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搅拌器设计—九游体育平台官网

搅拌器设计

发布时间:2025-07-06

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  到均匀混合;也可以加速传热和传质过程。在工业生产中,搅拌操作时从化学工业开始的,围绕食品、纤维、造纸、石油、水处理等,作为工艺过程的一部分而被广泛应用。

  搅拌操作分为机械搅拌与气流搅拌。气流搅拌是利用气体鼓泡通过液体层,对液体产生搅拌作用,或使气泡群一密集状态上升借所谓上升作用促进液体产生对流循环。与机械搅拌相比,仅气泡的作用对液体进行的搅拌时比较弱的,对于几千毫帕•秒以上的高粘度液体是难于使用的。但气流搅拌无运动部件,所以在处理腐蚀性液体,高温高压条件下的反应液体的搅拌时比较便利的。在工业生产中,大多数的搅拌操作均系机械搅拌,以中、低压立式钢制容器的搅拌设备为主。搅拌设备主要由搅拌装置、轴封和搅拌罐三大部分组成。其结构形式如下图:

  搅拌设备在工业生产中的应用范围很广,尤其是化学工业中,很多的化工生产都或多或少地应用着搅拌操作。搅拌设备在许多场合时作为反应器来应用的。例如在三大合成材料的生产中,搅拌设备作为反应器约占反应器总数的99%。。搅拌设备的应用范围之所以这样广泛,还因搅拌设备操作条件(如浓度、温度、停留时间等)的可控范围较广,又能适应多样化的生产。

  搅拌设备的作用如下:①使物料混合均匀;②使气体在液相中很好的分散;③使固体粒子(如催化剂)在液相中均匀的悬浮;④使不相溶的另一液相均匀悬浮或充分乳化;⑤强化相间的传质(如吸收等);⑥强化传热。

  搅拌设备在石油化工生产中被用于物料混合、溶解、传热、植被悬浮液、聚合反应、制备催化剂等。例如石油工业中,异种原油的混合调整和精制,汽油中添加四乙基铅等添加物而进行混合使原料液或产品均匀化。化工生产中,制造苯乙烯、乙烯、高压聚乙烯、聚丙烯、合成橡胶、苯胺燃料和油漆颜料等工艺过程,都装备着各种型式的搅拌设备。

  搅拌物料的种类主要是指流体。在流体力学中,把流体分为牛顿型和非牛顿型。非牛顿型流体又分为宾汉塑性流体、假塑性流体和胀塑性流体。在搅拌设备中由于搅拌器的作用,而使流体运动。

  搅拌设备可以从不同的角度进行分类,如按工艺用途分、搅拌器结构形式分或按搅拌装置的安装形式分等。一下仅就搅拌装置的各种安装

  将搅拌装置安装在历史设备筒体的中心线上,驱动方式一般为皮带传动和齿轮传动,用普通电机直接联接。一般认为功率3.7kW一下为小型,5.5~22kW为中型。本次设计中所采用的电机功率为18.5kW,故为中型电机。

  搅拌装置在立式容器上偏心安装,能防止液体在搅拌器附近产生“圆柱状回转区”,可以产生与加挡板时相近似的搅拌效果。搅拌中心偏离容器中心,会使液流在各店所处压力不同,因而使液层间相对运动加强,增加了液层间的湍动,使搅拌效果得到明显的提高。但偏心搅拌容易引起振动,一般用于小型设备上比较适合。

  为了防止涡流的产生,对简单的圆筒形或方形敞开的立式设备,可将搅拌器用甲板或卡盘直接安装在设备筒体的上缘,搅拌轴封斜插入筒体内。

  此种搅拌设备的搅拌器小型、轻便、结构简单,操作容易,应用范围广。一般采用的功率为 0.1~22kW,使用一层或两层桨叶,转速为

  36~300r/min,常用于药品等稀释、溶解、分散、调和及pH值的调整等。

  底搅拌比上搅拌的轴短而细,轴的稳定性好,既节省原料又节省加工费,而且降低了安装要求。所需的检修空间比上搅拌小,避免了长轴吊装工作,有利于厂房的合理排列和充分利用。由于把笨重的减速机装置和动力装置安放在地面基础上,从而改善了封头的受力状态,同时也便于这些装置的维护和检修。

  底搅拌虽然有上述优点,但也有缺点,突出的问题是叶轮下部至轴封处的轴上常有固体物料粘积,时间一长,变成小团物料,混入产品中影响产品质量。为此需用一定量的室温溶剂注入其间,注入速度应大于聚合物颗粒的沉降速度,以防止聚合物沉降结块。另外,检修搅拌器和轴封时,一般均需将腹内物料排净。

  搅拌器安装在卧式容器上面,壳降低设备的安装高度,提高搅拌设备的抗震性,改进悬浮液的状态等。可用于搅拌气液非均相系的物料,例如充气搅拌就是采用卧式容器搅拌设备的。

  搅拌器安装在两根平行的轴上,两根轴上的搅拌叶轮不同,轴速也不等,这种搅拌设备主要用于高黏液体。采用卧式双轴搅拌设备的目的是要获得白清洁效果。

  旁入式搅拌设备是将搅拌装置安装在设备筒体的侧壁上,所以轴封结构是罪费脑筋的。

  有时为了提高混合效率,需要将两种或两种以上形式不同、转速不同的搅拌器组合起来使用,称为组合式搅拌设备。

  按照〈〈钢制压力容器》(GB15098)规定,决定选用0Cr18Ni9高合金 钢板,该板材在150C 一下的许用应力由〈〈过程设备设计》附表 D1查 取,[]t 103MPa,常温屈服极限s 137MPa。

  查〈〈过程设备设计》表4-2取钢板厚度负偏差C1 0.8mm,对于不锈钢,

  (四)内筒体壁厚计算 ①按承受0.587MPa内压计算 焊缝系数同夹套,则内筒体计算壁厚为:

  (五)考虑到加工制造方便,取封头与夹套筒体等厚,即取封头名义 厚度nk 16mm。按内压计算肯定是满足强度要求的,下面仅按封头 受外压情况进行校核。

  封头有效厚度e 16 0.8 15.2mm。由〈〈过程设备设计》表4-5查得标 准椭圆形封头的形状系数 Ki 0.9,则椭圆形封头的当量球壳内径

  最大的开孔为人孔,筒节nt 16mm,厚度附加量C 0.6mm,补强计算

  最大开孔为人孔,而人孔不需另行补强,则其他接管均不需另行补强。 第四节搅拌器的选型

  桨径与罐内径之比叫桨径罐径比d / D,涡轮式叶轮的d/D 一般为 0.25~0.5,涡轮式为快速型,快速型搅拌器一般在H 1.3D时设置多层 搅拌器,且相邻搅拌器间距不小于叶轮直径 d。适应的最高黏度为

  搅拌器在圆形罐中心直立安装时,涡轮式下层叶轮离罐底面的高度 C 一般为桨径的1~1.5倍。如果为了防止底部有沉降,也可将叶轮放置 低些,如离底高度C D/10.最上层叶轮高度离液面至少要有 1.5d的深 度。

  涡轮搅拌器的通用尺寸为桨径 1:桨长1:桨宽b 20:5: 4,圆盘直径一 般取桨径的2,弯叶的圆弧半径可取桨径的3。

  层叶轮高度离液面2Dj的深度,即1025mm。则两个搅拌器间距为 1000mm,该值大于也轮直径,故符合要求。

  挡板一般是指长条形的竖向固定在罐底上板,主要是在湍流状态时, 为了消除罐中央的“圆柱状回转区”而增设的。

  功率为18.5kW,查〈〈长城搅拌》表3.5-3选择减速机型号为FPV6 减速机主要参数及尺寸如下表:

  Ki——单跨轴第i个圆盘(搅拌器及附件)至传动侧轴承距离与轴长L 的比值(i 1、2……m);

  Li、L2……Li—— 1~i个圆盘(搅拌器及附件)的每个圆盘至传动侧 轴承的距离(对于单跨轴),mm ;

  Le——搅拌轴及各层圆盘(搅拌器及附件)组合重心离传动侧轴承的 距离(对于单跨轴),mm;

  刚性搅拌轴(不包括带锚式和框式搅拌器的刚性轴) 的圆盘有效质量 等于圆盘白身重量叫上搅拌器附带的液体质量

  单跨搅拌轴传动侧支点的夹持系数匕的选取 传动侧轴承支点型式一般情况是介于简支和固支之间,其程度用系数

  4. 5按强度计算搅拌轴的轴径 4. 5. 1受强度控制的轴径d2按下式求得:

  4. 6. 1因轴承径向游隙S、S所引起轴上任意点离图中轴承距离 的位移。

  单跨轴末端轴承游隙 S 0.07mm (该侧轴承为滑动轴承) 当x lo时,求得的x即为轴封处的总位移,

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