（独家原创）ZLG0.4型试验用冻干机的设计（全套CAD图纸）

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结构示意图图搁板结构示意图搁物架架体的设计搁物架架体的设计采用不锈钢制成，长，宽，高，有三块搁板固定在架体中，其中二块为有效隔板，搁板间距为。如图搁物架架体的结构示意图图搁物架架体的结构示意图水管的设计水管材料选用不锈钢，共需要设计根接管，壁厚为。如图所示图接管结构所示图接管结构所示图接管结构所示图接管结构所示图三通头结构所示图三通结构所示箱体强度的计算考虑到装载量和机械性能，冻干箱选择圆筒形箱体，材料为不锈钢圆筒形箱体只承受外压时，可按稳定条件计算，其壁厚为.式中筒箱体计算壁厚，圆筒内径，外压涉及压力，圆筒计算长度通常是相邻两加强筋之间长度材料温度为时的弹性模量，圆筒的实际壁厚为式中壁厚附加量，。可用公式.计算得到。钢板的最大负公差附加量，般情况下取.腐蚀裕度，在冻干机中，般取封头冲压时的拉伸减薄量，般取计算值的，且不大于，不经冲压的封头取式中的使用条件是材料泊松系数，般之值大于时，可设计加强圈。建议设计加强圈不大于时，为了减少壁厚亦本设计中取圆筒内径外压设计压力.圆筒计算长度不锈钢在时的弹性模量，.为参考值则圆筒箱壁的计算厚度为.壁厚附加量为.圆筒箱壁的实际厚度为。保温层厚度的确定冻干箱体外表面需采用适当的绝热保温层以达到节约能源的作用，选取温差，查表得.••由得.••。采用聚氨醋泡沫塑料作为保温材料。由冷藏库设计手册查得入•.••由得.。即保温材料厚度为。观察窗为了观测冻干过程中，物料形态色泽的变化，冻干箱设置了观察窗，实验产品冻干过程目了然.，观察窗采用聚丙稀有有机玻璃门，厚度为，实验产品冻干过程目了然。真空规真空规的结构如图所示。图真空规的结构示意图干燥室热负荷的计算冷却被冻干物料耗冷量因被冻干物料不同，耗冷量是不同的。在通用冻干机的设计计算中，可以按最大装料量计算，根据经验，最大装料量为。每次降到的时间可取为。耗冷量为.式中。每次冻干最大装料量，为冻干物料质量比热容，可按水计算，.•从至平均比热容为温度差，为水变成冰的凝结热，为冰从降到时的平均比热容，取.•。因此.搁板降温所需耗冷量.式中为搁板重量，计算得.为搁板材料比热容，取.•其余符号同前。计算得.箱壁及箱内其他零件的耗冷量•.式中为箱壁及箱内其它零件的总重量，计算得出，其余符号同前。.围栏的结构传热量计算.中为围护结构的传热系数为隔热材料导致系数，查得.••，占为隔热材料的厚度，取占，计算出.时••为围护结构的面积，计算得.为冻干箱内外温差，.冻干箱总耗冷量真空系统的设计与计算这里所说的真空室包括冻干箱捕水器和真空管道。因为水蒸气被捕水器抽走，所以配泵时不考虑抽水蒸气的量。冻干机的真空系统设计主要是依据空载时真空室要求的极限真空干燥物料时所要求的工作压力和抽气速率选择真空泵，依据工艺生产中被干燥物料所放出的气体，真空室内构件的放气量及系统的总漏气率选择主泵的大小。主泵罗茨泵的性质主泵需要配前级泵。前级泵的几点规定前级泵应保证始终及时排除主泵所排出的气体流量前级泵在主泵罗茨泵出口处造成的压强应低于主泵的最大排气压强兼作预抽泵的前级泵要满足预抽时间及预抽真空度的要求泵由于转子与转子转子与定子间的间隙较大，所以它对气体的压缩比较小，般比其前级泵要大些。对于真空冷冻干燥来说，食品用冻干机空载时极限压力为。从真空冷冻干燥机机械行业标准可查到罗茨泵的最佳压力使用范围为。所以主泵选用罗茨真空泵，茨泵是种真空般情况下在工作中不能将气体直接排到大气中去，必须有个前级泵，并且工作前必须有个预真空环境方能工作。茨泵性能与前级泵有密切关系。茨泵启动快，允许被抽气体含有可凝性蒸汽，因为罗茨泵不会将这些气体压缩到饱和状态。它的缺点是抽含有分子量较小的气体时，其抽气速度陡降，因为这种气体在转子与定子间的间隙内扩散比空气快，返流量较大，故抽速下降。当抽除含有大量水蒸气的混合气体，或者类似具有较高蒸汽压的气体，且被抽气体不破坏前级泵油，选择罗茨泵与旋片泵组成的机组是最经济的。本设计为小型实验用机，物料冻干的真空度般要求在范围，极限真空要求左右，因此选用极限真空为.的双级旋片泵作为主泵，不需配置前级泵。在这里根据范围粗略选用旋片式油封机械真空泵。真空泵放气量的计算.式中真空室内壁和表面放气量为真空室的漏气量。.式中为每种材料单位表面积出气速率为每种材料暴露在真空室侧的表面积。计算得.•。.式中为真空室内允许的压力增长率，这里取.为真空室容积，接近。真空泵的选择泵的种类依真空度的要求选取，这里选用选片泵。