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關(guān)鍵詞:化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ);教學(xué)方法;任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法;綜合職業(yè)能力
俗話說:“教學(xué)有法,教無定法?!苯虒W(xué)的課程、教師自身專業(yè)能力和業(yè)務(wù)素質(zhì)、學(xué)生特點(diǎn)和培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)資源配置等不同,教學(xué)方法的選擇和效果會有很大差異。
一、教學(xué)方法及其選擇
教學(xué)方法是為實(shí)現(xiàn)既定的教學(xué)目標(biāo),在教學(xué)過程中師生共同活動時所采用的一系列辦法和措施。其中包括:以教為主的教學(xué)方法,如講述教學(xué)法、演示教學(xué)法、練習(xí)教學(xué)法;以學(xué)為主的教學(xué)方法,如自主學(xué)習(xí)教學(xué)法、合作學(xué)習(xí)教學(xué)法、探究學(xué)習(xí)教學(xué)法;教與學(xué)并重的教學(xué)方法,如角色扮演教學(xué)法、討論教學(xué)法、問題教學(xué)法等。
一般來講,教學(xué)方法的選擇要綜合考慮以下幾個方面。
1.分析教學(xué)內(nèi)容
2.確定教學(xué)目標(biāo)
3.了解學(xué)生的特征
4.了解教師自身的特征
5.認(rèn)識和利用教學(xué)資源
6.確定教學(xué)組織形式
7.選擇適宜的教學(xué)媒體
二、化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程教學(xué)方法
該課程是石油化工專業(yè)的必修專業(yè)課程。主要學(xué)習(xí)化工裝置中主要設(shè)備的結(jié)構(gòu)、功能;機(jī)械傳動的一般知識;化工設(shè)備的維護(hù)、維修與管理;化工材料、化工腐蝕與防護(hù)等內(nèi)容。
一般來說,課程內(nèi)容涉及兩大類知識:一類是涉及事實(shí)、概念以及規(guī)律、原理方面的“陳述性知識”,如,換熱設(shè)備主要類型和結(jié)構(gòu)、塔設(shè)備主要構(gòu)件的結(jié)構(gòu)、傳動系統(tǒng)的組成等;另一類是涉及經(jīng)驗(yàn)以及策略方面的“過程性知識”,如,多級篩板精餾塔精餾提純酒精的操作過程以及維護(hù)塔設(shè)備;用薄板式換熱器冷卻熱麥汁并對設(shè)備進(jìn)行適當(dāng)清洗維護(hù)。
對于前者,可以適當(dāng)采取提示型教學(xué)法,如,講解、敘述、呈示靜態(tài)的教學(xué)手段,如掛圖、模型等。通過講述提示課程內(nèi)容,學(xué)生接受并內(nèi)化這些內(nèi)容。提示型教學(xué)法的教育價值在一定條件下具有其他教學(xué)方法、手段所不可替代的教育功能,可以在短時間內(nèi)傳授大量理論知識。但是對于后者“過程性知識”采用提示型教學(xué)法就顯得抽象和枯燥了。目前,職業(yè)教育對象的學(xué)習(xí)自覺性和自制力比較薄弱,教學(xué)目標(biāo)應(yīng)著重培養(yǎng)學(xué)生的綜合職業(yè)能力。
下面結(jié)合化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)中化工管道與閥門章節(jié)的教學(xué),談?wù)勅蝿?wù)驅(qū)動教學(xué)法及其實(shí)踐運(yùn)用。
1.任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法的概念
任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法是基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的一種教學(xué)方法,教師把一學(xué)期或一堂課要完成的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)成一個或多個具體的任務(wù),讓學(xué)生通過完成一個個具體的任務(wù),掌握教學(xué)內(nèi)容,達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。它強(qiáng)調(diào)學(xué)生在真實(shí)情景的任務(wù)驅(qū)動下,在探究完成任務(wù)或解決問題的過程中,在自主和協(xié)作的環(huán)境中,在討論和會話的氛圍中進(jìn)行操作學(xué)習(xí)活動。
2.結(jié)合“化工管道拆裝”的任務(wù)驅(qū)動,完成化工管道與閥門的教學(xué)
任務(wù)驅(qū)動法的教學(xué)過程是以教師為主導(dǎo),以學(xué)生為主體的雙主模式的教學(xué)。任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法大致可分為五個階段。
第一階段,教師主要是提出具體任務(wù):按圖“施工”——鋪設(shè)管道,包含管、泵、閥及流量計(jì)等的安裝連接。明確要求:美觀、操作方便、連接嚴(yán)密無滲漏。
這一階段的特點(diǎn)是教師主要進(jìn)行方法上的指導(dǎo),還可結(jié)合實(shí)際應(yīng)用做一些啟發(fā)性的提問:如連接方向、安裝步驟等,使學(xué)生知道從哪里入手做。這一階段的關(guān)鍵是教師引而不發(fā),充分調(diào)動學(xué)生的操作欲望和好奇心。
第二階段,以學(xué)生具體操作為主。在教師引導(dǎo)后,很多學(xué)生已經(jīng)躍躍欲試了。教師可以根據(jù)實(shí)際情況,將學(xué)生分成若干個小組,引入小組之間的競爭,這樣促進(jìn)小組內(nèi)互相討論、互相幫助。這時候,教師應(yīng)留給學(xué)生充足的操作時間,讓學(xué)生大膽去試,使他們在使用中體會、感受和領(lǐng)悟。
這時,學(xué)生充分調(diào)動各種感官,發(fā)揮動手能力、交流合作能力、協(xié)調(diào)能力等。這個階段在時間上可占整個教學(xué)進(jìn)度的一半左右,在教學(xué)進(jìn)程中是一個緊張的期。
第三階段,交流討論期,對于施工完成后的管道進(jìn)行水壓試漏實(shí)驗(yàn),主要是教師查漏補(bǔ)缺。
引導(dǎo)學(xué)生口述自己的安裝步驟,闡述連接件組裝的步驟等。引導(dǎo)學(xué)生思考問題,如,是否注意到截止閥上的箭頭方向;閥門操作盤(柄)朝向是否便于操作;閘閥與截止閥在管道中的位置能否互換;管法連接采用的法蘭由哪幾部分構(gòu)成的,分析漏點(diǎn)的原因、交流安裝法蘭的技巧等。
這一階段的特點(diǎn)是教師點(diǎn)評為輔,盡可能開展一些熱門問題的討論,讓學(xué)生在思路上得到一些啟發(fā)。看一看其他組同學(xué)是如何完成的,在方法技巧上和自己有什么不同。在教學(xué)節(jié)奏上給學(xué)生一個放松的時間。
第四階段,鞏固調(diào)整期。在熱門問題的討論之后,學(xué)生又會涌起再度調(diào)整的欲望。討論交流后再進(jìn)行改進(jìn)、完善。
第五階段,總結(jié)期。在完成實(shí)際情形的具體任務(wù)之后,進(jìn)行課堂小結(jié)和知識點(diǎn)回顧,梳理應(yīng)該掌握的理論知識點(diǎn),以達(dá)成知識目標(biāo)。
3.任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法的作用
任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法使學(xué)生學(xué)習(xí)的目標(biāo)更明確、具體,有助于學(xué)生更容易地掌握專業(yè)知識。在課堂教學(xué)中學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性高、氣氛活躍,既培養(yǎng)了學(xué)生自主動手的能力,又培養(yǎng)了學(xué)生交流合作的能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。
現(xiàn)在倡導(dǎo)的“國家核心技能”包含:與人交流、數(shù)字應(yīng)用、信息處理、與人合作、自我學(xué)習(xí)、解決問題、創(chuàng)造革新、應(yīng)用外語等模塊。只有采取合適的教學(xué)方法,才能讓中職學(xué)生在校期間更加全面協(xié)調(diào)地發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
[1]朝輝.教學(xué)論.北京:清華大學(xué)出版社,2010.
關(guān)鍵詞:化工機(jī)械 防腐蝕 設(shè)計(jì)
中圖分類號:TQ050.9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)12(c)-00-02
1 化工機(jī)械設(shè)備發(fā)生腐蝕的原因分析
腐蝕實(shí)質(zhì)上是一種由化學(xué)或化學(xué)作用導(dǎo)致物體被破壞的過程?;C(jī)械設(shè)備的腐蝕則是指金屬零部件在與空氣、水及各種溶液接觸的過程中發(fā)生化學(xué)反應(yīng),進(jìn)而造成金屬變形及尺寸變化而引起的破壞。腐蝕在化工生產(chǎn)中較為普遍,防腐蝕處理也是化工企業(yè)的一項(xiàng)重要工作。當(dāng)化工機(jī)械設(shè)備遭受腐蝕以后,會導(dǎo)致設(shè)備外觀、性能等諸多方面受到影響,嚴(yán)重時會使設(shè)備損壞,進(jìn)而給企業(yè)造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。引起化工機(jī)械設(shè)備腐蝕的原因主要有以下兩大方面。
1.1 內(nèi)在因素
(1)由于設(shè)備本身的金屬材質(zhì)不同,使之對于各種介質(zhì)的抗腐蝕能力也不相同,金屬材料的晶粒越粗,腐蝕發(fā)生的速度就越快,反之腐蝕的速度就越慢,例如,以不銹鋼作為主要材料的設(shè)備要比鑄鐵為材料的設(shè)備抗腐蝕性能高。
(2)金屬零部件的表面粗糙程度決定其抗腐蝕能力的強(qiáng)弱,即表面越粗糙越容易被腐蝕。
(3)機(jī)械設(shè)備自身的形狀也與腐蝕有著密切關(guān)系,如設(shè)備上較為突出位置的金屬遭受腐蝕的速度相對較快。同時設(shè)備上的一些死角和縫隙也很容易出現(xiàn)腐蝕。
1.2 外在因素
(1)在化工生產(chǎn)的過程中,機(jī)械設(shè)備無可避免地會接觸到大量帶有腐蝕性的介質(zhì),如酸、堿、鹽等等,這是造成設(shè)備腐蝕的重要原因。此外,介質(zhì)的含氧量、化學(xué)成分、pH值等也是導(dǎo)致設(shè)備腐蝕的一大
原因。
(2)當(dāng)介質(zhì)的溫度不斷升高時,其壓力也會隨之上升,這樣便會加快腐蝕的速度,這主要是因?yàn)楦g本身屬于一種化學(xué)反應(yīng)。通常情況下,溫度每升高10 ℃左右,會使腐蝕的速度加快1~3倍左右。同時溫度升高還會導(dǎo)致擴(kuò)散面積增大,這也會在一定程度上加快腐蝕速度。
(3)介質(zhì)的流動速度越快,就越容易造成設(shè)備腐蝕,這是因?yàn)樵诮橘|(zhì)流動的過程中,會對設(shè)備的防腐蝕保護(hù)層造成沖刷,當(dāng)流動速度達(dá)到一定時,沖刷便會造成保護(hù)層被破壞,進(jìn)而造成失去保護(hù)的金屬被腐蝕。
(4)機(jī)械設(shè)備在應(yīng)力的作用下會引起金屬內(nèi)部變形,這樣一來該部位的電極電位便會下降,從而導(dǎo)致微電池腐蝕加劇,進(jìn)而形成腐蝕破裂。
2 化工機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生腐蝕的機(jī)理分析
化工機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生腐蝕得機(jī)理主要包括以下兩個方面。
2.1 電化學(xué)腐蝕機(jī)理
由于機(jī)械設(shè)備大部分都是金屬外殼,而金屬表層與離子導(dǎo)電介質(zhì)非常容易發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),這樣一來便會引起電化學(xué)腐蝕,從而使設(shè)備遭受嚴(yán)重的破壞。所有根據(jù)電化學(xué)機(jī)理產(chǎn)生的腐蝕都至少包含一個陽極和一個陰極反應(yīng),并且還會通過金屬本身的電子流以及介質(zhì)當(dāng)中的離子流互相聯(lián)系。其中陽極反應(yīng)屬于氧化過程,簡單來講就是金屬離子從金屬當(dāng)中轉(zhuǎn)移至介質(zhì)當(dāng)中,在這一過程中,會釋放出大量的電子流,這部分電子流會與介質(zhì)中的離子流相互聯(lián)系,并結(jié)合到一起,進(jìn)而引起電化學(xué)反應(yīng);而陰極反應(yīng)則主要是對于介質(zhì)中的氧化劑成分而言的,其通過對陽極中的電子進(jìn)行吸收進(jìn)而形成的還原過程。在電化學(xué)腐蝕的整個過程中,因電流并不會對外做功,一般都是腐蝕電池的內(nèi)陰極發(fā)生自耗反應(yīng),這樣一來便會導(dǎo)致金屬遭受腐蝕的速度
加快。
2.2 工業(yè)大氣腐蝕機(jī)理
由于化工機(jī)械設(shè)備長期在工業(yè)污染較重的區(qū)域內(nèi)運(yùn)行,在這樣區(qū)域中,空氣中一般都含有大量的揮發(fā)物,如二氧化碳、硫酸、氫氧化物以及硫化物等等,并且還會含有大量的工業(yè)分層,而這些種種都是具有極強(qiáng)腐蝕性的介質(zhì)。當(dāng)它們在潮濕的條件下,酸性氣體便會與H2O相結(jié)合,并生成無機(jī)酸,這些酸具有非常強(qiáng)的腐蝕性。舉個簡單的例子,鐵質(zhì)合金在這樣的介質(zhì)中會發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng),從而會導(dǎo)致其被嚴(yán)重腐蝕破壞。在工業(yè)大氣的環(huán)境中,機(jī)械設(shè)備腐蝕大多都是由電化學(xué)和直接化學(xué)腐蝕綜合作用所導(dǎo)致的。從這兩種腐蝕的本質(zhì)上講,它們?nèi)慷紝儆诮饘僭邮щ娮雍筠D(zhuǎn)變?yōu)殡x子的氧化過程。而兩者之間唯一的區(qū)別是環(huán)境背景有所不同?;瘜W(xué)腐蝕是金屬與介質(zhì)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng),此時的環(huán)境多為高溫、干燥,而電化學(xué)腐蝕則基本都是發(fā)生在較為潮濕的環(huán)境當(dāng)中。
3 化工機(jī)械設(shè)備的防腐設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析
3.1 設(shè)備防腐蝕設(shè)計(jì)要點(diǎn)
由于化工機(jī)械設(shè)備全部都是由金屬材料加工而成,金屬本身又是一種非常容易被腐蝕的材質(zhì),為此,在采購設(shè)備時,必須對所選的設(shè)備進(jìn)行綜合考,選擇最為合適的配套附件,并且應(yīng)對設(shè)備附件進(jìn)行防腐蝕設(shè)計(jì),這是非常重要的環(huán)節(jié)之一,應(yīng)予以高度重視?;C(jī)械設(shè)備的防腐蝕設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下。
(1)優(yōu)選材料?,F(xiàn)階段,用于制造機(jī)械設(shè)備的主要材料是碳素鋼,其價格相對較為低廉,并且采購也比較方便,最為重要的是這種鋼材容易進(jìn)行加工。通常情況下,碳素鋼在普通的環(huán)境中基本不會被嚴(yán)重腐蝕,對設(shè)備的正常運(yùn)行也不會造成太大的影響和危害。然而,若是在化工生產(chǎn)中使用,這種環(huán)境便有可能對碳素鋼造成腐蝕。如最為常用的Q235鋼,在高濃度的腐蝕介質(zhì)中,被腐蝕的速度非常之快,即便采取相應(yīng)的防腐蝕措施,也會因?yàn)榉栏?、膜劃傷或脫落,引起腐蝕面積擴(kuò)大,從而使機(jī)械設(shè)備的使用壽命大幅度降低。為此,在選擇設(shè)備時,盡可能不要選用以Q235鋼為主要材料的設(shè)備,而是要選用一些抗腐蝕性能較強(qiáng)的低合金鋼,并以此作為設(shè)備的基材。雖然低合金鋼本身的價格相對比較昂貴,但是它的抗腐蝕性能極佳,從長遠(yuǎn)的角度上考慮,選用這種材質(zhì)所能獲得的總體經(jīng)濟(jì)效益要比碳素鋼高很多。
(2)結(jié)構(gòu)與工藝的防腐設(shè)計(jì)。當(dāng)機(jī)械設(shè)備的形狀設(shè)計(jì)過于復(fù)雜時,便很可能引起一些缺陷,如積塵、積液以及設(shè)備應(yīng)力過大等等,這樣便容易造成機(jī)械設(shè)備的局部位置出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象,為了盡可能避免這種情況的發(fā)生,應(yīng)當(dāng)在進(jìn)行設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時,綜合考慮抗腐蝕性,并滿足以下要求:①設(shè)備構(gòu)件的形狀越簡單越好,所有構(gòu)件應(yīng)盡可能采用相同的金屬材料,并減少構(gòu)件當(dāng)中的縫隙;②必須選擇優(yōu)質(zhì)的防銹漆,以確保腐蝕介質(zhì)能夠與設(shè)備構(gòu)件完全隔離。需要特別注意的是在對設(shè)備焊縫進(jìn)行涂漆時,結(jié)構(gòu)的合理性將會直接影響涂漆質(zhì)量,也就是說只有最為合理的結(jié)構(gòu)形式,才能保證涂漆達(dá)到理想中的防腐效果;③應(yīng)當(dāng)避免一些殘余的水分滯留在機(jī)械設(shè)備上的情況發(fā)生,即設(shè)計(jì)過程中要盡可能避免向上的容器狀凹處,若是必須采取這樣的設(shè)計(jì),應(yīng)設(shè)置排水孔;④應(yīng)防止對機(jī)械設(shè)備焊接時出現(xiàn)應(yīng)力集中的情況,焊接工藝要合理,盡可能做到連續(xù)不間斷地焊接。同時還要避免焊接質(zhì)量缺陷的發(fā)生,如焊瘤、咬邊等等,一旦形成這樣的焊接質(zhì)量缺陷便有可能導(dǎo)致該位置成為新的腐蝕點(diǎn),進(jìn)而引起嚴(yán)重的腐蝕現(xiàn)象;⑤為避免縫隙腐蝕的情況發(fā)生,應(yīng)當(dāng)對構(gòu)件連接處的縫隙進(jìn)行合理處理,如在對接和搭接時,應(yīng)采用雙面連續(xù)對接焊,并確保焊接質(zhì)量,這樣有利于防止縫隙腐蝕的現(xiàn)象發(fā)生。
3.2 化工機(jī)械設(shè)備防腐蝕措施
目前,較為常用的化工機(jī)械設(shè)備防腐蝕措施主要有以下幾種。
(1)環(huán)境處理法。該方法具體是指在不影響設(shè)備工藝的前提下,通過改變環(huán)境來達(dá)到降低腐蝕性的目的。①去除環(huán)境當(dāng)中的腐蝕性物質(zhì)。比較常見的有去除水分,如在輸送CO2、氯化物等介質(zhì)時,前置脫水裝置;脫氧法,即將溶解在水分當(dāng)中的氧進(jìn)行脫除。②在環(huán)境中添加防腐蝕成分。如添加防腐劑、鈍化劑、中和劑等等。
(2)表面涂層處理法。①涂漆。這種防腐蝕處理方法最為常用的是在機(jī)械設(shè)備表面進(jìn)行涂漆,所采用的大部分都是油料涂漆,如酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂等等。②金屬覆蓋層。該方法大致可分為兩種,一種是使用耐腐蝕性能較好的金屬覆蓋在設(shè)備表面上,雖然該方法能夠起到良好的防腐效果,但對加工工藝的要求卻比較苛刻,故此在應(yīng)用時應(yīng)當(dāng)加以注意;另一種方法是用比母材電位低的金屬材料進(jìn)行覆蓋,即將該材料作為犧牲陽極,以達(dá)到防腐效果。③有機(jī)襯里。常用的襯里材料有PVC、環(huán)氧樹脂、不透性石墨等等。④無機(jī)襯里。常用的有化工陶瓷、玻璃、砂漿和化工搪瓷等等。
(3)電防腐蝕。這種防腐蝕方法就是對設(shè)備金屬表面的局部腐蝕電池從外部直接通上防腐蝕電流,借此來消除局部電池內(nèi)的腐蝕電流,簡單來講就是利用防腐電流使設(shè)備的金屬電位降至最為穩(wěn)定的區(qū)域。該方法具體可分為犧牲陽極法和外接電源法??砂凑赵O(shè)備的實(shí)際情況進(jìn)行選擇。
4 結(jié)語
總而言之,為了進(jìn)一步提高化工機(jī)械設(shè)備的抗腐蝕能力,除了在具體設(shè)計(jì)時掌握設(shè)計(jì)要點(diǎn)之外,還必須了解設(shè)備的防腐蝕措施,這樣便可以在設(shè)備遭受腐蝕后,做出及時、有效地處理,以降低腐蝕給設(shè)備造成的損壞。只有通過防腐蝕設(shè)計(jì)和防腐措施雙管齊下,才能確保化工機(jī)械設(shè)備達(dá)到最佳的防腐性能,進(jìn)而延長設(shè)備的使用年限,這對于化工企業(yè)而言具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:制藥化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ);教學(xué)內(nèi)容;體系;改革
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)51-0085-02
一、前言
制藥化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程是為滿足現(xiàn)代制藥工業(yè)的需求,在原《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》課程基礎(chǔ)之上進(jìn)行教W改革,應(yīng)運(yùn)而生的一門課程。制藥設(shè)備行業(yè)相對于制藥工業(yè)而言,發(fā)展相對滯后,我國制藥設(shè)備的復(fù)合人才還比較缺乏。目前開設(shè)制藥設(shè)備機(jī)械專業(yè)學(xué)科的大專學(xué)校陸續(xù)增多,醫(yī)藥院校制藥設(shè)備機(jī)械設(shè)計(jì)方面的教學(xué)還存在普遍被忽視的情況。在這種情況下,對原《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》課程體系進(jìn)行改革,將教學(xué)內(nèi)容與制藥設(shè)備機(jī)械行業(yè)、制藥工業(yè)、現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)方法和手段緊密相連,科學(xué)合理地構(gòu)建制藥設(shè)備機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)課程體系的教學(xué)內(nèi)容,勢在必行。
二、合理構(gòu)建制藥設(shè)備機(jī)械(設(shè)計(jì))學(xué)教學(xué)內(nèi)容
原化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)包含:工程力學(xué)、化工設(shè)備材料、機(jī)械傳動、容器設(shè)計(jì)及課程設(shè)計(jì)五部分內(nèi)容。該課程的主要落腳點(diǎn)是化工設(shè)備,而制藥設(shè)備與機(jī)械與藥品的質(zhì)量密切相關(guān),制藥設(shè)備與機(jī)械的質(zhì)量直接關(guān)系是否能生產(chǎn)出合格藥品,是否能通過GMP規(guī)范的驗(yàn)證。制藥設(shè)備機(jī)械在衛(wèi)生、潔凈、耐腐蝕、無污染方面比化工設(shè)備的要求更為嚴(yán)格,原化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程教學(xué)內(nèi)容中未涉及現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法方面的知識,這些都使得原化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)的教學(xué)內(nèi)容相對陳舊,不能滿足現(xiàn)代制藥工業(yè)、制藥設(shè)備機(jī)械行業(yè)對人才培養(yǎng)的需求,因此要在化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程的基礎(chǔ)上,構(gòu)建科學(xué)合理的、與制藥設(shè)備機(jī)械緊密聯(lián)系的教學(xué)內(nèi)容,以滿足制藥設(shè)備機(jī)械及制藥工業(yè)發(fā)展的需要。
筆者根據(jù)多年的教學(xué)及科研經(jīng)驗(yàn),進(jìn)行總結(jié)及歸納,構(gòu)建制藥設(shè)備機(jī)械(設(shè)計(jì))學(xué)方向的教學(xué)內(nèi)容如下。
1.簡化工程力學(xué)部分,強(qiáng)化工程安全安裝和維護(hù)理念。工程力學(xué)是整個工程界的基礎(chǔ),其指導(dǎo)設(shè)備安全安裝和設(shè)備合理維護(hù)、工程安全設(shè)計(jì)、設(shè)備安全運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ),該部分內(nèi)容應(yīng)予以保留。但由于制藥化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程學(xué)時的限制,可在教學(xué)內(nèi)容上適當(dāng)簡化。對于靜力學(xué)部分,可只介紹常見典型制藥設(shè)備與機(jī)械的受力特點(diǎn)、分析方法;材料力學(xué)部分,結(jié)合工程實(shí)例,簡化各種載荷下的受力及變形分析,簡化強(qiáng)度條件、剛度條件及穩(wěn)定性條件的理論公式推導(dǎo),結(jié)合強(qiáng)度理論及剛度條件的應(yīng)用,強(qiáng)化制藥工業(yè)工程在建廠初期的設(shè)備及設(shè)施的合理安全安裝,及制藥設(shè)備機(jī)械和設(shè)施在使用過程中的安全操作及使用等知識。
2.聯(lián)系制藥工業(yè),講解制藥設(shè)備機(jī)械材料學(xué)。原化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程中,材料學(xué)部分內(nèi)容主要涉及化工行業(yè)設(shè)備與機(jī)械材料的種類、性質(zhì)及化工設(shè)備材料選擇原則,重點(diǎn)為碳鋼、鑄鐵、合金鋼等,這些知識點(diǎn)已不能滿足制藥設(shè)備機(jī)械材料的需求。大多數(shù)的制藥設(shè)備與機(jī)械,無論是固體制劑設(shè)備,還是包裝材料及設(shè)備等都要求滿足GMP要求,GMP規(guī)范中涉及制藥設(shè)備機(jī)械選材的條款如下。(1)GMP(2010版)第74條規(guī)定:“生產(chǎn)設(shè)備不得對藥品質(zhì)量產(chǎn)生任何不利影響。與藥品直接接觸的生產(chǎn)設(shè)備表面應(yīng)當(dāng)平整、光潔、易清洗或消毒、耐腐蝕,不得與藥品發(fā)生化學(xué)反應(yīng)、吸附藥品或向藥品中釋放物質(zhì)。”第98條規(guī)定:“純化水、注射用水儲罐和輸送管道所用材料應(yīng)當(dāng)無毒、耐腐蝕;儲罐的通氣口應(yīng)當(dāng)安裝不脫落纖維的疏水性除菌濾器;管道的設(shè)計(jì)和安裝應(yīng)當(dāng)避免死角、盲管?!保?)GMP(98版)附錄第二節(jié)3款認(rèn)為:“與藥液接觸的設(shè)備、容器具、管路等應(yīng)采用優(yōu)質(zhì)耐腐蝕材質(zhì)……過濾器材不得吸附藥液組份和釋放異物。禁止使用含石棉的過濾器材”;GMP(2010版)第41條規(guī)定:過濾器應(yīng)當(dāng)盡可能不脫落纖維。嚴(yán)禁使用含石棉的過濾器。過濾器不得因與產(chǎn)品發(fā)生反應(yīng)、釋放物質(zhì)或吸附作用而對產(chǎn)品質(zhì)量造成不利影響。美國CGMP中211.65條(a)款規(guī)定:“設(shè)備表面與組份、中間物料或藥品接觸時應(yīng)不起反應(yīng),無吸著、吸附作用,以不致改變藥品的安全性、鑒別特征、含量(或效價)、質(zhì)量或純度而使之超出法定或其他既定要求”。因此涉及制藥設(shè)備機(jī)械及包裝材料的選擇應(yīng)以不銹鋼及符合衛(wèi)生條件的非金屬材料為主,使用普通碳素鋼及鑄鐵的場合則很少。故制藥設(shè)備機(jī)械材料學(xué)部分內(nèi)容應(yīng)結(jié)合制藥設(shè)備機(jī)械和制藥工業(yè)行業(yè)的實(shí)際情況,以講解制藥設(shè)備機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)中采用的合金鋼、醫(yī)用非金屬材料為主,碳鋼、鑄鐵及有色金屬材料為輔。現(xiàn)代醫(yī)藥包裝材料多以PET、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酯等為主,廣泛應(yīng)用醫(yī)藥塑料包裝瓶的制造。聚氯乙烯片材和聚酯主要是片材材料,合成紙和無紡布主要用于醫(yī)療器械的包裝袋。而在有些腐蝕嚴(yán)重的場合會采用搪瓷及鈦材作為制藥設(shè)備機(jī)械的材料。這些知識點(diǎn)緊密地與制藥設(shè)備機(jī)械及藥物包裝材料相結(jié)合,實(shí)用而有的放矢。
3.以藥劑機(jī)械為載體,講解機(jī)械傳動部分。原化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程中有機(jī)械傳動部分內(nèi)容,包括V帶傳動、齒輪傳動、軸與聯(lián)軸器、軸承、輪系及減速機(jī)。這些內(nèi)容對于醫(yī)藥院校的學(xué)生來講,因?yàn)闆]有實(shí)踐應(yīng)用環(huán)節(jié)及課程設(shè)計(jì)等實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)而顯得枯燥。在學(xué)時允許的情況下,教學(xué)中,擬輔以實(shí)例剖析,將這些機(jī)械部件與制藥機(jī)械相聯(lián)系,將其作為機(jī)械中的一個部件進(jìn)行剖析;如結(jié)合小型手動壓片機(jī)講解輪系與減速機(jī)、齒輪傳動、V帶傳動;以大型反應(yīng)器和發(fā)酵罐為例講解軸與聯(lián)軸器等,可將枯燥的內(nèi)容生動活化,使學(xué)生易于理解。
4.結(jié)合制藥設(shè)備機(jī)械工程實(shí)際,闡述內(nèi)外壓容器設(shè)計(jì)。制藥設(shè)備機(jī)械內(nèi)外壓容器的設(shè)計(jì)及在用制藥設(shè)備類容器的安全校核及安全評定、附件的選型及校核是本課程的重點(diǎn)。該部分采用新版的GB150-2011《鋼制壓力容器》的設(shè)計(jì)及安全校核方法,講解制藥工程用內(nèi)壓、外壓容器的設(shè)計(jì)及在用設(shè)備的校核方法、設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇、容器附件的設(shè)計(jì)選型等內(nèi)容。聯(lián)系制藥設(shè)備機(jī)械實(shí)例的設(shè)計(jì),闡述設(shè)計(jì)及校核方法。如帶夾套的反應(yīng)器、提取罐、超臨界萃取釜,這些設(shè)備為了滿足使用過程中溫度的要求,大多帶有夾套。對于筒體部分,其往往承受內(nèi)壓,應(yīng)按內(nèi)壓容器進(jìn)行設(shè)計(jì)及校核;而超臨界萃取釜頻繁停車時,或內(nèi)部壓力小于夾套壓力工作的反應(yīng)器、提取罐及膜式蒸發(fā)器,筒體又承受外壓,就必須按外壓容器的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)和校核。結(jié)合制藥設(shè)備機(jī)械及制藥工業(yè)工程實(shí)際的教學(xué)內(nèi)容,更為生動。
5.制藥設(shè)備機(jī)械課程設(shè)計(jì)解析。為了緊密結(jié)合制藥工業(yè)工程及制藥設(shè)備機(jī)械專業(yè)方向的需求,增設(shè)制藥設(shè)備機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),選擇典型制藥設(shè)備與機(jī)械進(jìn)行設(shè)計(jì)訓(xùn)練,可顯著增強(qiáng)學(xué)生的知識為制藥工業(yè)服務(wù)的理念??山Y(jié)合藥物化學(xué)方向的需求,設(shè)置化學(xué)制藥工業(yè)中的化學(xué)反應(yīng)器的工藝、結(jié)構(gòu)及控制設(shè)計(jì);也可用刮膜式蒸發(fā)器設(shè)計(jì)取代換熱器設(shè)計(jì),以及有選裥緣厥褂昧骰床干燥器;并將新型的制藥設(shè)備與機(jī)械帶入課程設(shè)計(jì),介紹新型先進(jìn)的制藥設(shè)備及機(jī)械,使該課程設(shè)計(jì)內(nèi)容真正與制藥設(shè)備行業(yè)的需求緊密聯(lián)系。通過訓(xùn)練,一方面,可將前期的工程力學(xué)、制藥設(shè)備機(jī)械材料學(xué)、機(jī)械傳動及設(shè)備機(jī)械設(shè)計(jì)部分的教學(xué)內(nèi)容有機(jī)結(jié)合,使所學(xué)的知識得鞏固;另一方面,可以根據(jù)現(xiàn)存制藥設(shè)備中存在的問題、設(shè)備的研發(fā)方向,引導(dǎo)并鼓勵學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì),為制藥設(shè)備機(jī)械行業(yè)向更高水平發(fā)展注入新的技術(shù)力量。
6.現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法及技術(shù)?,F(xiàn)代設(shè)計(jì)方法是隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用而在設(shè)計(jì)領(lǐng)域發(fā)展起來的一門新興的多元交叉學(xué)科,其應(yīng)用越來越廣泛。因此,在制藥設(shè)備機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)的教學(xué)中,增加現(xiàn)代設(shè)計(jì)及分析方法的內(nèi)容,開闊學(xué)生視野,為后續(xù)的制藥設(shè)備機(jī)械方向的科研及工程應(yīng)用打下基礎(chǔ)。現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法包括:計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、有限元法及CFD模擬設(shè)計(jì)等。在學(xué)時允許的情況下,在課程中,主要介紹計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、現(xiàn)代智能優(yōu)化設(shè)計(jì)、或基于ANSYS的有限元法及CFD模擬方法,這些設(shè)計(jì)及分析方法可以為學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)提供幫助,為制藥設(shè)備機(jī)械的研發(fā)及解決工程中出現(xiàn)的問題提供先進(jìn)的設(shè)計(jì)及分析手段。通過上述教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整,增強(qiáng)了緊密聯(lián)系制藥工業(yè)及制藥設(shè)備機(jī)械行業(yè)的環(huán)節(jié),達(dá)到教學(xué)內(nèi)容服務(wù)于制藥工業(yè)及制藥設(shè)備機(jī)械行業(yè)的目的,課程的學(xué)時需要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行實(shí)時調(diào)整,以滿足教學(xué)需要。
三、展望
制藥化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程的教學(xué)改革,旨在為制藥設(shè)備機(jī)械及制藥工業(yè)提供缺乏的人才,該課程改革和建設(shè)之路還任重道遠(yuǎn)。目前需編寫滿足要求的制藥化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程的教材,并強(qiáng)化制藥設(shè)備機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)方向的教學(xué)改革、加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè),推動培養(yǎng)制藥設(shè)備機(jī)械及制藥工業(yè)行業(yè)培養(yǎng)復(fù)合型人才。
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The Course Reform of Basis of Pharmaceutical Engineering Equipment and Machinery
YU Ying,DAI Su-mei,ZhANG Li
(School of Engineering,China Pharmaceutical University,Nanjing,Jiangsu 210009,China)
關(guān)鍵詞:低碳環(huán)保;工程機(jī)械;自動化控制系統(tǒng);機(jī)械行業(yè);環(huán)境問題
中圖分類號:TF325 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-2374(2014)33-0090-02
隨著我國建設(shè)的不斷發(fā)展,為我們改善生活水平、提高生活質(zhì)量帶來不小優(yōu)勢。然而,隨著工業(yè)的迅猛發(fā)展,在帶來一定經(jīng)濟(jì)效益的同時,我們生存的環(huán)境也遭到了極大破壞??萍妓降陌l(fā)展意味著我們現(xiàn)在不用耗費(fèi)過多的人力,然而隨著科技的創(chuàng)新,我們機(jī)械設(shè)計(jì)的目的以及方法并未改變,這就導(dǎo)致了現(xiàn)在很多工程機(jī)械存在較大弊端?,F(xiàn)在的機(jī)械雖然不需要耗費(fèi)過多人力,然而還是會給操作人員帶來一定不適感,與此同時,機(jī)械制作過程中還大大污染我們所在的環(huán)境。目前,我國走的是可持續(xù)性發(fā)展路線,為了跟上時代的腳步,在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中我們需要注入一些低碳環(huán)保元素,同時還要設(shè)計(jì)出比較人性化的機(jī)械。
1 在機(jī)械設(shè)計(jì)中添加人性化因素
現(xiàn)今社會中,我們一直在貫徹“以人為本”的理念,因此想要設(shè)計(jì)好一個機(jī)械必須要考慮好人的因素,在設(shè)計(jì)中添加人性化因素。人性化因素添加的目的在于保證操作人員的安全以及舒適度,工作過程中主要是操作人員在進(jìn)行,所以工作人員的基本安全需要防護(hù)好;另外,還要照顧到操作人員的情緒以及舒適度。為了操作人員工作的效率,讓其在一個舒適、愉悅的環(huán)境中工作,我們需要設(shè)計(jì)出一種人性化的低碳環(huán)保型機(jī)械。如何能夠體現(xiàn)設(shè)計(jì)中的人性化,具體表現(xiàn)如下:
1.1 舒適駕駛室的設(shè)計(jì)
駕駛室是操作人員工作的環(huán)境,為了保證工作人員安全,需要充分利用工程機(jī)械的設(shè)計(jì)原理,設(shè)計(jì)出具備足夠安全性的駕駛室,在此基礎(chǔ)上,還可以加入一些操作便捷的設(shè)計(jì)來保證操作人員的舒適度。
1.2 外觀的設(shè)計(jì)
操作人員需要長時間在機(jī)器面前工作,因此,機(jī)器的外觀非常重要,在外觀設(shè)計(jì)過程中多加入一些溫馨的元素,通過改變外觀的顏色、標(biāo)牌以及造型來改善員工的心情,讓員工高高興興地開始一天的工作。
1.3 自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與機(jī)械設(shè)計(jì)結(jié)合起來,應(yīng)用計(jì)算機(jī)的控制系統(tǒng),讓員工通過電腦來控制機(jī)器的運(yùn)作,設(shè)計(jì)過程中需要考慮設(shè)計(jì)的安全性、舒適度等。
1.4 可靠性的設(shè)計(jì)
為了能夠更好地符合人性化原則,還需要保證機(jī)器整體的可靠性,設(shè)計(jì)比較完整的體系,避免零部件的頻繁更換,最重要的是在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中注意不要破壞環(huán)境。
1.5 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
在設(shè)計(jì)過程中需要注意防塵,在結(jié)構(gòu)中加入一些防塵設(shè)計(jì),以免異物進(jìn)入機(jī)器中。設(shè)計(jì)過程中不能忘記系統(tǒng),在一個機(jī)器中,作用非常重要,為了在安全前提下更好地節(jié)省成本,我們可以設(shè)計(jì)定時定量的自動注入系統(tǒng),這樣還可以更有效地將集中到
一起。
2 優(yōu)化低碳環(huán)保工程機(jī)械自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
2.1 對材料的選擇
設(shè)計(jì)過程中為了符合我們的環(huán)保主題,我們需要嚴(yán)格控制材料的選擇。對于不可再收、不可利用的材料,我們?nèi)糠艞墸x擇可再回收利用的資源。在材料選擇過程中,尤其是結(jié)構(gòu)件的選擇,我們更需要保證其無毒、環(huán)保。為了提高機(jī)械運(yùn)作效率,保證機(jī)械的耐久性,我們必須遵守一個原則,即長壽、無污染、低
能耗。
2.2 對電機(jī)的選擇
選擇電機(jī)的時候也需要保證其低碳環(huán)保性,電機(jī)是帶動整個機(jī)械運(yùn)作不可或缺的物體,因此,對電機(jī)的選擇需要慎重。選取的時候需要找公害較小的電機(jī),保證其排廢氣少、耗油量低、噪音少。同時,在設(shè)計(jì)的時候,需要利用先進(jìn)的科學(xué)發(fā)展技術(shù),更好地減輕機(jī)械噪音以及污染的影響。為了讓機(jī)械能夠更好地運(yùn)轉(zhuǎn),設(shè)計(jì)過程中我們需要遵守低噪音、低排放、低耗能的原則。
2.3 對技術(shù)的改進(jìn)
2.3.1 對機(jī)械產(chǎn)品噪音和振動的改善。在機(jī)械產(chǎn)品中,噪音和振動問題一直困擾著人們,如何設(shè)計(jì)更好的產(chǎn)品,減輕產(chǎn)品的振動問題以及噪音污染一直是我們要面對的問題。減輕產(chǎn)品噪音以及振動不僅僅是為了保護(hù)我們的環(huán)境,還能夠體現(xiàn)出產(chǎn)品的人性化設(shè)計(jì),減輕噪音與振動問題,員工操作起來才能更舒心。
2.3.2 液壓系統(tǒng)的保養(yǎng)與后續(xù)改進(jìn)。液壓系統(tǒng)的壽命和液壓系統(tǒng)的日常清潔有很密切的關(guān)系,要想保持液壓系統(tǒng)的工作性能,延長液壓系統(tǒng)的使用壽命,日常的清潔和保養(yǎng)必不可少。日常的液壓系統(tǒng)保養(yǎng)和清潔能夠確保其工作過程中內(nèi)部油溫不會升得過快,從而延長更換機(jī)油的時間。一般的液壓系統(tǒng)會采用增壓液壓油箱,這種油箱能夠防止灰塵以及外部空氣水分進(jìn)入其中,從而達(dá)到清潔液壓的目的。為了延長液壓油箱的使用時間,對液壓系統(tǒng)的零部件選擇也有要求,一般都采用耐腐蝕能力強(qiáng),性能優(yōu)良的材料以確保液壓系統(tǒng)使用過程中不會出現(xiàn)滲漏污染。此外,液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)階段也很重要,目前液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)多采用國內(nèi)外先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和相對前沿的設(shè)計(jì)想法,這種設(shè)計(jì)理念能夠確保液壓系統(tǒng)在工作中盡量減少油液中的垃圾,并最大程度降低液壓系統(tǒng)運(yùn)行時的零部件磨損。
2.4 液壓系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)
隨著國際能源供應(yīng)的日趨緊張,節(jié)能問題日益為人們所重視。液壓系統(tǒng)有很大的節(jié)能潛力,綠色是當(dāng)前社會倡導(dǎo)的熱點(diǎn)話題,也是機(jī)械工程發(fā)展的最終目標(biāo)。因此如何確保液壓系統(tǒng)的低消耗、無污染也是一個我們需要關(guān)注和思考的問題。那么如何讓液壓系統(tǒng)做到高效、節(jié)能呢?筆者以為首先可以選用節(jié)能發(fā)動機(jī),其次利用雙泵分合流技術(shù)、液壓負(fù)荷傳感技術(shù)和靜液驅(qū)動技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)低消耗。通過對液壓系統(tǒng)的控制元件、執(zhí)行元件、工作介質(zhì)和輔助裝置等方面的節(jié)能設(shè)計(jì),可以很大程度上降低液壓系統(tǒng)的能源損耗,有效節(jié)約
資源。
3 結(jié)語
隨著社會的發(fā)展,機(jī)械自動化的腳步已不可阻擋。為順應(yīng)大潮,設(shè)計(jì)人員要做的是在現(xiàn)階段的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)里面的創(chuàng)新并將其應(yīng)用的機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐當(dāng)中去,只有這樣我國的機(jī)械行業(yè)才能夠取得巨大的進(jìn)步和實(shí)質(zhì)上的質(zhì)量提升。以上所表達(dá)的就是這一主題――如何做好綠色環(huán)保機(jī)械的設(shè)計(jì),如何在綠色環(huán)保機(jī)械設(shè)計(jì)中融入人性化的理念以及最新的設(shè)計(jì)思想。只有做到這兩點(diǎn),才能夠說我們在機(jī)械自動化這一塊有了一定的心得體會。而筆者以人為本的最新機(jī)械設(shè)計(jì)理念將是機(jī)械工程產(chǎn)品今后發(fā)展的必然趨勢,同時也會對我國的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生重大影響。
參考文獻(xiàn)
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(1)針對化工機(jī)械回收環(huán)節(jié)的合理性設(shè)計(jì)。綠色化工機(jī)械的設(shè)計(jì)理念重點(diǎn)在于“綠色”,在充分考慮環(huán)境影響因素的基礎(chǔ)上,盡可能的體現(xiàn)“節(jié)儉”,即節(jié)儉資源和能源,合理設(shè)計(jì)機(jī)械回收部分,實(shí)現(xiàn)環(huán)保目標(biāo)的同時創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)價值。就目前我國大部分化工機(jī)械而言,手工分解依然為主流,雖然回收率較為客觀,但是環(huán)保效果卻不盡人意。DFR即化工機(jī)械回收設(shè)計(jì)是指在化工機(jī)械的設(shè)計(jì)過程中將機(jī)械零部件以及材料的回收納入到考量范圍內(nèi),盡量選取回收價值高、處理方式簡易的環(huán)保材料,以實(shí)現(xiàn)資源的回收再利用,從而達(dá)到環(huán)保的目的。在此過程中,還應(yīng)注重對外國先進(jìn)科技手段的引進(jìn),以創(chuàng)造符合我國社會發(fā)展需求和環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方式。
(2)面向化工機(jī)械拆卸環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)。DFD即化工機(jī)械拆卸設(shè)計(jì)是指在化工機(jī)械的設(shè)計(jì)過程中充分考慮機(jī)械的拆卸性能,通過現(xiàn)代科技手段的運(yùn)用提高機(jī)械的可拆卸性,這其中應(yīng)注重以下幾個方面的設(shè)計(jì)原則:一是在充分滿足化工機(jī)械使用要求的前提下,秉承“預(yù)測”原則,即在化工機(jī)械的設(shè)計(jì)過程中盡量簡化裝卸設(shè)計(jì),從而減少未來機(jī)械的拆卸步驟,為將來的零部件回收奠定良好的設(shè)計(jì)基礎(chǔ);二是化工機(jī)械的材料選取上盡量減少使用種類,使用兼容性能好的材料;三是堅(jiān)持化工機(jī)械設(shè)計(jì)的統(tǒng)一性原則,即盡量規(guī)則化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化結(jié)構(gòu)和功能相近的機(jī)械零部件,這樣減少拆卸使用工具種類和數(shù)量的同時便于機(jī)械零部件的循環(huán)利用;四是綠色化工機(jī)械的設(shè)計(jì)應(yīng)在堅(jiān)持拆卸設(shè)計(jì)原則的基礎(chǔ)上依據(jù)使用和操作功能的不同而進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。
(3)必要的化工機(jī)械使用壽命評價。所謂的化工機(jī)械使用壽命評價在此主要是就其使用過程中所產(chǎn)生的環(huán)境問題而提出的,與此同時它也是綠色化工機(jī)械設(shè)計(jì)分析和評價的主要措施?;C(jī)械使用壽命評價主要包括兩個方面的內(nèi)容:一方面是指環(huán)保材料的選用、化工產(chǎn)品所涉及到的回收設(shè)計(jì)、可裝卸設(shè)計(jì)、廢棄物的回收再利用以及資源優(yōu)化處理等綠色設(shè)計(jì);另一方面是指在化工機(jī)械的可使用生命周期過程中使得技術(shù)、經(jīng)濟(jì)以及環(huán)境實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化。由此可見,對化工機(jī)械進(jìn)行必要的使用壽命評價就綠色化工機(jī)械與環(huán)境的和諧發(fā)展而言是必然的、是不可或缺的。
二、化工機(jī)械自身生產(chǎn)制造過程中的環(huán)保措施。
1.將“綠色”灌輸?shù)缴a(chǎn)制造過程中。此處所指的“綠色”主要包括兩個深層次的含義即環(huán)保和節(jié)省。環(huán)保是指在綠色化工機(jī)械的整個生產(chǎn)制造過程中從產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、包裝、運(yùn)輸、回收等環(huán)節(jié)降低對環(huán)境所產(chǎn)生的不利影響;節(jié)省即為節(jié)約、節(jié)儉的意思,是指通過先進(jìn)的技術(shù)手段改造整個生產(chǎn)制造工藝流程,進(jìn)而達(dá)到低消耗、高產(chǎn)出的目的。就目前我國的經(jīng)濟(jì)形勢而言,實(shí)現(xiàn)資源配置最優(yōu)化,厲行節(jié)儉,無疑是實(shí)現(xiàn)企業(yè)和環(huán)境雙贏的重要舉措。
2.注重先進(jìn)科技在生產(chǎn)制造過程中的應(yīng)用。當(dāng)前化工機(jī)械所應(yīng)用到的先進(jìn)技術(shù)手段主要分為四種,即:一是數(shù)字化。數(shù)字化主要是指在化工機(jī)械的生產(chǎn)制造過程中,將繁雜多變的信息轉(zhuǎn)化成可度量的數(shù)字、數(shù)據(jù)予以記載,繼而通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行精準(zhǔn)的計(jì)算和控制,從而優(yōu)化資源配置,降低能源消耗。二是自動化。自動化是指通過化工機(jī)械的自主運(yùn)行,較少人工操作,節(jié)省人力資源,使得整個生產(chǎn)制造過程實(shí)現(xiàn)自動控制、自動調(diào)節(jié)、自動補(bǔ)償?shù)?。以不影響產(chǎn)品質(zhì)量為前提,完善操作環(huán)境,通過先進(jìn)生產(chǎn)工藝以及管理體制的應(yīng)用,促進(jìn)綠色化工機(jī)械產(chǎn)業(yè)的再發(fā)展。三是集成化。集成化不僅包括技術(shù)集成,還包括管理集成。融合各先進(jìn)技術(shù)手段的優(yōu)點(diǎn),從管理以及技術(shù)方面雙管齊下,創(chuàng)建一種符合現(xiàn)代制造標(biāo)準(zhǔn),節(jié)省高效的生產(chǎn)模式。四是網(wǎng)絡(luò)化。信息網(wǎng)絡(luò)化是順應(yīng)全球經(jīng)濟(jì)一體化潮流的必然趨勢。通過信息技術(shù)與通信技術(shù)的融合,汲取當(dāng)前世界最先進(jìn)的生產(chǎn)制造、管理、工藝等方面的技術(shù),并結(jié)合自身的生產(chǎn)制造特點(diǎn),形成一種新型的現(xiàn)代生產(chǎn)制造流程,從而實(shí)現(xiàn)綠色制造。
3.建立完善的廢棄物再循環(huán)利用體系。廢棄物的再循環(huán)利用,一方面改善了化工機(jī)械生產(chǎn)制造的環(huán)境,另一方面循環(huán)使用,降低了成本,節(jié)約了能源,對促進(jìn)綠色化工機(jī)械與環(huán)境的和諧發(fā)展具有重大的意義。在充分做好設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程中環(huán)保工作的同時還應(yīng)注意化工生產(chǎn)后所產(chǎn)生的廢棄物再利用。對“三廢”的開發(fā)和利用予以應(yīng)有的重視,高效回收,重復(fù)使用,以盡量規(guī)避其對生態(tài)環(huán)境、人體健康以及經(jīng)濟(jì)等方面所產(chǎn)生的不良影響。
4.實(shí)現(xiàn)綠色包裝。綠色包裝是實(shí)現(xiàn)綠色化工機(jī)械與環(huán)境和諧發(fā)展的必要因素,在此應(yīng)注重以下幾方面的內(nèi)容:一是設(shè)計(jì)符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的綠色包裝,優(yōu)化包裝結(jié)構(gòu);二是在包裝材料的選取上,選用污染小、無毒無害的材質(zhì),減少材料浪費(fèi);三是包裝廢棄物應(yīng)易回收再利用或易于自行降解,對環(huán)境無污染;四是盡量避免對生態(tài)環(huán)境、人身健康等產(chǎn)生不良影響。
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