《制药机械(第二版)》第七章：制药工艺管路

（二）阀门的选用 • 阀门的选用应遵循以下原则： • 1、满足生产目的的要求 • 2、满足阀门技术规范的要求 • 3、经济性 • 4、方便性
19:46
第四节 管路连接
• 管路连接包括:
• 管子与管子的连接; • 管子与管件、阀门的连接; • 管子与设备的连接。
• 联接方法: • 可拆式连接
• • • • 法兰联接; 螺纹联接; 承插联接; 卡箍连接。
• 管路的连接方式分为永久性连接和可拆卸连接，制药工艺 管路的连接多采用可拆卸连接。
19:46
目标检测
一、填空题：
• 1.工艺管路由 、 和 组成。 和 。 ；② ；② ；③ ；③ 。 ；④ ； • 2. 制药工艺管路用管分为 • 3. 工艺管路中阀门的作用① • 4. 管与管件的连接方式有① ⑤ ；
W s Q v
式中 WS：流体的质量流量，kg/s； ρ：流体密度，kg/m3。
（7-3）
所以，采用质量流量时管径计算公式为:
d 4W s
u
（7-4）
•由式(7-2)和(7-4)计算所得直径为构成流通面积的内径， 而选择管径的基本参数是公称直径。所以，应根据计算 得到的内径，圆整后选偏大的公称直径。
19:46
第三节 管件与阀门
一、常用的管件
• 1．弯头 弯头是管路中改变管路方向的连接管件。 • 弯头用于管道拐弯处，连接两根等径管子； • 异径弯头用于管道拐弯处，连接两根不等径的管子。
19:46
快接弯头 异 径 弯 头 外丝弯头
弯头的种类
异径外丝弯头 内 丝 弯 头
19:46
快接弯头
承接弯头
异径外接
内丝接头（外接） 异径内接
19:46
二、阀门
• 阀门是管道系统的重要组成部件，在生产过程中 起着重要作用。 • 阀门的主要功能有： l）接通和截断流体； 2）防止流体倒流； 3）调节流体压力、流量； 4）分离、混合或分配流体； 5）保证管道或设备安全运行。
19:46
• 截止阀
1-手轮；2-阀杆；3-阀瓣 内螺纹截止阀
• 永久性连接
• 焊接连接
19:46
• 一、法兰连接 • 法兰连接是制药工艺管路中应用最广的连接方式。在需要 经常拆装的管段处和管道与设备相联接的地方，大都采用 法兰联接。 • 法兰连接强度高、拆卸方便、适应范围广。
19:46
• 二、螺纹连接 • 螺纹连接是一种广泛使用的可拆卸的固定连接，具有结构 简单、连接可靠、装拆方便等优点。 • 螺纹连接是通过内外管螺纹拧紧而实现的。 •螺纹连接有三种形式： 1.两段外丝管通过管内丝的连接 （内牙管连接） 2. 内丝管通过外丝（外牙）的连接 3. 通过活管接的连接
19:46
二、非金属管
（四）橡胶管 • 质量轻、挠性好，安装拆卸方便，对多种酸碱液 具有耐蚀性能。 • 橡胶管为软管，多用作制药工艺管路的挠性连接 件。
19:46
二、非金属管
• （五）玻璃管 • 优点：透明、耐腐蚀、阻力小、价格低等， • 缺点：质脆，不耐冲击和振动。 • 玻璃管在制药生产中主要用于需要监测的管路。
19:46
其它
• 内涂塑外镀锌钢管 • 内外涂塑复合钢管
19:46
第二节 管径选择与壁厚确定
• 流体输送管路的管径可根据流体的流量和流速来确定 • 流量是指单位时间内，通过某一截面的流体体积或质量， 它一般由制药工艺条件所决定。 • 流速是指流体单位时间内在流动方向上通过的距离，它一 般由技术人员按有关规范确定。
黑管
白管（镀锌管）
19:46
• （一）钢管 2．无缝钢管 • 镀锌无缝钢管 •不锈钢材质的无缝钢管
19:46
• 一般钢管的规格以公称直径（DN）表示。
钢 管 的 规 格
• 公称直径是近似普通钢管内径的一个名义尺寸。公称直 径的单位是mm或in。每一公称直径对应一个外径，其 内径数值随厚度不同而不同。
4．工艺管道上的阀门、管件的材料应与所在管道的材料相适应。
19:46
第一节 管子的种类
• 管子按材质分为 • 金属管 • 钢管 • 铸铁管 • 有色金属管 • 非金属管 • 塑料管 • 玻璃钢管 • 陶瓷管 • 橡胶管 • 玻璃管
19:46
一、金属管
• （一）钢管
1．有缝钢管 • 是用钢板或钢带经过卷曲成型后焊接制成的钢管 • 一般焊管（不镀锌，俗称黑管） • 镀锌焊管（白管）
19:46
第七章 制药工艺管路
19:46
19:46
19:46
教学目标
• 1．明确工艺管路在制药工程中的作用； • 2．熟悉工艺管路系统的组成、管件参数及管路的 连接方式； • 3．了解GMP对管路材质及管路布置的要求。
19:46
教学内容
• • • • • 第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 管子的种类 管径选择与壁厚确定 管件与阀门 管路连接 管路的布置和常见故障排除
Q v uA
（7-1）
d
4QV
u
式中 Qv：流体体积流量，m3/s； u：流体流速，m/s； A：流体流通截面积，m2。
4QV
制药生产中所用管道通常为圆管，以A=(π/4)d2代入式(7-1)得，
d
u
（7-2）
式中 d：圆管内径，m；
19:46
• 若采用质量流量，由于质量流量与体积流量的关系为：
19:46
• 闸阀
法兰闸阀
1-闸板；2-闸座
19:46
• 蝶阀
19:46
• 球阀
1-阀杆；2-手柄；3球体
19:46
• 旋塞阀
19:46
• 止回阀
升降式止回阀
旋启式止回阀
19:46
• 节流阀
1-手轮；2-阀杆；3-阀芯
19:46
• 8．隔膜阀
1-手轮；2-阀杆；3-阀盘；4-隔膜
19:46
19:46
小知识
GMP对管路材料的要求
1．管道材料应根据所输送物料的理化性质和使用工况选用。采用
的材料应保证满足工艺要求，使用可靠，不吸附和污染介质，
施工和维护方便。 2．引入洁净室（区）的明管材料应采用不锈钢。 3．输送纯化水、注射用水、无菌介质或成品的管道宜采用低碳优 质不锈钢或其他不污染物料的材料。
弯头的种类
对焊弯头
19:46
• 2．三通、四通 • 三通管用于三根管子汇集的地方； • 四通管用于四根管子汇集的地方。
正 三 通
异 径 四 通
四通
斜 三 通 异径三通
19:46
• 3．短管和异径管
异径管
短管
19:46
• 4．盲板
• 5．活接头
内牙活接
外牙活接
19:46
外丝接头（内接）
• 其它接头
19:46
三、简答题： 1．制药工艺管道系统包括哪几部分？
2．制药工艺管路中常见的故障有那些？
3．制药工艺管路中阀门起什么作用？其功能有哪些？
19:46
使用说明：
• 在播放幻灯片前，将“宏”的“安全性” 设置为“低”时，在幻灯片放映过程中， 随时用鼠标点击右上角的数字，即可显示 当前的时间。
19:46
一、管径选择
• （一）流速的确定 • 确定流速时，应在满足制药工艺条件的前提下，在操 作费用和基建费用之间通过经济核算来确定适宜流速， 使操作费用和基建费用的总和最小，进而确定管子的 直径。
• 流体在管道中的适宜流速，与流体的性质及制药工艺 条件有关，
19:46
• （二）管径的选用
流量的计算公式为：
（一）塑料管
• 易于加工成型、可焊性好，耐腐蚀性能较好。
19:46
பைடு நூலகம்
二、非金属管
（二）玻璃钢管
• 优点：质量轻、强度高、耐腐蚀。 • 缺点：易老化、易变形、耐磨性差。
19:46
二、非金属管
（三）陶瓷管
• 优点：耐腐蚀性能好，结构致密，表面光滑平整，硬度较 高。 • 缺点：耐压能力低，性脆易碎，耐热性能差，
19:46
无缝钢管的规格以外径×壁厚来表示。
钢 管 的 规 格
19:46
不锈钢无缝钢管常用规格
钢 管 的 规 格
19:46
一、金属管
• （二）铸铁管
• 铸铁管是指用铸铁浇铸成型的管子。铸铁管用于给水、
排水和煤气输送管线。
• （三）有色金属管
• 1．铜管
• 2．铝及铝合金管
19:46
二、非金属管
p
p
19:46
二、管子壁厚的选用
•管子计算厚度:
（7-5）
p p
p
式中 δ：管子计算厚度，mm； p ：管子计算压力，MPa； Di：管子(内外)直径，mm； 〔σ〕： 管子许用应力，MPa； φ：管子基本许用应力修正系数。
19:46
• 管子的计算厚度是满足管子承受介质压力的强度 要求所必需的厚度，在确定管壁厚度时，还要考 虑介质腐蚀和管子制造负偏差等因素的影响，应 该在计算厚度的基础上加上厚度附加量，并据此 按钢管规格标准选取管子厚度。
3. 用“Φ外径mm×壁厚mm”来表示规格的是( )
A．镀锌管 B．钢管 C．玻璃管 4. 为防止流体逆向流动管路中应安装（ ）
A．球阀 B．隔膜阀 C．止回阀
5. 管件中连接管路支管的部件称为( )。 A．弯头
D．旋塞阀
B．三通或四通 C．短管 D．活接头
19:46
（二）多项选择题： 1．注射用水的输送管路不宜选用（ ） A．镀锌管 B．不锈钢管 C．玻璃管 D．聚乙烯管 2．管件通常包括（ ） A．弯头 B．短管 C．三通 D．阀门 3．不能用于输送含有悬浮物质流体的是( ) A．旋塞阀 B．截止阀 C．节流阀 D．闸阀 4．制药工艺管路的组件有（ ） A．管子 B．管连接件 C．管子支撑件 D．阀门 5．具有节流和控制流量作用的阀门是（ ） A．球阀 B．闸阀 C．截止阀 D．蝶阀
• 承插式连接适用于压力不大，密封性要求不高的场合。 联接时，一般在承插口的槽内先填入麻丝、棉线或石 棉绳，然后再用石棉水泥或铅等材料填实，还可在承 插口内填入橡胶密封环，使其具有较好的柔性。
19:46
• 五、卡箍连接 • 也叫沟槽连接件。卡箍连接具有操作简单、不影响管道原 有的特性、施工安全及维修方便的优点。 起连接密封作用的沟槽连接管件主要有三部分组成： 密封橡胶圈、卡箍和锁紧螺栓。
• 5. 为防止因温度升高对管路造成的破坏作用，管路设计时 应考虑安装 。
19:46
二、选择题：
（一）单项选择题： 1. 制药生产中水蒸气输送一般选用（ ）
A．黑管 B．镀锌管 C．不锈钢管 D．铸铁管
2. 不能改变流体流动方向的阀门是（ ） A．球阀 B．闸阀 C．止回阀 D．减压阀 D．塑料管
活管接连接时，可 不转动两连接管而 将两者分开。
19:46
• 三、焊接连接 • 焊接是通过加热的方法，使两个管子间结 合而连接成整体的过程。焊接连接密封性 能好、连接强度高，可适用于承受各种压 力和温度、无须经常拆卸的管路上。 • 焊接连接，既可用于金属，也可用于非金 属。
19:46
• 四、承插式连接
19:46
• 管路常见故障参见教材。
19:46
本章小结
• 工艺管路是由管子、阀门通过相应的管件连接而成的。在 制药过程中工艺管路按工艺流程把各种制药设备连接起来， 通过输送各种流体保证制剂生产顺利进行。 • 不同的生产工艺流程对管路种类、材质的要求不同。管子、 管件及阀门材质的选择，首先要考虑其是否符合GMP的 要求，其次要考虑是否符合管、管件及阀门的技术参数和 管路安装规范的要求。
19:46
第五节 管路的布置和常见故障排除
• 一、管路的布置 • 制药工艺管路将各制药设备连接起来，以 保障生产的正常进行。所以管路布置既要 考虑生产工艺的要求要求，又要考虑经济 要求和操作的方便与安全性。
19:46
二、管路常见故障及排除方法
管路的故障排除是在认真做好管路维护工作的前提下进行的。 • 认真做好日常巡回检查，准确判断管内介质的流动情况和管件 的工作状态； • 适时做好管路的防腐和防护工作，并定期检查管路的保温设施 是否完好； • 及时排放管路的油污、积水和冷凝液，及时清洗沉淀物和疏通 堵塞部位； • 定期检查管路的腐蚀和磨损情况； • 检查管路的振动情况； • 察看管架有无松动； • 检查管路各接口处是否有泄漏现象； • 检查各活动部件的润滑情况； • 对管路安全装置进行定期检查和校验调整等。