攪拌混合設備在食品工程、化學工程、生物工程等行業(yè)中使用非常普遍,它們對工藝效果、產品質量有著重要影響。隨著生產工藝的逐步完善和成熟,攪拌混合設備的工藝參數、結構型式等趨于穩(wěn)定,特別是在工藝操作條件相同僅處理量不同的情況下,這類設備往往只是外形尺寸、容積、功率大小的差別,設備的裝配結構、零部件數量及種類基本相同。這就為攪拌混合設備的標準化、規(guī)范化和模塊化設計提供了必要條件。本文簡單介紹一下攪拌混合設備三維參數化 CAD 系統的研制情況。
(1) 單元操作模型的確立和完善
對攪拌混合設備在整個工藝流程中所起作用做定性分析,并建立起該設備的數學模型。
(2) 設備裝配結構的確立和完善
設備的工藝用途確定后,就可對設備的裝配結構進行確定和完善。常見的攪拌混合設備一般包含有如下部件:筒體、封頭、傳動裝置、攪拌裝置、軸封裝置、接管、附件(手孔、人孔、視鏡等)。
攪拌混合設備的具體設計大致包含工藝計算、設備設計和工程繪圖 3 個階段。如下圖:
在具體的設計過程中,往往已經積累了大量的圖紙資料,因此,除了整理完善相關工藝數學模型和力學模型外,系統還要構建實例圖形數據庫。實例圖形數據庫及相關功能模塊相當于一個內置的 PDM 系統,同一工況下已有的圖紙不必再重新生成,甚至不必重新設計,直接通過有關接口檢索并調用即可,而全新設計的設備也可通過該數據庫調用諸如電機、減速機、攪拌槳葉、機架、聯軸器、密封件、法蘭等標準圖形,實現了設備的模塊化、標準化設計,完成的圖紙又能作為新實例添加到實例設備數據庫中,充分利用設計成果,避免了多次重復設計。
實例圖形數據庫既包含了可以直接調用的成熟設備圖紙,還包含有參數化標準圖形庫,并和相關 CAD 系統自身的圖庫如資源中心等有機結合。參數化標準圖形庫是基于三維 CAD 系統創(chuàng)建的。這種參數化的三維圖庫可以做到“一次創(chuàng)建、常久使用”,而在其基礎上創(chuàng)建、
生成的三維零件模型或裝配體,又可以在 CAD系統內進行初步的有限元分析或動力學分析,必要時也可輸出到 ANSYS 進行更深入的分析。