在質(zhì)量方 面還是在數(shù)量方面，都還存在一定的差距，有待進(jìn)一步的提高和創(chuàng)新。 精密過(guò)濾器主要用于分離各種流體中尺寸為0.1-10m 的微生物和微粒子。在實(shí)驗(yàn)室 中，精密過(guò)濾器過(guò)濾時(shí)檢查有形微細(xì)雜質(zhì)的重要工具。主要用途如下： 1、用于微生物檢測(cè)，例如對(duì)飲用水中大腸菌群、游泳池水中假單胞族菌和鏈球菌、 啤酒中酵母和細(xì)菌，軟飲料中酵母、醫(yī)藥制品中細(xì)菌的檢測(cè)和空氣中微生物的檢測(cè)等。 2、用于微粒子檢測(cè)，例如對(duì)注射劑中不溶性異物、石棉粉塵，航空染料中的微粒子， 水中懸浮和排氣中粉塵的檢測(cè)，鍋爐用水中鐵分的分析及放射性塵埃的采樣等。 在流體凈化、分離雜質(zhì)、貴重物料回收等領(lǐng)域取得了最大的工藝效益和經(jīng)濟(jì)效益， 被廣泛應(yīng)用于石油化工、精細(xì)化工、化纖工業(yè)、制藥工業(yè)及航空、電子、食品、飲料等 行業(yè)。 主要用途如下： 1、納濾（NF） 、超濾（UF） 、反滲透（RO ） 、電滲析（EDI）等系統(tǒng)保安過(guò)濾； 2、醫(yī)藥針劑、大輸液、滴眼液、中草藥藥液等過(guò)濾，生物制劑提取、提純、濃縮； 3、電子、微電子、半導(dǎo)體工業(yè)用高純水預(yù)過(guò)濾； 4、油田回注水、鍋爐補(bǔ)給水、化學(xué)試劑、液體有機(jī)制品、高純化學(xué)品、濃藥等過(guò)濾； 5、飲用純凈水、礦泉水、果汁、茶飲料、保健飲品過(guò)濾； 6、白酒、葡萄酒、啤酒、黃酒及其他果酒的過(guò)濾，純生啤酒除菌過(guò)濾； 7、生產(chǎn)、生活廢水處理及中水循環(huán)再利用過(guò)程中的預(yù)處理過(guò)濾或保安過(guò)濾； 8、其他如生物工程、油類精制、印染、紡織行業(yè)的給水及廢水處理、科研實(shí)驗(yàn)過(guò)濾 等。 1.3 過(guò)濾器的未來(lái)展望 在如今這個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展越來(lái)越迅速的時(shí)候，有多少人會(huì)注意到環(huán)境污染的嚴(yán)重性 呢？好在有我們的過(guò)濾器出現(xiàn)和運(yùn)用，為我們解決了困擾多年的污染問(wèn)題，還提醒了我 們環(huán)境保護(hù)的重要性，而設(shè)備未來(lái)的發(fā)展也是很值得期待的 2。 可以說(shuō)，過(guò)濾器的出現(xiàn)使得我們國(guó)家多年來(lái)長(zhǎng)期存在的污染肆意的難題得到了完美 的解決，它利用自身的先進(jìn)的濾網(wǎng)將水中的懸浮物、顆粒物、細(xì)菌等有害物質(zhì)進(jìn)行有效 阻擋，從而使水質(zhì)得到一定程度的凈化，并且能夠達(dá)到中水回用的標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過(guò)它處理凈 化的中水可以用來(lái)灌溉、洗車，大大節(jié)省了有限的淡水資源。 事實(shí)證明，提高水資源的使用率才是節(jié)省的根本辦法，我國(guó)的南方地區(qū)常年多雨， 大范圍的降雨經(jīng)常給當(dāng)?shù)厝嗣駧?lái)諸多不便，但是自從有效利用了高效過(guò)濾器之后，專 家們從雨水中得到了可用的再生水資源，這一發(fā)現(xiàn)不僅解決了雨水排放不利的問(wèn)題，同 時(shí)也為我們的社會(huì)開發(fā)了新的水資源。 全球范圍內(nèi)的水質(zhì)污染給我們的生活帶來(lái)了巨大的影響，污水不僅污染了我們的環(huán) 境，更會(huì)對(duì)我們的身體健康造成傷害，近來(lái)年由于水污染而引起的疾病也是屢見不鮮。 高效過(guò)濾器出現(xiàn)成功吸引了我們的眼球，不僅解決了困擾我們多年的污水泛濫問(wèn)題，同 時(shí)還能在一定程度上緩解水資源的重負(fù)，因此得到了一致的好評(píng)。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 由于我國(guó)的環(huán)保產(chǎn)業(yè)起步比較晚，基礎(chǔ)也很是薄弱，因此以往人們對(duì)環(huán)保的概念還 不是很清晰，但是如今隨著經(jīng)濟(jì)水平的持續(xù)增長(zhǎng)，人民生活水平的不斷改善，大家也開 始越來(lái)越重視環(huán)保的概念。我們國(guó)家的中央財(cái)政在環(huán)境保護(hù)方面的支出也是逐年增加， 這不得不說(shuō)是一個(gè)很好的現(xiàn)象。在環(huán)保事業(yè)的發(fā)展中，必不可缺的無(wú)疑是高效率的過(guò)濾 設(shè)備了。 過(guò)濾器對(duì)城市的污水進(jìn)行一定的處理并且促進(jìn)了水的循環(huán)利用，這個(gè)階段即將成為 凈化設(shè)備市場(chǎng)發(fā)展的高峰時(shí)期。因?yàn)槲覀兌贾溃袊?guó)的淡水面積還是相當(dāng)少的，一些 偏遠(yuǎn)城鎮(zhèn)的供水問(wèn)題還不能得到有效的解決，情況令人堪憂。越來(lái)越多地區(qū)的供水量及 供水安全問(wèn)題的逐漸得到了各方面的重視和關(guān)心，國(guó)家把這兩個(gè)問(wèn)題提到至關(guān)重要位置， 可見水處理行業(yè)將成為中國(guó)未來(lái)幾年發(fā)展最迅速的產(chǎn)業(yè)之一。 我們經(jīng)常說(shuō)的工業(yè)水處理包括了工業(yè)用水處理、工業(yè)用水重復(fù)水處理和工業(yè)廢水處 理三大類，高效過(guò)濾器很對(duì)這三個(gè)方面在自身的技術(shù)上做出了巨大的改革，使其能更加 適應(yīng)環(huán)境與時(shí)代的發(fā)展。除了一些基本的污水處理領(lǐng)域，過(guò)濾器還將運(yùn)用到海水淡化、 中水循環(huán)利用和終端水處理等更多細(xì)節(jié)化的領(lǐng)域去，這其中無(wú)不蘊(yùn)含著驚人的市場(chǎng)潛力 和發(fā)展的空間。這一系列的措施都使得設(shè)備的特性被發(fā)揮到了極致，它的未來(lái)十分值得 期待。 現(xiàn)在人們開始越來(lái)越清晰的認(rèn)識(shí)到如何利用雨水帶來(lái)節(jié)水、防洪、環(huán)境方面的巨大 收益，尤其在一些北方城市已經(jīng)開始逐步實(shí)現(xiàn)雨水的循環(huán)再利用。此時(shí)就更需要一些專 業(yè)的過(guò)濾設(shè)備來(lái)推進(jìn)這項(xiàng)工程的發(fā)展。過(guò)濾器作為新型的過(guò)濾設(shè)備，在解決水污染的問(wèn) 題方面可是很有一套的，到目前為止它已經(jīng)廣泛運(yùn)用于飲用水的處理、循環(huán)水處理、工 業(yè)水處理、采礦業(yè)水處理等各行各業(yè)。 隨著人們的環(huán)保意識(shí)的日益加強(qiáng)，大家也開始逐漸意識(shí)到水資源的寶貴，水是我們 的生命之源，同時(shí)水也不是用之不竭的，如何對(duì)其進(jìn)行有效的保護(hù)是目前環(huán)境保護(hù)工程 中的重點(diǎn)。過(guò)濾器就是我們國(guó)家用來(lái)保護(hù)水資源的有利屏障。 大家都知道我國(guó)一直是一個(gè)嚴(yán)重缺水的國(guó)家，加上水污染嚴(yán)重、地下水超采等一系 列問(wèn)題，使得我們所面臨的局勢(shì)越來(lái)越危急，如何有效保護(hù)水資源成了我們迫在眉睫的 任務(wù)，也是不容忽視的。而過(guò)濾器設(shè)備的出現(xiàn)無(wú)疑是給這種緊張的情況帶來(lái)了一絲緩和 的希望，它采用進(jìn)口優(yōu)質(zhì)原材料制作而成，結(jié)構(gòu)新穎獨(dú)特、工作強(qiáng)度高、使用壽命長(zhǎng)， 擯棄了傳統(tǒng)設(shè)備復(fù)雜的安裝使用程序，采用簡(jiǎn)單快捷的使用方式。 1.4 本文的基本構(gòu)想與要求 我所設(shè)計(jì)的復(fù)合型袋式精細(xì)過(guò)濾器，可以運(yùn)用于很多領(lǐng)域。它占地面積很小，過(guò)濾 效率高。所以我在選擇零件上會(huì)偏向易于單件加工、生產(chǎn)簡(jiǎn)單、容易維修的零件。 基本要求如下： (1) 全面了解復(fù)合型袋式精細(xì)過(guò)濾器的結(jié)構(gòu)及其工作原理。 (2) 計(jì)算相關(guān)參數(shù)，對(duì)整體進(jìn)行計(jì)算，設(shè)計(jì)過(guò)濾器的機(jī)構(gòu)尺寸。 (3) 主要機(jī)構(gòu)參數(shù)選擇完畢之后，利用 AutoCAD3進(jìn)行二維模型的建立。首先，完成 裝配圖。其次，拆分主要零件，作出零件圖。 (4) 根據(jù)二維圖紙，利用 UG 建立三維模型并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真。首先，完成各部分的零 件圖；其次，把各個(gè)零件圖進(jìn)行裝配；最后進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真。 過(guò)濾器的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真 3 2 過(guò)濾器總體設(shè)計(jì)方案 2.1 過(guò)濾器設(shè)計(jì)概述 2.1.1 過(guò)濾器簡(jiǎn)介 復(fù)合型袋式精細(xì)過(guò)濾器主要由三部分組成：過(guò)濾容器、支承網(wǎng)籃和過(guò)濾袋。根據(jù)流 量要求可在單機(jī)里使用多個(gè)濾袋，液體從過(guò)濾容器側(cè)面或者下面進(jìn)液口進(jìn)入，由被網(wǎng)籃 支撐的濾袋上方?jīng)_入濾袋中，濾袋因液體的沖擊和均勻的壓力面展開，使得液體物料在 整個(gè)過(guò)濾袋內(nèi)表面得到均勻分布，透過(guò)濾袋的液體沿著金屬支承網(wǎng)籃壁，由過(guò)濾器底部 出液口排出。濾出顆粒雜質(zhì)被截留在過(guò)濾袋內(nèi)，完成過(guò)濾過(guò)程。每只濾袋都有單獨(dú)的鎖 緊裝置，絕無(wú)側(cè)漏機(jī)會(huì)。復(fù)合型袋式精細(xì)過(guò)濾器因體積較大，頂蓋重量重，一個(gè)工人難 以操作，在此過(guò)濾器加上搖臂裝置，可降低人工成本。復(fù)合型袋式精細(xì)過(guò)濾器操作簡(jiǎn)單、 方便，占地面積較小，安裝十分簡(jiǎn)單；過(guò)濾精度高，適用于任何細(xì)微顆粒或懸浮物，過(guò) 濾范圍可從 1800 微米；有效過(guò)濾面積大，一個(gè)濾袋過(guò)濾功能相當(dāng)于同類型濾芯 510 倍，可大大降低成本； 設(shè)計(jì)流量可以滿足 11000m 3/h 要求，成本造價(jià)低；用途廣泛， 可用于粗濾或精濾； 單位過(guò)濾面積的處理流量較大，過(guò)濾阻力較小，過(guò)濾效率高。 2.1.2 過(guò)濾器結(jié)構(gòu) 復(fù)合型袋式精細(xì)過(guò)濾器設(shè)計(jì)采用立式結(jié)構(gòu)，是一種壓力式過(guò)濾裝置，主要有過(guò)濾筒 體、過(guò)濾筒蓋和快開機(jī)構(gòu)、不銹鋼濾袋加強(qiáng)網(wǎng)等主要部件組成，過(guò)濾器加上搖臂裝置， 能快速方便的開啟上封頭。上封頭和筒體采用法蘭連接，能更好的防止側(cè)漏，下封頭與 筒體采用焊接連接。筒體內(nèi)部的過(guò)濾裝置進(jìn)行單獨(dú)設(shè)計(jì)能更好的利用空間，提高單位過(guò) 濾面積的處理量，過(guò)濾效率高。根據(jù)需求選擇合適的支腳，對(duì)抗震有很大的幫助。 2.1.3 過(guò)濾器工作原理 復(fù)合型袋式精細(xì)過(guò)濾器是一種結(jié)構(gòu)新穎、體積小、操作簡(jiǎn)便靈活、節(jié)能、高效、密閉 工作、適用性強(qiáng)的多用途過(guò)濾設(shè)備。復(fù)合型袋式精細(xì)過(guò)濾器常設(shè)置在壓力過(guò)濾器之后， 用于去除液體中細(xì)小的微粒，以滿足后續(xù)工序?qū)M(jìn)水的要求。濾液由過(guò)濾機(jī)外殼的旁側(cè) 入口管流入濾袋，濾袋本身是裝置在加強(qiáng)網(wǎng)籃內(nèi)，液體滲透過(guò)所需要細(xì)度等級(jí)的濾袋即 能獲得合格的濾液，雜質(zhì)顆粒被濾袋攔截，從而達(dá)到固液分離。該機(jī)更換濾袋十分方便， 過(guò)濾基本無(wú)物料消耗。 2.1.4 過(guò)濾器有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù) 該過(guò)濾器工作壓力為 0.5MPa，設(shè)計(jì)壓力為 0.6MPa，工作溫度為 25，設(shè)計(jì)溫度為 80。主要受壓元件材質(zhì) 06CrNi10，牌號(hào) S30408，標(biāo)準(zhǔn) NB/T47010-2010。設(shè)備最大處 理量為 145m3 /h，過(guò)濾精度為 5m，濾件材質(zhì)為聚酯，過(guò)濾面積 3m2。 2.2 過(guò)濾器的特性 2.2.1 主要特征 （1）設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，占用工作液少，減少投資運(yùn)營(yíng)成本； 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 （2）過(guò)濾量大，壓降小，過(guò)濾精度高，性能穩(wěn)定，濾袋清洗周期長(zhǎng)，濾袋可重復(fù)使 用； （3）袋式過(guò)濾器采用積木式裝卸，固定壓緊裝置，密封性能好，這樣對(duì)清洗修理方 便，節(jié)省維修成本。 2.2.2 安裝步驟 1、徹底清洗過(guò)濾器殼體。2、外殼進(jìn)出口與過(guò)濾系統(tǒng)管路相連，連接時(shí)注意方向，確 保濾芯為外側(cè)進(jìn)水、內(nèi)側(cè)出水狀態(tài)。3、將濾芯開口一端的塑料袋打開，檢查O 形圈是否 完好、就位。4、用合適的的濕潤(rùn)劑(例如水)濕潤(rùn)O 形圈和濾芯座插孔。5、手握濾芯靠近 O形圈的一端，垂直將濾芯插口完全插入濾芯座插孔。 6、將所有的濾芯插好后，去掉濾 芯包裝袋，再扣上壓板固定，然后將金屬罩殼安裝好。7、打開外殼頂部的放氣閥。8、 稍微打開入口閥，使液體進(jìn)入殼體，直到液體從殼體頂部的放氣閥益出，此時(shí)關(guān)閉放氣 閥。9、緩慢調(diào)節(jié)打開下游出口閥，直至完全打開。10、緩慢調(diào)節(jié)打開入口閥，直至完全 打開此時(shí)過(guò)濾器上、下游之間的壓力降為0.02Mpa(確定流量下的初始?jí)航?。 2.2.3 應(yīng)用 在化工石油領(lǐng)域：可以過(guò)濾潤(rùn)滑油、航煤等油品、分離從苯中的聚合物、回收催化 劑、過(guò)濾催化油漿、過(guò)濾開桶后的原料、成品灌裝前的保安過(guò)濾、攔截碳墨和助濾劑、 濾清樹脂、丙烯酸和黏膠乳劑、泵前保護(hù) 4。 在涂裝行業(yè)：電泳漆過(guò)濾、超濾的保護(hù)過(guò)濾、脫脂工藝過(guò)濾、磷化液體的過(guò)濾、電 泳漆除油、過(guò)濾清洗液、過(guò)濾金屬漆、清漆等。 在樹脂涂料油墨行業(yè)：樹脂等原料過(guò)濾、清除涂料中的纖維、凝膠、過(guò)濾溶劑、過(guò) 濾研磨細(xì)度不達(dá)標(biāo)顆粒、清除混合反應(yīng)后的顆粒雜質(zhì)、清除膠性涂料的凝結(jié)塊、清除涂 料中的油份。 食品飲料行業(yè)：攔截造糖中的碳墨和助濾劑、食用油拋光、灌裝前的保安過(guò)濾、各 種工藝用水、糖漿等原料的過(guò)濾、去除調(diào)和工藝中產(chǎn)生的雜質(zhì)、濾除飲料中的懸浮物、 沉積物。 在水處理和膜工業(yè)：HVAC系統(tǒng)凈化、清除水管中的水垢或鈣化物、原水的濾清、過(guò) 濾處理廢水的化學(xué)品、超濾膜、RO膜的前置保護(hù)、阻攔絮狀物、膠狀物、膜法提純液的 預(yù)過(guò)濾、攔截離子交換樹脂。 2.3 過(guò)濾器的參數(shù)計(jì)算 2.3.1內(nèi)筒體內(nèi)壓計(jì)算 （1）計(jì)算條件 計(jì)算壓力 Pc=0.6MPa，設(shè)計(jì)溫度 t=80，內(nèi)徑 Di=500mm，材料為 0Cr18Ni9（板材） ，試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力 =137.00MPa，設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力 t =137.00MPa，試驗(yàn)溫度下屈服點(diǎn) s=205.00MPa，鋼板負(fù)偏差 C1=0.60mm，腐蝕裕量 C2=0.00，焊接接頭系數(shù) =0.85，名義厚度 n=5mm。 （2）厚度計(jì)算 計(jì)算厚度可按下列公式計(jì)算: m29.60.85.13722ctiPD （2.1） 過(guò)濾器的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真 5 有效厚度 m4.06.521 Cne （2.2） 壓力試驗(yàn)時(shí)應(yīng)力校核 壓力試驗(yàn)類型：液壓試驗(yàn) 試驗(yàn)壓力值計(jì)算公式如下： PaPtT M75.0136.025.1 （2.3） 壓力試驗(yàn)允許通過(guò)的應(yīng)力水平 T asT50.849.0 （2.4） 試驗(yàn)壓力下圓筒的應(yīng)力 PaaDPeiT M57.085.042)(7.2)( （2.5） 因?yàn)?TT 所以校核合格 （3）壓力及應(yīng)力計(jì)算 最大允許工作壓力計(jì)算公式如下： PaDPei tw M03.24.508137.2)( （2.6） 設(shè)計(jì)溫度下計(jì)算應(yīng)力： aaeict 9.424.2)(7.2)( （2.7） 校核條件 t t 結(jié)論： 合格 2.3.2 內(nèi)筒封頭內(nèi)壓計(jì)算 （1）計(jì)算條件 計(jì)算壓力 Pc=0.6MPa，設(shè)計(jì)溫度 t=80，內(nèi)徑 Di=500mm，曲面高 度 hi=125mm，材料為 0Cr18Ni9（板材） ，試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力 =137.00MPa，設(shè)計(jì)溫度 許用應(yīng)力 t =137.00MPa，鋼板負(fù)偏差 C1=0.50mm，腐蝕裕量 C2=0.00，焊接接頭系數(shù) =1.00。 （2）厚度計(jì)算 形狀系數(shù) 125 061261ihDK （2.8） 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 計(jì)算厚度 m10.6.058.13725.02 ctiPDK （2.9） 有效厚度 5.4m05.21 Cne （2.10） 最小厚度 min=2.00mm 名義厚度 n=5.00mm 結(jié)論：滿足最小厚度要求 （3）壓力計(jì)算 最大允許工作壓力 PaKDPei tew M45.2.4501137.25.02 （2.11） 結(jié)論：合格 2.3.3 法蘭計(jì)算 （1）計(jì)算條件 設(shè)計(jì)壓力 p=0.60MPa，計(jì)算壓力 Pc=0.60MPa，設(shè)計(jì)溫度 t=80。殼體的許用應(yīng)力 n=137.0MPa， n t=137.0MPa，材料名稱 0Cr18Ni9。法蘭的許用應(yīng)力 n=137.0MPa， t=119.8MPa，螺栓的許用應(yīng)力 n=117.0MPa， n t=108.0MPa，材料名稱 35。螺栓公稱直徑 dB=20.0mm，螺栓根徑 dd=17.3mm，數(shù)目為 20 個(gè)。 墊片結(jié)構(gòu)尺寸 Di=510.0mm，D b=590.0mm，D 內(nèi) =504.0mm，D o=630.0mm，D 外 =544.0MPa， l=8.0mm，如圖 2.1 所示。 過(guò)濾器的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真 7 圖 2.1 墊片結(jié)構(gòu) （2）螺栓受力計(jì)算 預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷 Wa Wa= bDG y = 504297.3N （2.12） 操作狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷 Wp Wp = Fp + F = 183130.0N （2.13） 所需螺栓總截面積 Am Am = max (Ap ,Aa ) = 4310.2mm2 （2.14） 實(shí)際使用螺栓總截面積 Ab Ab = 42根dn = 4698.0mm2 （2.15） 墊片最小寬度 Nmin Nmin = GyD28.6= 4.4 （2.16） （3）彎矩計(jì)算 外壓 Mp 力矩計(jì)算 Mp = FD (LD - LG )+FT(LT-LG ) （2.17） 內(nèi)壓 Mp 力矩計(jì)算 Mp = MD+MG+MT （2.18） 式（2.17）中 FD = 0.785 i2pc= 122507.1N，L D= 0.5(Db -Di)= 40.0mm，L G= 0.5 ( Db - DG ) = 31.0mm，F(xiàn) T = F-FD = 8799.6N，L T= 35.5mm。 式（2.18）中 FG = Fp = 51730.6N， ，M G= FG LG = 1603678.1N.mm，M D= FD LD = 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 4900284.0N.mm，M T= FT LT = 312389.0N.mm。 由式（2.18）計(jì)算可得：M p = 6816351.0N.mm 越緊力矩 Ma 計(jì)算 Ma= W LG （2.19） 式（2.19）中 W=Wa= 526980.1N，L G= 0.5 ( Db - DG ) = 31.0mm。 由式（2.19）計(jì)算可得：M a= 16336671.0N.mm 計(jì)算彎矩 Mo= Mp 與 ft中大者，可得 Mo=14279681.0N.mm。 （4）螺栓間距校核 實(shí)際間距 （2.20）mnDLb7.92 最小間距 min46.0mm （2.21） 最大間距 )5.0(62fBaxdL 116.8mm （2.22） （5）輸入法蘭厚度 f = 48.0 mm， 法蘭應(yīng)力校核，如表 2-1 所示。 表 2-1 法蘭應(yīng)力校核 計(jì)算值 許用值 剪應(yīng)力校核結(jié)論lDWia1 41.11MPa n18.0校核合格lip2 14.29MPa t.2校核合格 （7）計(jì)算結(jié)果 （2.23）mDYMitfOfn7.46 結(jié)論：校核合格 2.3.4 開口補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算 （1）接管 N1、N2 計(jì)算條件 接管 N1、N2 的補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算，計(jì)算方法按照 GB150-1998 等面積補(bǔ)強(qiáng)法，如圖 2.2 所示。 計(jì)算壓力 pc=0.6MPa，設(shè)計(jì)溫度=80 ，殼體型式為圓形筒體，殼體材料名稱及類型為 0Cr18Ni9 板材。 殼體開孔處焊接接頭系數(shù) =0.85，殼體內(nèi)直徑 Di=500mm，殼體開孔處名義厚度 n=5mm，殼體厚度負(fù)偏差 C1=0.5mm，殼體腐蝕裕量 C2=0mm，殼體材料許用應(yīng)力 t=137MPa。 接管實(shí)際外伸長(zhǎng)度為 150mm，接管實(shí)際內(nèi)伸長(zhǎng)度為 0mm，接管焊接接頭系數(shù)為 1， 接管腐蝕裕量為 0，接管厚度負(fù)偏差 C1t =0.562mm，接管材料許用應(yīng)力 t=137MPa，接 過(guò)濾器的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真 9 管材料名稱及類型為 0Cr18Ni9 管材。 圖 2.2 接管簡(jiǎn)圖 1 （2）接管 N1、N2 的開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算，如表 2-2 所示。 表 2-2 開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算 1 參數(shù) 數(shù)據(jù) 參數(shù) 數(shù)額 殼體計(jì)算厚度 1.291mm 接管計(jì)算厚度 t 0.176 mm 補(bǔ)強(qiáng)圈強(qiáng)度削弱系數(shù) frr 0 接管材料強(qiáng)度削弱系數(shù) fr 1 開孔直徑 d 81.12mm 補(bǔ)強(qiáng)區(qū)有效寬度 B 162.2 mm 接管有效外伸長(zhǎng)度 h1 19.11mm 接管有效內(nèi)伸長(zhǎng)度 h2 0 mm 開孔削弱所需的補(bǔ)強(qiáng)面積 A 104.8mm2 殼體多余金屬面積 A1 260.3 mm2 接管多余金屬面積 A2 143.8mm2 補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)的焊縫面積 A3 20.25 mm2 因?yàn)?A1+A2+A3=424.3 mm2 ，大于 A，所以不需另加補(bǔ)強(qiáng)。 結(jié)論：補(bǔ)強(qiáng)滿足要求，不需另加補(bǔ)強(qiáng)。 （3）接管 N3 計(jì)算條件 接管 N3 的開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算，計(jì)算方法按照 HG20582-98 等面積補(bǔ)強(qiáng)法，如圖 2.3 所示， 計(jì)算條件如下。計(jì)算壓力 pc=0.6MPa，設(shè)計(jì)溫度=80 ，殼體型式為橢圓形封頭，殼體材 料名稱及類型為 0Cr18Ni9 板材。 殼體開孔處焊接接頭系數(shù) =1，殼體內(nèi)直徑 Di=500mm，殼體開孔處名義厚度 n=5mm，殼體厚度負(fù)偏差 C1=0.5mm，殼體腐蝕裕量 C2=0mm，殼體材料許用應(yīng)力 t=137MPa。 橢圓形封頭長(zhǎng)短軸之比為 2，接管實(shí)際外伸長(zhǎng)度為 120mm，接管實(shí)際內(nèi)伸長(zhǎng)度為 0mm，接管焊接接頭系數(shù)為 1，接管腐蝕裕量為 0，接管厚度負(fù)偏差 C1=0.438mm，凸形 封頭開孔中心至封頭軸線的距離為 160mm，接管軸線與殼體表面法線的夾角為 22.61 度， 接管材料許用應(yīng)力 t=137MPa，接管材料名稱及類型為 0Cr18Ni9 管材。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 10 圖 2.3 接管簡(jiǎn)圖 2 （4）接管 N3 的開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算，如表 2-3 所示。 表 2-3 開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算 2 計(jì)算截面 圖 示 截 面 計(jì)算截面 與 圖 示 成 90 度 的 截 面 應(yīng)力校正系數(shù) F 1 應(yīng)力校正系數(shù) F 1 開孔直徑 d 30.22mm 開孔直徑 d 27.88mm 補(bǔ)強(qiáng)區(qū)有效寬度 B 60.43mm 補(bǔ)強(qiáng)區(qū)有效寬度 B 55.75mm 開孔削弱所需的補(bǔ)強(qiáng)面積 A 29.81mm2 開孔削弱所需的補(bǔ)強(qiáng)面積 A 27.5mm2 殼體多余金屬面積 A1 106.2mm2 殼體多余金屬面積 A1 97.94mm2 接管多余金屬面積 A2 59.33mm2 接管多余金屬面積 A2 59.33mm2 補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)的焊縫面積 A3 12.25mm2 補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)的焊縫面積 A3 12.25mm2 圖示截面計(jì)算結(jié)果 A1+A2+A3+A4 =177.7mm2 與 圖 示 成 90 度 的 截 面 計(jì) 算 結(jié) 果 A1+A2+A3+A4 =169.5mm2 計(jì)算截面的校核結(jié)果都合格。 結(jié)論：補(bǔ)強(qiáng)滿足要求，無(wú)需另加補(bǔ)強(qiáng)。 2.4 過(guò)濾器部件設(shè)計(jì) 2.4.1 封頭設(shè)計(jì) 封頭是壓力容器重要的受壓元件，其質(zhì)量直接關(guān)系到壓力容器的安全性。自 60 年代 開始，我國(guó)陸續(xù)制定了一些封頭標(biāo)準(zhǔn)，有的業(yè)已經(jīng)過(guò)修訂，如按結(jié)構(gòu)型式分類的 JB576- 95碟形封頭 、JB/T4737-95橢圓形封頭 、JB/T4738-9590折邊錐形封頭 、 JB/T4739-9560 折邊錐形封頭和按成形方式分類的 JB/T4729-94旋壓封頭 。這些標(biāo) 準(zhǔn)對(duì)我國(guó)壓力容器用封頭的設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)和驗(yàn)收，都起到過(guò)十分重要的作用，但也 存在著分類方法不統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容相互不協(xié)調(diào)等問(wèn)題。壓力容器封頭的用途十分廣泛， 它是在石油化學(xué)工業(yè)、能源工業(yè)、科研和軍工等國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門都起著重要作用的 設(shè)備。 根據(jù)GB/T25198-2010壓力容器封頭選擇合適的封頭 5。本標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍如下： 1、本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了鋼制以及鋁、鈦、銅、鎳及鎳合金制壓力容器用封頭的制造、檢驗(yàn) 與驗(yàn)收要求，以及常用的封頭型式與基本參數(shù)。 2、本標(biāo)準(zhǔn)適用于整板、拼板采用沖壓、旋壓、卷制以及分瓣成形的壓力容器用半球 過(guò)濾器的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真 11 形、橢圓形、蝶形、球冠形、平底形和錐形封頭。 3、常壓容器及其他承壓設(shè)備用封頭的制造、檢驗(yàn)與驗(yàn)收要求可參照本標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。 根據(jù)封頭的計(jì)算，封頭壁厚選擇5mm，運(yùn)用AutoCAD畫出三維圖，如圖2.4所示。 圖2.4 上封頭與下封頭 2.4.2 法蘭設(shè)計(jì) 壓力容器法蘭是壓力容器的常用部件，是連接各種壓力容器部件的基本元件，廣泛 地用于石油化工、電力、原子能、輕工等工業(yè)領(lǐng)域。 對(duì)于容器而言，壓力容器法蘭應(yīng)該是一個(gè)組件，包括法蘭、墊片和連接螺栓或螺柱 以及螺母，其作用是使不同的受壓元件組合在一起，同時(shí)保證連接部位不產(chǎn)生泄漏。壓 力容器法蘭，法蘭連接的主要失效形式為接頭的剛度失效，其外部表現(xiàn)形式為泄漏。壓 力容器內(nèi)部的介質(zhì)具有高溫、高壓的特點(diǎn)，同時(shí)具有易燃、易爆的特性或毒性，一旦產(chǎn) 生泄漏，將發(fā)生嚴(yán)重的次生災(zāi)害，嚴(yán)重威脅壓力容器木體和周圍設(shè)備以及人員的安全。 因此容器法蘭的設(shè)計(jì)和選用應(yīng)優(yōu)先考慮的因素是整體密封性能。 法蘭是一種盤狀零件，法蘭都是成對(duì)使用的，在管道工程中最為常見。在管道工程 中，法蘭主要用于管道的連接。在需要連接的管道，各種安裝一片法蘭盤，低壓管道可 以使用絲接法蘭，4 公斤以上壓力的使用焊接法蘭。水泵和閥門，在和管道連接時(shí)，這些 器材設(shè)備的局部，也制成相對(duì)應(yīng)的法蘭形狀，也稱為法蘭連接。 根據(jù) JB47004007-2000 壓力容器法蘭選擇合適的法蘭 6，本標(biāo)準(zhǔn)適用范圍如下： 1、本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了壓力容器法蘭的分類、規(guī)格，法蘭、螺柱、螺母的材料及墊片的匹 配，各級(jí)溫度下的最大允許工作壓力，技術(shù)要求以及標(biāo)記。 2、本標(biāo)準(zhǔn)適用于公稱壓力 0.256.40MPa，工作溫度-70450 的碳鋼、低合金鋼制壓 力容器法蘭。 本文的設(shè)計(jì)壓力為 0.6MPa，設(shè)計(jì)溫度為 80，材料選擇 0Cr18Ni9。按設(shè)計(jì)要求選擇 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 12 JB/T47012000 甲型平焊法蘭，密封面結(jié)構(gòu)型式選擇凹凸密封面如圖 2.5 所示。運(yùn)用 AutoCAD 三維建模建模如圖 2.6 所示。 圖 2.5 凹凸密封面 圖2.6 甲型平焊法蘭 2.4.3 搖臂式吊桿設(shè)計(jì) 搖臂式吊桿的墊板和支承板與筒體焊接固定，利用耳環(huán)、銷軸、開口銷和活節(jié)螺栓 將上封頭與吊桿連接，在需要開啟設(shè)備時(shí)利用導(dǎo)向套的導(dǎo)向作用，推動(dòng)彎桿即可開始設(shè) 過(guò)濾器的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真 13 備法蘭。管帽、接管和長(zhǎng)半徑彎頭采用焊接，使用605規(guī)格。加強(qiáng)筋使用323，很好 的加強(qiáng)接管強(qiáng)度。螺母和墊片分別查找GB95-85與 GB6170-86。此裝備降低了人工成本， 濾袋更換非常便捷，富有人性化的設(shè)計(jì)大大提高了本設(shè)計(jì)的使用性能。 運(yùn)用AutoCAD三維建模完成搖臂式吊桿組合件的設(shè)計(jì)，如圖2.7所示。 圖2.7 吊桿 2.4.4 筒體設(shè)計(jì) 根據(jù)GB24511-2009承壓設(shè)備不銹鋼鋼板及鋼帶選擇合適的鋼板，本標(biāo)準(zhǔn)適用范圍如 下： 本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了承壓設(shè)備用不銹鋼鋼板及鋼帶的分類和代號(hào)、尺寸、外形及允許偏差、 技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、包裝、標(biāo)志及產(chǎn)品質(zhì)量證明書等內(nèi)容。本標(biāo)準(zhǔn)適用于 寬度不小于600mm的承壓設(shè)備用熱軋、冷軋不銹鋼鋼板及鋼帶（含卷切鋼板）。 為了使壓力容器上焊縫分布均勻、避免焊接殘余應(yīng)力相互疊加，有關(guān)壓力容器規(guī)程 中對(duì)焊縫的數(shù)量和布置做了具體的規(guī)定。 （1）筒體拼接時(shí)，最短筒節(jié)的長(zhǎng)度：對(duì)于中低壓鍋爐不應(yīng)小于300mm，對(duì)于高壓鍋 爐不應(yīng)小于600mm；每節(jié)筒體，縱向焊縫的數(shù)量：筒體內(nèi)徑Di1800mm時(shí)，拼接焊縫不 多于2條，Di1800mm時(shí)，拼接焊縫不多于3條；每節(jié)筒體兩條縱焊縫中心線間的外圓弧 長(zhǎng)，對(duì)于中低壓鍋爐不應(yīng)小于300mm，對(duì)于高壓鍋爐不應(yīng)小于600mm；相鄰?fù)补?jié)的縱向 焊縫應(yīng)相互錯(cuò)開，兩焊縫中心線間的外圓弧長(zhǎng)不得小于鋼板厚度的3倍，且不得小于 100mm。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 14 （2）封頭和管板應(yīng)盡量用整塊鋼板制成。如必須拼接，封頭、管板的內(nèi)徑 Di2200mm時(shí)，拼接焊縫不多于1條，Di2200mm時(shí)，拼接焊縫不多于2條；封頭拼接焊 縫離封頭中心線距離應(yīng)不超過(guò)0.3Di，并不得通過(guò)扳邊人孔，且不得布置在人孔扳邊圓弧 上；管板上整條拼接焊縫不得布置在扳邊圓弧上，且不得通過(guò)扳邊孔；由中心圓板和扇 形板組成的凸形封頭，焊縫的方向只允許是徑向和環(huán)向的。徑向焊縫之間的最小距離應(yīng) 不小于壁厚的3倍，且不小于100mm。 （3）爐膽拼接焊縫的要求同于筒體。U形下腳圈的拼接焊縫必須徑向布置，兩焊縫 中心線間最短弧長(zhǎng)不應(yīng)小于300mm。 （4）管子對(duì)接焊縫不應(yīng)布置在管子的彎曲部分。對(duì)于中低壓鍋爐，受熱面管子直段 上的對(duì)接焊縫的中心線至管子彎曲起點(diǎn)（或鍋筒、集箱外壁，或管子支架邊緣）的距離。 至少為50mm，對(duì)高壓鍋爐，上述距離至少為70mm；鍋爐范圍內(nèi)管道焊縫中心線至管道 彎曲起點(diǎn)之間的距離不應(yīng)小于管道的外徑，且不小于100mm；受熱面管子直段上，對(duì)接 焊縫間的距離不得小于150mm。 （5）受壓元件主要焊縫及其鄰近區(qū)域，應(yīng)避免焊接零件。如不能避免時(shí)，焊接零件 的焊縫可穿過(guò)主要焊縫，而不要在焊縫及其鄰近區(qū)域中止。 （6）開孔、焊縫和轉(zhuǎn)角要錯(cuò)開。開孔邊緣與焊縫的距離應(yīng)不小于開孔處實(shí)際壁厚的 3倍，且不小于100mm。在凸形封頭上開孔時(shí)，孔的邊緣與封頭周邊間的投影距離應(yīng)不小 于封頭外徑的10。開孔及焊縫不允許布置在部件轉(zhuǎn)角處或扳邊圓弧上，并應(yīng)離開一定 距離。根據(jù)設(shè)計(jì)的筒體長(zhǎng)度為1484mm，兩板焊接時(shí)應(yīng)錯(cuò)開焊縫線。 按照計(jì)算筒體結(jié)果，選擇筒體壁厚為5mm，筒體開口方位圖見總圖，三維建模如圖 2.8所示。 圖2.8 筒體 2.4.5 復(fù)合濾筒設(shè)計(jì) 濾筒，是一種用來(lái)進(jìn)行過(guò)濾的筒狀元件，濾筒一般分為用來(lái)過(guò)濾液體狀介質(zhì)的濾筒 過(guò)濾器的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真 15 和過(guò)濾氣體狀介質(zhì)的濾筒，通常我們所指的濾筒大多是用來(lái)過(guò)濾空氣的，稱之為空氣濾 筒（以下簡(jiǎn)稱濾筒） 。過(guò)濾液體是主要是用各種目數(shù)的金屬絲網(wǎng)，除去液體中的雜質(zhì)。濾 筒屬于表面過(guò)濾元件，它是利用濾材表面形成的微小透氣組織阻擋掉空氣中的粒狀物質(zhì)。 常見濾筒的濾料有木漿纖維濾紙，紡粘法聚酯纖維無(wú)紡布，金屬絲網(wǎng)，其中聚酯無(wú) 紡布可以進(jìn)行覆膜，防油防水，防靜電處理。 濾筒的用途：用于礦業(yè)、石油、化工、食品、醫(yī)藥、機(jī)械制造等行業(yè)。擠出機(jī)料簡(jiǎn) 前由篩板支撐的不同網(wǎng)目的金屬絲網(wǎng)組，其作用是過(guò)濾熔融料流和增加料流阻力，借以 濾去機(jī)械雜質(zhì)和提高混煉或塑化的效果。 復(fù)合濾筒是過(guò)濾器設(shè)計(jì)中最富有科技含量的一部分，它是由兩個(gè)大小不同的濾筒顛 倒焊接而成，根據(jù)設(shè)計(jì)需求還可以設(shè)計(jì)成多濾筒型。這樣的設(shè)計(jì)可以大大增加了過(guò)濾面 積，提高過(guò)濾效率。 根據(jù)設(shè)備最大處理量為 145m3 /h，過(guò)濾精度為 5m，濾件材質(zhì)為聚酯，過(guò)濾面積 3m2。 運(yùn)用三維建模如圖 2.9 所示。 圖2.9 復(fù)合濾筒 2.4.6 支座組件設(shè)計(jì) 容器支座是容器放置的重要組成部分，能夠支撐容器的設(shè)備重量、固定設(shè)備、支承 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 16 操作引起的振動(dòng)、承受地震載荷和風(fēng)載荷。 結(jié)構(gòu)型式由容器自身的型式?jīng)Q定，分為：臥式容器支座、立式容器支座和球形容器 支座。臥式容器的支座可分為鞍座、圈座和支腿。立式容器的支座分為耳式支座、支撐 式支座和裙式支座。球形支座可分為柱式支座和裙式支座。 支承式支座可以用鋼管、角鋼、槽鋼來(lái)制作也可以用數(shù)塊鋼板焊成。它們的型式、 結(jié)構(gòu)、尺寸及所用材料應(yīng)符合 JB/T 4712-2007 容器支座 。支承式支座分為 A 型和 B 型 適用的范圍和結(jié)構(gòu)如表 2-4 所示。A 型支座筋板和底板的材料為 Q235-A，B 型支座鋼管 材料為 10 號(hào)鋼，底板材料均為 Q235-A。 支承式支座的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單輕便，但它和耳式支座一樣，對(duì)殼壁會(huì)產(chǎn)生較大的局部應(yīng) 力因此當(dāng)容器殼體的剛度較小、殼體和支座的材料差異或溫度差異較大時(shí)，或殼體需焊 后熱處理時(shí)，在支座和殼體之間應(yīng)設(shè)置加強(qiáng)板。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇立式容器支座的支撐式支座及支腿，如圖 2.10 所示。 表 2-4 形式特征 型式 支座號(hào) 墊板 適用公稱直徑 DN 鋼制焊接 A 14 有 8002200mm 鋼制焊接 A 56 有 24003000mm 鋼管焊接 B 18 有 8004000mm 圖 2.10 支承式支座 過(guò)濾器的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真 17 3 SW6-98 軟件的應(yīng)用 3.1 SW6-98 軟件介紹 多年以來(lái)，SW6作為一個(gè)工程設(shè)計(jì)計(jì)算軟件在化工設(shè)備設(shè)計(jì)領(lǐng)域?yàn)閺V大工程師提供 了巨大的幫助，已成為設(shè)備設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)備設(shè)計(jì)、方案比較、在役設(shè)備強(qiáng)度評(píng)定等工 作所不可缺少的重要工具。隨著國(guó)標(biāo)GB150、GB151及其其它相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的更新改版，SW6 的計(jì)算內(nèi)容也必須進(jìn)行更新。另外，近些年來(lái)計(jì)算機(jī)的軟、硬件技術(shù)已取得了很大的進(jìn) 展，基于DOS 系統(tǒng)的SW6在用戶界面上已顯得陳舊，因此，也有必要在這方面對(duì)其進(jìn)行 改進(jìn)。這次新推出的過(guò)程設(shè)備計(jì)算軟件包SW6-1998即是在最新改版的國(guó)標(biāo)基礎(chǔ)上，對(duì)計(jì) 算內(nèi)容和用戶界面都作了較大的更新和修改。在內(nèi)容上，本軟件包增強(qiáng)了設(shè)備計(jì)算的功 能，并增加了一些HGJ18-89（即HG20582-1998）中的壓力元件計(jì)算內(nèi)容。SW6-1998對(duì) SW6的更直觀的改進(jìn)在于用戶界面，SW6-1998的運(yùn)行環(huán)境為Windows系統(tǒng)。像眾多的 Windows應(yīng)用軟件一樣，SW6-1998將使用戶感受到直觀、方便、靈活的特性。 新版的GB150和GB151在材料、外壓錐殼計(jì)算、高壓靜密封、U 形管換熱器管板等方 面都作了較大的修改。SW6-1998當(dāng)然對(duì)這部分計(jì)算內(nèi)容進(jìn)行了必要的修改以同國(guó)標(biāo)相一 致。同時(shí)，考慮到在工程上設(shè)計(jì)人員有時(shí)需對(duì)國(guó)標(biāo)GB150 和GB151 中未列入的壓力元件進(jìn) 行設(shè)計(jì)計(jì)算，SW6-1998在保留原SW6中有關(guān)HGJ16-89 的內(nèi)容外，又增加了一些零部件的 計(jì)算內(nèi)容，如無(wú)墊片密封焊、非圓形法蘭、卡箍、內(nèi)壓彎頭、三通和Y 形管的計(jì)算等。在 SW6-1998中，單獨(dú)有一個(gè)另部件計(jì)算程序?qū)δ切┎怀Ｊ褂玫牧聿考M(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。SW6- 1998同SW6相比，另一個(gè)較大的改進(jìn)在于使用方法上。SW6-1998的使用和數(shù)據(jù)存放都是 以一個(gè)設(shè)備為基礎(chǔ)。在SW6-1998中，包含了10個(gè)設(shè)備計(jì)算程序。每一個(gè)設(shè)備計(jì)算程序 既可以進(jìn)行設(shè)備的整體計(jì)算，也可以進(jìn)行該設(shè)備中某一個(gè)零部件的單獨(dú)計(jì)算。這使得有 經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)人員在應(yīng)用本軟件時(shí)可以有較大的自由度，又能很方便地進(jìn)行多種方案的比 較?？梢哉f(shuō)，SW6-1998的這一結(jié)構(gòu)具有相當(dāng)?shù)撵`活性，兼顧了一般和資深設(shè)計(jì)人員的要 求。另外，象原SW6一樣，SW6-1998并不限制用戶必須使用GB150 所提供的材料。如果 設(shè)計(jì)人員選用GB150的材料，則SW6-1998提供材料各種性能數(shù)據(jù)庫(kù)，即這些數(shù)據(jù)將不要 求用戶自己輸入。用戶還可以通過(guò)兩種方法來(lái)使用GB150 以外的其它任何材料。一種方法 是用戶可自行建立材料性能數(shù)據(jù)庫(kù)（SW6-1998提供了一個(gè)操作極其方便的用戶材料數(shù)據(jù) 庫(kù)管理程序） ，那么程序在運(yùn)行時(shí)將象GB150的材料一樣處理。第二種方法是用戶可在數(shù) 據(jù)輸入時(shí)將所有計(jì)算所需要的材料性能數(shù)據(jù)都通過(guò)鍵盤輸入。 由于SW6-1998的運(yùn)行環(huán)境不再是DOS，而是Windows，因此它的用戶界面比SW6有 了很大的提高，具體表現(xiàn)在以下幾方面： 1、在數(shù)據(jù)輸入時(shí)，用戶可隨時(shí)退出程序運(yùn)行。這時(shí)，已輸入的那些數(shù)據(jù)將自動(dòng)存放 在用戶所指定的文件中。用戶可以在以后再次打開這個(gè)文件繼續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入或運(yùn)算。 2、程序運(yùn)行時(shí)，數(shù)據(jù)輸入和運(yùn)算可以任意交替進(jìn)行（當(dāng)然，每一個(gè)零部件計(jì)算所需 要的數(shù)據(jù)必須先予輸入） 。一個(gè)設(shè)備中各個(gè)另部件的計(jì)算次序完全可由用戶自行決定(塔設(shè) 備和球罐除外)，也可由程序來(lái)決定（當(dāng)選擇設(shè)備整體計(jì)算時(shí)） 。 3、對(duì)于某些結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的輸入，在界面上采用了圖形提示的方式。如平蓋結(jié)構(gòu)選擇、 法蘭形式選擇、外壓筒體計(jì)算長(zhǎng)度輸入等等。同時(shí)，在大多數(shù)的輸入頁(yè)面上都有“幫 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 18 助”按鈕，可以方便地隨時(shí)獲得幫助。 4、在一個(gè)設(shè)備計(jì)算程序中，各數(shù)據(jù)輸入頁(yè)面可方便地隨意切換。這使得在讀了計(jì)算 模塊所生成的屏幕輸出結(jié)果提示以后，能很方便地修改數(shù)據(jù)再行運(yùn)算。 5、計(jì)算結(jié)果將以兩種形式輸出。一種是將屏幕上所顯示的簡(jiǎn)單結(jié)果直接打印，這種 形式主要提供給設(shè)計(jì)人員在使用本軟件時(shí)能快速打印結(jié)果以調(diào)整數(shù)據(jù)反復(fù)運(yùn)算之用。另 一種是通過(guò)WORD以表格形式打印輸出或作為文件存放。這種形式將使存檔文本顯得更 加規(guī)范。相信在使用了SW6-1998后會(huì)感到本軟件同SW6相比，無(wú)論是內(nèi)容還是形式確實(shí) 有了很大的提高，對(duì)過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)工作能提供更大的幫助。 3.2 SW6-98 軟件結(jié)構(gòu)及一般使用指南 SW6-1998共有10個(gè)設(shè)備級(jí)計(jì)算程序、一個(gè)零部件計(jì)算程序和一個(gè)用戶材料數(shù)據(jù)庫(kù)管 理程序。本軟件安裝完畢后會(huì)形成對(duì)應(yīng)于這12個(gè)程序的一組圖標(biāo)，用戶點(diǎn)擊圖標(biāo)就能使 某個(gè)程序運(yùn)行。為了便于用戶保存管理文檔，輸入數(shù)據(jù)的文件主名由用戶指定，該主名 將包括存放路徑。SW6-1998對(duì)每一種設(shè)備的輸入數(shù)據(jù)文件都規(guī)定了一個(gè)后綴名。10個(gè)設(shè) 備計(jì)算程序和一個(gè)零部件計(jì)算程序及其輸入數(shù)據(jù)文件的后綴名列如表3-1所示： 表3-1 后綴名列表 程序計(jì)算內(nèi)容 輸入數(shù)據(jù)文件名 后綴名 程序計(jì)算內(nèi)容 輸入數(shù)據(jù)文件名 后綴名 塔設(shè)備 .col 浮頭式換熱