5.2. Литературно-патентный обзор

Литературно-патентный (аналитический) обзор выполняют с целью определения базовой конструкции, которая будет принята за основу проектируемого объекта, а также для подбора нормативных документов (ГОСТов, ОСТов, РТМ и др.), которые позволят студенту выполнить технологический, прочностной и конструктивный расчеты объекта.

В литературно-патентном обзоре должна быть собрана достаточно полная информация об оборудовании, которое может быть принято в качестве прототипа для объекта проектирования. При этом рассматриваемые технические устройства должны представлять собой наиболее передовые и проверенные на практике образцы техники в данной области. Необходимую информацию получают из различных источников: интернета; учебной и технической литературы 1-7; каталогам и справочникам 8-14. Наибольшую ценность представляет специальная литература, т. е. та в которой рассматриваются аналоги объекта проектирования. Также полезно ознакомится с техническими документами действующего оборудования: паспортами; техническими описаниями; инструкциями по монтажу, эксплуатации и обслуживанию.

В обзоре необходимо представить описание конструкции, принципа действия, технических и экономических параметров аппаратов или машин, которые по целевому назначению и основным показателям соответствуют требованиям, предъявляемым к проектируемому объекту. Все рассматриваемые прототипы должны иметь завершенную конструкции, а их работоспособность и эффективность подтверждена опытом эксплуатации или специальными экспериментальными исследованиями.

5.3. Выбор и обоснование конструкции проектируемого объекта

Конструкция аппаратов должна быть эффективной, технологичной, надежной в течение заданного срока службы, обеспечивать безопасность при изготовлении, монтаже и эксплуатации, предусматривать возможность очистки, промывки, продувки, выполнения ремонта и контроля технического состояния. Также, конструкция аппарата должна позволять проведение осмотра (наружного или внутреннего) и гидравлического испытания.

Для разработки конструкции проектируемого аппарата студены на основании результатов литературно-патентного обзора выбирают базовую конструкцию. В качестве базовой конструкции выбирается прототип, который в наибольшей степени соответствует заданным параметрам и обладает наилучшими целевыми, техническими и экономическими показателями. Если студент планирует внести в базовую конструкцию изменения (например использовать в массообменной колонне новейшие разработки контактных элементов) данные усовершенствования необходимо обосновать. Далее следует подробно описать устройство и функционирование выбранной базовой конструкции. Для выбранной базовой конструкции необходимо подобрать действующие нормативные технические документы, в которых изложены методы технологического, конструктивного и прочностного расчетов.

К базовым элементам аппаратов относятся обечайки, крышки, днища, а также переходы, рубашки и опоры. Конструктивное оформление базовых элементов предполагает однозначное и полное определение для них геометрической формы, исполнительных размеров и предельных отклонений. Если отсутствуют особые указания корпусные части аппаратов промышленного назначения должны быть стандартными, т. е. их конструкция и размеры принимаются по действующим стандартам (государственным, отраслевым, стандартам предприятий и т.д.). Это означает, что для всех корпусных элементов следует назначить номинальные (условные) параметры – номинальный диаметр (D_N) и номинальное давление (P_N). В сосудах применяют днища: эллиптические; полусферические; торосферические; сферические неотбортованные; конические отбортованные; конические неотбортованные; плоские отбортованные; плоские неотбортованные; плоские отъемные, присоединяемые на болтах.

Конструкцию и размеры приварных и отъемных крышек и днищ выбирают по справочнику [10, с. 111-145] или соответствующим стандартам. Исполнительная толщина стенки элемента корпуса определяется расчетом на прочность, высота отбортовки крышек и днищ назначается конструктивно. Предельные отклонения размеров и формы указываются в нормативных документах (ПБ 03-576-03) и справочнике [12]. Форма и размеры вырезов в корпусных элементах под штуцера, люки, окна и др. определяется методами начертательной геометрии или с помощью программ трехмерного моделирования. Все отверстия и вырезы в базовых элементах и цилиндрических (конических) опорах колонных аппаратов должны быть проверены на необходимость укрепления. Конструктивное оформление переходов, рубашек и опор также выполняют с учетом рекомендаций справочника [10]. В настоящее время разработаны стандартизованные конструкции внутренних устройств для большинства видов реакторов, массообменного, теплообменного, и прочего технологического оборудования. Для массообменных аппаратов колонного типа наиболее применяемые контактные элементы (тарелки) изготавливаются по отраслевым стандартам и нормалям (см. Приложение А). При выборе конструкции тарелок для проектируемого аппарата достаточно выбрать подходящий типоразмер из каталога или иного нормативного документа.