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1、1 概 述、礼品广告语选蓝博净水器蓝博净水器是目前国际上流行的新型蓝博净水器，也是玻璃钢工业中产量较大的一种产品，适用于工矿企事业单位、民用住宅、宾馆、饭店等公共建筑，作为生活、消防用水以及水质要求较高的食品、医药、卫生等行业必备的贮水设施。自1962年在日本问世以后，逐渐在建筑工程中取代了传统材料蓝博净水器占领了市场我国在蓝博净水器方面起步较晚，但发展迅速，且国内市场庞大，发展前景十分广阔。.1 蓝博净水器的特点蓝博净水器与钢板蓝博净水器和钢筋混凝土蓝博净水器相比，有以下优点:(1) 质量轻 制造相同容积的高位蓝博净水器，蓝博净水器的质量仅为钢板蓝博净水器质量的1/4，为钢筋混凝土蓝博净水器
2、的1/15。减少蓝博净水器的自重，以减轻建筑结构的荷载及对降低工程造价有利。(2) 制造方便 蓝博净水器可以整体成型、制成板块现场拼装和现场制造。蓝博净水器的接管处、排水凹板等，都可以在制造蓝博净水器时完成，不需要像传统蓝博净水器制造时增加费用，也不需要像钢板蓝博净水器那样，增加油漆防腐工序。(3) 耐腐蚀性好 蓝博净水器防水、防腐蚀性能好，不像钢筋混凝土蓝博净水器那样易渗透，也不像钢板蓝博净水器那样需要经常注意维修、涂漆防腐。(4) 卫生 蓝博净水器选用食品级树脂制造，能够保证达到国家规定的水质卫生标准，不污染储水。而钢板蓝博净水器长期使用后，钢板易生锈，给生活用水造成二次污染。钢筋混凝土蓝
3、博净水器不易清洗，易长青苔。(5) 强度高、抗震性好 蓝博净水器能经受8级地震而不坏；而钢板蓝博净水器和钢筋混凝土蓝博净水器则不防震。(6) 美观 蓝博净水器表面光泽、颜色鲜艳、造型独特，可以根据用户需求选型、着色，设计成有装饰效果的蓝博净水器，美化城市。(7) 技术经济效益好 蓝博净水器的综合经济效益优于钢板蓝博净水器和钢筋混凝土蓝博净水器。1.2 蓝博净水器的种类蓝博净水器按造型可分为球形、圆筒形和方形三种；按结构构造可分为整体式、组装整体式和组合式三种；按制造工艺分为手糊成型和SMC模压成型两种1。(1) 手糊蓝博净水器手糊蓝博净水器根据容积大小又可分为整体式蓝博净水器和组装整体式两种。
4、一般容积在30m3以内的蓝博净水器，采用整体式蓝博净水器，而以球形蓝博净水器最受用户欢迎。因为球形蓝博净水器美观、省工省料，而且容易清洗，30m3容积以内的蓝博净水器，可采用组装整体式蓝博净水器。(2) 模压玻璃钢板块组装蓝博净水器这种蓝博净水器是采用热固性片状模塑料热压成型为1m0.5m，1m1m和1m2m等标准板块，然后根据设计需要组装成0.5 m3500 m3蓝博净水器。 本设计为圆筒形蓝博净水器设计，体积32 m3，存储介质为生活用水，露天安装于10m高的建筑物顶部，使用温度为常温，采用组合式手糊工艺。主要设计步骤为：造型设计、性能设计、结构设计、工艺设计、零部件设计、安装连接设计，制
5、品完成后需进行质量检验。2 蓝博净水器的造型设计玻璃钢圆筒形蓝博净水器设计包括蓝博净水器体、气孔、人孔、进水孔、排污孔、溢流孔等。圆柱形蓝博净水器通常设计成三个部分箱体、箱底和箱盖，从使用和受力角度考虑，箱底一般设计成平底；考虑到上人和雪荷载，箱盖要设计成锥形断面，并留有人孔；箱体设计成圆柱形，为了美观和增强筒体刚度，有时在沿筒体高度方向有加强肋；加强肋一般都设计在蓝博净水器筒体的外面。蓝博净水器各部件的连接，主要靠各部件上的法兰翻边，采用胶接与用螺栓固定，并注意密封。具体箱体尺寸设计参见表2.1.表2.1圆筒形蓝博净水器设计标准型号RXY-容积m3外形尺寸（mm） 入孔口直径（mm）重量（k
6、g）接管预留孔孔径（mm）直径d高度h溢流管孔排污管孔进出水管孔123456789103457.51012152025301500167018002090222025102860286034003400173019002100236025902250250732372857340757057074074074074070070070070015819322627334045658082010461334DN65 DN65DN50DN65由订货单位根据给排水图纸提供，也可蓝博净水器到位后开孔洞，但合同中需注明根据设计要求，蓝博净水器容积V=32m3；，蓝博净水器设计为平底锥形顶，参照表2.1确定
7、蓝博净水器构造尺寸，箱体直径2R=340cm；蓝博净水器高度H=365cm；水面高度h=352.45cm；人孔直径r=70cm；箱顶锥壳半顶角=70，如图2.1所示图2.1为蓝博净水器结构模型R蓝博净水器半径；H蓝博净水器高度；h水位高度；t箱体厚度；t箱底厚度；t箱顶厚度；箱顶锥壳半顶角；r人孔半径 箱体与箱盖、箱盖连接采用法兰翻边连接，参照表6.3经计算得出法兰直径为356cm，法兰厚度1.2cm，螺孔直径2.1cm.螺栓数为100，螺孔环向均布于箱体、箱盖和箱底翻遍，螺孔分布圆直径350cm。3 蓝博净水器的性能设计3.1 树脂的选择根据制品的使用条件，对复合材料的物理性能、抗老化性能及
8、力学性能进行设计，蓝博净水器中储存介质为生活用水，使用温度为常温，安装高度为100m，露天，由此可知，所选择的树脂必须保证卫生和耐水性，还要有一定的力学承载能力和抗老化性能；考虑到工艺要求，树脂必须能在室温下凝胶、固化，固化不产生低分子物质，对玻璃纤维具有良好的浸润性，粘度适中，不产生流胶现象 2 。蓝博净水器设计中常用树脂主要是不饱和聚酯树脂3，由于不饱和聚酯树脂价格便宜，可以满足蓝博净水器的使用要求，不饱和聚酯树脂的性能特点及应用见表3.1： 表3.1不饱和聚酯树脂的性能特点及应用树脂基体代号产品性能适用场所邻苯型OP具有一般的耐腐蚀性能，可耐海水、弱酸及大气老化环境，长期使用温度-50
9、60 ，最高使用温度达 100 ，这是一种较经济的树脂类型，耐腐蚀性一般，阻燃氧指数约为26。常用于一般的腐蚀环境，海水腐蚀、弱酸腐蚀及大气老化腐蚀。间苯型IP具有优异的耐腐蚀性能, 可耐中等浓度无机酸、碱、各种盐类等环境，长期使用温度-50 90 ，最高使用温度达 105 ，阻燃氧指数约为26。 常用于酸性腐蚀较强或碱性腐蚀一般的环境。乙烯基型VE具有优异的耐腐蚀性能，可耐酸、碱、盐溶剂或酸碱交替等恶劣的腐蚀环境，长期使用温度-50 110 ，阻燃氧指数约为28。常用于酸、碱、盐溶剂等腐蚀严重的环境。阻燃型FI具有优异的耐腐蚀性能，可耐酸、碱、盐溶剂或酸碱交替等恶劣的腐蚀环境，长期使用温度-
10、50 110 ，其阻燃性能高于一般树脂，氧指数为2835。常用于有阻燃要求的使用环境。食品级型FO间苯型食品级树脂同间苯树脂一样具有优良的耐腐蚀性能，长期使用温度-50 90 ，最高使用温度达 105，阻燃氧指数约为26。常用于肉制品、食品加工厂及自来水厂。蓝博净水器可分为三层结构，即内衬层、结构层和外表层。根据蓝博净水器的使用条件对三层材料进行不同的设计：4(1) 内衬层（防腐、防渗作用）；蓝博净水器内表面为富树脂层，其厚度为1.5mm，表面应光滑平整，不允许有明显的伤痕，色调均匀，蓝博净水器边缘整齐、厚度均匀、无分层、加工断面应加封树脂。因为蓝博净水器所储水为生活用水，不得有任何污染，蓝博
11、净水器内表富树脂层需选择高反应活性的间苯型食品级不饱和聚酯树脂，该树脂固化后残留苯乙烯少，能够满足卫生要求，且耐水性好，长期使用后仍能保持足够的力学性能。(2) 结构层（承担荷载引起的各种应力）为降低成本，可选用通用不饱和聚酯树脂191#、189#等外保护层(3) 外保护层（防自然老化和摩擦碰撞）选用196不饱和聚酯树脂，树脂本身耐雨水性好，蓝博净水器在离地面100m的建筑物顶露天安装，在外表层树脂中需要加入紫外线吸收剂UV-9，以增加蓝博净水器的抗老化性能。53.2 固化体系的选择引发剂采用过氧化环己酮糊，过氧化甲乙酮液；促进剂采用萘酸钴苯乙烯溶液；脱模剂采用聚乙烯醇溶液、脱模蜡等3.3 增
12、强材料的选择所选增强材料必须易被树脂浸润，有足够的形变性，能满足制品复制形状的要求，气泡容易排出，能够满足制品使用条件的物理、化学性能的要求，价格合理来源丰富。玻璃纤维价格便宜，性能优异，可以满足蓝博净水器的使用要求，增强材料选择玻璃纤维，常用的玻璃增强材料主要有无捻粗纱布、加捻布、短切毡、表面毡、玻璃纤维无捻粗纱和短切玻璃纤维。玻璃纤维按其使用要求分为: 6E-玻璃纤维，无碱纤维，具有优良的、耐老化性和耐水性。C-玻璃纤维，耐酸性好，耐碱性不如无碱纤维，成本低。A-玻璃纤维，有碱纤维，含碱量大于S-玻璃纤维，高强度玻璃纤维，拉伸强度较大。中碱玻璃纤维，耐酸性好，成本低。耐碱玻璃纤维，抗碱性较
13、好，主要用于增强水泥制品。空心玻璃纤维，纤维中空，弹性模量较高。玻璃钢制品常用的增强材料为无碱玻璃纤维和无碱玻璃纤维，二者性能比较见表3.22 。表3.2 中碱和无碱玻璃纤维的性能比较种类耐酸性耐水性机械强度防老化性电绝缘性成本浸润性适合条件无碱玻璃纤维一般好高较好好较高树脂易浸润用于强度高的场合中碱玻璃纤维好差较低较差低低树脂浸润性差用于强度低的场合蓝博净水器存储介质为生活用水，因此增强材料可选用0.2mm厚中碱无捻粗砂方格布、玻璃纤维毡等4 玻璃航蓝博净水器的结构设计4.1 蓝博净水器壁厚的确定立式圆筒形蓝博净水器在容水时，z轴向应力为零仅有圆周向拉应力5 如图图4.1所示： 图4.1 立
14、式圆筒形蓝博净水器 公式（4.1）式中D圆筒的直径，cm；R圆筒的半径，cm；p筒体z处的压力（)，MPa；t筒体h处厚度，cm；筒体轴向的拉应力,MPa；为水的密度，kg/m3。于是圆筒形蓝博净水器在z处的箱体厚度为： 公式（4.2） 按一般手糊玻璃钢力学性能取，,， ,考虑到长期载荷下使用15年以上及蠕变的影响,取安全系数n=5,由此FRP材料的许用应力为=20 MPa, =30 MPa,=4 MPa。计算的圆筒型蓝博净水器的壁厚t=3.0mm圆筒形蓝博净水器壁厚设计参照立式储罐的壁厚设计表，见图4.1，确定蓝博净水器的壁厚t=8.0mm, =14mm 表4.1立式蓝博净水器及箱顶一定距离外侧面和底
