基于高压水射流的储罐清洗装置设计

密 级 公开学 号 120448毕业设计(论文)基于高压水射流机理的储罐清洗装置院 (系 、 部 ): 机械工程学院姓 名: 何一千年 级: 2012 级专 业: 机械电子工程指 导 教 师 : 蔡晓君教 师 职 称 : 教授基于高压水射流机理的储罐清洗装置2016 年 6 月 10 日北京基于高压水射流机理的储罐清洗装置第 1 页北京石油化工学院学位论文电子版授权使用协议论文卧式储油罐水射流清洗装置的传动与定位组件的设计系本人在北京石油化工学院学习期间创作完成的作品，并已通过论文答辩。本人系作品的唯一作者，即著作权人。现本人同意将本作品收录于“北京石油化工学院学位论文全文数据库” 。本人承诺：已提交的学位论文电子版与印刷版论文的内容一致，如因不同而引起学术声誉上的损失由本人自负。本人完全同意本作品在校园网上提供论文目录检索、文摘浏览以及全文部分浏览服务。公开级学位论文全文电子版允许读者在校园网上浏览并下载全文。注：本协议书对于“非公开学位论文”在保密期限过后同样适用。院系名称： 作者签名： 学 号： 2016 年 月 日基于高压水射流机理的储罐清洗装置第 2 页北京石油化工学院毕 业 设 计 （论 文） 任 务 书学院（系、部） 机械工程学院 专业机械电子工程 班级 机电 122 学生姓名 何一千 指导教师/职称 蔡晓君（教授） 1.毕业设计（论文）题目基于高压水射流机理的储罐清洗装置设计2.任务起止日期： 2016 年 2 月 22 日 至 2016 年 6 月 10 日3.毕业设计（论文）的主要内容与要求（含课题简介、任务与要求、预期培养目标、原始数据及应提交的成果）课题简介：基于高压水射流机理的储罐清洗装置第 3 页高压水射流清洗技术是近年来在国际上兴起的一门高科技清洗技术。高压水射流清洗具有清洗成本低、速度快、清净率高、不损坏被清洗物、应用范围广、不污染环境等特点。自 80 年代中期传入我国以来，逐渐得到了工业界的普遍认同与重视。在传统的清洗作业中采用的清洗技术有机械钻孔清洗、蒸汽清洗、化学清洗、超声波清洗、以及水射流清洗等几十种形式。日本、欧美等西方发达国家在 70 年代以前主要采用化学方法清洗，自 70 年代末开始发展高压水射流清洗技术。到目前为止，高压水射流清洗已经成为西方发达国家的主流清洗技术，占到了清洗业市场份额的 80 以上，在美国，高压水射流清洗已占到了清洗业的 90。我国的清洗行业多年来一直处于化学和手工清洗的落后状态，据估计，我国工业清洗目前 80 是用化学方法。无论是化学清洗还是人工清洗都存在着清洗成本高、效率低、污染环境等问题，远远不能满足现代社会日益增长的工业及民用清洗要求。因此基于高压水射流机理的储罐清洗装置的设计及开发具有较好的现实意义。任务要求：1. 查阅国内外文献 25 篇以上，其中英文文献 5 篇以上，详细了解石油化工清洗技术的现状，具体了解高压水在清洗储罐装置、石油化工设备、清洗管道等场合的技术比较、应用场合、技术优劣等。查阅相关资料，详细了解高压水射流原理的基本理论、动力驱动数据分析，并对基于高压水射流技术相关设备进行结构分析，并阐述国内外发展现状及发展趋势。2. 在大量查阅国内外文献资料的基础上，依据原始数据，完成基于高压水射流机理的储罐清洗装置结构设计及强度校核，完成附件结构设计及标准件选择。包括装置结构设计、清洗方案的制定，附件结构设计及三维模拟，并设计选择连接管道和阀门。3. 在完成储罐清洗装置结构设计的基础上，完成装置控制系统的设计、零部件选用、程序编写等。预期培养目标：培养学生科技资料查阅检索能力、培养学生社会调研能力、培养学生机械基于高压水射流机理的储罐清洗装置第 4 页方案设计能力，进而提高学生针对实际需求进行创新思维、机械设计和工艺制作等实际工作能力。课题较新颖，新知识较多，难度中等，工作量饱满，课题结合生产实际情况，对学生的能力训练意义重大。原始数据：待清洗对象为储油罐规格尺寸：公称容积 100m，长度 12870mm，直径3200mm；人孔直径：550mm。提交成果：（1） 开题报告（参照相关格式） ；要求：查阅国内外文献 25 篇以上，其中英文文献 5 篇以上，详细了解石油化工清洗技术的现状，具体了解高压水在清洗储罐清洗装置、清洗石油化工设备、清洗管道等场合的技术比较、应用场合、技术优劣等。查阅相关资料，详细了解高压水射流原理的基本理论、动力驱动数据分析，并对基于高压水射流技术相关设备进行结构分析，并阐述国内外发展现状及发展趋势。（2） 英文文献翻译；要求：查阅近年来国外期刊杂志，翻译一篇基于高压水射流机理的储罐清洗装置方面的英文文献，完成翻译工作量 2 万字符。（3） 论文；要求：1 在大量查阅国内外文献资料的基础上，依据原始数据，完成高压水储罐清洗装置结构设计及强度校核，完成附件结构设计及标准件选择。包括装置结构设计、清洗方案的制定，附件结构设计及三维模拟，并设计选择连接管道和阀门。2 在完成储罐清洗装置结构设计的基础上，完成装置控制系统的设计、零部件选用、程序编写等。3 设计说明书字数不少于 1.8 万字。基于高压水射流机理的储罐清洗装置第 5 页4 图纸：绘图量不少于折合成图幅为 A0 号的图纸 2 张，或手工绘图不少于折合成图幅为 A1 号的图纸 4 张。4.主要参考文献（1） 机械设计书籍（2） 化工设备清洗书籍（3） 机械制图国家标准（4） 机械设计手册（5） GB151、GB150（6） 储罐清洗方面论文（7） 近年来相关国外资料（8） 最近几年相关研究的博硕士论文基于高压水射流机理的储罐清洗装置第 6 页5.进度计划及指导安排时间 工作内容 备注第1周 熟悉题目，查阅资料，撰写综述及开题报告 查阅相关资料20篇以上第2周 翻译英文文献 不少于2万英文字符第3周 撰写开题报告 查阅相关资料第4周 调研国内外相关产品，确定技术方案 查阅相关资料第5周 结构初步设计，确定运动参数和动力参数 查阅相关资料第6周 传动装置设计，确定运动参数和动力参数 查阅相关资料第7周 零部件机构设计确定 查阅相关资料第8周 零部件强度校核 查阅相关资料第9周 零部件三维造型 查阅相关资料第10周 零部件工程图绘制 查阅相关资料第11周 装配工作图的结构设计及绘制 查阅相关资料第12周 三维装配运动模拟仿真 查阅相关资料第13周 控制系统设计及程序编制 查阅相关资料第14周 撰写修改设计报告，答辩准备 参照毕业设计要求第1516周 答辩准备，预答辩 参照毕业设计要求任务书审定日期 2016 年 2 月 20 日 系（教研室）主任（签字） 任务书批准日期 2016 年 2 月 21 日 教学院（系、部）院长（签字） 任务书下达日期 2016 年 2 月 22 日 指导教师（签字） 计划完成任务日期 2016 年 6 月 10 日 学生（签字） 基于高压水射流机理的储罐清洗装置第 7 页摘要随着经济的发展，我国输油管道尚不发达，卧式储油罐的应用越来越广泛。在油品运输过程中，在罐底累积了大量的无机物及沥青质、石蜡等重油组分。需要对卧式储油罐进行清洗。在清洗过程中，采用人工清洗有很多弊端。相比人工清洗而言，机械清洗因具有安全保障性高、环保效果好、清洗周期短、清洗效率高、节约能源而且能够取得更好的经济效益等优势，近年来得到迅速发展。本文主要采用水射流机械清洗的方法对卧式储油罐进行清洗，介绍了几种水射流清洗组件系统，对几种清洗方案进行了分析，确定采用弧形管机械清洗系统。整个机械清洗装置主要有传动装置和定位装置组成，传动装置主要是通过齿轮驱动使两根高压水管伸入罐内，同时清洗罐内两侧。定位装置主要是用来定位传动装置的安装位置。本文明确了清洗对象为小于公称容积 100m，长度 12870mm，直径 3200mm的车载油罐。对车载油罐机械清洗装置进行了方案设计和遴选，最终确定的方案