制药设备与工程设计（精选12篇）

制药设备与工程设计 第1篇

1 合理安排教学内容

为对制药设备与工程设计课程涉及的知识有全面清晰的认识与了解, 首先, 我们对教学内容进行了优化, 重点突出制药设备及工程设计知识, 以制药工程设计为面, 原料药生产设备和制剂生产设备为点, 按照由面到点的思路, 重新安排教学内容。先讲解工程设计内容, 然后讲解具体的制药设备, 同时将《药品生产质量管理规范》 (GMP) 内容渗入到课程学习过程中, 使学生从GMP管理要求的高度来认识和理解制药工程设计及制药设备的内涵, 强化工程概念, 建立良好的、规范的工程设计理念。对陈旧落后、重复的教学内容进行删减, 增加新知识、新技术, 让学生了解制药技术与制药设备发展的前沿知识, 充分掌握基础理论, 培养学生的创新思维, 开阔学生的视野。如生物制药技术、纳米制药技术、超临界萃取技术、三相流化床浓缩技术、膜分离技术等。

2 采用灵活的课堂教学组织形式

传统的课程教学是以传授专业知识为中心, 课堂教学组织形式的突出特征是知识的单向传授, 学生机械记忆, 被动接受学习[5]。为改变这种状况, 在本课程教学过程中采用换位教学, 让学生成为学习的主人。教师提前给出符合课程要求的论题, 让学生利用课余时间查找资料, 了解与论题有关的信息, 在课堂上为学生进行讲解, 接受学生的提问, 从而激发学生的求知欲, 充分调动学生的学习积极性。此外, 对不同的工程问题, 制作合适的动画, 采用相应的教学方法, 从多方面、多角度强化学生的工程素质, 提高学生分析和解决工程实际问题的能力。例如以动画和录像的形式将制药单元操作中的设备结构、操作原理以及设备的运行状态等展现在学生面前, 增强教学的趣味性。在教学过程中引入真实的案例, 将难于理解或枯燥的理论知识融入到一个个生动的具体案例中, 增强学生对教学内容的理解。运用这些灵活多样的教学形式全面培养学生的自主学习能力、分析和解决问题的能力。

3 校外实践教学

学生普遍存在工程意识薄弱、缺乏实践技能的现象[6], 这主要由于我国中学教学中无工程学的内容, 学生在进入大学后也鲜有机会接触相关的工程知识和参加工厂实习, 因此学生对工程学方面的知识了解甚少。工程学知识体系与自然科学是有区别的, 它突出实践性, 注重培养学生分析、计算、设计、综合等方面的能力。对学生来说, 制药设备与工程设计课程的教学内容和教学方式都是全新的, 部分学生可能存在排斥心理或缺乏学习的积极主动性。为激发学生的学习兴趣, 使其了解真正的工程问题, 加深对理论知识的理解, 在课程初期及中期, 我们带领学生到制药企业参观学习, 了解原料药和辅助材料的生产工艺以及药品制剂的生产, 通过实践增强了学生的感性认识, 使其真正感受到了工业化制药过程, 将理论知识与生产实际结合了起来, 建立了工程观念, 培养了解决工程实际问题的思维。

4 改革课程考核方式

针对制药设备与工程设计课程的实践性强及动手能力要求高的特点[7,8], 我们打破了传统的卷面考试方式, 考试内容超越课堂和教材, 突出实践性和对所学知识的综合运用能力, 灵活地采用能体现学生工程实践和创新能力的开放性考试方式。为激发学生的自主学习能力, 让学生将所学专业知识综合地运用到实践中, 提高学生的动手能力以及协作、探索和创新能力, 考核方式应采用课程设计+答辩的方式。课程初期将设计制药车间的题目布置给学生, 这样学生就可以带着问题去学习这门课程, 在所学的专业理论及化工制图基础上, 于课程结束两周内设计出一个完整的制药车间。设计过程需要查阅大量的资料, 在查阅资料的过程中锻炼了学生的独立思考、独立解决问题的能力, 同时也开阔了学生的视野, 使其进入工作岗位后能够很容易进入角色。

通过优化教学内容、采用灵活的教学组织形式、改革课程考核方式和实践教学模式, 解决制药设备与工程设计课程教学中存在的问题, 完善应用型制药工程人才培养模式, 使学生的知识、能力与工程实际接轨, 从而实现了高质量输出人才的目标。

摘要：针对大学工科专业课程制药设备与工程设计的特点, 为真正实施素质教育, 提高制药工程专业学生的工程理念和实践能力, 分别从课堂教学内容、教学组织形式、实践教学及考核方式4个方面对该课程教学模式的改革进行探索和研究。

关键词：制药设备与工程设计,教学模式,教学改革

参考文献

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[3]顾秉林.加强实践教育培养创新人才[J].清华大学教育研究, 2004 (6) :1-5.

[4]杨武军, 张继荣, 屈军锁.以知识库为中心进行工科专业课程建设[J].高等工程教育研究, 2005 (2) :52-53.

[5]侯巍, 焦淑清, 李来军.制药工程专业工程类课程的教学模式探讨[J].黑龙江医药科学, 2006, 29 (6) :105.

[6]赵维武.本科生实践创新能力培养的研究[J].实验技术与管理, 2006, 23 (1) :83-85.

[7]刘雪梅.制药设备和工程设计课程教学体会[J].广西中医学院学报, 2007, 10 (3) :123-125.

制药设备与工程设计 第2篇

1．我国药物制剂发展经历的阶段

2．掌握GMP/cGMP/GSP/GCP/GLP/QC/QA的定义和英文全称 3．国家标准、行业标准的命名形式 4．筛分工艺的用途

5．掌握粉碎、筛分的概念；锤磨机、万能粉碎机、球磨机结构、气流粉碎机、柴田式粉碎机结构、原理和使用范围；

6．药典筛的分类；粗粉、细粉、最细分的定义；工业筛孔数目的定义 7．超微粉碎适用设备；筛分过程的障碍离子定义 8．结合水分、非结合水分、自由水分、平衡水分的定义

9．冷冻干燥、微波干燥、红外辐射干燥、喷雾干燥、流化床干燥、真空干燥的特点和适用的物料

10．薄膜蒸发的特点

11．哪些蒸发器需要预热；减压浓缩操作程序 12．显热、潜热的定义

13．三足离心机、板框过滤机、碟片式离心机、管式离心机操作特点 14．离心机分离因素α的定义 15．煎煮法提取的特点和适用范围 16．渗漉法的特点和适用范围

17．掌握制粒工艺在口服固体制剂工艺中的作用（制粒的目的）；湿法制粒、干法制粒和直粉压片的定义和优缺点比较

18．溶液型液体药剂的制备方法

19．掌握混合、制粒、干燥的概念、过程；V型混合机、快速混合制粒机的结构原理和涉及的运动形势；流化制粒机理、工艺过程与操作

20．倍散的定义

21．影响V型混合机的混合效果和效率的因素有哪些

22．熟悉混合机的、沸腾制粒机、快速混合制粒、喷雾制粒流程的特点。23．粉体性质描述的关键性参数，散剂混合的特点 24．药物成分浸出的原理 25．超声波提取、微波提取、煎煮、回流提取的特点 26．酒溶颗粒剂以乙醇作为溶剂的一般浓度

27．握压片机的原理和分类；单冲压片机加料机构、填充调节机构、压力调节机构和出片机构的工作原理和调节方法片：单冲压片机的的主要可更换部件和压片时的主要调节因素；单冲压片机、花篮式压片机、旋转压片机等工作原理比较；熟悉药典对片剂（含泡腾片）的崩解时限、片重差异等的质量要求；冲模的结构和选用；包衣设备的分类和结构特点；

28．片剂包衣的作用；常用的胃溶、肠溶包衣辅料 29．薄膜衣和糖衣工艺和缺点比较；包糖衣的工序 30．片剂常用的辅料的分类和作用 31．药典片剂的不同类型的崩解时限要求 32．高速压片机主要结构与特点

33．掌握胶囊剂的分类、优点；空心胶囊的贮存条件；全自动胶囊填充机工艺过程、主要工位和作用；常见的故障和处理方法；硬胶囊灌装顺序；软胶囊机的组成和分类

34．熟悉胶囊的组成和规格；胶囊填充机主要部件的结构原理；半自动胶囊填充机的结构原理；软胶囊机的总体结构。

35．了解硬胶囊的制造设备；软胶囊机的结构原理；滴丸机的工艺流程和主要结构

36．滴丸和软胶囊的制备方法；滴制工艺的常见问题和解决办法 37．胶囊、软胶囊药典质量标准要求通则

38．掌握药品包装的作用、常用包装辅料PVC/PVA/PP/PET的中文名称和特点

39．内包装的定义和适用洁净区；外包装的定义和适用洁净区

40．了解铝塑包装机的原理；熟悉药品的分装计量、输送器的类型、塑泡罩包装机、装瓶机原理、贴标机原理

41．掌握微丸的定义、气雾剂的定义 42．水（泛）丸起模的要求 43．熟悉微丸的制备设备原理 44．了解气雾剂容器及阀门结构；气雾剂的包装和制备过程

45．掌握中国药典规定制药用水的分类；注射用水的定义、制备方法和原理；药液精制过滤设备；板框压滤机的工作原理和板框的排列方式

46．纯蒸汽的定义；膜处理技术的分类和用途，与传统蒸发分离的比较的优势；饮用水、纯化水、注射用水和灭菌用水的固体制剂和液体灭菌制剂工艺中的使用范围

47．综合法制备注射用水流程

48．熟悉注射用水设备；注射用水的收集和保存要求；液体无菌滤过器的特点

49．了解纯化水的生产设备、离子交换法和电渗析法的原理 50．气压式蒸馏水机灭菌制水的特点 51．无菌装配（配液）的环境洁净度要求

52．常用化学灭菌法新洁尔灭溶液、甲醛蒸气熏蒸、乙醇、环氧乙烷、苯甲酸钠的使用方法和范围

53．掌握小针的定义；安瓿的洗、灌、封联动设备原理；超声波空化原理 54．熟悉针剂灌封工艺过程；真空检漏厢的工作原理；无菌室的温湿度和洁净度要求

55．F0值定义，一般耐热药物注射剂热压灭菌的F0值要求

56．掌握粉针剂、输液的定义、冷冻干燥工作原理；CO2超临界提取原理 57．熟悉粉针剂的制备；粉针剂的生产设备；输液的生产设备；无菌分装设备原理

58．大容量输液与小针的灭菌要求

59．了解冷冻干燥设备结构；无菌分装和冷冻干燥制备过程

60．掌握制剂车间设计的基本要求；基本建设的前期工作；设计阶段的分类。61．制药设备与车间设计的研究内容

62．空气洁净度A、B、C、D级尘粒最大允许数的要求 63．有毒、致敏药物的生产车间厂房设计总体要求 64．不同洁净区空气压力的要求 65．仓储区可设原料取样室的洁净度要求 66．熟悉制剂车间设计的意义；厂址选择的基本要求。67．了解建设程序和基本建设程序。

68．掌握总布置图设计的内容；一般药厂的组成；管线敷设方式及特点。69．熟悉总平面布置原则；人流、物流设计原则。70．了解厂址选择和总平面布置的规定；相邻建筑物间距。

71．掌握工艺流程设计的意义和原则；工艺流程图的意义；片剂、胶囊剂、最终灭菌小容量注射剂、最终灭菌输液及非最终灭无菌制剂的工艺流程示意图；原料取样室仓储区的洁净区划分。

72．熟悉工艺流程设计的任务、目标和基本程序；工艺流程设计的基本方法－方案比较；

制药工程专业建设实践与发展 第3篇

关键词：制药；制药工程专业；时间与发展

引言：

制药工程是化学、药学、物理化学相互结合的综合性学科，制药工程专业以培养从事药品制造、药品开发等方面应用型人才为目的。制药工程专业涉及到了化学制药、生物制药、中药制药等多领域，制药工业是国际标准划分的十五类国际化产业之一，是世界贸易中增长速度最快的朝阳产业。调查数据显示二零零一年到二零一零年，世界医药行业产值年均增长已经达到百分之七以上，医药产业将逐渐成为我国经济发展中的支柱产业。研究制药工程专业建设实践与发展意义重大。

一、 社会对制药工程专业人才的需求分析

制药工程专业是一九九八年我国高等教育中新增设的新兴专业。目的是为了满足我国对药学、药物、制药人才的需求，培养制药工程应用型人才。但是当时我国制药工程发展和建设比较落后，不论是药物制造规模还是质量上，都与发达国家有着较大差距，并且当时制药工程专业发展更是比较缓慢与医药行业发展速度并不平衡。但是经过不断的发展和完善，我国制药工程专业开始成为了医药行业人才的主要输出中心。随着近些年，我国医药行业的不断发展和壮大，医药企业对制药工程专业人才的需求量越来越大，制药工程专业就业前景十分良好。另外，制药工程专业除了可以从事医药行业，还可以选择生化、化工、食品等相关行业，还有功能食品、精细化工产品的开发、研究等等，可以说制药工程专业是就业面最广的专业，就业率非常高。

二、 制药工程专业建设与发展的思路

（一） 丰富课程设置

通过对各高校的制药工程专业进行调查发现，很多高校制药工程专业课程设置上存在很多问题，课程内容过于单一。各高校在课程设置上除了要将有机化学、物理化学、化工原理作为主要课程外，还应该结合各学校自身特点，发挥学校资源优势，为学生创造有利条件。如：增设制药工艺学、药品生产质量管理、中医学等课程，以实现培养多元化人才。武汉理工大学在制药工程专业课程设置中就加入了农药、中药、医药精细化和生物化工等课程。

（二） 改变课堂教学方式

目前很多高校在制药工程专业教学中，依然使用的是传统的知识教学模式，缺乏实践教学内容[1]。并且整个授课过程多以教师为中心，学生处于被动学习状态，因此学习效果十分不理想，学生积极性也不高，学习十分懈怠。这种强制灌输的知识课堂教学模式已经不再被现代的学生所接受。想要提高制药工程专业教学质量必须改变课堂教学方式，让学生成为教学的主体，将学生被动学习变成主动学习[2]。授课中应多加入实验和互动教学内容，这样学生的注意力更容易集中，也更有利于学生学习兴趣的培养。兴趣就是学生学习的动力，感兴趣的科目学生就会发出几倍的努力去积极探索。同时这也有利于培养学生独立思考的好习惯，更提高了教学效率和质量，又保障了制药工程教学有效。

（三） 加强实践教学

制药工程专业是一门实践性和专业性很强的学科，如果学生只是闷头学死知识，离开教师的指导后学生完全无法独自胜任制药工作。因此在制药工程专业发展中，必须注重实验和实践，通过实践训练学生的动手能力，实践的过程中学生还能够验证自己所学到的制药工程知识，这更有利于发现自身学习中的不足，以便于寻找学习方向。实践是加强学生理论与实际的重要途径，并且实践还能够让学生真正理解什么是制药工程的内涵，让学生了解制药的生产流程。另一方面，丰富的实践内容，易调动学生的积极性，能够让学生体会到学习制药工程的乐趣，在这种良性循环下，制药工程专业教学质量将得到进一步的提升。

（四） 优化师资力量

制药工程专业教学，必须有专业的优秀教师进行教学才能保障制药工程专业教学有效性，这要求教育者自身具有较高水准。但是经过调查发现各高校的制药工程专业教师自身缺乏专业技能和经验，一些教师并没有真正制药经验，教学中多照本宣科，这是目前制药工程专业教学中比较突出的问题。制药工程专业建设实践和发展离不开优秀的教师，优秀的教师是保障制药工作專业发展和建设的核心力量，制药工作专业教师团队建设势在必行必须引起重视。除了从外部引进人才外，各高校更要帮助现有教师提高综合素质和教学能力，可以选择培训、学习、交流等方式，对教师的培养要有计划、有规划、有战略，不能盲目。

（五）加强现代化技术应用

通过调查发现很多高校的制药工程专业教学中，一些教师依然停留在经验教学层次，多利用黑白粉笔的传统教学方式，缺少对现代化教学技术、多媒体技术的应用。教育理念和教育方法比较陈旧，但实际上制药工程专业涉及知识面很广，其中有化学、药学、物理化学等等，这些知识都比较晦涩难懂，仅凭语言讲述很难让学生对其有充分的理解。如果加强对现代化技术的应用，通过多媒体技术，很多难懂的知识就可以形象直观的展示在学生面前，这样不仅便于学生记忆和理解，更能够提高学生对制药工程学习的兴趣。

（六）加大对制药工程专业建设的投资力度

资金是制药工程专业建设发展的基础和前提，因为制药工程专业很多的实验和设备都需要大量的资金投入。但是目前很多高校的制药工程专业普遍都存在实践教学和实践经费不足的情况。首先，学校应科学分配教学经费比例，引起先进实验设备，为职业工程专业建设实践与发展创造有利条件，从而提高制药工程专业教学质量。

结束语：

通过以上分析不难看出，制药工程建设实践和发展有着重要意义，未来医药行业将成为我国经济发展中的主要产业，社会对制药工程专业的人才需要将越来越大。

参考文献：

[1]周墨菁. 制药工程专业学科建设的研究与实践 [J].湖北中医药大学，2012，13（11）：119-124.

[2]李志搏. 制药工程专业建设实践与发展[J].浙江医学院中药大学，2011，11（14）：132-136.

制药设备与工程设计 第4篇

关键词：学科竞赛,全国大学生制药工程设计大赛,制药设备与工程设计,教学改革

1 学科竞赛在培养实践创新型人才中的作用

学科竞赛是高校推动教学与实践结合,提高学生创新能力和实践能力的一个重要方式,更是培养应用型专业人才的有效途径之一[1,2]。“国药工程杯”全国大学生制药工程设计竞赛由教育部高等学校药学类专业教学指导委员会主办,中国医药集团联合工程公司协办,宗旨是为了引导和激励学生结合现代医药工业的发展趋势和技术需求,综合应用所学知识开展工程设计实践活动,培养学生工程设计能力,强化学生的工程实践能力、工程创新能力和团队协作精神,发现和培养一批社会所需要的卓越工程师,推动中国大学制药工程和相关专业教育的发展。

在其他方面,学科竞赛增加了企业与高校之间的交流机会,引导学生利用所学知识去解决实际工程过程中遇到的问题,让学生有直面困难的勇气和能力,更有直面社会的能力。

2 课程教学现状

《制药设备与工程设计》是制药工程专业教学的一门专业核心课程[3]。该课程以专业课、专业基础课为基础,紧密联系生产实际,综合研究制剂生产实践的应用性工程学科[4,5]。其培养目标是加强学生工程实践能力,培养学生的工程技术能力、创新能力和创业能力。2014年和2015年,本校分别组织了第四届和第五届“国药工程杯”全国大学生制药工程设计竞赛。通过比赛,我们发现学生在面对竞赛题目时不知道如何下手,而且在设计过程中没有具体的思路。究其原因主要存在以下几个方面的问题。

2.1 培养工程意识欠缺

在教学过程中,教师主要着重于基本理论知识的讲解,忽略应用性和工程能力的培养,导致学生不能将理论与实际相结合,一旦遇到实际问题时不知从何处下手解决,也不会使用技术标准规范等工程工具、图表等工程语言来表达设计方案和工程技术思想,这也往往是许多用人单位不愿意录用应届大学生的原因。

2.2 课堂理论教学与实际生产需要存在差距

课程教材内容在编写上注重理论教学,重点讲授各个单元生产设备的结构、工作原理、工作过程及适用范围,都与生产实践有关,教学内容过于抽象和枯燥,学生又缺少实践经验,难以理解,导致学习兴趣不高,而且教材内容更新不及时,导致理论教学与实际制药生产需要之间存在着较大的差距,教师讲授起来很辛苦,学生学习起来也很费劲,导致教学效果不好。

2.3 学生对新型制药设备缺乏关注

随着科学技术日新月异的发展,GMP认证制度的不断推进,各种新型制药设备不断面世,车间设计的水平和要求不断提高,而现有的教材所涉及的大多数是传统的制药设备,以致学生较少关注有关药厂各种生产设备的发展变化,对新型制药设备缺乏了解,导致学生课堂所学知识与社会、与实践脱节。

2.4 课程内容多,实践性强,学生学习积极性差

由于《制药设备与工程设计》这门课程既有难度又有广度,涉及的知识内容很多,且都与生产实践密切相关,应用性强,而药厂实际生产过程中的情况又非常复杂,设备更新换代也很快,学生学习时感觉枯燥乏味,导致学习积极性差,甚至产生厌学情绪,以致课堂作业和课程设计都存在严重的抄袭现象。

2.5 师资力量薄弱

制药工程专业是药学与工程交叉发展的应用学科,既要具备药学的特色,又要体现工程性质的特点,而学校教师大多数是从一个学校到另一个学校,缺少工程技术类的教师,使得制药工程专业局限于药物合成、药物分析、生物药物、药物剂型等方面的研究。

3 基于学科竞赛的课程教学改革与创新

“国药工程杯”全国大学生制药工程设计竞赛作为各类学科竞赛中的重要赛事,它需要具备综合运用化工原理、化工制图、药剂学、GMP(《药品生产质量管理规范》)、制药工程原理、化学反应工程、安全、环保、经济评价等方面的专业知识,还应具备使用专业软件的能力,同时也需要综合考虑方案所涉及的政策、地理、人文、经济等多重因素,从而提出最佳方案并撰写工程技术文件,将理论转化为实践,充分发挥学生的创新和实践能力,这也正是培养创新型人才的有效途径[6]。为了提高学生工程设计和工程实践的能力,激发学生的学习兴趣,我们在《制药设备与工程设计》的课堂教学中以“国药工程杯”全国大学生制药工程设计竞赛为依托,以赛促学、以赛促教、以赛促改,从而对该课程进行针对性的教学改革与实践,全面提升了学生的专业素养和综合能力。

3.1 课堂教学改革

3.1.1 教学内容的改革

制药工程设计竞赛中往往包含一些新技术和新设备的设计,在课堂教学中完全可以把这些新技术、新设备作为课本知识的补充。如2015年第五届“国药工程杯”全国大学生制药工程设计竞赛中提出了一个新型三合一设备的设计和应用,让学生了解制剂技术和制药设备发展的前沿知识,充分掌握基本理论知识,培养学生的创新思维,开阔学生的视野。

同时,指导教师要积极参加教指委组织的相关会议,向有丰富实践经验的教师或企业工程师学习;同时指导教师团队也要定期开展教研活动,交流如何使竞赛优秀作品渗透到每个教学环节,渗透到每个教学时间,把学科竞赛变成可持续发展的教学手段,从而推动教学改革的深入进行。

3.1.2 教学方法的改革

传统的课程教学大多都是通过PPT课件来展示教学内容,采用“满堂灌”和“一言堂”的讲授模式,使得课堂教学枯燥乏味,又缺乏实践经验。为了改变这种局面,我们结合“国药工程杯”全国大学生制药工程设计竞赛的特点,采取学生为主,教师为辅。在课堂教学过程中,将制药工程设计竞赛的某些问题与所授课程的知识有机结合起来,建立“理论课程-设计竞赛”之间的无缝对接,把竞赛有规划地引入到教学过程中来;在教学方式上,采用案例式教学法,多给学生一些具体案例分析,要求学生在规定时间内独立完成并把疑问记录下来,在下次的课堂上利用部分时间让学生进行交流和探讨,对于一些疑难问题由教师进行解答,培养学生自主学习和善于思考的能力。

3.1.3 教学手段改革

在课堂教学过程中,为了提高“教”与“学”的效率,教师将获奖作品、比赛现场录像等资料在课堂上展示,以丰富教学内容,让学生更早地了解工作中会遇到的问题,学会如何解决这些问题,提高学生学习兴趣,激发学生主动学习的欲望。此外,介绍一些制药工程设计竞赛中常用软件的应用,如Auto CAD、3DMAX等,使学生逐步掌握工程技术中常用软件的使用。通过这些实际竞赛作品的训练,加深学生对设备选型设计和工程设计的理解,增强学生的创新意识,营造一个良好的校园科技创新氛围。

3.2 实践方式的改革

3.2.1 毕业设计教学改革

毕业设计项目由原来的综述转变为工程设计,以历年制药工程设计竞赛题目为背景,将往年优秀竞赛作品的部分内容作为工程设计供学生毕业设计选用,可以是无菌车间设计、原料药车间设计、制剂车间设计、洁净厂房设计、自动控制设计、三维厂区动画设计等等,丰富了素材题目,提高了毕业设计题目的更新率,同时通过这些具体的工程工艺设计课题让学生积累了许多课堂教学上学不到的生活常识,培养学生的实践能力和创新能力。而且,由于“国药工程杯”全国大学生制药工程设计竞赛的能力要求一定程度上反映了行业对职业能力的要求[7],因此毕业设计能使学生的能力培养目标更为明确,更切合职业的需求。

3.2.2 增强校企合作

依托制药企业,“国药工程杯”全国大学生制药工程设计竞赛是以企业亟待解决的真实课题为竞赛题目,使学科竞赛的方向与社会、企业需求一致,使学生得到有针对性的、系统的训练,也为学生就业提供了与企业对接的平台。在竞赛期间,根据竞赛需要,聘请企业和设计院专家对学生竞赛作品进行点评;或引导企业参与,建立学科竞赛实践基地,强化学生工程意识和实践能力。

3.3 教学效果

教学过程中,我们根据“国药工程杯”全国大学生制药工程设计竞赛的特点,对《制药设备与工程设计》进行针对性的教学改革与实践,让学生在实践中加强对理论知识的理解和掌握,通过课外实践反哺课内理论知识学习,大大提高了“教”与“学”的效果,具体体现在四个方面:

(1)提高了学生学习的积极性和自信心。过去的教学将设备和工艺设计割裂开讲,知识点单一,且没有逻辑,学生觉得枯燥乏味,现在侧重如何进行工程设计之后,学生能将其课堂上所学知识放心地运用到作品设计中来,虽然也会出现错误,但通过查阅资料和请教指导教师进行主动学习,对设计作品反复修改和不断实践,最终能够很好地解决问题。

(2)提高了专业学习质量。改变了传统灌输式的教学方式,在课堂上解答准备参赛作品中遇到的问题,使学生们学习动力增加,变“要我学”为“我要学”,从而能够更深刻地理解和掌握课堂上教师传授的专业理论知识,通过竞赛作品的设计培养了学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。

(3)锻炼了学生的综合能力。学生在准备参赛作品的过程中,深刻体会到“台上一分钟,台下十年功”的含义。在做项目和参赛过程中不再是无从下手,而是能够理清思路,并不断地进行完善,同时能够学习别人的创新思维,了解学科前沿知识,开阔眼界,培养了学生的综合能力。

(4)提高了学生的参赛人数和学生的获奖率。2014年,我院组建了两支队伍参赛,每支队伍由6名学生和2名指导教师组成,分别获得三等奖和优胜奖;2015年,报名参赛的队伍增加到8支队伍,分别获得一等奖、二等奖、三等奖各一项。由此可见,学生参加“国药工程杯”全国大学生制药工程设计竞赛的总数逐渐递增,所得奖项数量和高级别奖项也明显增加,表明学生对参加“国药工程杯”全国大学生制药工程设计竞赛的热情和水平都有所提高。

4 结语

针对制药设备与工程设计课堂教学中存在的问题,我们以“国药工程杯”全国大学生制药工程设计竞赛为手段,着重从课堂教学和实践方式进行改革的探索与实践,取得了良好的教学效果,以后我们将逐步完善学科竞赛的保障机制,以学科竞赛为平台,以赛促改,不断整合和优化该课程的教学内容、教学手段与方法、实践模式,更加有效地提升学生的工程意识和实践能力,满足社会经济发展需求。

参考文献

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建筑环境与设备工程 第5篇

返回首页 发布时间：2009/5/20 22:24:21 分类：专业简介 已经阅读2102次

建筑环境与设备工程

专业简介：建筑环境与设备工程（暖通空调工程）专业主要培养从事暖通空调（包括供热、通风、空调、城市热力网、建筑给水排水及消防工程等）的设计、研究、管理和开发工作的高级工程技术人才。

通过本专业的培养教育，毕业生将具有扎实的自然科学基础，良好的人文科学基础理论及外语、计算机应用能力，并掌握建筑环境与设备工程技术的基础理论，具有对各种建筑环境设备系统进行设计、施工调试和运行管理的能力。

主干课程：流体力学、工程热力学、传热学、流体输配管网、热质交换原理与设备、建筑环境学、供热工程、通风空调、建筑热源、空调冷源等。

就业方向：毕业生可从事工程设计与施工、安全生产与监督、物业设备运行与管理、建筑设备监理等工作。可在政府部门、城市规划和市政管理部门及环保部门从事技术与管理(供热、供水和供气)工作；在高等院校、科研机构从事教学、科研工作；在专业设计院所从事设计、研发工作；在中外资企业从事设备研发、技术支持、工程施工等工作。

学制：四年

制药设备与工程设计 第6篇

摘要:实现优质教育资源的共享是精品课程建设的重要目标之一,网上发布是实现精品课程资源共享的最佳途径。本文主要介绍了“环保设备原理与设计”精品课程网站的设计思路、网站主要内容和网站特色。

关键词:精品课程建设 网站设计思路 网站特色

中图分类号:G250.73 文献标识码:B 文章编号:1673-8454(2009)23-0078-02

教育部决定自2003年起实施全国高等学校精品课程建设工程,是我国高等教育提高教育质量、推动教学改革的重大举措之一。为此,北京市教委同步启动北京地区高等学校市级精品课程建设工程。

实现优质教育资源的共享是精品课程建设的重要目标之一,网上发布是实现精品课程资源共享的最佳途径。以计算机和互联网为核心的信息技术的发展对高等教育课程建设既是严峻的挑战,又是重大的机遇。网上发布可以充分展示精品课程在应用和整合信息技术方面取得的进展和经验。因此,被评为北京市级精品课程的高等学校和主讲教师承担着实现精品课程网上发布和资源共享以及运行、维护和更新的责任。

“环保设备原理与设计”是北京石油化工学院环境工程专业的主干核心课,在2007年被评为北京市级精品课程,在学校和教务处等主管部门的支持和协助下,该课程的网站已基本建成,现就网站设计的思路和内容进行简单介绍。

一、网站建设思路

根据北京市教委的精神,北京市级精品课程的网上发布既要体现精品课程各自的个性特色,又要符合统一的规范。所有网上发布的北京市级精品课程都要拥有5个基本组成部分:课程概况、课程内容、练习作业、教学课件、参考资料。对于有实践性教学环节的课程,还应包括实践教学指导等。[1]基于上述指导思想,结合本课程的特点并参考多门精品课程的网站建设,对课程网站进行构思,搭建出网站的基本框架,如图1所示。[2][3]

二、主要内容简介

1.课程介绍

主要包括发展变革、课程教材、教学手段、教学条件、自我评价和建设规划。其中课程教材建设是该模块的亮点,介绍了课程组教师多年来对教材的精选和编写教材情况。从第二届学生开始该课程开始采用课程负责人主编并正式出版的教材——《环保设备原理与设计》,“课程教材”子模块主要对课程教材建设进行了总结和回顾,《环保设备原理与设计》教材在2006年被评为北京市级精品教材,2007年又入选普通高等教育“十一五”国家级规划教材,在2008年8月出版了第二版。

2.教师团队

该模块分为主讲教授、教师队伍、科研情况、教学改革和授课录像5个子模块。主要介绍了课程组成员组成情况、近年来的科研情况、参加的教学研究情况及使用现代化教学情况等。展示了一支结构合理、既有明确科研方向又热心课程教学的师资队伍,代表了课程组的实力。

3.理论教学

该模块主要包括内容提要、考核办法、教学课件、难点解析和导读材料。前两个子模块主要对课程的教学内容及采用的考核方法进行介绍,使浏览者对课程内容有个大体认识,并提出对学生的学习结果进行科学合理的考核方法。教学课件子模块将课程的全部课件上网,使读者可以在线浏览课程的所有教学内容,经过技术处理后使该部分的课件只能浏览不可下载,既对浏览者提供参考,又对作者的劳动成果起到一定的保护作用。[4] 难点解析部分对课程中较难理解的部分进行详细解析;导读材料对相关技术的最新发展情况进行介绍,可以拓宽学生的知识面,激发学习兴趣。

4.实践教学

主要包括专业实验、课程设计、实习基地和工程案例4个子模块。主要介绍课程相关的实验安排、实习基地介绍和几个大型的工程案例,部分内容还在完善中。可以使学生对实践教学的内容有个总体认识,提高工程意识。

5.学习园地

主要包括同步练习、模拟考试、参考资料、通知公告和在线答疑。由于时间和技术水平有限,同步练习目前只包括100道单项选择题供学生练习,其他形式的练习有待进一步开发;模拟考试部分以往年的考试为基础,使学生在网上能对往年的考试形式和侧重点有所了解;参考资料列出了学习该课程的一些参考书目,以方便学生参考;在线答疑是师生交流的平台,学生或其他浏览者均可在线留言,教师会及时对留言进行解答,以实现师生在网络上的互动交流。

6.网上资源

包括教学大纲、教学日历、素材照片、视频欣赏和文件下载。主要有各届修订的课程大纲和每年的课程教学日历,各章的典型素材照片可以使学生对相应设备的概貌有个大体认识,视频欣赏以动画的形式来展现某些设备或装置的处理过程或工艺流程等,使浏览者能够对设备或装置的原理有更深的认识和理解,同时还提供一些环保设备标准供参考和下载。

7.教学成果

主要包括教材论著、获奖情况、教学效果和学生作品。介绍了课程组教师近几年参编或主编的教材论著,发表的教学改革和教学研究论文,所取得的教学效果及学生的评价,历届学生的代表性作品。展现了教师所取得的教学成果和学生对教师教学效果的认可。

8.网站地图

分两部分构成,一部分是本精品课程网站的模块链接,另一部分是30所国内著名高校的环境工程相关院系及国内相关研究院所的链接。可以使浏览者对网站的内容有个总体了解,并可方便地访问国内著名高校和相关研究院所。

三、网站特色

精品课程网站设计是一种综合性设计,它所涉及的范围包括浏览者的心理、视觉设计美学、人机工程及教育学等诸多方面,本课程网站在设计时突出5项特色。[5]

1.合理的板块布局和统一的形式设计,既体现了整体性又突出了特色。精品课程网站把内容分为8大模块组织。主页面独立于其他网页,其余网页形式统一,采用蓝、白两种颜色搭配,给人一目了然、赏心悦目的感觉;各模块间相互独立,采用方便的按钮点击进行切换,各模块内的子模块均列在页面的左侧,方便浏览者查阅相关信息。

2.流畅的网页链接更方便读者浏览。其主要体现在3方面:(1)建立导航条,把课程的8大模块建成导航条放置在页面上端,在每个模块页面的左侧列出了包含的子模块,可以做到在各个模块和各子模块间任意转换。(2)在网站地图网页上制作总目录,列出整个精品课程网站包含的所有内容。(3)教学课件目录以表单组织内容,将各章节按顺序列在表单内,以便有组织地学习课堂内容。

3.具备网络教学的互动功能。通过在学习园地主模块内设置在线答疑和通知通告,参与课程建设的教师可定期与学生在线交流,为学生答疑解惑。促进师生互动,提高学习效率。

4.利用各种媒体提高趣味性,寓教于乐。[6] 在课程建设过程中,发挥信息技术的优势,充分利用动画、图片等形象的手段,来加深学生对概念、原理等的认知和理解,使学生有身临其境的感觉;合理采用现有计算机软件技术制作的电子教案,通过各种多媒体信息,产生生动多变的效果,调动了学生在线学习的主动性和积极性。

5.网站维护简易方便。在网站设计时,考虑设计后台管理系统,只要具备基本电脑操作的人员,就可以登录后台管理系统,对网站内容进行维护和管理。无须每次都去修改HTML代码,从而降低对技术人员的依赖,方便任课教师对网站的管理与维护。

四、结束语

“环保设备原理与设计”作为北京市级精品课程,网站建设应与课程建设同步进行,通过课程组的努力,我们的课程网站已初步搭建完成,部分内容还不太丰富,需要在今后的建设过程中继续完善,并进行及时地更新和维护,充分发挥好精品课程的示范作用,实现资源共享和交流,使课程资源能更好地传播和共享,促进师生互动和交流。使课程网站以内容信服于人,以形式取悦于人。建设出一流的资源交流平台是今后课程网站建设努力的方向。

参考文献:

[1]北京市教育委员会.关于公布2003年北京地区高等学校市级精品课程及做好网络资源共享、维护和更新的通知.2003.12.17.

[2]张运陶,张洋,李述燕.无机化学精品课程网站设计和建设[J].西华师范大学学报(自然科学版),2006,27(1):61-66.

[3]刘志颖,王洪斌,曲朝阳.浅谈精品课程网站的建设[J].东北电力大学学报,2007,27(5):40-42.

[4]宁国利.精品课程网站建设的几点思考[J].青年教师学报,2007(6):65-67.

[5]张小燕,吴晓娟.“电路分析基础”精品课程网站建设[J].电气电子教学学报,2007,29(3):99-101.

[6]陈晓毅.高校精品课程网站建设的几点不足[J].科技情报开发与经济,2007,17(3):257-258.

设备工程与安全保障(续) 第7篇

从各种媒体披露的信息中了解到，全国各行业企业的设备故障与事故常年不断，这说明一些单位对安全生产仍然重视不够或者措施不力，同时由于主客观原因一些监察工作也不到位。在此，笔者从建立设备工程安全保障体系的角度，提出企业加强安全管理6个方面的措施。

1. 安全管理要从设备前期管理做起

现代设备管理重视设备寿命周期全过程管理，尤其注重设备的前期管理，即包括设备规划、选型、配置、安装、调试与验收，以及初期试运转。在这个过程中的每个环节均要体现对安全性的要求。

(1)在做设备规划时，要根据产品生产流程与设备结构特点，分析其运行中可能产生的不安全因素，以“安全第一”的指导思想做出安全性评估，提出预防性技术方案，尤其是涉及公用项目，要作出对社会的安全保障。

值得人们关注的是，目前企业经营者乃至上级监管部门对安全性评估的必要性缺乏认识和实践，这是一个普遍存在的问题。从广义上讲，安全性评估还应包括对环境影响的评价。2003年国家施行的《环境影响评价法》已经8年，而许多大单位的大项目对此似视而不见。在这一点上，内地不如香港的重视程度。根据有关介绍，2011年4月18日香港高等法院就一位普通居民针对投资700亿港元的港珠澳大桥的环境评价报告不完整(缺少对O2、SO2和悬浮颗粒物的评价)提出的起诉，判决暂停施工、补办评估。其理由是这可能对公众健康有影响。

(2)企业根据生产运营的需要配置各种设备，而常用的方式即选型购置。在选购时，首先要考察产品的安全性，可以从以下4个方面入手： (1) 制造厂的社会信誉度; (2) 制造厂设计、加工、装配的质量水平; (3) 产品工艺性、可靠性、安全性技术指标; (4) 设备的安全附属装置齐全、有效。例如：设备运行机构的制动系统、电气设备的过流保护装置、有害气体的自动报警系统、压力容器的安全阀、室外设施的避雷装置等。

(3)在选购安全生产专用设备时，应优先选择国家有关部门公布的推荐产品。选用这些产品不仅质量可靠，而且还可以享受优惠待遇。例如，2008年8月26日国家有关部门公布的《安全生产专用设备企业所得税优惠目录》，列入8类(行业)50种设备可供选购。比如，煤矿行业的瓦斯含量监测设备、化工行业的管道防腐检测仪、铁路行业的列车轴温红外探测跟踪装置等。文件规定，企业购买、使用《目录》中推荐的安全设备，将享受设备总投资额10%左右的企业所得税抵免待遇。

(4)对企业所需专用设备和非标设备，应选择具备资质的制造厂委托设计与制造，以保证制造质量与运行安全。在设计时，要提出并审核安全防护装置与设施的配置。例如：危险作业环境的防护栏;高温辐射、噪声、振动环境的隔离设施;对人身健康有害的工作环境应采取机械化、自动化装置等。

同时，按照国家有关部门的规定，在委托制造安全性较强的设备时，应选择有资质的设备监理公司对设备设计、材料准备、加工、装配、运输与安装的全过程实施质量检验跟踪，杜绝安全隐患。这其中的关键因素是监理公司必须拥有掌握专业制造技术和丰富实践经验的、并经考试合格具备执业资格的设备监理工程师，以及各种检测用的仪器与工具。

关于委托制造、保证安全的一个特例，是100年前举世闻名的泰坦尼克号巨轮沉没事故。泰轮沉没直接原因是触碰冰山、船体破裂。但不为人知的潜在原因是制造质量不合格。据2008年4月国外媒体报道，有关科学家和工程师用10年时间进行大量调查与分析，得出这一结论。制造泰轮的北爱尔兰哈兰沃尔夫造船厂，当年同时建造的还有奥林匹克号和不列颠尼克号，每条船需用300万枚连接铆钉。由于供应不足，只好找非正规厂商补充。据从泰轮残骸上搜集到的48枚铆钉的化验结果证实，其材料非设计要求的优质钢，而是含有熔炼矿渣的次品。同时在造船厂的档案记录中发现：由于工作量大增，而缺少技术熟练的铆工。因此，铆接时达不到工艺要求，降低了钢板间的连接强度。

(5)委托制造专用设备还要注意电气系统的安全性设计。因为电气故障不仅影响设备运转，还可能由于电气控制失灵引发机械部位产生次生故障或事故。对此应设置安全控制系统。它由3部分组成，即安全信号输入装置(如急停按钮)、安全控制装置(如安全继电器或安全可编程序控制器)和被控安全元器件(如主接触器或阀门、开关等)。其中核心是控制装置，要具备4项功能，即防短路功能、防粘连功能、安全区域功能和冗余功能。

(6)在设备安装时，要按《设备设计、使用说明书》的规范要求认真实施。例如：大型压缩机的动静平衡测试与调整;大型传动机构齿轮啮合间隙的检测;设备电气系统的安全防护，主要是防止电源线漏电导致操作人员触电。常用的方法是对机器的可触金属零件进行保护性接地或接零。接地可靠，接零省事，但接零必须是电网有可靠的设计与施工方案。

(7)验收设备时，除按规定进行机械与电气运转试验、几何精度测试和设备性能检验外，还必须对设备使用说明书标定的设备运转最大负荷进行测试。例如：起重机的最大起重量、电梯的最快升降速度、空压机的最大出口压力等。这为以后设备安全使用提供信心。

(8)租凭设备使用时，要认真进行相关部位的安全检查，保证设备性能良好、可靠。必要时应由出租单位出具安全保障承诺书。

2. 在设备使用与维护中严格执行安全操作与运行规程

(1)制订各类设备的安全操作规程，明确操作要领，禁止危险行为，防止发生设备与人身事故。例如：禁止戴手套操作具有旋转机构的设备;禁止徒手持握工件进行冲压、剪切等项工作;有些设备禁止在运转中变换齿轮啮合，防止撞坏轮齿等。

(2)对设备操作者和维修人员进行安全操作应知应会培训，包括设备结构与运行特点，以及遇到紧急情况的应对措施。必要时，应实行考试合格后持证上岗的制度。

(3)对于金属加工机床和大量通用设备，要注意合理润滑，防止发生各种设备故障。据统计，60%的设备故障是由于润滑不当造成的。同时要积极采用润滑新技术，包括选用新型润滑添加剂、选用合成润滑油和实行润滑油液精密过滤，尽可能减少机件磨损、腐蚀，并达到修复的目的。

(4)操作设备要注意安全用电。首先要了解各电气系统的主要技术参数(线路电压、电流和绝缘等级)。其次要经常检查线路，防止超压和过流，保证线路与电器不过热，不烧损，避免短路引发火情。电气装置火灾隐患，除设计与安装差错(电器、电线容量不足或选择材料不合格)外，主要是维护不足。例如：导线连接不实、积尘较多、有油污渗入，以及电线外皮老化、破裂。

为了防止人员触电，所有带电设备均应安装漏电保护装置。同时在维修电气装置时要严格遵守检修规程。例如：停电检查或修理时，应在电闸处挂牌显示，适情可设人值守;必要的带电检修，应坚持两人在岗操作，并配带防护装置。

(5)对于起重设备应经常检查与维护的部位是： (1) 钢丝绳的断丝情况和润滑状态; (2) 三维限位开关的灵敏度。同时，在使用起重设备时要严格遵守操作规程。例如，起重机操作者应坚持“五不吊”，即起重机有故障时，不吊;起重量不明时，不吊;重物不在起重机工作空间(即需斜拉)时，不吊;重物不在起重机操作者视线内(又无辅助人员间接看护、指挥)时，不吊;重物与地面或建筑物联在一起时，不吊。

(6)对于压力容器要定期检查外壳有无裂纹(通常用各种无损探伤仪器)、腐蚀(检查表面有无蚀痕和壁厚有无变化)，以及安全阀的灵敏度。

(7)各种用途的计算机，在联网工作状态下，应采取防病毒袭扰的措施。

3. 贯彻“预防为主”的理念，坚持设备状态检查工作

对多数设备坚持预防为主就是推行预防维修，预防维修是一种先进的维修模式，避免事后维修(又称基于设备故障的维修)的被动性带来的多种弊端。预防维修分为两类，即计划检修(又称基于设备运行时间的维修)和状态维修(又称基于设备运行技术状况的维修)。企业应根据不同类型和运转方式的设备，选择不同的维修方式，以取得最佳的技术经济效果。

(1)实行状态维修就要坚持对设备的日常检查和定期检查，使设备故障或事故隐患得以及时发现，并采取针对性措施予以排除。

在一些行业推行的设备点检制度，就是体现积极预防理念的一种被实践证明行之有效的预防性安全保障措施。这种方法来源于日本的“全员生产维修(TPM)”学说，在中国得以积极推广。

点检制其内容包括日常点检、专业点检和精密点检。日常点检一般要求做到“六定”，即定检查部位(如主轴轴承、管道阀门等)、定检查项目(如温度、振动、泄漏等)、定检查周期(如1次/班)、定检查手段(如感官或各种专用仪表)、定检查标准(判定状态正常与否的技术依据)、定检查执行者(一般日常点检由设备操作者兼做，专业点检由维修工或专职点检工负责)。

(2)开展设备检查(检测)应明确检查范围。一般检查应包括参数检查(如温度值、压力值等)和状态检查;状态检查还包括环境状态、结构状态和运行机件检查;机件检查的重点是设备零件有无磨损、振动、错位、泄漏、裂纹、腐蚀和绝缘体损坏。例如：利用声发射技术监测压力容器的裂纹;利用专用探测探伤仪定量测定钢丝绳断丝或锈蚀;利用超声波探测仪发现容器有无泄漏等。

假如，相关人员不严格执行维护检修规程对设备进行例行检查，一个小螺钉故障可能酿成大祸。2007年8月20日台湾中华航空公司的一架波音737-800型飞机在日本冲绳县那霸机场降落后爆炸。事后有关人员调查、取证和分析，得出结论。直接原因是机翼下方的一个螺钉插销脱开，在飞机降落时辅助翼在液压泵推动下展移，插销将近处的油箱捅漏，造成燃油外泄起火。

(3)为了有效地开展预防性检查，企业应配置适用的检测仪器、仪表，并定期校验其准确度。同时对操作者进行培训，使之掌握检测要领。

4. 在设备修理和改造时要控制质量，确保运行安全

(1)企业应制订各类设备的修理规程和修理工艺，并贯彻执行。经过修理的设备其性能应达到国家、行业制订的修理技术标准。对设备附属的安全设施，要同步进行检查、修理与验收。

(2)对设备修理中更换的备件和附件，要严格检查其加工质量，防止伪劣次品混入。采用再制造备件时，要审查备件来源，核验备件质量，必要时检查其生产单位的资质。

(3)对企业在用的具有不安全因素的老旧设备(例如旧式金切加工机床和旧式冲压设备)进行安全性普查。对于有继续使用价值的设备，应立项采用新技术进行安全性改造，消除操作隐患;对于缺陷较多不宜改造的设备，应履行报废，实施更新。

(4)外委修理或改造设备应选择具备修理资质的专业单位，并与之签订内容完备的修理(改造)合同。例如：故障部位、修理工艺、达到标准和修理费用，以及对可能出现的修理质量问题的保修期与返修手续等。修理(改造)后的设备要认真进行各项技术验收。

5. 对设备故障和事故要认真处理，吸取经验与教训

(1)对设备可能发生的突发故障，尤其是动能供应设备和流程工业物流驱动装置，应有应急措施。例如，备用电源、备用泵和风机等机组。

(2)高危企业的救护、救援器材与设备要经常检查与维护，保证应急时能有效使用。

(3)企业应制订设备事故分析、处理制度。包括： (1) 事故类别、性质的判定标准; (2) 事故技术鉴定的分类、内容与程序; (3) 事故报告与抢救(抢修)规定，包括程序、责任人和防止事态扩大的应急处理办法与抢修方案; (4) 事故分析与处理办法，包括取证分析、处理标准、“四不放过”规定，以及事故相关技术文件存档等。在这方面，国家有关法律、法规和规章要同时认真贯彻实施。

(4)要做好事故善后处理工作。造成损坏的设备要尽快修复，并针对事故原因实施改善性修理或技术改造，杜绝后患;对事故造成的人员伤害要妥善安排、合理赔偿。

(5)高危企业应按国家有关规定，建立风险应对机制与安全保障措施。例如，实施企业资产损失保险和员工人身安全保险，以及为了提高事故处理能力和履行事故赔偿义务的安全生产抵押金制度。

企业有关人员应熟悉设备安全事故保险的常识与基本规定。例如： (1) 保险的种类分为财产保险、人身伤亡保险和安全责任保险; (2) 保险公司理赔范围条件。包括：保险协议期限内、规定设备运行区域内、操作者过失行为造成、自然灾害与意外事故; (3) 保险公司对特种设备安全事故免于赔付的范围条件。包括：事故设备没有相关单位签发的使用许可证、未进行定期的安全检测并取得合格证明、操作者未经培训与考核，并取得操作资格证书和设备处于有严重缺陷而未恢复正常状态。

6. 科学管理是建立设备安全保障体系的核心

据有关部门统计，70%的安全事故均系由于管理意识差与措施不到位造成，其中监管体系不完善又是主要原因。其突出表现是一些企业在安全管理上无章可循、有章不实、有章不守、违章不究，缺乏认真办事的责任感和科学处事的作风。

这里说的科学作风主要包含两层含义。其一，规划和处理事物必须符合其内在的规律性，讲究因果。分析若干年来安全管理的状况是：重要性经常讲，事故依旧经常发生。问题在于抓安全管理，没有抓在点(要害)上;或者抓在点上但力度不足。其二，要解决问题不能忙于应付，头痛医头、脚痛医脚，应当有规划、有步骤、有实施、有检查、有反馈、有提高，真正建立完善的设备运转安全保障体系。

在此，对企业在设备安全管理方面应重点做好的工作，简述如下，供同行们参考。

(1)真正树立以人为本和建立和谐社会的思想，把安全生产放在工作的第一位。确立企业设备安全管理的职能，明确企业主要负责人在安全管理方面的责任，并在设备管理部门内设置专门分管安全的岗位，配备人员，负责日常的安全管理工作。

(2)制定设备安全管理的规章、制度、规程和标准，实行从制订、执行、检查、考核到纠正、处理的系统管理。例如，定期的安全检查活动、纠正违章行为、追究事故责任者的责任等。

(3)加强对员工的劳动纪律的教育与管理，树立遵纪守法、文明生产的工作意识，培养员工严谨、负责的工作习惯。对于安全性强的工作岗位，坚持培训，考核的制度。

(4)建立设备风险管理的分析、评估机制。对设备规划风险、配置风险、制造质量风险、运行风险、维修风险和不可抗力风险实施评估。评估时，对不同设备的不同风险项目，选取不同的权重系数。同时根据评估结论对不同风险项目提出警示和规避建议。

(5)企业对安全性强的重点设备应事先编制安全事故应急预案。企业相关人员对应急预案的编制应有一定的认识，现简述如下。

(1) 预案编制目的。包括：A.预防事故发生;B.事故发生后尽量减少损失和尽快恢复正常生产、生活秩序。

(2) 预案编制原则。包括：A.分类编制，具有明显的针对性和有效性。例如：火灾现场的处理方案与程序;人员机械伤害的处置措施与分工等;B.对不同事故的危害性要有分析，区别对象、程度和影响等不同因素。

(3) 预案编制内容。包括：A.预防措施：物资准备与保管、人员配备与分工、技术准备、计划管理工作、安全教育与安全检查;B.抢救措施：物资准备、人员配备、通讯联络、抢修技术、抢救技术、指挥系统、人员安全、救援物品供应等。

(6)根据国家的有关规定与要求和安全监督、检查部门的检查结果，企业应适时淘汰报废具有安全隐患的陈旧设备。

(7)提高企业设备安全管理水平，还要加强设备档案管理。要充分发挥档案在安全管理中作用，主要应做好两方面的工作。即 (1) 重视有价值的与设备故障与事故相关的凭证、记录等资料的收集、整理和保管; (2) 对相关资料进行系统分析，从中找出规律性线索，为判断设备故障与事故的原因，以及今后如何防范寻求可靠的途径。

我们之所以强调要重视安全管理工作，就是因为不论是在设备前期与使用期各环节的预防性对策，以及事故发生后的应对手段，都要靠有分工、有组织的人员(包括企业负责人、设备主管以及广大职工)和完善的制度与措施去实现。这些都是安全管理的焦点。

综上所述，设备安全管理涉及到设备工程各个环节和各个角落。作为企业安全管理的负责人和设备主管部门，一定要对设备安全保障给予足够重视，采取各种有效措施，消除设备运行中的隐患，防止设备故障延伸和事故发生，保证企业设备资产和工作人员的平安与健康。

粉碎设备设计原理与选择 第8篇

关键词：粉碎,目的,物料理化特性,影响因素

1 粉碎目的

粉碎是靠机械力或能将物料由大块破碎成小块的一种“缩小尺寸”工艺。粉碎操作是原材料处理及后处理技术中的重要环节, 粉碎技术直接关系到产品的质量和应用性能。其广泛应用于药品、食品、化学制品等制造中, 其目的在于:

(1) 随着粉碎的进行, 物料的总表面积不断增加。表面积增大意味着孔隙率增大, 吸附性、溶解性增强, 有利于物质的分散溶解。从药品角度讲, 一些中草药的药用成分在其细胞内, 而细胞壁却是人体吸收其的一道屏障, 如不将其粉碎击破, 便只相当于穿肠而过, 粉碎增加生物利用度, 减少了服用剂量, 提高了疗效。

(2) 均化, 颗粒物料变成细粉状态, 可以使几种不同固体物料混合, 得到良好的均匀效果, 提高主药在颗粒中的分散均匀性, 当配方中微量成分的添加量很小, 为提高颗粒总数及其散落性, 利于混合均匀, 必须将其粉碎得很细。

(3) 解离, 使结合在一起不同的物质分离开来, 应用于矿业和中草药的提纯。矿石和中草药中有用成分同杂质紧密地结合在一起, 为使有效成分解离, 只有将其充分粉碎, 经过提纯才能将有用成分同杂质分开, 得到有用的成分。

(4) 粒度分级, 根据具体的生产工艺, 在工业生产中对固体原料有较严格的粒度要求, 粉碎机械必须满足其产品的粒度。例如, 当每吨配合物料的添加量为10 mg时, 要求颗粒的最大直径≯5μm, 100 mg时为22μm, l g时为45μm, 10 g时为100μm, 50 g时为170μm等。总之, 对预混合原料药进行前处理, 其粒度要求:无机质原料为50～100μm (约相当于270～140目筛) 。

近90%的中药材需要再加工, 以用于中成药生产的提取投料、药材粉碎前的粗加工、饮片炮制的半成品等。颗粒在外力作用下使原来分子与分子间的连接断裂, 变小。物料的粉碎是外力通过对物料的冲击, 压缩、碰撞、剪切、弯曲和摩擦等手段而实现。选择粉碎方法应该按照物料的理化性质和所要求的粉碎比而定, 各种粉碎设备对于不同的物料都有一定的粉碎极限, 物料并非被粉碎得越细越好, 而是应该根据具体工艺要求来控制一定的粒径范围, 例如对于水溶性药物就无需粉碎的太细。理化性质中硬度和破裂性为主要因素, 如对坚硬和脆性物料, 冲击很有效;有纤维特性的植物用研磨和剪切的方法。而粉碎的效果或质量的好坏主要由粉碎机械和物料这两者在工程原理和理化特性上是否匹配决定。

2 工程原理

物料的粉碎有多种方式 (如图1所示) :

(1) 压碎:物料因压应力达到其抗压强度而被破碎。压碎法不能充分地压碎物料, 应用较少, 一般适用于大块物料。

(2) 劈裂:物料因劈裂平面上的拉应力超过物料拉伸强度极限而破碎。通常物料的拉伸强度极限比抗压强度极限小很多。

(3) 折断:物料受弯曲应力作用而破碎。被破碎物料承受集中载荷作用的二支点简支梁或多支点梁, 且当弯曲应力达到物料弯曲强度时, 被折断。

(4) 磨碎:物料与运动的工作表面之间受一定的压力和剪切力作用后, 其剪切应力达到物料的剪切强度极限时, 物料便粉碎, 或物料彼此之间摩擦时的剪切、磨削作用而使物料破碎。

(5) 冲击破碎:利用物料与工作面 (工作体、物料、流体) 速度差产生的动能的冲击力对物料进行粉碎。利用300～500 m/s的高速气流或300～400℃的过热蒸汽的能量使物料颗粒产生相互冲击、碰撞和摩擦而粉碎颗粒。此种方法的优点是生产率高, 适应性好 (除潮湿物料外) , 产生的粉末较少。缺点是能耗较高。

固体物料无论以何种宏观物理原理粉碎, 其原料都是由大小不同的块料或颗粒组成, 其形状多为不规则的。从微观讲, 破碎是分子间原有的吸引力和空间几何距离, 在外力或能量作用下的分子彼此分开、距离增大的过程。

3 物料理化物性

3.1 几何特性

(1) 物料的颗粒尺寸。 (2) 物料的颗粒形状。 (3) 固体物料的比表面积。 (4) 孔隙度, 即颗粒内部空间的大小。 (5) 空隙度, 即颗粒与颗粒之间空间的大小。

3.2 固体物料的物理性能

(1) 粉体加工性能。 (2) 粉体流动性能, 研究物料的流动、喷流 (泻流) 及附着性。 (3) 物料的摩擦性能, 研究物料的剥落、磨琢性及物料的内摩擦角、壁面摩擦角等对物料加工的影响。 (4) 硬度、颗粒的离析、压缩性、架桥性、密度、安息角、下落角、分散性、团聚性结块及黏接性、临界湿度及湿含量等。物料的强度表现为粉碎物料的难易程度, 即易碎性。同一粉碎机械在相同的操作条件下粉碎不同的物料时, 其生产能力是不同的。易碎性与物料的强度、硬度、密度、结构的均匀性、含水性黏性、黏性、裂痕、表面情况以及形状因素均有关。而物料的粒度同强度关系更密切。

3.3 固体物料化学性能和电性能

3.3.1 固体物料化学性能和电性能

(1) 固体物料的化学性能包括化学组成、固体物料的分解、吸湿性、腐蚀性、可燃性、毒性及爆炸性等。 (2) 固体物料的电性能包括导电性、磁性及静电等。

3.3.2 理化特性在进行物料粉碎设计前考虑要点

(1) 掌握物料性质和对粉碎的要求。包括粉碎物料的原始形状、大小、松散密度、硬度等有关数据及对粉碎产品的粒度大小及分布要求, 确定物料是否含有毒性, 其粉尘是否有爆炸危险, 被处理物料对粉碎机械的粉碎部件的磨琢及腐蚀程度, 了解物料的黏接性能。对粉碎机的生产速率、预期产量、能量消耗、磨损程度及占地面积等要求有全面的了解。

(2) 合理设计和选择粉碎流程和粉碎机械。如采用粉碎级数、开式或闭式、干法或湿法等, 根据要求对粉碎机械正确选型是完成粉碎操作的重要环节。例如, 处理磨蚀性很大的物料不宜采用高速冲击的磨机;而对于处理非磨蚀性的物料, 粉碎粒径要求又不是特别细 (如>100μm) 时, 就不必采用能耗较高的气流磨, 而选用能耗较低的机械磨, 若能再配置高效分级器, 则不仅可避免过粉碎且可提高产量。

(3) 周密的系统设计。一个完善的粉碎工序设计必须对整套工程进行系统考虑。除了粉碎主体结构外, 其他配套设施如给料装置及计量、分级装置粉尘及产品收集、计量包装、消声措施等都必须充分注意。特别应指出的是, 粉碎作业往往是工厂产生粉尘的污染源, 如有可能, 整个系统最好在微负压下操作。

4 粉碎效果的判定

根据以上物料的物性数据及有关性能设计或选择合适的粉碎机械。在确定了要粉碎的物料, 并经过粉碎工艺后, 粉碎效果的判定主要根据:

4.1 破碎比

破碎比, 即粉碎前后物料颗粒粒径的平均比值及粒度变化程度。按公式 (1) 计算:

式中D固体物料原颗粒尺寸;

d粉碎后颗粒尺寸。

每种粉碎机械所能达到的破碎比有一定的限度, 破碎机的破碎比一般在3～30之间, 粉磨机的破碎比一般可达40～450或更大。

而粉碎后颗粒的尺寸, 对于不同的应用领域有不同的合适粒度范围, 过粗或过细都不好, 细碎的程度可以用两个特征数来表示:采用平均粒径来表示大小, 均匀度来表示其粒度的均一性。用“全部通过分析筛”表示粒度的大小, 用“筛上物不得大于”来表示均匀度。

平均粒径:假设有一堆球形物料与一堆尺寸不等 (物料形状不规则) 的物料, 这两种物料对生产过程有等效的影响。可用筛选法来计算颗粒的平均直径。选用一套筛子分级, 当颗粒通过某一筛面而留在另一筛面上的颗粒平均粒径dj (dj等于上下两筛网孔径的平均值) , 然后按公式 (2) 计算这一堆颗粒的平均粒径:

式中Dj一堆颗粒的平均粒径, mm;

d1j, d2jdnj各级颗粒的平均粒径, mm;

G1, G2Gn各级颗粒质量, kg。

4.2 单位电耗

单位电耗, 即在相同的时间内粉碎单位质量物料所需要的能量。按公式 (3) 计算:

式中P粉碎设备电功, kW;

M粉碎物料质量, kg;

t时间, h。

要鉴定粉碎机械的经济效果, 须同时考虑单位电耗及破碎比的大小。两台粉碎机械在单位电耗一样的前提下, 破碎比大小, 决定粉碎机的经济效果;反之亦然。同样物料的性能对破碎机和粉磨机的选型至关重要, 物料物性直接影响到物料的粉碎效果、粉碎机械的能耗、粉碎产品的粒度特性、粉碎机械主要粉碎零部件的磨耗以及在粉碎时必须采取的特殊措施等。

粉碎系统大体由初清筛、缓冲仓、进料装置、粉碎室、集粉分级器、出料装置、引风吸尘箱、电控箱几部分构成, 视工艺设计不同而有差异。大体工作过程为:物料由加料口进入粉碎室, 通过不同的物理粉碎原理在粉碎室里对原料进行粉碎, 其间可通过电气控制调节主机运转速度或锤头间隙等一系列各种原理所涉及的工程参数以间接调节物料或是工作面的动能或力的大小以控制产品目数, 粉碎后的物料在分级后达到产品标准后进行收集, 对于目数未达到标准的须自动返回粉碎室进行二次粉碎, 直至合格。

4.3 粉碎机影响粉碎质量和效率等方面的因素

4.3.1 物料的种类和含水量

物料的种类对粉碎机的度电产量和粉碎效率有很大影响, 如表1所示。

从表1可以看出, 玉米的单位电耗远高于大麦, 尤以小筛孔时为甚。玉米的实际粉碎效率也比大麦高的多, 但当筛孔变化时这种差异变化并不大。

此外, 文献[4]表明, 粉碎含水量17%的玉米比粉碎含水量10%的玉米度电产量降低33%～38%。因此, 用锤片式粉碎机粉碎含水量高于12%～13%的玉米是不经济的, 应做预干燥处理后再粉碎。

4.3.2 转速控制

控制转速以提高速度差获得更大的动能和增大电流以增强电机的转矩, 以获得更大的力。交流电机的转速可通过公式 (4) 计算:

式中n同步转速;

f电源频率;

p电机磁极对数。

电机的工作原理决定电机的极数是固定不变的, 而频率却能够通过变频器调节, 所以通过改变频率对电机转速进行调节是很好的方法, 而且多采用矢量控制的变频器, 其保证了在低速或高速时也有足够的转矩输出。通常电机是按50 Hz设计制造的, 在低于50 Hz时为恒转矩调速, 在高于50 Hz时为恒功率调速, 也就是说在低于50 Hz时电机转矩为恒定, 但超过50 Hz, 在100 Hz时产生的转矩大约要降低到50 Hz时产生转矩的1/2。利用这个性质并结合动能定理, 可以在满足负载转矩情况下, 应用超工频, 以得到更大的动能, 增加粉碎效率。

4.3.3 通风量

通风量, 即单位时间内通过粉碎室的空气量。大型粉碎机常利用吸风出料或机械吸风出料, 造成粉碎室内外压力差, 提高气流产品通过筛孔时的平均速度, 如公式 (5) 。

式中G粉碎机生产率, kg/h;

ν气流产品通过筛孔时的平均速度, m/s;

F筛片的活筛理 (开孔) 面积, m2;

ρ气流产品通过筛孔时的容重, kg/m3。

通风量的大小, 可能还影响到粉碎室内物料流的运动, 以及物料颗粒碰撞撞击面的方式, 从而影响粉碎效率。Friedrich指出, 对1 mm2筛片筛面40 mm3/min的通风量是足够的。

4.3.4 锤片的厚度和数目

国内外研究证明薄锤片比厚锤片粉碎效率更高。Richard用6.35 mm、3.175 mm和1.588 mm厚锤片做了粉碎玉米实验, 结果1.588 mm厚锤片比3.175 mm的锤片产量提高23%, 比6.35 mm锤片提高了48%。中国农机研究院刘蔓茹等研究, 用1.6 mm、3 mm、5 mm、6.25 mm厚锤片做玉米粉碎实验, 结果1.6 mm厚锤片比6.25 mm厚锤片的粉碎效率 (m2/kWh) 提高45%, 比5 mm厚锤片提高了25.4%。所以, 在粉碎全草类纤维性物料时, 可用薄些的锤片;对矿物等质地坚硬物料用较厚锤片。

4.3.5 锤筛间隙

锤筛间隙, 即处在径向位置时锤片顶端到筛片内表面的距离。每种被粉碎物料最佳的锤筛间隙, 可通过试验来确定。据我国机械部分系列设计锤片式粉碎机的正交试验结果, 锤筛间隙的推荐值:谷物4～8 mm, 秸秆10～14 mm, 通用型12 mm。且锤筛间隙的确定还与转子直径有关, 直径大的粉碎机选取的锤筛间隙也应该大些, 一般采用12～20 mm。

4.3.6 筛孔直径

在满足质量标准对成品粒度要求的前提下, 采用较大直径筛孔的筛片, 可提高粉碎机的产量和效率, 成品粒度均匀性变好, 加工时物料温升较低。东北农业大学农业工程系采用轴向强制进风的锤片式粉碎机, 换用1.5 mm、2 mm、3 mm和4 mm孔径筛片时, 粉碎玉米的试验结果, 得到生产率G (kg/h) 和度电产量W (kg/kWh) 的回归式为 (6) (7) :

式中d筛孔直径, mm。

如用4 mm筛孔的筛片与1.5 mm筛孔的筛片比较, 生产率约提高4倍, 度电产量约提高3倍。当采用较大筛孔的筛片时, 粉碎成品的平均粒径dp (mm) 将变大, 其

回归式为 (8) :

4.3.7 筛片面积及开孔面积

锤片式粉碎机的生产率受筛片通过 (筛落) 能力的制约, 如公式 (5) 。故可以用提高F、υ的办法来提高粉碎机的生产率。当F增大9%, G可提高35%, 电耗降低13%。另据资料, 筛板上耗用的功率占粉碎机总功率的85%, 当采用开孔率高的筛片时比用标准筛时的负载电流值下降22%～30%。

5 结语

综上所述, 在设计和选用粉碎设备时, 应根据物料理化特性和粉碎物理原理, 满足其下一步具体工艺要求, 来控制一定的粒径范围, 粉碎的效果或质量的好坏主要由粉碎机械和物料这两者在工程原理和理化特性上是否匹配所决定。

参考文献

[1]余国琮主编.化工机械工程手册.北京:化学工业出版社, 2003.1

[2]朱宏吉, 张明贤.制药设备与工程设计.北京:化学工业出版社, 2004

[3]唐敬麟主编.破碎与筛分机械设计选用手册.北京:化学工业出版社工业装备与信息工程出版中心, 2004.5

[4]庞声海, 郝波主编.饲料加工设备与技术.北京:科学技术文献出版社, 2001

[5]徐永会.粉碎机常见故障及解决方法.饲料工业.2009 (1) , 30:7～8

制药洁净管路系统设计与施工 第9篇

(1) 制药用水系统:

提供制药用水制备及贮存、分配、灭菌和清洗管道以及系统的设计和安装服务, 主要采用国际上最著名的管道、管件、阀门、仪表、水泵、换热器等来进行成套施工。

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提供制药用水制备、贮存和分配系统, 制药公用工程系统和配套设施的验证咨询, 验证方案的编制、审核, 验证执行、审核, 验证报告的起草、审核等服务。

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破碎设备的选型与设计 第10篇

1 破碎机理

物料破碎是砖瓦生产的必要工序。生产砖瓦所用的燃料、原料, 如煤、粘土、煤矸石、页岩及杂质 (料礓石) 等, 以不同尺寸的块状物料出现。根据生产要求, 它们中绝大部分需要进行破碎。

破碎就是依靠外力 (主要是机械力) 克服固体物料内力而将其大块分裂成小块的过程。生产砖瓦产品所用原料, 按其处理后物料块的要求, 可将破碎作业分为三级, 即:粗碎:处理后物料块度为40 mm~80 mm的占70%以上;中碎:处理后物料块度为3 mm~40 mm的占70%以上;粉碎:处理后物料块度<3 mm的占70%以上。

物料在处理过程中, 每经过一级破碎, 都有一定程度的破碎并变小。破碎前后物料最大块直径之比, 称为破碎比, 即:

式中D1最大破碎前物料最大块直径;

D2最大破碎后物料最大块直径。

物料的最大块直径, 通常以能够通过95%该物料的筛孔尺寸表示。若以破碎前后物料的平均直径之比表示, 则称之为平均破碎比。

一般破碎机的平均破碎比为3~30。

对于破碎机械来说, 破碎比是评定机械效能的一项重要指标。对于物料来说, 破碎比的要求是确定破碎工艺流程与设备选型的重要依据。

各种固体物料都具有承受一定外力的机械强度。根据施加外力的性质, 机械强度可分为抗压强度、抗折强度和抗拉强度等。破碎时, 当施加的外力超过该物料的机械强度极限时就发生破裂。

一般情况下, 矿石的机械强度越大就越难破碎, 所消耗的动力也越大。通常采用普氏硬度系数来评定矿石的强度。所谓普氏硬度系数 (f) 是矿石的极限抗压强度 (σ压) 除以100, 即:

按普氏硬度系数可以将矿石分成五个硬度等级, 如表1。

在现实情况下, 生产砖瓦的原料一般其普氏硬度系数 (f) 均不大于4。根据这一特点, 我们又将其分为软质、中硬和硬质三类:软质, 普氏硬度系数为2以下;中硬, 普氏硬度系数为2~3;硬质, 普氏硬度系数为3~4。

2 破碎设备的选型及分类

针对各种物料的机械强度及内部结构特征, 可采用诸如挤压、劈裂、折断、磨削和击碎等机械破碎方法, 将物料破碎。目前采用的破碎机械, 往往同时具有多种破碎方法的联合作用。

现将常用破碎机械的主要破碎方法、破碎比及适宜破碎的物料特性等列于表2。

为了更好地深入分析破碎设备的性能, 下面主要对双辊破碎机进行深入讨论。

辊式破碎机, 物料从上面加入破碎机, 物料在两个相互平行而旋向相反的辊子间受挤压或挤压和撕裂而破碎。已破碎的物料在重力作用下排出。如两辊转速不同时, 则还有研磨作用, 如图1。

辊式破碎机的破碎比, 随着物料性能、辊子表面形状和破碎作用原理的不同而异, 一般i=3~15。对于表面光滑的辊式破碎机, 破碎硬物料时, 其破碎比i=3~4;破碎软质物料时, i=6~8;带齿的辊式破碎机破碎粘性物料时, i=10~15。

辊式破碎机的常用结构形式, 如图2。

1-电机;2-磨削装置;3-调整辊圈装置;4-除料装置;5-辊圈;6-保险装置;7-三角带;8-大皮带轮;9-固定架;10-地架;11-小皮带轮;12-进料斗

辊式破碎机按辊面分平辊与齿辊两种。辊式破碎机除有单齿辊破碎外, 一般都为对辊破碎机。

对辊破碎机按安装方法可分为固定辊圈、单可动辊圈与双可动辊圈三种。单可动辊圈的构造简单, 而且可防止非破碎物体落入时造成机器的损坏。固定辊圈的构造固定, 可作为强力破碎方式采用, 当然为保护设备必须采用必要保险措施及辊筒磨损后能及时调整装置。

对辊破碎机按传动装置可分为单式传动和复式传动两类。单式传动一般用于破碎量小的破碎;复式传动用于破碎量相对较大的破碎。

辊式破碎机的规格以辊圈的直径D和长度L表示, 如DL=Φ600500。辊式破碎机的辊圈直径一般为400 mm~1 500 mm, 外径尺寸以100 mm递增, 辊圈的长度多采用直径的0.4~1.0倍。

3 辊式破碎机的主要参数

辊式破碎机结构简单、紧凑、轻便和可靠, 其破碎后的物料粒度较小, 但过粉碎程度小, 可以处理粘性物料。其缺点是平辊破碎机易出现片状过大块料。

3.1 生产能力

辊式破碎机的生产能力与物料的物理性能、粒度、加料均匀程度和辊子的转速及间隙等因素有关。根据理论计算并加以修正系数后的计算公式为:

式中Q生产能力, t/h;

D辊圈直径, m;

L辊圈长度, m;

e两辊间隙, m;

n辊圈转速, r/min;

μ破碎物料的松散系数, 对于中硬岩石μ=0.2~0.3, 对于粘性的湿物料μ=0.4~0.6;

γ破碎物料的松散前容重, t/m3。

3.2 辊式破碎机的辊圈线速度

为了既起到良好的破碎效果又能保证设备的自身稳定性 (辊圈外径达到1 000 mm, 长度为800 mm时自身质量就达3 000 kg了) , 根据自身的转动惯量及长期的实践应用情况, 对于平滑辊面的圆周线速度不应大于11.5 m/s, 齿形和沟槽形的辊子不应大于7.5 m/s。破碎软湿物料可以采用差速对转 (约差15%~20%) 。

其中破碎软质和潮湿物料, 或要求产品粒度较细时, 在转速取值范围内, 可用较快的转速, 并可使两辊圈差速对转, 减少潮湿物料的粘接, 增加物料的研磨获得较细的颗粒。破碎硬的干物料, 而又要求粒度不太过细时, 可采用较低的转速。

3.3 功率选配

辊式破碎机的需要功率, 一般采用经验公式计算。

破碎中硬物料时:

式中N辊式破碎机所需功率, k W;

L辊圈长度, m;

V辊圈圆周速度, m/min;

K系数, K=0.6d1/d2+0.15, 其中d1与d2分别代表喂料和出料粒径。

破碎煤时:

式中L辊圈长度, m;

D辊圈直径, m;

n辊圈转速, r/min;

K系数, K=0.85。

4 高速细碎辊式破碎机的性能与注意问题

4.1 性能

辊式破碎机在砖瓦生产企业中的应用情况为:光面辊式破碎机常被用于破碎粘土和软质页岩, 软质页岩中混杂中硬页岩或粘土中加杂中硬页岩如用光面辊式破碎机必须为高速细碎辊式破碎机, 才可起到粉碎的目的。高速细碎辊式破碎机部分机型的主要性能见表3。

4.2 辊圈的材质与硬度

在高速细碎辊式破碎机中最重要的是辊圈的质量问题, 它不仅决定了设备的粉碎效果, 还决定了设备的使用寿命。因为在破碎物料时少数硬质页岩或煤矸石等物料对辊圈磨损影响会很大, 并且辊圈高速运转磨损加快, 从而就要求辊圈不仅要韧性好, 还要硬度高。

对于耐磨材料来说, 一般情况下, 超硬的材料就耐磨。材料耐磨性与硬度的关系见图3所示。

由图3可见, 耐磨性与硬度并不是成正比例关系, 不是一条直线, 当硬度值超过HB600时, 再提高硬度对耐磨性提高的幅度很小, 在HB600以下, 硬度增加对耐磨性提高意义较大。对于任何一种耐磨材料而言, 硬度与韧性都是一对矛盾的统一体, 研究耐磨材料的生产工艺实际上就是解决材料的硬度与韧性的最佳匹配, 达到既耐磨又具韧性的目的。对用户来说, 希望辊圈的磨损最小, 但更重要的是要求耐磨材料不能被破碎。因为辊圈产生裂纹后, 极易开裂飞出伤人, 所以不能为了追求高硬度而牺牲韧性。现在应用中的辊圈材料多采用高铬合金和高锰合金两种。我国建材行业标准中辊圈表面硬度规定为≥55HRC, 高锰合金材料的辊圈当硬度超过HRC56后易产生隐性裂纹, 因此, 加工时辊圈一般硬度控制在HRC52~56范围比较合适。这样既保证了材料的硬度又有一定的韧性。

4.3 结构上应注意的问题

在原来的设计中, 辊圈与轴的定位采用轴向挡圈径向固定, 这样的结构在设备工作中因振动, 紧固螺钉易松动从而引起辊圈轴向窜动, 后改为轴向压盖轴向定位, 几年来从没发生辊圈轴向串动问题。

在高速细碎辊式破碎机中采用的是固定辊圈式, 这样在正常工作时, 辊圈除了转动外不会有径向位移。此结构在有较硬质物料进入辊圈时有可能破坏设备, 此时必须设计安全保险装置。一般保险装置有受扭矩的切断安全销和在径向方向的受纯剪切力的安全销。后一种较常用并且更换安全销也比较方便。

高速细碎辊式破碎机为保证破碎效果, 辊圈磨损量不应大于10 mm。一般根据磨损情况及时磨修或更换, 并且固定辊圈在修磨后能及时调整辊圈之间的间隙, 在保证强度的条件下结构上必须有可调装置。

铁路设备管理系统的设计与应用 第11篇

关键词：铁路设备；设备管理；可行性；功能性

中图分类号： TP399 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）28-140-2

0 引言

目前，我国的经济快速发展，对交通运输的需求也在不断地增加，铁路作为我国重要的运输方式，也得到了迅猛的发展，极大地满足了人们的生产、生活需求。基于此铁路设备的种类和数量不断地增加，铁路设备管理难度加大。将信息化管理系统应用到铁路设备管理中来是现实社会的必然需求，极大地减轻了设备管理人员的工作量，还提高了设备管理的效率。实现铁路设备管理的信息化，对设备进行全周期的管理，实现对设备运行水平的全面控制，提高设备管理的科学性、有效性。

1 铁路设备管理现状分析

目前，我国铁路企业已经在不断地加强自身的信息化水平，实行信息化改革。但是在铁路设备管理方面仍然主要以人工管理为主，信息管理为辅，并且信息技术的应用流于表面，对信息技术的性能以及重要性没有充分的认知，导致铁路设备管理效率不高，还存在较多的问题。而且铁路企业不断深化信息改革，对信息技术的应用不断地延伸，在这样的发展条件下，铁路设备管理必须具有满足铁路企业信息化数据共享的需求，从而全面把控铁路企业的资产。但是目前，铁路企业设备管理信息化水平还存在较多的缺陷，对设备数据缺乏统一的管理，致使信息系统的数据资源失真，影响整个设备管理信息系统效能的发挥。

2 铁路设备管理内容分析

为了充分发挥铁路设备的效能，实现铁路设备的优化配置，必须对设备进行全周期的管理和控制，从设备的采购到设备的运行、维护等。设备管理是一个系统性的过程，涉及的内容比较得多，遵循不同的设备管理内容，设备管理可以分为四方面，即采购管理、库存管理、应用管理、维护管理。

2.1 采购管理

采购管理是铁路设备管理的首要环节，对以后的设备性能、设备应用都具有重要的影响。例如，当采购部门采购的设备质量较差时，设备的使用效果以及设备的使用寿命将严重的受损，不仅给企业带来严重的经济损失，还降低了铁路运输的安全性、可靠性。因此，铁路企业必须重视设备采购环节的管理，选择具有一定实力和信誉良好的供应商。并且采购管理应依据铁路企业的设备采购申请，分析企业的实际需求，最终确定采购价格。采购管理还要全面地反映设备的基本信息，例如合格证、出厂日期等。采购完成后，由库存部门进行交接，并对设备的质量和数量进行检查。

2.2 库存管理

库存管理是设部应用过程中的中转站，在铁路设备管理中具有重要的作用。库存管理不仅要做好设备的管理工作，根据设备的属性，提供适宜的储存环境，还可以对设备的应用情况进行分析，为采购部门采购计划的制定提供数据支撑，从而减少企业的库存压力，提高铁路企业资金的配置效率。设备库存管理的主要内容就是做好设备种类、数量、型号等记录，并且按照日期进行合理的分类。同时还要做好物资发放工作，明确库存数量，保障库存出入统一，防止设备遗失或是漏写，保证铁路企业的利益。

2.3 设备的应用管理

设备的应用管理是铁路企业设备管理的主要内容，是对设备在应用过程中所用信息的集合，对管理部门的决策以及设备改造分析方面都有重要的影响。

设备应用管理的主要内容主要包含以下几方面：一是做好设备基本信息的记录。这方面的记录主要包括设备型号、类型、名称以及使用年限，同时还要对设备的运行参数进行记录；二是对设备在运行过程中出现的故障以及维护情况进行记录和管理，并且还要对设备的使用性能和使用寿命进行分析。为了加强设备应用管理力度，应该制定比较完善的设备管理制度，使设备运行管理更加的科学化、规范化。并且设备运行管理使，运维人员充分的掌握设备的运行情况，为检修计划的制定提供依据，同时也可以及时地掌握设备的故障发生率，明确设备的维护重点和难点，提高设备的管理效率。

2.4 设备的维护和维修管理

设备的运维管理直接关系到设备的运行状态，对设备性能的安全性、稳定性都具有重要的影响。设备维修管理是一项重要工作，它能帮助维修技术人员追踪设备的运行状态，合理确定维护计划，还能有效减少设备的损耗等，减少铁路事故的发生。在设备维护维修过程中，应合理安排相应工作计划，明确设备检修重点，做好日常维护管理工作等，并将相关信息记录到系统中，便于查询和检查。

3 铁路设备管理系统的设计和应用研究

3.1 设备管理系统可行性分析

设备管理系统可行性的研究使系统设计的重要内容，是系统设计的重要依据，具有重要的指导意义。可行性设计从本质上讲具有较高的预见性，它通过对管理系统的分析，对其必要性和实现性进行解读，避免系统设计的盲目性，给系统的开发提供一定的指导。目前，设备管理系统可行性研究主要从以下三方面进行：一是系统开发技术方面的可行性分析。该阶段主要是对现有的系统技术进行分析，判断是否满足系统的功能和目标。目前，铁路设备管理系统的应用技术在市场上比较的成熟，系统开发语言也比较的常见，基本上都是应用的Java；在数据分析和存储方面基本上都采用的是微软公司的SQLServer2008。对于铁路设备管理中所需要的技术都已经比较的成熟了，系统开发人员可根据具体的需求进行针对性的选用。二是系统开发经济性方面的分析。从经济成本方面评价设备管理系统是符具有可行性优势，同时也可以有效的控制系统设计成本和开发进度。并且经济可行性研究还需要具有较高的前瞻性，还需要综合考虑系统后期的维护和升级成本。目前，我国铁路现代化技术发展十分的广泛，已经具备了较高的技术水平和经济条件，为铁路设备管理信息系统的开发提供了条件，其开发成本在企业的承受范围之内，并且设备管理系统的应用在一定程度上减少了设备管理的损耗和投资，从而提高了企业资源利用率，符合经济性要求。三是系统的可操作性分析。管理系统的界面简洁并且操作十分的方便，降低系统的操作难度。并且还要配置系统使用说明说，使工作人员能够经过简单的培训就能上岗。

3.2 设备管理系统设计及功能详述

上文中已经提到，设备管理系统的设置必须以铁路企业的实际需求为准，并且结合以往的管理系统设计经验，从而实现铁路设备管理的实用化、科学化以及先进化。并且借助ODBC（Open Datbase Connectivity）一种数据分析系统，它的最大优点就在于能以统一的方式处理所有数据库 ，所以采用ODBC程序来作为建立客户机与服务器体系的基础，能够让整个系统的运行更加的人性化，方便、快捷。在本系统设计中建立MFC ODBC（数据库访问系统）实现用户访问。

实现铁路设备管理系统对设备管理的全过程、全周期的要求，方便铁路企业的管理机构及时地了解设备的运营状况，对设备管理做出科学的决策，设备管理系统必须具备以下内容：一是设备固定资产分析功能。固定资产是设备系统管理的重要内容，铁路企业可以通过这一功能，可以全面的对设备进行统计分析。其中设备统计分析所需要的内容比较得多，包括设备的基本信息、设备采购费用、设备维修情况、报废情况等，根据不同的要求进行统计分析，以便管理人员全面的掌控设备运营情况，为设备采购工作提供依据。二是设备档案管理。铁路设备管理体系的本质就是全面的掌控设备运营状况，对设备的信息进行收集、整理以及分析。因此设备管理系统一定具备信息添加、删除、修改等基本功能，可实现对设备的全过程管理。系统设备档案管理不是简单的存储设备信息，通过设备信息的调入、调出、分配、报废、丢失、折算全程跟踪，管理内容涉及设备的整个生命周期。

4 结语

综上所述，铁路设备信息化管理是铁路发展的必然趋势，在提升设备管理水平方面具有重要的作用，使设备管理更加的高效、科学。并且在铁路设备管理信息系统设计的过程中，一定要进行可行性研究，结合铁路企业的实际条件和实际需求，使信息系统更加具有可行性。同时，设备管理信息系统还要具有一定的延伸性，方便以后系统升级，以更好地满足实际管理需求。

参 考 文 献

[1] 李新节.铁路设备管理系统的设计与应用[J].现代制造技术与装备，2015（5）：82-83，85.

同步复用设备的分析与设计 第12篇

关键词：交叉连接,SDH,同步复用

1 引言

同步复用器是S D H（同步数字序列）中应用最广、最富有特色的设备。它是一个三端口设备，具有两个SDH光接口，通过另一端可以灵活地上/下路复用在STM信号中的低速率信号。同步复用器内部还具有时隙交换功能，允许两个STM信号之间不同VC的互联，并能方便地进行带宽管理。在实际网络中，根据同步复用器的结构特点，它可灵活地用在网络中不同的位置。随着信息时代的到来，尤其是互联网技术的发展，人们对通信容量的需求与日俱增，光网络得到了长足的发展，因此研究同步复用设备具有很强的现实意义。针对目前使用广泛的2.5Gbit/sSDH信号，提出了一种同步复用设备的硬件设计方案，采用符合ITU-T G.707[1]SDH接口标准的数字专用芯片处理SDH设备的功能模块，可任意上/下路VC12/3/4信号。

2 设计方案

ITU-T G.773规定的SDH处理模块均由数字专用芯片处理，控制接口芯片用于外部控制平台对单元上各个芯片的工作进行协调和控制，实现屏蔽芯片间不同寄存器接口的目的。外部数据接口和内部数据、时钟连接采用LVDS电平传输，传输速率为622Mbit/s。

3 工作原理

I T U-T采用功能参考模型的方法对SDH设备进行规范，将设备所应完成的功能分解为各种基本的标准功能块，功能块的实现与设备的物理实现无关（以哪种方法实现不受限制），不同的设备由这些基本的功能块灵活组合而成，以完成设备不同的功能。通过基本功能块的标准化，来规范了设备的标准化，同时也使规范具有普遍性，叙述清晰简单。

3.1 TTF

TTF中包括SDH物理接口SPI、再生段终端RST、复用段终端MST、复用段保护M S P和复用段适配M S A。

S P I功能块由S F P光模块和芯片slk2721实现，SFP工作速率为2488.3 2 M b i t/s, 连接传输格式为S O N E T/SDHOC-48/STM-16的单模光纤，完成电/光，光/电转换和信号丢失LOS告警的检测。Slk2721在宿方向时从SFP接收2488.32Mbit/s高速PECL信号，提取时钟信号，完成解复用转换和时钟分频，将四路662Mbit/s的高速LVDS格式数据信号输出到下游设备, 同时提取线路定时信号并将其传给SETS（同步设备定时源功能块）锁相，锁定频率后由SETS再将定时信号传给除SPI外的所有其它功能块，以此作为它们工作的定时时钟。源的方向完成时钟倍频和数据信号复用转换，将数据以PECL格式传送给SFP。

R S T在宿方向时终结R S O H，搜索RSOH中的A1、A2字节定帧，提取E1、F1、和D1-D3给智能控制接口，处理公务联络电话和再生段OAM命令信息。若连续五帧无法定位帧头，则进入帧失步状态，上报接收信号帧失步告警R-OOF，在帧失步中，若连续两帧正确定帧则退出R-OOF状态。R-OOF持续3ms以上则进入帧丢失状态，上报LOF告警。源方向时产生RSOH，对本帧扰码和计算B1字节。

M S T在宿方向处理（终结）M S O H，提取K1、K2字节中的APS (自动保护倒换) 协议送至控制接口，若K2字节中的b6-b8连续三帧以上为111，则产生MS-AIS（全1）告警，若K2字节中的b6-b8为110则判断为对端设备回送回来的对告信号：MS-RDI（复用段远端失效批示），表示对端设备在接收信号时出现MS-AIS、B2误码过大等劣化告警。MST校验B2字节，若B2检测的误码块数超越门限，则上报B2误码越限告警MS-EXC。此外，MST还将同步状态信息S1 (b5-b8) 恢复，将所得的同步质量等级信息传送给控制接口，同时MST将D4-D12字节和E2字节提取出来传送给控制接口，以便外部控制平台处理复用段公务联络信息和O A M信息。M S T在源的方向写入M S O H。

MSA的功能是产生和处理AU-PTR，以及组合/分解整个STM-N帧，宿方向对A U G进行消间插，然后处理A U-4的A U指针，分解AUG为VC4。源方向时在VC4前附加一个AU-PTR（管理单元指针）形成AU-4，然后对AU进行字节间插复用形成A U G。

MSP功能块接收来自VC4信号和告警信号，在复用段内保护STM-N信号，通过对STM-N信号的监测、系统状态评价，在ITU-T规定保护倒换的时间内（50ms），将故障信道的信号切换到保护信道上去。复用段倒换的故障条件是LOS、LOF、MS-AIS和MS-EXC (B2）。在源的方向信号透明传输通过MSP。

3.2 HPC与LPC

LPC与HPC相似，是一个64×64交叉连接矩阵，完成VC12/3之间的交叉连接功能，实现低阶VC之间灵活的分配和连接。LPC和HPC都直接与外部PDH信号相连，通过对交叉连接的配置，实现PDH信号的上下路。

3.3 LVC

在L V C功能块中，包含有H P T和HPA，其作用是将2Mbit/s和34Mbit/s的PDH信号通过映射，定位，复用装入C4中，或从C4中拆分出2Mbit/s和34Mbit/s的信号。HPT终结和形成VC4，宿方向时检验B3，终结POH, 若有误码块，则在本端性能事件中HP-BBE显示误块数，并回送给对端，在源方向时形成POH。HPA在宿方向时将C4进行消间插成TU12/3, 然后处理TU-PTR，进行VC12/3在TU-12/3中的定位，分离，最终流出的信号是VC12/3信号；在源方向时，首先对输入的V C 1 2/3信号进行标准定位、加上T U-PTR，然后将TU12/3通过字节间插复用形成C4。

3.4

SETS

4 控制接口

控制接口芯片通过控制总线与外部控制平面连接，对外是从设备，在板内串行总线上作为一个主设备运行。外部控制平面通过控制总线访问单元内各个芯片的寄存器，接收告警、性能监视、设备状态等信息，和实现任务的管理、协调、配置交叉连接等。

5 结论

本设计采用SDH专用芯片和SPI接口，符合ITU-T G.707同步数字系列（S D H）标准，在一个具有多种技术的传输平台上集成了包交换功能，硬件构成稳定可靠。外部数据接口可连接VC4/3/12信号，扩展性好，维护简单，能够兼容现有的准同步和同步网络。

参考文献

[1]韦乐平.光同步数字传送网.北京:人民邮电出版社.1998.