Расчет автоклавного парка

где z=H/S – число рабочих витков резьбы в винте рабочей высотой Н;

      P – расчётное болтовое усилие, кгс;

      h – высота витка резьбы, см;

      d₂ – средний диаметр резьбы, см

       Условие выполняется.

4.2 Расчёт резьбы винта по напряжениям среза

       Условия прочности резьбы по напряжениям:

где  k – 0,65 для трапецеидальной резьбы

       Для стальных винтов =0,2

       Условие прочности выполняется, таким образом выбираем данный винт.

           
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       5 Расчёт оси затвора крышки 

       5.1 Расчёт оси затвора на растяжение  и сжатие

       Напряжение  при растяжении:

где  - рабочее давление, кгс;

       F – площадь в опасном сечении, см²

       Допускаемое напряжение при растяжении и сжатии:

где  =1,5  коэффициент запаса прочности по текучести

        - значение  предела текучести для стали  12Х18Н10Т при рабочей температуре

       Исходную  ось можно использовать в данной конструкции. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       6 Расчёт пропускной способности предохранительного клапана 

       6.1 Пропускная способность клапана  для водяного пара:

       

где – максимальное избыточное давление перед предохранительным клапаном, кгс/см²;

 – коэффициент, учитывающий физико-химические свойства водяного пара при рабочих параметрах перед предохранительным клапаном (для насыщенного пара =0,505)

- коэффициент,  учитывающий соотношение давлений  перед и за предохранительным клапаном. Так как давление за предохранительным клапаном равно 0, принимаем

     F – площадь сечения клапана, равная наименьшей площади сечения в проточной части, мм²

- коэффициент  расхода для газообразных сред, принимается  0,5

       Максимальная  возможность парообразования нагревательных элементов стерилизатора:

где Q – количество тепла, выделяемое нагревательными элементами при общей мощности ТЭНов N:

где – мощность одного ТЭНа;

      n – количество ТЭНов

i – теплосодержание одного килограмма пара при Р=3,7             

i= 653,5 ккал/кг

       Выбирая клапана заведомо больше (9,5 кг/ч), рассчитаем площадь сечения клапана:

       Подставляем в (6.6)

       Проходное отверстие клапана должно быть не менее 3,6 мм

 

         
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       7 Расчёт крышки 

       7.1 Расчёт плоской круглой бигельной  крышки

Наружный  диаметр крышки D=440 мм

Материал  – сталь 12Х18Н10Т

Толщина крышки S=10 мм

Внутреннее  избыточное давление p=2,0 кгс/см²

Предел  прочности стали при рабочей температуре ₁₂₀=2294,4 кгс/см²

       Расчёт  бигельной крышки состоит в определении  её толщины в месте уплотнения S_п и посередине S.

       Номинальная расчётная толщина крышки в месте  уплотнения (по среднему диаметру уплотнения D_n)  в см, рассматривая её как круглую пластину, свободно опёртую по контуру и нагруженную в центре болтовым усилием по площади круга диаметром d, определяется по формуле:

       Номинальная расчётная толщина крышки посередине в см, рассматривая её также, как и в предыдущем случае, определяется по формуле:

где  - расчётное болтовое усилие на крышку, требуемое для восприятия давления среды и обеспечения герметичности соединения, определяется в зависимости от обтюрации и давления в кгс;

  - допускаемое  напряжение на изгиб для материала  крышки, кгс/см²;

где  – средний диаметр уплотнения, мм (см);

       d – диаметр круга, по которому действует усилие

       Рассчитаем  болтовое усилие;

       Расчётную силу от давления среды в аппарате определяем по формуле:

где – средний диаметр уплотнения, см;

       p – внутреннее избыточное давление среды, кгс/см²

       Расчётное растягивающее усилие в болте (при  константе жёсткости соединения =0,8  и М_и=0) при затяжке соединения:

где  - расчётная сила осевого сжатия уплотняемых поверхностей в рабочих условиях, необходимая для обеспечения герметичности (определяется в зависимости от обтюрации в кгс)

       Из  формулы 3.1.3 =315 кгс

        M_и – изгибающий момент от действия внешних нагрузок, кгс*см

Проверим  минимальное значение растягивающего усилия в болте:

где  - средний диаметр прокладки, см;

       - эффективная ширина уплотнения = из 3.1.4;

       q – удельная нагрузка, 15 кгс/см²

Расчётное растягивающее усилие в болте  при рабочих условиях:

Номинальная толщина крышки:

Номинальная толщина крышки посередине:

С учётом технологической прибавки принимаем толщину крышки 10 мм