Сообщение Описание мешалки для еврокуба с конусными насадками появились сначала на Промышленное смесительное оборудование.

Сообщение Ленточные шнековые смесители в производстве комбикормов и удобрений появились сначала на Промышленное смесительное оборудование.

Наше внимание на импеллерах лопастная мешалка связано с тем, что они являются частью смесителя, который выполняет фактическое перемешивание в емкости: по мере их вращения они создают поток жидкости. Эти изображения потока являются основными при проектировании смесителя, поскольку имеет решающее значение для достижения желаемого результата.

Наиболее распространенными структурами потока при перемешивании лопастной мешалки являются осевые (вниз и вверх) и радиальные (боковые стороны) потоки. Эти схемы потока также описывают общие классы крыльчатки: осевые и радиальные.

радиальный импеллер мешалки  аксиальный импеллер мешалки

1. Осевые импеллера, крыльчатки лопастной мешалки

Осевая (вниз и вверх) перекачка является важной схемой потока, поскольку она затрагивает две наиболее распространенные проблемы при смешивании; твердая суспензия и расслоение В этом процессе как поверхностные, так и кольцевые скорости могут быть рассчитаны для определения и контроля уровня смешивания. Если осевое рабочее колесо, импеллер лопастной мешалки, вызывает завихрение то есть необходимость в установке перегородки в емкости.

Вот некоторые из наиболее распространенных осевых импеллеров лопастной мешалки:

1. Пропеллеры морского типа, винт лопастная мешалка

Вязкость 0 — 5000 сП

Обычно используемые на морских судах, винты часто используются в небольших емкостях с мешалкой с прямым приводом, потому что они экономичны и эффективны. Однако в больших емкостях они редко используются из-за их цены и веса.

2. Прямоугольные лопасти по углом 30 градусов

Вязкость 0 — 50 000 сП

Импеллер лопастной мешалки с прямоугольными лопастями, является наиболее универсальным рабочим колесом и является стандартным до разработки новых профилей лопастей. Импеллер лопастной мешалки с прямоугольными лопастями полезен при смешивании двух или более жидкостей и эффективны при низких донных зазорах с меньшим погружением жидкости.

Новый импеллер с профилем на подводных крыльях

Вязкость 0 — 3000 сП

Этот импеллер лопастной мешалки использует принцип Бернулли в конструкции лопасти. Развал лопасти повышает эффективность импеллера лопастная мешалка, уменьшая его коэффициент мощности при увеличении давления. Более техническим преимуществом является ламинарный поток лопастная мешалка, создаваемый развалом этого рабочего колеса. Этот развал существенно уменьшает турбулентность (сдвиг). Именно поэтому он также выбирается для чувствительных к сдвигу жидкостей.

Радиальные импеллера лопастной мешалки

В отличие от осевых импеллеров, радиальные импеллера обычно выбираются для смешивания на низком уровне или удлиненных, высоких емкостей. Они обычно дают высокие скорости сдвига из-за их угла атаки. Они также имеют относительно низкий поток, что делает их наиболее чувствительными к вязкости. Радиальные импеллера лопастная мешалка не создают большого потока при значительных оборотах и большей потребления мощности. 

Сообщение Смешивание потока и типы импеллеров лопастной мешалки появились сначала на Промышленное смесительное оборудование.

Сообщение Мешалки для перемешивания в IBC-Container, еврокубах и контейнерах. появились сначала на Промышленное смесительное оборудование.

Сообщение Мешалка лопастная боковая появились сначала на Промышленное смесительное оборудование.

Сообщение Мешалка лопастная стационарная появились сначала на Промышленное смесительное оборудование.

Сообщение Стационарная подъемная пропеллерная мешалка появились сначала на Промышленное смесительное оборудование.

Аппараты,мешалки для смешивания паст и тестообразных масс должны отвечать следующим основным требованиям :

Аппараты и мешалки должны иметь необходимую емкость и соответствующую форму.

Обеспечивать передвижение массы в область, в которой осуществляется эффективное смешивание,перемешивание.

Иметь мешалки, которые позволяют обрабатывать ,перемешивать массу таким способом и с таким к. п. д., чтобы была достигнута требуемая степень смешивания.

Емкости и аппараты должны иметь устройство для быстрого опорожнения и быть доступными для легкой очистки.

Механические мешалки (лопастная,пропеллерная,рамная,якорная,турбинная) предназначенные для перемешивания жидкостей, по отношению ко всей емкости или аппарату имеют малый объем, также невелика и площадь соприкосновения мешалки с жидкостью. При работе мешалки в емкости или аппарате возникает турбулентный режим течения жидкости, постепенно охватывающий весь объем емкости. Условия перемешивания паст и тестообразных масс существенно отличаются от условий перемешивания жидких сред. Чем выше консистенция среды, тем медленнее движется материал в емкости или аппарате и тем меньшей будет эффективная турбулентность. При центральном расположении мешалки для пасты движение массы по периферии может быть весьма медленным, и в некоторых случаях материал будет прилипать к стенкам. Поэтому аппаратура должна быть сконструирована так, чтобы или материал все время передвигался в область эффективного смешивания, или мешалки; постепенно проходила по всему содержимому емкости. Соответственно этому, в аппаратуре для смешивания,перемешивания паст и тестообразных масс, мешалка и емкость тесно взаимосвязаны и составляют как бы одно целое.

При выборе оборудования для перемешивания паст необходимо учитывать не только консистенцию готового продукта, но также условия получения пасты и тестообразной массы.

Между свойствами очень вязких жидкостей, паст и тестообразных масс нет резких переходов, и поэтому аппаратура для смешивания паст не может существенно отличаться от оборудования для перемешивания жидкостей или тестообразных масс.

За исключением специального оборудования для эмульгирования и гомогенизации ,по признаку возрастающей консистенции можно назвать соответствующее оборудование в следующем порядке:

Емкости и аппараты с лопастной мешалкой;

Емкости и аппараты с турбинной мешалкой;

шаровые мельницы;

мешатели с вращающимся сосудом и неподвижной лопастью;

мешатели с вращающимися сосудом и лопастью;

емкости и аппараты с ленточной мешалкой;

емкости и аппараты с дисковой мешалкой;

емкости и аппараты с рамной и якорной мешалкой;

емкости и аппараты с гребенчатой мешалкой

емкости и аппараты с двойными лопастными мешалками, вращающимися в противоположных направлениях;

емкости и аппараты с планетарными мешалками;

валковые машины;

смесительные бегуны;

мешатели с вертикальным винтом;

лопастные и червячные смесители;

роторные смесители.

Лопастные, турбинные, ленточные и дисковые мешалки были рассмотрены при описании механических мешалок для жидких сред, характеристики остальных типов будут приведены ниже.

По форме емкости различают следующие типы устройств для смешивании паст:

с вертикальной емкостью,

с горизонтальной емкостью,

с чашей.

Кроме того, для смешивания паст применяют:

валковые машины,

специальные эмульгационнные и гомогенизационные устройства.

Аппараты и емкости с вертикальным сосудом.

В большинстве случаев смешивания паст в аппаратах с вертикальным сосудом используют лопастные мешалки, сконструированные так, чтобы приводить в движение смесь высокой консистенции. Обычно эти мешалки имеют не только горизонтальные, но и вертикальные лопасти, так как в вязких средах плохо передается движение именно в вертикальном направлении. Очень часто эти мешалки имеют форму, соответствующую форме сосуда.

Якорная мешалка является наиболее простым типом мешалки, форма которых соответствует форме емкости или аппарата.

Простая якорная мешалка представляет собой лопасть , изогнутую по форме выпуклого дна емкости, закрепленную на вертикальном валу. Якорные мешалки применяют обычно в емкости,аппаратах с нижним подогревом для очистки дна сосуда. Их всегда устанавливают с небольшим зазором между мешалкой и дном, а также стенками сосуда.

Якорная мешалка конструкции, показанной на рис., предназначена для кристаллизаторов с полусферическим дном и большим свободным пространством для выпаривания. Мешалки типа, изображенного на рис., применяют в обычных емкостях и аппаратах с обогревом через рубашку. Якорная мешалка имеет, как правило, следующие относительные размеры: диаметр dм(0,9 : 0.98)D, ширина лопасти b=0,06dм, высота вертикальной части лопасти (0,4 -0,5)dм, высота мешалки над дном hм=(0.01-0,05)dM.

Якорная мешалка типа, представленного на рис. , отличаются от предыдущих конструкций тем, что у них имеются две дополнительные вертикальные лопасти.

Гребенчатые мешалки относятся к типу мешалок с горизонтальными и вертикальными лопастями. Гребенчатые мешалки имеют несколько сравнительно длинных лопастей, которые в верхней или нижней части соединены горизонтальной лопастью в одно целое-гребень. Мешалки этой конструкции предназначены для тех случаев, когда необходимо предотвратить в аппарате возникновение кругового движения.

Первый тип мешалки предназначен в основном для тесто образных масс, второй сконструирован для разрыхления металлических шламов или осадков катализаторов, которые легко осаждаются на дне аппарата. Такие мешалки, конечно, поднимают осадки над дном реактора, но не обеспечивают равномерного распределения твердой фазы во всем перемешиваемом объеме. Гребенчатые мешалки очень давно применяют в промышленности. Они просты по конструкции и в ряде случаев вполне удовлетворяют требованиям производства. Что касается потребляемой мощности (т. е. с экономической точки зрения), то более выгодны другие мешалки (например, корзиночная мешалка).

Гребенчатые мешалки могут иметь и два гребня , устроенные так, что вертикальные лопасти одного проходят в зазоры между лопастями второго. Оба гребня вращаются навстречу один другому так, что за один оборот два раза проходят друг через друга. Очевидно, в этом случае, напряжение сдвига существенно увеличивается. Иное конструктивное решение перемешивающего устройства с гребенчатой мешалкой изображено на рис. Мешалки этого типа отличаются от предыдущих тем, что вращается только один гребень, а второй неподвижно закреплен в аппарате. На рис., можно также видеть, что крайние вертикальные лопасти вращающегося гребня имеют скребки, прилегающие к стенке сосуда. Одна из вертикальных лопастей неподвижного гребня приспособлена для очистки вала мешалки.

Рамная мешалка представляет собой сочетание нескольких вертикальных и двух горизонтальных лопастей .Преимуществом рамной мешалки является большая механическая прочность, которая позволяет применить, рамную мешалку для перемешивания высококонсистентных смесей. Естественно, что в этом случае расход энергии на перемешивание будет весьма велик. Эти мешалки,рамные мешалки, можно применять также для соскабливания прилипшего продукта с обогреваемых стенок аппарата. Рамные мешалки предназначены для улучшения перемешивания в вертикальном направлении, но следует признать, что эффект достигается очень неэкономичным способом.

Рамно-якорные мешалки, в основе конструкции имеют простую якорную мешалку, которая усилена горизонтальными лопастями, предназначенными для улучшения перемешивания и увеличения механической прочности мешалки с тем, чтобы она могла применяться для перемешивания смесей, вязкость которых превышает I н-сек/мг. Эти мешалки пригодны, например, для перемешивания при кристаллизации, когда требуется выпарить растворитель до очень большого содержании кристаллов в смеси.

Комбинированная рамно-якорная мешалка и лопастная мешалка с вращением в противоположных направлениях представляет собой якорную мешалку,усиленную несколькими горизонтальными лопастями, сочетании с лопастной мешалкой,имеющей прямые или наклонные лопасти.Применение двойного вала позволяет мешалкам вращаться в противоположных направлениях,часто с различной скоростью. Как показано на рис., можно применять лопастные мешалки с отверстиями в лопастях. Улучшение перемешивания при ис-пользовании мешалок с перфорированными лопастями достаточно убедительными опытными данными не подтверждено. Якорная мешалка может быть снабжена скребками, которые прилегают к стенкам сосуда. Эти мешалки целесообразно применять при перемешивании такой смеси, исходные вещества которой имеют малую вязкость, но в результате реакции или загустевания образуют высоко консистентные пасты или тестообразные массы.В первой фазе перемешивание производится лопастной мешалкой, а при постепенном загустевании включают также якорную мешалку.

Планетарные мешалки представляют собой лопастные мешалки, эксцентрично расположенные в емкости. На валу мешалки закреплено зубчатое колесо, находящееся в зацеплении со вторым (обычно большим) ведущим зубчатым колесом, помещенным над центром аппарата, который оно обегает. Устройство решено так, что вал собственно мешалки описывает окружность вокруг центра сосуда, а лопастная мешалка, кроме того, вращается вокруг своей оси, совершая таким образом двойное движение, подобное движению планет. Благодаря перемещению мешалки все содержимое емкости или аппарата приходит последовательно в прямое соприкосновение с мешалкой.

Планетарные мешалки изготовляют различных конструктивных форм, которые отличаются друг от друга устройством собственно лопастной мешалки, а также установкой двух или большего количества лопастных мешалок, обегающих вокруг центра сосуда, или другими деталями.

Планетарные мешалки пригодны для перемешивания паст, кремов и суспензий, а также для изготовления эмульсий, которые легко образуются из компонентов.

М е ш а т е л ь со сменным сосудом с остоит из стойки с двигателем, редуктором и мешалкой, а также вертикального сменного сосуда-дежи. В большинстве случаев пред-усматривается возможность применения мешалок различной конфигурации, В частности Для взбивания . Если мешатель снабжен устройством для регулировки числа оборотов, могут быть использованы и мешалки, пригодные для перемешивания. Максимальное число оборотов зависит от величины емкости и колеблется в пределах от 2,5 до 8 об/сек . Очень часто мешатель снабжается специальной планетарной мешалкой. Объем сосудов (деж) обычно невелик-от 0,015 до 0,1 м3. Мощность двигателя колеблется от 0,4 до 1,5 квт. Эти устройства применяют лая производства продуктов пищевой и фармацевтической промышленности,а также косметических аппаратах их можно использовать также для эмульгирования, хотя в этом случае результат и не будет таким совершенным, как при применении специальных устройств.

Мешатели могут быть также горизонтального типа. Обычно это-продолговатые, прямоугольные (в плане) корыта с полуцилиндрическим дном, снабженные крышкой. На горизонтальном валу закреплена мешалка, представляющая собой комбинацию горизонтальных и вертикальных лопастей, а также скребков для очистки дна. Промышленностью выпускается мешатели горизонтального типа, большие по размерам, нежели вертикальные; применяются они приблизительно одинаково часто. Мешатель с вращающимися сосудом и неподвижной лопастью. Основной частью этого аппа-рата является вращающийся вокруг своей оси цилиндрический сосуд, диаметр которого обычно больше высоты. Сверху в сосуд (близко к его стенке) опушена неподвижная лопасть. В некоторых конструкциях мешателей она может периодически подниматься и опускаться. При быстром вращении сосуда содержимое его прижимается к лопасти и обтекает лопасти, благодаря чему вся масса промешивается и переминается. Одновременно лопасть очищает стенки сосуда. Эти аппараты имеют небольшие объемы (0,03-0,2 м3). Применяют их главным образом в пищевой промышленности.

Мешатель с вращающимися сосудом и лопастью. Это устройство выпускают обычно со сменными сосудами. Собственно мешалка может иметь различную форму, но в основе всегда представляет собой лопасть. На рис., изображена конструкция, состоящая из вертикальных лопастей, закрепленных на приводной головке. При смене сосуда перемешивающее устройство откидывается вверх так, чтобы оно не мешало перестановке сосуда. Во время перемешивания вращаются как сосуд, так и лопасти, которые установлены в деже эксцентрично. Сосуд приводится в движение от того же привода, что и мешалка, но вращается в противоположном направлении. Мешатель этого типа обеспечивает эффективное перемешивание паст и пластмасс средней консистенции. К преимуществам всех типов аппаратов со сменными сосудами относится возможность подготавливать во время перемешивания одной партии исходные компоненты для следующей операции в другом сосуде. Дежа с готовой смесью может быть без переливания направлена для дальнейшей обработки.

Такие перемешивающие устройства сравнительно широко используются в промышленности и выпускаются различных размеров и типов.

На рис.,изображен мешатель с вращающимися в противоположных направлениях сосудом и мешалкой, вал которой расположен под углом к горизонту, а сама мешалка рамного типа имеет не прямоугольную,а ромбическую форму .При работе аппарата все содержимое сосуда приходит постепенно в соприкосновение мешалкой, которая почти касается стенки и дна и непрерывно очищает их от прилипшего материала. Выпускаются такие меша тели емкостью от 0,02 до 0,5 л*. Применяются для перемешивания паст и пластмасс средней консистенции.

Фрикционный мешатель также имеет вращающиеся сосуд и мешалку. Мешатель состоит из цилиндрического бака, внутренняя стенка которого снабжена зубьями. Мешалка представляет собой зубчатое колесо, зубья которого западают в зубья стенки сосуда. При вращении мешалки, которая установлена в баке эксцентрично, вращается и сосуд. Смешивание и переминание вызываются как вращением мешалки в сосуде, так и растиранием материала между зубьями мешалки и бака. Кроме того, в сосуд опушена неподвижная лопасть, которая способствует перемешиванию, так как масса должна обтекать ее при вращении бака. Эта лопасть обеспечивает также очистку стенки сосуда.

Фрикционный мешатель целесообразно использовать для приготовления паст, когда требуется тонкий размол и диспергирование твердого вещества.

Мешатель для паст с конической мешалкой и диспергирующим приспособлением изображен на рис. В центре бака находится полый усеченный конус, меньшим основанием обращенный к дну. Центробежной силой, которая воз растаете увеличением диаметра конуса, материал подсасывается внизу конуса и выбрасывается по периметру его верхнего среза.

Нижний край мешалки имеет концентрические канавки, в которые входят такие же выступы статора, укрепленного на дне сосуда. Материал, засасываемый в конус, должен пройти через уз-кую извилистую щель между статором и ротором. Возникающее при этом высокое напряжение сдвига вызывает растирание массы. Это устройство пригодно для изготовления малоконсистент-ных паст.

Диспергирующий мешатель сконструирован по тому же принципу, что и предыдущее устройство.

У дна емкости находится профилированный ротор, над которым укреплен статор. Промежуток между ротором и статором по направлению к периферии постепенно сужается. Материал подсасывается в мешалку сверху в центре и выталкивается по сторонам. Диспергирующее устройство может работать в комбинации с другой мешалкой, например планетарной. Аппарат пригоден для изготовления суспензий и подвижных паст.

Винтовая мешалка в диффузоре представляет собой бесконечный винт, или винт Архимеда, помещенный в направляющем цилиндре несколько большего диаметра, чем диаметр винта. Перемешивающее устройство обычно выполнено так, что винт забирает материал снизу и поднимает его вверх. Аппарат пригоден дли изготовления паст малой и средней консистенции и широко распространен в мыловаренной промышленности. Основным недостатком этого мешателя является малая скорость движения материала в кольцевом пространстве между диффузором и стенкой сосуда. Этот недостаток можно устранить, комбинируя винт с системой лопастей, вращающихся в противоположном направлении . Лопасти обычно вращаются медленно (приблизительно 0,25 об/сек), тогда как винт имеет сравнительно высокую скорость (1,5-2 об/сек).

Этот улучшенный тип мешателя позволяет обрабатывать материалы большей консистенции, нежели материалы, которые можно смешивать простым винтом. Применяется в основном также в мыловаренной промышленности.

Аппараты с горизонтальным сосудом

Шаровая мельница, вообще говоря, предназначена для тонкого измельчения твердых материалов. В тех случаях, когда необходимо измельчить твердый материал и смешать его с жидкостью, эти две операции можно совместить и использовать шаровую мельницу не только для измельчения, но и как устройство для смешивания. Шаровая мельница обычно представляет собой закрытый горизонтальный цилиндрический барабан, вращающийся вокруг горизонтальной оси . Барабан на 2/а заполняют мелющими телами (шары или стержни) и материалами, предназначенными для смешивания. При вращении мельницы шары перемалывают и смешивают содержимое барабана. В зависимости от скорости вращения мельницы, ее диаметра и заполнения барабана шары могут перемещаться четырьмя способами [254]:

а) перекатываться но наклонному слою остальных шаров и смешиваемой массы;

б) перелетать через свободное пространство на противоположную стенку, не соприкасаясь с остальными шарами и мате

риалом;

в) сползать вниз слоями;

г) вращаться вместе с барабаном.

Для хорошего смешивания желателен первый тип движения шаров.

Число оборотов шаровой мельницы определяется главным образом диаметром барабана. При критическом числе оборотов центробежная сила, действующая на шары, будет равна их весу, и шары, прижатые центробежной силой к стенке барабана, будут вращаться вместе с барабаном.

На практике наиболее удовлетворительные результаты дает число оборотов, равное 60 -65% критического числа оборотов. При слишком малом числе оборотов шары только скользят. Этот способ пригоден в случае, когда шаровая мельница применяется для проведения химической реакции.

Заполнение барабана шарами не должно превышать 30-50% его объема. Большое количество шаров не улучшает ни смешивание, ни размол, а только увеличивает потребление энергии. В зависимости от свойств обрабатываемых материалов шары изготавливают из фарфора, камня, стали или специальных масс, напри мер окиси циркония, которая имеет больший удельный вес. чем фарфор, и более* высокую сопротивляемость коррозии, чем сталь. Шары из материала с большей плотностью эффективнее, однако при смешивании некоторых материалов нельзя применять металл, и в этом случае используют только фарфор, камень или специальные массы. Барабан, как правило, футеруют тем же материалом, из которого изготовлены шары. Размер шаров может быть различным в зависимости от величины кусков материала, предназначенного для смешивания. Вообще же можно сказать, что шары меньшего диаметра при том же объеме имеют больше точек соприкосновении, однако на их поверхности налипает больше материала, и очистка таких шаров представляет определенные трудности. Применять шары разного диаметра в цилиндрических мельницах не рекомендуется, так как меньшие шары будут быстро истираться. Допускаемая вязкость материала обусловливается сортом применяемых шаров, их величиной и главным образом диаметром барабана. Для ориентировки можно сказать, что небольшие лабораторные устройства (объемом приблизительно 4 дм) имеют верхний предел вязкости приблизительно I нсек1мв мельницах диаметром 1,5 можно хорошо смешивать массы вязкостью до 20 н сек/м2.

Шаровые мельницы успешно применяют для смешивания жидких или средних по консистенции паст, например в лакокрасочной промышленности. Иногда их применяют для смешивания твер-дых сыпучих материалов.

Роторные смесители. Смесители с вращающимися лопастями (роторами) многочисленных конструктивных типов специально предназначены для смешивания тестообразных масс.

Собственно переминанне и смешивание материала осуществляются роторами, которые могут быть различной формы . В химической промышленности чаще всего применяют лопасти, пока-занные на рис. Для жидких паст используют лопасти, показанные на рис. Для диспергирования красок и пигментов в консистентных пластических массах или для создания водных дисперсий каучука успешно применяют лопасти Z-образной формы . Для переминания высококонсистентных масс в небольших количествах применяют роторы, а для смешивания больших количеств -роторы, показанные на рис. Для гомогенизации волокнистого материала предназначены лопасти с зубчатыми скребками по краям . Для переминания каучука следует пользоваться массивными роторами, которые изображены на рис.

Лопасти вращаются друг против друга с одинаковой или с различной скоростью (отношение чисел оборотов до I : 3). Роторы могут быть размещены так, что траектории их движения либо

пересекаются, либо нет. В первом случае обе лопасти вращаются с одинаковой скоростью или скорости их относятся как целые числа-практически только 1 : 2. Схематически оба случая изображены на рис. Иногда в зависимости от требований, предъявляемых к процессу перемешивания, роторы вращаются не «на себя», а «от себя». В некоторых конструкциях предусматривается возможность изменения направления вращения лопастей. Перемена направления вращения лопасти может быть использована при опорожнении корыта. Для опорожнения смесителя после снятия (или откидывания) крышки корыто переворачивают.

Корыто может быть сделано с рубашкой для обогрева паром или охлаждения водой. В специальных случаях смеситель закрывается герметично, чтобы процесс можно было вести под вакуумом (что способствует быстрому выделению воздуха на твердых частицах) или при повышенном давлении Герметичные смесители применяют также при обработке летучих или вредных для здоровья веществ.

Работа смесителя обычно протекает следующим образом: сначала в корыто загружают часть жидкого компонента, а затем при вращении лопастей прибавляют твердые компоненты и такое количество жидкости, которое необходимо для образования массы требуемой консистенции. В первой фазе обработки происходит только смешивание жидких и твердых компонентов и образование тестообразной массы. При дальнейшей работе смесителя под влиянием большого напряжения сдвига в результате противоположно направленного движения лопастей и прижимания материала к дну крупные агрегаты, находящиеся в тестообразной массе, начинают постепенно разрушаться, а образующиеся мелкие частицы распределяются в смеси (при обработке массы в смесителе диаметр отдельных твердых частиц не уменьшается, а происходит только разрушение агрегатов). Очень важно, чтобы консистенция массы была относительно высокой, так как иначе не будут возникать тангенциальные усилия, величина которых окажется достаточной, чтобы разрывать связи между агрегированными твердыми частицами. Большие напряжения сдвига благоприятствуют также смачиванию твердых частиц жидкостью. Существующие многочисленные конструкции роторных смесителей разделяются на два основных типа:

а) легкий тип предназначенный для переминания тестообразных масс низкой или средней консистенции.

б) тяжелый тип для высоко консистентных масс, как например каучук.

Смесители обоих типов различных модификаций бывают разных размеров от лабораторных, объемом до больших промышленных аппаратов.

Противоточный ч ервячно-лопастнойсмес и т е л ь представляет собой длинное горизонтальное корыто, вдоль которого параллельно расположены два вала с пло-скими укрепленными на равных расстояниях лопатками, образующими прерывистый ВИНТ (червяк). При помощи колесного передаточного механизма оба червяка вращаются в противоположные стороны с различной скоростью. Первый вал подает материал по направ-лению к другому, который вращается с большим числом оборотов и отбрасывает материал на первый вал. В результате противодействия возникающих при этом сил и интенсивного возвратно поступательного движения материала обеспечивается хорошее смешивание. Валы вращаются со скоростью 0.1 0.2 об/сек.

У некоторых типов лопастных смесителей лопатки имеют форму и выполняют функции ножей, которые разрезают массу. Смешивание благодаря этому облегчается, так как меньшие куски легче переворачиваются и переминаются.

Противоточные червячно-лопастные смесители применяют для смешивания высококонсистентных паст и тестообразных масс, особенно часто в керамической промышленности.

Винтовой смеситель непрерывного действия состоит из вала с прерывистой нарезкой (червяка) и цилиндра, на внутренней поверхности которого имеются неподвижные спиральные лопатки При крашении винта в цилиндре материал прижимается к неподвижным лопаткам, благодаря чему возникает значительное напряжение сдвига, происходит растирание и распределение компонентов в смеси.

Червячный смеситель состоит из длинного закрытого корыта, которое в поперечном сечении имеет форму двух пересекающихся цилиндров. В корыте водном направлении вращаются два профилированных червяка, заходящих друг в друга. При каждом обороте червяки счищают друг с друга прилипший материал. Вращение червяков обеспечивает интенсивное разминание массы и ее перемещение к разгрузочному отверстию, которое находится на противоположном конце от места ввода компонентов.

Эти устройства пригодны не только для переминай и высококонсистентных паст и тестообразных масс, но также для растворения, а в некоторых случаях и для проведения химических реакций .

Смесители непрерывного действия применяют в тех случаях, когда необходимо обрабатывать большое количество материала.

У смесителей непрерывного действия типа СН (выпускаемых машиностроительным заводом «Тамбовхимммаш») червяки делаются с правой и левой нарезкой , а также с эксцентриковыми кулачками , линзовидными и самоочищающимися трехгранными , Два последних типа предназначаются главным образом для смешивания сыпучих материалов.

Сообщение Емкости, аппараты, мешалки, перемешивание паст появились сначала на Промышленное смесительное оборудование.

Корпус емкости или аппарата с мешалкой, должен быть снабжен специальными лазами для доступа внутрь и разборки или сборки ротора мешалки. Основание привода мешалки необходимо жестко прикреплять к корпусу емкости или аппарата. Материал его выбирают в зависимости от эксплуатационных параметров емкости и агрессивности перемешиваемой среды.

Стальные и чугунные мешалки защищают от коррозии гумми-рованием, антикоррозионными покрытиями и эмалированием. Антикоррозионные покрытия наносят на поверхность емкости после тщательной зачистки ее и скругления острых углов. Особое внимание следует обращать на высококачественное выполнение покрытий на участках разъема (люки, лазы, штуцеры, крепления опор, узел ввода вала и др.).

Ротор мешалки состоит из стального вала и закрепленного на нем перемешивающего устройства. В случае необходимости вал мешалки гуммируют или наплавляют свинцом. При работе вал мешалки должен быть устойчивым и, следовательно, иметь надежные опоры.

Горизонтальные валы устанавливают на двух самостоятельных подшипниках вне емкости или аппарата, но жестко соединенных с ним. Вертикально расположенные валы мешалки, обычно имеют висячую конструкцию со свободными концами. Однако для длинных валов нужно предусматривать концевые подшипники, предотвращающие их раскачивание. Такие подшипники во избежание накапливания в них грязи нельзя изготовлять глухими: они должны быть разборными для смены вкладыша без выемки из емкости всего ротора мешалки. Это особенно важно в случае абразивной среды.Крепление перемешивающего устройства на валу должно быть надежным. Поэтому при работе в коррозионной среде для этого следует применять не резьбу, а шпоночные и клиновые соединения.

Привод мешалки.

Валы роторов мешалок соединяют с валом привода при помощи муфт. Для валов вертикальных роторов, подвешенных за привод, используют поперечно-свертные и продольно-свертные глухие муфты. Болты, стягивающие обе половинки каждой муфты, должны быть натянуты так, чтобы трения покоя, возникающего между поверхностями валов, с одной стороны, и муфты, с другой, было достаточно для передачи крутящего момента. Однако шпонки необходимо устанавливать на оба вала. Кроме того, концы валов снабжают буртами, которые садятся в соответствующие выточки в муфтах для предотвращения осевого смещения при ослабленных крепежных болтах. Валы мешалки, имеющие самостоятельные опоры, соединяют с приводом упругими муфтами, снабженными пальцами.

Роторы мешалки приводятся во вращение от электродвигате-лей, которые при работе в пожаро- и взрывоопасных помещениях должны быть во взрывобезопасном исполнении. Для тех же условий запрещается использование ременных передач — источников накапливания на ремнях статического электричества.

При высокой скорости вращения мешалки, вал ротора соединяют непосредственно с валом электромотора (быстроходные пропеллерные мешалки); в большинстве же случаев устанавливают редукторы. Одинаково распространены червячные, конические и цилиндрические редукторы. В настоящее время все большее применение находят редукторы с двойной планетарной передачей, отличающиеся компактностью и значительным передаточным отношением.В некоторых случаях требуются частые изменения скорости вращения ротора мешалки. Для этого используют специальные вариаторы, многоскоростные электромоторы или электромоторы постоянного тока с регулирующим устройством.

Обслуживание привода мешалки заключается в системати-ческом контроле смазки его элементов согласно заводским инструкциям и в проверке состояния трущихся поверхностей для выявления изношенных деталей и их смены.

Уплотнения мешалки.

Герметичность емкости или аппарата в месте прохода вала ротора мешалки должна быть надежной. Это особенно важно для емкостей и аппаратов, работающих под давлением и вакуумом или предназначенных для перемешивания взрывоопасных и ядовитых сред. Для герметизации применяют сальники или торцевые уплотнения. Сальники с мягкой набивкой и осевым натяжением хорошо работают в большинстве аппаратов при различных давлениях, температурах и скоростях. Установка масляного фонаря, а также устройство специальной камеры для водяного охлаждения улучшают эксплуатационные свойства сальников. По принципу действия, применяемым материалам и особенностям обслуживания сальники мешалок существенно не отличаются от сальников насосов.

Торцевые уплотнения при правильном монтаже являются более надежным, чем сальники, средством герметизации мешалок. При-менение их особенно оправдано при работе в ядовитых средах. Эксплуатационные свойства торцевых уплотнений прежде всего зависят от материала и состояния трущихся пар (неподвижного и подвижного колец). Обычно используют следующие сочетания материалов этих пар: кислотостойкая сталь — бронза; твердая резина — АТМ-1; керамика — АТМ-1; кислотостойкая сталь — фторо-пласт-4. Поверхности трения колец должны быть хорошо обработаны, не должны иметь задиров, раковин и т. д.

Узлы соединения элементов мешалок. На рис. VI-6 приведена лопастно-якорная мешалка объемом 21 м3, применяемая в произ-водстве присадок к смазочным маслам. Корпус аппарата снабжен рубашкой для подачи пара, поддерживающего заданную температуру среды. Поскольку аппарат работает при атмосферном давлении, а в рубашке находится пар под давлением, в целом мешалка должна быть зарегистрирована как аппарат, работающий под давлением. Днище рубашки снабжают крючками для изоляции. Цилиндрическую часть мешалки изолируют кожухом из тонколистового алюминия или кровельного железа.

Перемешивающие устройства закреплены на валу двумя ярусами. Верхний ярус представляет собой две прямые лопасти с малым наклоном в сторону вращения, нижний ярус — якорь, элементы которого не доходят до дна аппарата на 30 мм.

Вал ротора внутри мешалки сидит на двух промежуточных подшипниках, которые находятся в поперечной раме из уголков, приваренных к корпусу.

Мешалка имеет планетарный привод. Он установлен на спе-циальной раме, которая прикреплена к крышке аппарата, обла-дающей достаточной жесткостью благодаря подпорным балкам и косынкам. Соединение вала мешалки с приводом и сальниковое уплотнение показаны на рис. VI-7. Сальник снабжен промежуточ-ным кольцом, куда подается уплотнительная жидкость (масло). Для надежной работы уплотнения необходимо, чтобы биение вала у сальника не превышало 0,1 мм.

На рис. VI-8 приведены соединения валов мешалки и привода при помощи продольно-свертной глухой муфты и торцевого уплотнения. Для нормальной работы подвесного ротора и уплотнения установочная плита, приваренная к крышке корпуса, должна иметь строго горизонтальное положение.

Корпус емкости или аппарата с мешалкой, должен быть снабжен специальными лазами для доступа внутрь и разборки или сборки ротора мешалки. Основание привода мешалки необходимо жестко прикреплять к корпусу емкости или аппарата. Материал его выбирают в зависимости от эксплуатационных параметров емкости и агрессивности перемешиваемой среды.

Стальные и чугунные мешалки защищают от коррозии гумми-рованием, антикоррозионными покрытиями и эмалированием. Антикоррозионные покрытия наносят на поверхность емкости после тщательной зачистки ее и скругления острых углов. Особое внимание следует обращать на высококачественное выполнение покрытий на участках разъема (люки, лазы, штуцеры, крепления опор, узел ввода вала и др.).

Ротор мешалки состоит из стального вала и закрепленного на нем перемешивающего устройства. В случае необходимости вал мешалки гуммируют или наплавляют свинцом. При работе вал мешалки должен быть устойчивым и, следовательно, иметь надежные опоры.

Горизонтальные валы устанавливают на двух самостоятельных подшипниках вне емкости или аппарата, но жестко соединенных с ним. Вертикально расположенные валы мешалки, обычно имеют висячую конструкцию со свободными концами. Однако для длинных валов нужно предусматривать концевые подшипники, предотвращающие их раскачивание. Такие подшипники во избежание накапливания в них грязи нельзя изготовлять глухими: они должны быть разборными для смены вкладыша без выемки из емкости всего ротора мешалки. Это особенно важно в случае абразивной среды.Крепление перемешивающего устройства на валу должно быть надежным. Поэтому при работе в коррозионной среде для этого следует применять не резьбу, а шпоночные и клиновые соединения.

Привод мешалки.

Валы роторов мешалок соединяют с валом привода при помощи муфт. Для валов вертикальных роторов, подвешенных за привод, используют поперечно-свертные и продольно-свертные глухие муфты. Болты, стягивающие обе половинки каждой муфты, должны быть натянуты так, чтобы трения покоя, возникающего между поверхностями валов, с одной стороны, и муфты, с другой, было достаточно для передачи крутящего момента. Однако шпонки необходимо устанавливать на оба вала. Кроме того, концы валов снабжают буртами, которые садятся в соответствующие выточки в муфтах для предотвращения осевого смещения при ослабленных крепежных болтах. Валы мешалки, имеющие самостоятельные опоры, соединяют с приводом упругими муфтами, снабженными пальцами.

Роторы мешалки приводятся во вращение от электродвигате-лей, которые при работе в пожаро- и взрывоопасных помещениях должны быть во взрывобезопасном исполнении. Для тех же условий запрещается использование ременных передач — источников накапливания на ремнях статического электричества.

При высокой скорости вращения мешалки, вал ротора соединяют непосредственно с валом электромотора (быстроходные пропеллерные мешалки); в большинстве же случаев устанавливают редукторы. Одинаково распространены червячные, конические и цилиндрические редукторы. В настоящее время все большее применение находят редукторы с двойной планетарной передачей, отличающиеся компактностью и значительным передаточным отношением.В некоторых случаях требуются частые изменения скорости вращения ротора мешалки. Для этого используют специальные вариаторы, многоскоростные электромоторы или электромоторы постоянного тока с регулирующим устройством.

Обслуживание привода мешалки заключается в системати-ческом контроле смазки его элементов согласно заводским инструкциям и в проверке состояния трущихся поверхностей для выявления изношенных деталей и их смены.

Уплотнения мешалки.

Герметичность емкости или аппарата в месте прохода вала ротора мешалки должна быть надежной. Это особенно важно для емкостей и аппаратов, работающих под давлением и вакуумом или предназначенных для перемешивания взрывоопасных и ядовитых сред. Для герметизации применяют сальники или торцевые уплотнения. Сальники с мягкой набивкой и осевым натяжением хорошо работают в большинстве аппаратов при различных давлениях, температурах и скоростях. Установка масляного фонаря, а также устройство специальной камеры для водяного охлаждения улучшают эксплуатационные свойства сальников. По принципу действия, применяемым материалам и особенностям обслуживания сальники мешалок существенно не отличаются от сальников насосов.

Торцевые уплотнения при правильном монтаже являются более надежным, чем сальники, средством герметизации мешалок. При-менение их особенно оправдано при работе в ядовитых средах. Эксплуатационные свойства торцевых уплотнений прежде всего зависят от материала и состояния трущихся пар (неподвижного и подвижного колец). Обычно используют следующие сочетания материалов этих пар: кислотостойкая сталь — бронза; твердая резина — АТМ-1; керамика — АТМ-1; кислотостойкая сталь — фторо-пласт-4. Поверхности трения колец должны быть хорошо обработаны, не должны иметь задиров, раковин и т. д.

Узлы соединения элементов мешалок. На рис. VI-6 приведена лопастно-якорная мешалка объемом 21 м3, применяемая в произ-водстве присадок к смазочным маслам. Корпус аппарата снабжен рубашкой для подачи пара, поддерживающего заданную температуру среды. Поскольку аппарат работает при атмосферном давлении, а в рубашке находится пар под давлением, в целом мешалка должна быть зарегистрирована как аппарат, работающий под давлением. Днище рубашки снабжают крючками для изоляции. Цилиндрическую часть мешалки изолируют кожухом из тонколистового алюминия или кровельного железа.

Перемешивающие устройства закреплены на валу двумя ярусами. Верхний ярус представляет собой две прямые лопасти с малым наклоном в сторону вращения, нижний ярус — якорь, элементы которого не доходят до дна аппарата на 30 мм.

Вал ротора внутри мешалки сидит на двух промежуточных подшипниках, которые находятся в поперечной раме из уголков, приваренных к корпусу.

Мешалка имеет планетарный привод. Он установлен на спе-циальной раме, которая прикреплена к крышке аппарата, обла-дающей достаточной жесткостью благодаря подпорным балкам и косынкам. Соединение вала мешалки с приводом и сальниковое уплотнение показаны на рис. VI-7. Сальник снабжен промежуточ-ным кольцом, куда подается уплотнительная жидкость (масло). Для надежной работы уплотнения необходимо, чтобы биение вала у сальника не превышало 0,1 мм.

На рис. VI-8 приведены соединения валов мешалки и привода при помощи продольно-свертной глухой муфты и торцевого уплотнения. Для нормальной работы подвесного ротора и уплотнения установочная плита, приваренная к крышке корпуса, должна иметь строго горизонтальное положение.

Сообщение Элементы мешалки, емкости и мешалки появились сначала на Промышленное смесительное оборудование.

Где Kn-коэффициент(для емкости,аппарата с перегородками Кn=1;для емкости,аппарата без перегородок Кn=1,25);Кн=(Нж/D)степень0,5-коэффициент высоты уровня жидкости в аппарате;Ki-коффициент учитывающий наличие в емкости,аппарате внутренних устройств(Ki-1,-1,2-при наличии гильзы,термопары,трубы уровнемера; Ki=2-при змеевике,размещенном вдоль стенки сосуда);Nуп-мощность затрачиваемая непосредственно на перемешивание жидкости;ню-КПД привода мешалки(ню=0,85-0,9).

Мощность ,затрачиваемая на перемешивание в типовой емкости,аппарате,реакторе находится по значению: N=KNpn3d5Mгде KN-критерий мощности(определяется по графикам);p-плотность перемешиваемой среды;n-частота вращения мешалки,с-1;dм-диаметр мешалки.

Диаметр мешалки(диаметр окружности,ометаемой кромками лопастей мешалки) dм предварительно определяют по соотношению D/dм, указанному в таблице ниже,а окончательно выбирается по таблице 1.Окончательно частота вращения мешалки n устанавливается при выборе привода перемешивающего устройства(мешалки).Для быстроходной мешалки при прямом соединении вал-мешалка n :12/16/24/47 с-1.Для тихоходных мешалок (nменьше или ровно 4,2с-1)частота вращения: 0,21/0,27/0,33/0,42/0,53/0,67/0,83/1,05/1,33/1,67/2,08/2,67/3,33/4,17-с-1.

Величина критерия мощности KNзависит от центробежного критерия Рейнольдса Reцб,отношения D/dм,типа перемешивающего устройства(мешалки) и конструктивных особенности емкости,аппарата.

Центробежный критерий Рейнольдса Reцб для любого перемешивающего устройства(мешалки):

Reцб=pnd2M/мю, где мю-динамический коэф.вязкости перемешиваемой среды.

Мощность Nуп зависит от способа уплотнения вала перемешивающего устройства(мешалки).Манжетные уплотнения применяют для герметизации емкости,аппарата с неагрессивной,нетоксичной,невзрывоопасной средой,не содержащей абразивной фазы,при давлении до 0,6 МПа,температура до 120градусов.Частота вращения вала до 50 с-1.Мощность теряемая на трение в манжет уплотнении,можно определить по формуле: Nуп=0?95pfтрd2вn.Где p-избыточное давление в аппарате;fтр=0,08-0,12-коэф.трения;dв-диаметр вала мешалки.

Диаметр вала мешалки:

Dв=1,71корень из трех Мкр/rдоп,где rдоп-допускаемое напряжение на кручение для материала вала,Па.

В зависимости от схемы нагрузки,тип привода,конструкция опор и эксплуатационных особенностей емкости,аппарата диаметр вала уточняется.

Сообщение Расчет мощности привода мешалки, вала мешалки появились сначала на Промышленное смесительное оборудование.