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立式搅拌设备是搅拌机和搅拌容器的典型组合型式,搅拌机是中心顶插式,搅拌容器是立式圆筒形并承受一定的压力。在必要时,搅拌机从搅拌容器上拆下,搅拌容器单独作为一个完整设备进行工作,也可换装不同结构型式的搅拌机,实现设备集储存、中转、发酵、反应、混合等多种功能于一体。 本设计根据工艺设计条件,确定各部分结构型式和尺寸,如封头、传热结构,传动类型,轴封和各种附件的结构型式和连接形式等。首先根据罐体全容积、夹套传热面积、介质特性,结合以往生产的类似设备及进行相应公式计算确定容器的筒体长度、直径、封头类型。结合先前确定的数据,根据工作温度、工作压力、主要元件材质进行计算筒体、封头、夹套等板材的厚度,利用过程设备强度计算软件SW6,对受压搅拌容器的制造板材厚度进行确定和校核。对于传动装置,搅拌轴是很重要的部件,首先通过工艺设参数中提供的减速机功率,通过计算、校核确定轴径大小,再依次对其他零件进行设计、选型,使其彼此间装配合适。利用CAD制图软件详细绘制出所设计的各个零部件,标出对应的零件尺寸、装配尺寸、加工精度及技术要求,下发生产时,作为工程语言,指导生产作业。通过详细了解搅拌过程的工艺特性与要求,包括搅拌目的、物料特性、操作温度、压力等,对搅拌器进行设计,并进行校核。利用CFD软件以桨叶长度和两桨间距为研究对象,通过对釜体内流体数值模拟,优化搅拌器的结构尺寸。在搅拌容器制造环节,采用氩弧焊进行焊接,选择合理的焊接接头结构,进行焊接工艺指导,焊接完成后并对相应的焊接接头进行无损检测,保证受压容器的安全性。 本课题来源于泰山恒信有限公司,这种课题研究与工程单位相结合的方式能够使理论研究不脱离实际生产。本论文有以下创新点:设计该设备时是以泰山恒信有限公司工程实际能力为前提,以以往的实际经验和理论研究相结合,进一步优化产品结构,提高产品性能;对搅拌器进行流体力学模拟,为参数优化提供可靠的理论数据。