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行业知识

化工搅拌罐

发布时间:2017-9-3 21:37:58     浏览次数:

搅拌罐表意即对物料进行搅拌、混配、调和、均质等,不锈钢搅拌罐根据生产工艺的要求设计结构及配置可标准化及人性化。搅拌罐在搅拌过程中可实现进料控制、出料控制、搅拌控制及其它手动自动控制等。搅拌罐的结构 搅拌罐由搅拌罐体、搅拌罐盖、搅拌器、支承、传动装置、轴封装置等组成,还可根据工艺要求配置加热装置或冷却装置。

搅拌罐体、搅拌罐盖、搅拌器、轴封等选用材料可根据不同的工艺要求选用碳钢或不锈钢等材料来制作。

搅拌罐体与搅拌罐盖可采用法兰密封联结或焊接联结。搅拌罐体与搅拌罐盖可根据工艺要求开进料、出料、观察、测温、测压、蒸汽分馏、安全放空等工艺管孔。

搅拌罐盖上部配置有传动装置(电机或减速器),由传动轴驱动搅拌罐内的搅拌器。

轴封装置可采用机封或填料、迷宫密封等多种形式(根据用户需要确定)。

由于用户生产工艺要求不同,搅拌器可配置浆式、锚式、框式、螺旋式等多种形式。


搅拌轴

搅拌设备中的电动机输出的动力是通过搅拌轴传递给搅拌器的,因此搅拌轴必须足够的强度。同时,搅拌轴既要与搅拌器连接,又要穿过轴封装置以及轴承、联轴器等零件,所以搅拌轴还应有合理的结构、较高的加工精度和配合公差。

按支承情况,搅拌轴可分为悬臂式和单跨式。悬臂式搅拌轴在搅拌设备内部不设置中间轴承或底轴承,因而维护检修方便,特别对洁净度要求较高的生物、食品或药品搅拌设备,减少了设备内的构件,故应优先选用。

内构件

包括挡板、盘管、导流筒、气体分布器等。

为消除搅拌容器内液体的打旋现象,使被搅拌的液体上下翻腾而达到均匀的混合,通常需要再搅拌容器内加挡板。通常挡板的宽度约为容器内直径的1/12~1/10,其中设备内的附件如温度计、传热蛇管或各种支撑体也可以起到一定的挡板作用的,但往往达不到“全挡板条件”。通常增加挡板数计其宽度,功率消耗也会增加,但增加到一定值以后,功率消耗就不会再增加,此时的工况就称为“全挡板条件”。

在搅拌容器内,流体可沿各个方向流向搅拌器,流体的行程长短不一,在需要控制回流的速度和方向,用于确定某一流况时可使用导流筒。导流筒是上下开口的圆筒,安装在容器内,在搅拌混合中起导流作用,既可提高容器内流体的搅拌程度,加强搅拌器对流体的直接剪切作用,又造成一定的循环流,使容器内流体均可通过导流筒内强烈混合区,提高混合效率。安装导流筒后,限定了循环路径,减少了流体短路的机会。导流筒主要用于推进式、螺杆式以及涡轮式搅拌器的导流。

轴封

轴封是搅拌设备的重要组成部分。轴封属于动密封,其作用是保证搅拌设备内处于一定的正压或真空状态,防止被搅拌的物料逸出和杂质的渗入,因而不是所有的转轴密封型式都能用于搅拌设备。在搅拌设备中,最常用的轴封有液封、填料密封和机械密封等。

液封

当搅拌设备内工作压力为常压,轴封的作用仅是为了防止灰尘与杂质进人内部工作介质,或者隔离工作介质与搅拌设备周围的环境介质相互接触时,可选用液封。液封结构简单,没有与传动轴直接接触引起摩擦的零件。但为保证圆柱形壳体或静止元件与旋转元件之间的间隙符合设计要求,其密封部位零件的加工、安装要求较高。

同时,受结构特点的影响,液封的使用范围较窄。一般适用于工作介质为非易燃易爆或毒性程度轻度危害,设备内工作压力等于大气压力,且温度范围在20-80℃的场合。

值得注意的是,液体工作介质不可充满搅拌设备;而且封液应尽可能采用搅拌设备内工作介质,或与工作介质不发生物理化学作用的中性液体,同时必须极少挥发且不污染大气。

填料密封

是搅拌设备较早采用的一种转轴密封结构,具有结构简单、制造要求低、维护保养方便等优点。但其填料易磨损,密封可靠性较差,一般只适用于常压或低压低转速、非腐蚀性和弱腐蚀性介质,并允许定期维护的搅拌设备。

机械密封

机械密封是把转轴的密封面从轴向改为径向,通过动环和静环两个端面的相互贴合,并作相对运动达到密封的装置,又称端面密封。机械密封的泄漏率低,密封性能可靠,功耗小,使用寿命长,无需经常维修,且能满足生产过程自动化和高温、低温、高压、高真空、高速以及各种易燃、易爆、腐蚀性、磨蚀性介质和含固体颗粒介质的密封要求。

与填料密封相比,机械密封具有以下优点:

1、密封可靠,在长期运转中密封状态稳定,泄漏量很小,其泄漏量仅为填料密封的1%左右;

2、使用寿命长,在油、水介质中一般可达1-2年或更长,在化工介质中一般能工作半年以上;

3、摩擦功率消耗低,其摩擦功率仅为填料密封的10-50%;

4、轴或轴套基本上不磨损;

5、维修周期长,端面磨损后可自动补偿,一般情况下不需经常性维修;

6、抗振性好,对旋转轴的振动、偏摆以及轴对密封腔的偏斜不敏感;

7、适用范围广,能用于高温、低温、高压、真空、不同旋转频率,以及各种腐蚀性介质和含磨粒介质的密封。

正是由于机械密封的上述优点,其在搅拌设备上已被广泛使用。

机械密封有单端面机械密封和双端面机械密封两种,单端面机械密封价格较低,当单端面机械密封不能达到要求时,需用双端面机械密封。

当搅拌介质为剧毒、易燃、易爆,或较为昂贵的高纯度物料,或者需要在高真空状态下操作,对密封要求很高,且填料密封和机械密封均无法满足时,可选用全封闭的磁力传动装置。

传动装置

搅拌设备的传动装置包括电动机、变速器、联轴器、轴承及机架等。其中搅拌驱动机构通常采用电动机和变速器的组合或选用带变频器的电机,使搅拌达到需要的转速。

传动装置的作用是使搅拌轴以所需的转速转动,并保证搅拌轴获得所需的扭矩。在大多数搅拌设备中,搅拌轴只有一根,且搅拌器以恒定的速度向一个方向旋转。然而也有一些特殊的搅拌设备,为获得更佳的混合效果,可以在一个搅拌设备内使用两根搅拌轴,并让搅拌器进行的复杂的运动,如往复动式、往复式、行星式等。

电机

搅拌设备的搅拌轴通常由电动机驱动。由于搅拌设备的转速一般都比较低,因而电动机绝大多数情况下都是与变速器组合在一起使用的,有时也采用变频器直接调速。为此,选用电动机时,应特别考虑与变速器匹配问题。

搅拌器

搅拌器又被称作叶轮或桨叶,它是搅拌设备的核心部件。根据搅拌器的搅拌釜内产生的流型,搅拌器基本上可以分为轴向流和径向流两种。例如,推进式叶轮、新型翼型叶轮等属于轴向流搅拌器,而各种直叶、弯叶涡轮叶轮则属于径向流搅拌器。

搅拌器通常自搅拌釜顶部中心垂直插入釜内,有时也采用侧面插入,底部伸入或侧面伸入方式。应依据不同的搅拌要求选择不同的安装方式。

搅拌器种类

①旋桨式搅拌器 由2~3片推进式螺旋桨叶构成(图2),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(图3)。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(图4)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(图5),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(见粘性流体流动。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(图6),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。

⑥磁力搅拌器 Corning数字式加热器带有一个闭路旋钮来监控与调节搅拌速度。 微处理器自动调节马达动力去适应水质、粘性溶液与半固体溶液。

⑦磁力加热搅拌器 Corning数字式加热搅拌器带有可选的外部温度控制器 (Cat. No. 6795PR) ,他们还可以监控与控制容器中的温度。


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