专用设备之二：搅拌设备

（2）搅拌设备

第6章搅拌设备主要内容搅拌设备的用途及分类机械搅拌设备结构及其工作原理水处理工艺中常用的机械搅拌设备6.1搅拌设备的用途及分类1、搅拌设备的用途

在水处理工艺中，搅拌设备主要用于药剂的溶解、稀释、混合反应和投加混凝剂或助凝剂。通过搅拌在溶液中产生循环和剧烈的涡流，达到药剂与水快速充分混合的目的。6.1搅拌设备的用途及分类2、搅拌设备的分类按搅拌功能分按搅拌方式分按搅拌目的分6.2机械搅拌设备结构及其工作原理搅拌设备1、搅拌设备组成6.2.1机械搅拌设备组成与其工作原理2、搅拌设备工作原理混合：通过搅拌作用，使与水的相对密度、黏度不同的物质在水中混合均匀；搅动：通过搅拌使混合液强烈流动，以提高传热、传质的速率；悬浮：通过搅拌作用，使原来静止在水体中可沉降的固体颗粒或液滴悬浮在水体中；分散：通过搅拌作用，使气体、液体或固体分散在水体中，增大不同物相的接触面积，加快传热和传质过程。6.2.1机械搅拌设备组成与其工作原理3、机械搅拌设备工作原理在搅拌器附近区域的流体造成高湍流的充分混合；产生一股高速射流推动全部液体沿一定途径循环流动。6.2.2机械搅拌的形式与结构

1、搅拌器分类（分为轴向流搅拌器和径向流搅拌器）轴向流：定义：液体沿着与搅拌轴平行方向轴向流入、轴向流出形成：折叶桨或推进式搅拌器的叶片（螺旋叶片）与旋转平面之间的夹角小于90度6.2.2机械搅拌的形式与结构

1、搅拌器分类（分为轴向流搅拌器和径向流搅拌器）径向流：定义：液体沿着搅拌器径向切向流动或从径向流出、轴向流入形成：平浆搅拌器（平直叶），叶片对液体施以径向离心力，液体在离心力作用下沿径向流出挡板的作用：无挡板时，水平循环流有挡板时，形成强大的沿壁面及搅拌轴的上下循环流6.2.2机械搅拌的形式与结构

1、搅拌器分类水工艺中常见的搅拌器有：桨式搅拌器、推进式搅拌器、涡轮式搅拌器、锚式搅拌器。6.2.2机械搅拌的形式与结构2、桨式搅拌器类型：平直叶桨式搅拌器和折叶桨式搅拌器。平直叶：页面与旋转方向垂直，使液体产生切向流动，加挡板后可产生一定的轴向搅拌效果；

折叶:页面与旋转方向成一倾斜角度，θ=45º或60º，使液体产生一定的切向流动和大量的轴向流动平桨折叶桨6.2.2机械搅拌的形式与结构2、桨式搅拌器特点：转速低（1~100r/min)；对黏度（最高为2Pa·s）较敏感；流速为1~6m/s；叶片2、3、4片。应用：用于介质黏度低的液体。主要用于药剂溶解和混合。平桨折叶桨折叶桨式搅拌器桨式搅拌器

三宽叶旋桨式搅拌器

四叶旋桨式搅拌器6.2.2机械搅拌的形式与结构6.2.2机械搅拌的形式与结构2、推进式搅拌器特点：叶片为2、3、4，常取3；转速为100~500r/min；流速为3~15m/s；最大黏度为3Pa·s；。应用：药剂溶解和悬浮操作。轴向流（螺旋式叶片）：使液体做循环流动，循环速率高，上下翻腾效果好图6.4推进式搅拌器结构

四叶推进式搅拌器

推进式搅拌器

三叶推进式搅拌器6.2.2机械搅拌的形式与结构3、涡轮式搅拌器类型：开启式和圆盘式两类；桨叶有平直叶、弯叶和折叶。特点：片数为4、6、8；转速为10~300r/min；平叶（折叶）线流速为4~10（2~6）m/s；介质粘度最大为50Pa·s。应用：搅拌器广泛用于快速溶解和进行乳化操作(a)平叶开启式；(b)折叶开启式；(c)直叶圆盘式；(d)弯叶圆盘式涡轮式搅拌器结构涡轮式搅拌器涡轮式搅拌器

六叶开启涡轮式搅拌器

六斜叶开启涡轮式搅拌器

齿形圆盘涡轮式搅拌器弯叶圆盘涡轮式---WY四叶开启涡轮式搅拌器三叶开启涡轮式搅拌器涡轮式搅拌器

常用圆盘涡轮式搅拌器

异形叶圆盘涡轮式搅拌器涡轮式搅拌器4、其它型式搅拌器框式搅拌器：絮凝操作(转速慢，搅动均匀）4、其它型式搅拌器框式锚式螺杆式螺带式框、锚式搅拌器KSB-纯锥底框式KSA-直锥底框式KS-椭圆底框式TS-搪玻璃专用锚式MS-锚式锚、框式搅拌器特殊框式搅拌器锚、框式搅拌器

杆式搅拌器

螺杆式搅拌器螺带螺杆式搅拌器6.2.3搅拌器附件挡板导流筒为何设置挡板或导流筒？原因：搅拌器转速足够高时，容易产生旋涡流，剧烈打旋的液体结合旋涡作用对搅拌轴冲击。为了消除湍流状态时的打旋现场6.2.4传动装置1、作用：提供能量。2、组成：主要由电动机、减速机和机架组成。电动机：与减速机配套使用。电动机经减速机将转速减至要求的转速，再通过联轴器带动搅拌轴旋转。JXLD型机架(74标)JXLD、JBLD型号机架(新标)FZ型双支点方底板机架机架

6.2.5搅拌轴1、功能：固定搅拌器，并从减速装置的输出轴取得动力，在带动搅拌器转动的同时，将功率传递给搅拌器以克服其旋转时遇到的阻力偶矩而对流体作功。2、组成：轴颈：支承部分；轴头：安装部件（安装搅拌器的部分）；轴身：杆件部分。曲轴直轴挠性钢丝轴6.2.5搅拌轴3、搅拌轴的上端与减速机的输出轴相连，必须要有安装联轴器的结构。与不同联轴器配套时，轴端结构不同。轴端结构：凸缘联轴器轴端结构、夹壳式联轴器轴端结构、推进式搅拌器的轴端结构。4、一般要求：强度、刚度和韧性；切削加工性能（常用45号优质钢制作）由轴肩和锁紧螺母实现轴向固定，用键来实现径向固定。轴端车出一环形槽，将需要相连的轴的一端对接在一起，环形槽和悬吊环实现轴向定位，再利用夹壳式联轴器将悬吊环紧紧地扣压在两根轴端环形槽内。6.2.6联轴器1、作用：将两个独立的轴牢固地连在一起，以进行传递旋转运动和功率。2、基本要求：最主要是应确保两根联接轴的同心，有时还应具有一定的减少震动缓和冲击的能力。3、结构形式：凸缘联轴器、夹壳联轴器、套筒联轴器、弹性圈柱销联轴器。凸缘联轴器

凸缘联轴器

夹壳式联轴器

联轴器

弹性套柱销联轴器联轴器的选择原则：根据工作条件，结合联轴器的特点来选型。无支承时，选用刚性联轴器底轴承和中间轴承支承时，选用弹性联轴器

6.2.7轴承1、作用：对于较长的搅拌轴或轴向力较大的搅拌器（如推进式搅拌器），为了避免轴的晃动，保证轴封的正常工作，应为搅拌轴设置轴承。中间轴承底轴承轴承形式

球轴承滚子轴承滑动轴承6.3水处理工艺中常用的机械搅拌设备1、溶药搅拌设备2、混合搅拌设备3、絮凝搅拌设备4、澄清搅拌设备5、水下搅拌机6、消化池搅拌设备6.3水处理工艺中常用的机械搅拌设备1、溶药搅拌设备适用场合：给水排水处理过程中的药剂配置阶段。作用：用于水处理过程中混凝剂或助凝剂的迅速、均匀溶解并配制成一定溶液浓度的湿法投加药剂。特点：搅拌强度大且均匀。6.3水处理工艺中常用的机械搅拌设备1、溶药搅拌设备图6.22推进式搅拌机结构示意图1—传动装置；2—联轴器；3—搅拌器；4—水下轴承图6.23带罐框架式搅拌机结构示意图1—传动装置；2—支座；3—主轴；4—罐体；5—搅拌器6.3水处理工艺中常用的机械搅拌设备2、混合搅拌设备适用场合：用于水处理的混凝过程中的混合阶段。作用：当原水与混凝剂或助凝剂液体流经混合池时在搅拌器的排液作用下产生流动循环，使药剂与水快速充分混合。混合时间（10~30s）和搅拌强度（速度梯度700~1000s-1）是决定混合效果的关键。机械混合搅拌机结构示意图1—传动装置；2—主轴；3—搅拌器折桨式混合搅拌机结构示意图6.3水处理工艺中常用的机械搅拌设备2、混合搅拌设备6.3水处理工艺中常用的机械搅拌设备3、絮凝搅拌设备适用场合：用于水处理的混凝过程中的絮凝阶段。作用：促使水中的胶体颗粒发生碰撞、吸附并逐渐结成一定大小的矾花，使绝大部分矾花截留在沉淀池内。分类：根据搅拌轴的安装方式分为立式搅拌机和卧式搅拌机。立式搅拌机卧式搅拌机6.3水处理工艺中常用的机械搅拌设备3、絮凝搅拌设备设计要点：1)一般絮凝池内设置3~6档不同搅拌强度的絮凝搅拌机；2)搅拌器桨叶中心处的线速度一般自第一档的0.5~0.6m/s逐渐变小至末档的0.1~0.2m/s。3)各档搅拌机搅拌速度梯度值G，一般取20~70s-1。6.3水处理工艺中常用的机械搅拌设备3、絮凝搅拌设备（立式搅拌机）6.3水处理工艺中常用的机械搅拌设备3、絮凝搅拌设备（卧式搅拌机）6.3水处理工艺中常用的机械搅拌设备4、澄清搅拌设备适用场合：用于水处理过程中澄清阶段，是机械搅拌澄清池的主要设备。混合、絮凝和分离三种工艺在一个构筑物完成6.3水处理工艺中常用的机械搅拌设备5、消化池搅拌设备适用场合：用于污水处理过程中污泥消化阶段。作用：1)使投加的新料与池内消化污泥充分接触。2)使附着于固体颗粒上的气泡及时脱离，防止浮渣的形成。3)防止泥沙在池底沉积结块，占去有效容积。4)排泥时进行搅拌，有利于保持池内污泥的浓度不发生过大变化。6.3水处理工艺中常用的机械搅拌设备5、消化池搅拌设备设计要点：

1)设置导流筒；

2)采用防爆电机；

3)保证搅拌设备的密封，需要安装密封装置