搅拌器的结构与设计演示文稿

搅拌器的结构与设计演示文稿当前第1页\共有61页\编于星期三\1点搅拌器的结构与设计当前第2页\共有61页\编于星期三\1点搅拌器的分类按流体流动形态轴向流搅拌器径向流搅拌器混合流搅拌器按搅拌器叶片结构平叶折叶螺旋面叶按搅拌用途低粘流体用搅拌器高粘流体用搅拌器当前第3页\共有61页\编于星期三\1点当前第4页\共有61页\编于星期三\1点1、式搅拌器主要用于流体的循环，不能用于气液分散操作。2、折叶式比平直叶式功耗少，操作费用低，故折叶桨使用较多。桨式搅拌器桨式搅拌器常用参数（表8-5）当前第5页\共有61页\编于星期三\1点当前第6页\共有61页\编于星期三\1点推进式搅拌器推进式搅拌器常用参数（表8-6）当前第7页\共有61页\编于星期三\1点推进式搅拌器的特点轴向流搅拌器常用于低粘流体的搅拌结构简单、制造方便循环量大，搅拌功率小当前第8页\共有61页\编于星期三\1点涡轮式搅拌器（透平式叶轮）当前第9页\共有61页\编于星期三\1点1、适用物料粘度范围广。2、剪切力较大，分散流体的效果好。3、直叶和弯叶涡轮搅拌器主要产生径向流，折叶涡轮搅拌器主要产生轴向流。涡轮式搅拌器常用参数（表8-6）当前第10页\共有61页\编于星期三\1点锚式搅拌器涡轮式搅拌器常用参数（表8-6）当前第11页\共有61页\编于星期三\1点框式搅拌器当前第12页\共有61页\编于星期三\1点锚式和框式搅拌器特点1、结构简单，制造方便。2、适用于粘度大、处理量大的物料。3、易得到大的表面传热系数。4、可减少“挂壁”的产生。当前第13页\共有61页\编于星期三\1点螺杆式搅拌器螺带式搅拌器当前第14页\共有61页\编于星期三\1点1、介质的性质

（1）介质的粘度随着介质粘度增高，各种搅拌器使用的顺序是：桨叶式、推进式、涡轮式、框式和锚式、螺杆（带）式（2）介质的密度（3）介质的腐蚀性2、反应过程的特性

间歇操作还是连续操作；吸热反应还是放热反应；是否结晶或有固体沉淀物产生等。3、搅拌效果和搅拌功率的要求搅拌器的选型当前第15页\共有61页\编于星期三\1点当前第16页\共有61页\编于星期三\1点搅拌器的选用当前第17页\共有61页\编于星期三\1点生物反应物料的特性生物反应都是在多相体系中进行大多数生物颗粒对剪切力非常敏感大多数微生物发酵需要氧气当前第18页\共有61页\编于星期三\1点搅拌功率的计算影响搅拌功率的主要参数搅拌器的运动参数被搅拌介质的特性搅拌器的几何尺寸重力参数搅拌容器的结构搅拌轴和搅拌器的强度和刚度计算电机和减速机的选型当前第19页\共有61页\编于星期三\1点P=f（n，d，ρ，μ，g）=KnadbρcμegfK---系统几何构形的总形状系数功率关联式：

功率表达式当前第20页\共有61页\编于星期三\1点当前第21页\共有61页\编于星期三\1点搅拌轴设计搅拌轴的结构设计计算搅拌轴的直径当前第22页\共有61页\编于星期三\1点搅拌轴材料选择加工直线度的要求耐腐蚀要求足够的强度、刚度和韧性优良的切削加工性能当前第23页\共有61页\编于星期三\1点

搅拌轴的结构设计

轴颈设计

轴身设计轴头设计当前第24页\共有61页\编于星期三\1点当前第25页\共有61页\编于星期三\1点当前第26页\共有61页\编于星期三\1点当前第27页\共有61页\编于星期三\1点搅拌轴直径计算影响搅拌轴直径的四个因素1、扭转变形2、临界转速3、扭转和弯矩联合作用下的强度4、轴封处允许的径向位移当前第28页\共有61页\编于星期三\1点搅拌轴的力学模型当前第29页\共有61页\编于星期三\1点按扭转变形计算搅拌轴的直径刚度条件轴径当前第30页\共有61页\编于星期三\1点按临界转速校核搅拌轴的直径临界转速要求n≤0.7nc（刚性轴）1.3nc（柔性轴）搅拌轴临界转速的选取—（表8-11）当搅拌轴转速n≥200r/min时，应进行临界转速的验算。当前第31页\共有61页\编于星期三\1点按强度计算搅拌轴的直径强度条件轴径当前第32页\共有61页\编于星期三\1点按轴封处允许径向位移验算轴径限制条件当前第33页\共有61页\编于星期三\1点（1）轴径应同时满足强度、刚度、临界转速等条件。（2）在确定轴的结构尺寸时，还应考虑轴上键槽及开孔所引起的局部削弱，轴径应适当增大。（3）轴径应圆整到标准公称轴径系列，如φ30、φ40、φ50、φ65、φ80、φ95、φ110等。

搅拌轴直径的确定当前第34页\共有61页\编于星期三\1点减小轴端挠度、提高搅拌轴临界转速的措施缩短悬臂段的长度增大轴径设置底轴承或中间轴承设置稳定器当前第35页\共有61页\编于星期三\1点当前第36页\共有61页\编于星期三\1点当前第37页\共有61页\编于星期三\1点当前第38页\共有61页\编于星期三\1点当前第39页\共有61页\编于星期三\1点密封装置作用维持设备内的压力，防止介质泄漏。基本要求密封可靠，使用寿命长。结构简单，装拆方便。类型填料密封机械密封（轴封装置）当前第40页\共有61页\编于星期三\1点填料密封允许有一定的泄漏量填料需定期更换轴有一定的磨损填料密封当前第41页\共有61页\编于星期三\1点填料当前第42页\共有61页\编于星期三\1点

（1）填料应富有弹性。在压盖压紧后，弹性变形要大，这样才能贴紧转轴并对转轴产生一定的抱紧力。

（2）填料应耐磨。填料和轴之间的摩擦系数要小，以降低摩擦功率的损耗，延长填料的使用寿命。通常填料需要加润滑油以降低摩擦系数，有些填料（如石墨、聚四氟乙烯、耐磨尼龙等）本身具有自润滑作用，可有效地降低摩擦系数。

（3）导热性要好，能够将摩擦产生的热量尽快传递出去。

（4）高温高压条件下使用的填料，要求具有耐高温性能及足够的机械强度。填料及其选用当前第43页\共有61页\编于星期三\1点表（8-13）当前第44页\共有61页\编于星期三\1点填料箱填料箱宽度：填料箱高度：由填料的尺寸和圈数确定表（8-13）标准填料箱当前第45页\共有61页\编于星期三\1点填料压盖高度：当前第46页\共有61页\编于星期三\1点机械密封（端面密封）动、静界面密封点径向密封端面比压当前第47页\共有61页\编于星期三\1点动环和静环弹簧压紧装置密封圈当前第48页\共有61页\编于星期三\1点机械密封的分类

表（8-14）当前第49页\共有61页\编于星期三\1点外装式和装内式机械密封当前第50页\共有61页\编于星期三\1点双端面机械密封双端面机械密封当前第51页\共有61页\编于星期三\1点K>1K=1d>D1d<D1d=D1平衡型机械密封：K=0.6~0.9非平衡型机械密封：K=1.1~1.2当前第52页\共有61页\编于星期三\1点

（1）耐磨性和导热性—动环和静环做相对摩擦滑动，会产生发热和磨损现象，要求动环和静环的耐磨性好，并且能将摩擦产生的热量及时传导出去。

（2）硬度—由于动环形状复杂，容易变形，所以要求动环的硬度比静环大。（表8-15）

（3）耐腐蚀性动环和静环的材料要求当前第53页\共有61页\编于星期三\1点全封闭密封介质易燃、易爆贵重物料高纯度物料高真空操作剧毒物料当前第54页\共有61页\编于星期三\1点优点1、功耗小、效率高。2、电机过载保护。3、可承受较高压力。缺点1、内轴承寿命短。2、涡流、磁滞等损耗。3、使用温度的限制。当前第55页\共有61页\编于星期三\1点传动装置当前第56页\共有61页\编于星期三\1点当前第57页\共有61页\编于星期三\1点适用于单跨轴适用于悬臂轴当前第58页\共有61页\编于星期三\1点1、釜体的结构型式和尺寸的确定包括釜体结构、釜体尺寸（直径、高度）、封头形式的选择等。2、材料的选择根据工作温度、压力、物料的性质、设备加工要求等条件选择。3、强度计算及校核（包括带夹套反