搅拌机专栏
一、概述
针对不同的客户要求和不同的行业,我厂为客户提供专业量身定做的各类搅拌机。一些粘度不高易于加工的物料,常采用浆式搅拌,对于某些性质的物料我们采用框式、锚式搅拌,可以安装刮壁板以消除粘附物料。某些粘度高一些的物料,可以采用螺带式、螺杆式搅拌,某些情况则应当采用行星式搅拌。推进式搅拌机常用于中速轴流搅拌的情况。需要消泡的情况则常采用杯式搅拌。
二、应用范围
1 、食品工业 —— 奶油、巧克力、牛奶、酱油、辣酱油、蛋黄 酱、果汁等
2 、涂料工业 —— 墨水、油漆
3 、化工工业 —— 化妆品、乳液等
4 、染料工业 —— 染料、氧化钛、粘胶
5 、药品工业 —— 药品、农药、医药、加药箱搅拌等
6 、污水处理 —— 生活废水、工业污水、硫酸铝、活性炭混合等等
7 、酿造工业 —— 绍兴酒(老酒)、威士忌酒、未过滤的酱油、啤酒、调味品等
8 、净 水 厂 —— 自来水、工业用水
9 、石油工业 —— 原油、汽油、柏油、沥青、甲醇、苯、甲苯
10 、电子工业 —— 线路板印刷漆等搅拌混合
11 、其 它 —— 如用于溶解、混合、传热、分散、吸收、 防止沉淀、反应、稀释、乳化、悬浮及结晶等领域
三、搅拌器的类型
1 、旋桨式搅拌器
由 2 ~ 3 片推进式螺旋桨叶构成,工作转速较高 , 叶片外缘的圆周速度一般为 5 ~ 15m/s 。旋桨式搅拌器主要造成轴向液流,产生较大的循环量,适用于搅拌低粘度 ( < 2Pa·s) 液体、乳浊液及固体微粒含量低于 10 %的悬浮液。搅拌器的转轴也可水平或斜向插入槽内,此时液流的循环回路不对称,可增加湍动,防止液面凹陷。
2 、涡轮式搅拌器
由在水平圆盘上安装 2 ~ 4 片平直的或弯曲的叶片所构成。桨叶的外径、宽度与高度的比例,一般为 20:5:4 ,圆周速度一般为 3 ~ 8m/s 。涡轮在旋转时造成高度湍动的径向流动,适用于气体及不互溶液体的分散和液液相反应过程。被搅拌液体的粘度一般不超过 25Pa·s 。
3 、桨式搅拌器
有平桨式和斜桨式两种。平桨式搅拌器由两片平直桨叶构成。桨叶直径与高度之比为 4 ~ 10 , 圆周速度为 1.5 ~ 3m/s ,所产生的径向液流速度较小。斜桨式搅拌器的两叶相反折转 45° 或 60° ,因而产生轴向液流。桨式搅拌器结构简单,常用于低粘度液体的混合以及固体微粒的溶解和悬浮。
4 、锚式搅拌器
桨叶外缘形状与搅拌槽内壁要一致,其间仅有很小间隙 , 可清除附在槽壁上的粘性反应产物或堆积于槽底的固体物,保持较好的传热效果。桨叶外缘的圆周速度为 0.5 ~ 1.5m/s , 可用于搅拌粘度高达 200Pa·s 的牛顿型流体和拟塑性流体。唯搅拌高粘度液体时,液层中有较大的停滞区。
5 、螺带式搅拌器
螺带的外径与螺距相等,专门用于搅拌高粘度液体 (200 ~ 500Pa·s) 及拟塑性流体,通常在层流状态下操作。
搅拌器向液体输出的功率 P , 按下式计算:
P = Kd5N3ρ
式中 K 为功率准数,它是搅拌雷诺数 Rej(Rej=d2Nρ/μ) 的函数; d 和 N 分别为搅拌器的直径和转速; ρ 和 μ 分别为混合液的密度和粘度。对于一定几何结构的搅拌器和搅拌槽 , K 与 Rej 的函数关系可由实验测定,将这函数关系绘成曲线,称为功率曲线。
搅拌器的类型、尺寸及转速,对搅拌功率在总体流动和湍流脉动之间的分配都有影响。一般说来,涡轮式搅拌器的功率分配对湍流脉动有利,而旋桨式搅拌器对总体流动有利。对于同一类型的搅拌器来说,在功率消耗相同的条件下,大直径、低转速的搅拌器,功率主要消耗于总体流动,有利于宏观混合。小直径、高转速的搅拌器,功率主要消耗于湍流脉动,有利于微观混合。搅拌器的放大是与工艺过程有关的复杂问题,至今只能通过逐级经验放大,根据取得的放大判据,外推至工业规模。
搅拌装置的设计选型与搅拌作业目的紧密结合。各种不同的搅拌过程需要由不同的搅拌装置运行来实现,在设计选型时首先要根据工艺对搅拌作业的目的和要求,确定搅拌器型式、电动机功率、搅拌速度,然后选择减速机、机架、搅拌轴、轴封等各部件。具体步骤方法如下:
1 、 按照工艺条件、搅拌目的和要求,选择搅拌器型式,选择搅拌器型式时应充分掌握搅拌器的动力特性和搅拌器在搅拌过程中所产生的流动状态与各种搅拌目的的因果关系。
2 、 按照所确定的搅拌器型式及搅拌器在搅拌过程中所产生的流动状态,工艺对搅拌混合时间、沉降速度、分散度的控制要求,通过实验手段和计算机模拟设计,确定电动机功率、搅拌速度、搅拌器直径。
3 、 按照电动机功率、搅拌转速及工艺条件,从减速机选型表中选择确定减速机机型。如果按照实际工作扭矩来选择减速机,则实际工作扭矩应小于减速机许用扭矩。
4 、 按照减速机的输出轴头 d 和搅拌轴系支承方式选择与 d 相同型号规格的机架、联轴器
5 、 按照机架搅拌轴头 do 尺寸、安装容纳空间及工作压力、工作温度选择轴封型式
6 、 按照安装形式和结构要求,设计选择搅拌轴结构型式,并校检其强度、刚度。
如按刚性轴设计,在满足强度条件下 n/nk≤0.7
如按柔性轴设计,在满足强度条件下 n/nk>=1.3
7 、 按照机架的公称心寸 DN 、搅拌轴的搁轴型式及压力等级、选择安装底盖、凸缘底座或凸缘法兰
8 、 按照支承和抗振条件,确定是否配置辅助支承。
在以上选型过程中,搅拌装置的组合、配置可参考,配置过程中各部件之间连接关键尺寸是轴头尺寸,轴头尺寸一致的各部件原则上可互换、组合。
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