搅拌和混合设备-1

搅拌和混合设备一、搅拌机1分类和设计要求搅拌机由搅拌器、搅拌轴、轴封及传动装置等部分组成。搅拌机与搅拌容器组合成搅拌设备(见图)。搅拌机的作用是：通过搅拌器的旋转，推动物料在容器内不断的循环，完成液体的混匀，促进传热，以及液液、气液、固液和气固液分散等过程。1.1分类1.1.1拌设备在容器内形成主体流动的形式分类搅拌器可分为径向流式和轴向流式两种(见图)(1)径向流式搅拌器桨叶推动流体沿径向运动，流体接近槽壁和挡板的约束而改变方向，在搅拌器中心平面的上、下部分形成两个循环区。(2)轴向流式搅拌器桨叶推动流体沿着轴向运动，若改变方向，则流体流向相反。上述流动指的是主体流动，实际上流体的流动是极为复杂的三维流动，某些点既有轴向分速也有径向分速，还有切向分速。只是不同的搅拌器各速度分量的大小不同而已。此外，，在不同的操作状态下某些部位还能有若干循环子区，甚至有缓慢运动或者是停滞的区域。对于多层径向流式搅拌器，流体循环区则更多。轴向流式搅拌器当结构参数及搅拌雷诺数变化时，其流型可能发生转变。1.1.2按搅拌机的固定方式分类可分为固定式和移动式两大类。1.2各部分的要求1.2.1减速机根据工艺要求选配合适德减速机是很重要的。减速机基除了应满足功率和输出转速的要求外，还应运转可靠，维修方便，具有较高的机械效率和较低的噪音。减速机是搅拌设备中重要的组成部分，根据不同的需要，减速机可以选用多种形式，如：涡轮蜗杆减速机、摆线针轮减速机、圆柱齿轮减速机、渐开线行星齿轮减速机、平行轴齿轮减速机、直交轴齿轮减速机等。其中，渐开线摆线轮减速机是较为常用的减速机。结构如图所示。摆线针轮减速机属于K-H-V少齿行星原理，行星轮采用短幅外摆线的等距曲线齿轮－又称摆线轮，齿数为Zb,太阳轮采用圆周均布的圆柱形针状齿形－又称针轮，齿数为Zz＝Zb+1.两者组成摆线针齿内啮合传送副，且齿数差等于1时，可获得与摆线轮齿数同值的最大传动比i＋Zb。该类减速机的结构主要由三个部分组成：(1)输入部分－转臂H。由输入轴和偏心套组成，为了扩大承载能力和实现构件平衡的需要，偏心套通常采用互成180度的双偏心结构，并装有两个滚柱轴承，以减少摩擦损失。 (2)减速部分－由摆线轮和针轮组成摆线针齿内啮合行星传动，针轮是由针齿壳，及均布在针齿壳上的一组针齿销组成，为了减少啮合摩擦损失，通常又在针齿销上配装针齿套。 (3)输出部分－由机座，输出轴，及均布在输出轴圆盘端面上的一组销轴和销套组成，并将其插入摆线轮的销孔中，即可实现传递运动的功能，为此又称W输出机构。1.2.2机架搅拌机的机架应该使搅拌轴有足够的支撑间距，已保证操作时搅拌轴下端的偏摆不大。机架应保证减速机的输出轴与搅拌轴对中。机架还应与轴封装置对中。机架轴承除承受径向载荷之外，还应承受搅拌器所产生的轴向力。构架及机架均为弹性体，设计时除应保证有足够的强度外，还应该保证有足够的抗震刚性，防止操作时发生过大的振动。特别是当搅拌轴较长时，电动机、减速机和机架组合后整体高度就会较高，更应充分注意。1.2.4搅拌轴应具有足够的扭转强度和弯曲强度。通常，搅拌轴均设计成刚性轴，要求具有足够的刚性。为防止共振，操作转速应控制在第一阶临界转速的75％以下。当操作转速较高(800~1200r/min)时，搅拌轴有做成柔性轴的。1.2.5桨叶桨叶应具有足够的强度。满足在操作过程中的要求。1.2.6轮毂轮毂应保证桨叶与搅拌轴之间有可靠的轴向及周向固定，以便将搅拌器所受的扭矩和流体力传递给搅拌轴。2搅拌器的类型和结构2.1桨式搅拌器结构图桨式搅拌器结构简单,其桨叶一般用扁钢制造的，强度不够时需加肋，单面加肋效果好。2.2推进式搅拌器结构图一般用铸铁、铸钢整体铸造而成，有时也采用焊接的方法制作。2.3涡轮式搅拌器2.3.1类型：开启式和圆盘式两类，桨叶有平直叶、弯叶和折叶。2.3.2特点：可使液体均匀地由垂直方向的运动改变成水平方向的运动，自涡轮流出的高速液流沿切线方向散开，从而在整个液体内得到剧烈搅动。2.3.3应用：搅拌器广泛用于快速溶解和进行乳化操作2.4其它型式搅拌器3密封密封是搅拌设备重要的组成部分.其作用是保证搅拌设备内处于一定的正压或真填料密封和机械密封。考虑到搅拌设备在低速下的运行工况。根据介质泄漏污染程度、介质重要性和物料的重要性选择密封形式。3.1填料密封填料密封结构形式如下图所示。因其结构简单、易于制造，在搅拌设备上得到广泛的应用。一般用于常压、低压、低转速及允许定期维修的搅拌设备。填料一般选用油浸石棉填料、聚四氟乙烯纤维编结填料、聚四氟乙烯石棉盘根等通常填料密封采用润滑油作为冲洗、润滑、冷却介质，并在设置水套进行有效冷却(介质温度大于200度)。当使用的填料无冷却、润滑时，转轴速度不应超过1m/s。3.2机械密封机械密封是一种功率销，泄漏率低，密封性能可靠，使用寿命长的转轴密封。主要用于腐蚀、易燃易爆、剧毒及带有固体颗粒的介质中工作的有压和真空的搅拌设备。3.2.1基本结构和工作原理机械密封的基本结构及工作原理如图所示。它至少有一对动环和静环，此环的光滑而平直的端面垂直于轴线。在流体压力和补偿机构弹力的作用下，以及辅助密封圈的配合下，端面保持贴合并相对滑动而防止流体泄漏。由于搅拌罐多采用立式结构，转速低，搅拌轴直径大、尺寸长，摆动和振动比较大，故机械密封长采用外装式(静环装于罐口法兰外侧)、小弹簧(补偿机构中含有多个沿周向分布的弹簧)、旋转式(弹性元件随轴旋转)的结构。当介质压力、温度低且腐蚀性不大时，可采用单端面(由一对密封端面组成)、非平衡型(载荷系数k≧1)的机械密封。当介质压力、温度高或介质为易燃易爆、有毒时，应采用双端面 (由两对密封端面组成)平衡型(载荷系数k<1)的机械密封。<span="">备注：载荷系数k＝载荷面积/接触面积＝(D22-d20)/(D22-D21)二混合设备1固体混和器1.1概述固体混合是通用的化工过程，在粉粒体加工过程中使用最多。其特点是采用机械的或流体动力的方法，将两种或多种物料通过粒子的随机运动，使彼此达到均匀分散。1.2固体混合机理依据固体粒子在混合机内运动状态的不同，可以将混合操作的机理分为三种形式。A对流混合由于混合机外壳、机内的叶轮或螺带等内部构件的旋转运动，促进粒子群大幅度的移动位置，从而形成环流并同时进行混合。B剪切混合由于粒子群内有速度分布，各粒子间必将相互滑动或碰撞。例如，搅拌叶轮尖端和机壳壁面、底面的间隙较小，对粉体凝集团的压缩机，剪切力作用，使粉体碎裂等原因