загрузка...
загрузка...
На головну

пропелерні мішалки

(Рис. 13.13). Вони являють собою звичайний гребний гвинт з числом лопатей від двох до чотирьох.

 Мал. 13.12. листова мешалка  Мал. 13.13. пропелерні мішалки

При роботі мішалки здійснюється інтенсивна циркуляція рідини з сильним вихреобразование. Їх рекомендують використовувати для перемішування середовищ в'язкістю до 2 Па ? с і щільністю до 2000 кг / м3.

Окружну швидкість мішалки рекомендується вибирати в межах
 1,6-4,8 м / с. Щоб уникнути утворення воронки, вал мішалки зміщують по відношенню до осі апарату на величину до 0,25 або встановлюють його з нахилом 10-20 ° до осі судини.

Для важко змішуються в'язких рідин застосовуються мішалки, що складаються з 2-х пропелерів, встановлених на одному валу. Обидва пропелера штовхають рідина в одну сторону або назустріч один одному. Нормалізовані діаметри мішалок - від 300 до 700 мм.

Турбінні мішалки.Як вже зазначалося раніше, вони відносяться до швидкохідних мішалок. На рис. 13.14 наведені конструкції турбінних мішалок.

 Мал. 13.14. Турбінні мішалки відкритого (а) І (б) Закритого типу

Ці мішалки працюють за принципом відцентрового насоса, т. Е. Всмоктують рідину в середину і за рахунок відцентрової сили відкидають її до периферії. Їх роблять відкритими і закритими. 3акритие мало відрізняються по конструкції від колеса відцентрового насоса і підрозділяються, у свою чергу, на мішалки одностороннього і двостороннього всмоктування. Відкрита мешалка представляє диск з радіально розташованими лопатками. Вони більш прості за конструкцією і тому частіше застосовуються в техніці.

Турбінні мішалки забезпечують досить інтенсивне перемішування. Їх рекомендують застосовувати для інтенсивного перемішування рідин в'язкістю до 450 Па ? с і щільністю до 2000 кг / м3. Окружна швидкість кінців лопатей - 3-9 м / с, причому швидкість мішалок з діаметром до
 300 мм береться бол'шіх, ніж при діаметрі понад 300 мм. Нже приведена залежність окружної швидкості турбінної мішалки від язкості середовища:

В'язкість середовища, Па ? с ......... 0,001-5 5-15 15-25

Окружна швидкість, м / с ...... 7-4,2 4,2-3,4 3,4-2,3

Не рекомендується їх використовувати в реакторах великої місткості. В апаратах з турбінними мішалками обов'язкове установкаотражательних перегородок. При відсутності такої перегородки утворюється глибока воронка, іноді доходить до підстави мішалки і перемішування різко погіршується (зазвичай встановлюють чотири перегородки).

Конструювання і виготовлення мішалок.Мішалки виготовляють з різних металевих і неметалевих матеріалів, що володіють достатньою механічною міцністю. Найбільш поширені зварні перемішують пристрої, виконані з легованої сталі. Мішалки складної конструкції відливають з чавуну. У найпростіших конструкціях лопаті приварюють безпосередньо до валу. Однак, як правило, робочі елементи кріпляться на валу за допомогою рознімних з'єднань.

 Мал. 13.15. Кріплення мешалок до маточини: а - Стопорним гвинтом; б - Торцевої гайкою

Зазвичай до маточини приварюють лопаті. Маточина кріпиться на валу за допомогою шпонки і стопорних пристроїв, що перешкоджають осьовому зміщення. У разі установки мішалки в середині вала її закріплюють стопорним гвинтом, як показано на рис. 13.15,а, При установці на кінці вала - кінцевий гайкою (рис. 13.15,б).

При конструюванні мішалок необхідно враховувати умови їх монтажу. Мішалки невеликих апаратів (діаметр 1200 мм і менше) зазвичай збирають разом з кришкою і разом з нею встановлюють в реактор.

Мішалки для великогабаритних апаратів доцільно робити роз'ємними з частин таких розмірів, які можна пронести через лаз апарату. Це дає можливість розбирати мішалку при ремонтних і монтажних роботах, не знімаючи кришку і привід. У суцільнозварних апаратах мешалка обов'язково повинна бути розбірний. Необхідно мати на увазі, що нарізні сполучення всередині хімічних реакторів працюють в дуже важких умовах. Різьба легко забруднюється і корродіруєт навіть при дії слабких агресивних середовищ. Тому в багатьох випадках частини мішалок виготовляють з нержавіючої сталі.

Відкриті турбінні мішалки виконують зварними. Лопаті приварюють до диска, який, в свою чергу, зварений з маточиною. Застосування полімерних матеріалів для мішалок обмежена їх низькою механічною міцністю. Більш поширені сталеві мішалки, захищені антикорозійними покриттями, або комбіновані з сталевого вала і неметалевих лопатей.

Кілька слів про мешалках спеціальних типів. До них відносяться імпелерні мішалки, які застосовують для забезпечення гарного контакту газу з рідиною при одночасному інтенсивному перемішуванні. Вал мішалки поміщений всередині труби, по якій подається повітря під невеликим надлишковим тиском. На мешалке є ряд лопатей, а на кінці труби встановлений статор з лопатями. Наявність двох рядів лопатей - рухомого і нерухомого - забезпечує добре перемішування рідини і газу.

Приводи мішалок. Швидкохідні мішалки при 400-500 об / хв і вище з'єднуються з електродвигуном через клиноременную передачу, а в деяких випадках можуть бути встановлені і на одному валу з електродвигуном. Однак зазвичай привід здійснюється від електродвигуна через редуктор. Приводи мішалок можуть бути з конічною, черв'ячною, циліндричної або планетарною передачею. Конічні і черв'ячні приводи мають горизонтальний швидкохідний вал, з'єднаний з електродвигуном через муфту або клиноременную передачу.

Конічні і особливо черв'ячні приводи до недавнього часу широко застосовувалися для апаратів з мішалками. В даний час випускають планетарні приводи. Вони компактні, надійні в роботі, мають високий ККД і працюють в значному діапазоні числа обертів і потужностей. Але ці приводи не дають можливості змінювати число обертів мішалки під час роботи, що є істотним їх недоліком. Зміна числа оборотів мішалки необхідно в багатьох випадках: при зміні консистенції перемішуємо маси, при відпрацюванні нового, ще невивченою процесу, а також, коли режим перемішування повинен змінюватися у часі. Приводи мішалок у вибухонебезпечних цехах постачають вибухобезпечними електродвигунами. У приміщеннях, що містять особливо вибухонебезпечні речовини, установка електродвигунів іноді взагалі виключається. Двигун доводиться виносити в сусіднє вибухобезпечне приміщення, передача здійснюється за допомогою горизонтального вала, що проходить через стіну, що розділяє приміщення. Вал в стіні ущільнюють сальниками. Приводи мішалок встановлюють на стійку, яку, в свою чергу, кріплять до апарату, для чого до його кришці приварюють товсті пластини. Стійки роблять чавунними або сталевими, звареними.

Для поліпшення роботи вала мішалки встановлюють кінцевий підшипник (підп'ятник) або проміжні підшипники у верхній частині валу мішалки. З точки зору розподілу навантажень найбільш раціональні приводи з кінцевими підшипниками, проте в багатьох випадках через корозійну або абразивного дії середовища їх не можна використовувати, або в полімерній середовищі - теж не можна встановлювати підшипники.

Крутильні коливання викликають знос підшипників і впливають на сальник. Кінцевий підшипник усуває крутильні коливання, покращуючи роботу сальника і підшипників. Його застосування необхідно при великій довжині або високій частоті обертання.

Розрахунок мішалок. Полягає у визначенні споживаної потужності, виборі двигуна, розрахунки на міцність мішалки і вала. Потужність, споживана мішалкою, дорівнює

N = КN?r? n3? dм5, Вт,

де КN - Критерій потужності, величина якого вибирається за відповідними таблицями та номограммам в залежності від типу мішалки і числа Рейнольдса;

r - щільність рідини, кг / м3;

n - Число оборотів мішалки об / с;

dм - Діаметр мішалки, м.

Потужність двигуна в кВт визначають зі співвідношення

,

де N - Потужність, споживана мішалкою, кВт;

Nс - Втрати на тертя в сальнику, кВт;

h - ККД приводу.

За величиною Nдв. підбирають привід. потужність Nс, витрачається на тертя в сальнику для ущільнення з м'яким набиванням

,

де f - Коефіцієнт тертя вала по м'якій набиванні, рівний 0,2;

dм - Діаметр вала, м;

n - Число оборотів мішалки;

l - Довжина набивання, м;

р - Робочий тиск в апараті, Па.

 Мал. 13.16. До розрахунку лопаті мішалки

Лопаті мішалки розраховують на вигин. Для лопатей прямокутної форми рівнодіюча сил опору прикладена в точці, відстань якої від осі

,

де R - Радіус лопаті, м;

r - Радіус маточини, м.

Величина рівнодіюча дорівнює

,

де Мкр. - Крутний момент на валу;

z - Число лопатей на валу.

Для похилій лопаті (рис. 13.16) сила Р, Що діє перпендикулярно площині лопаті, дорівнює

Р1=Р/ Cоsa,

де a - кут нахилу лопаті.

Згинальний момент визначається рівнянням

Момент опору лопаті визначають з умови міцності

Звідси товщина лопаті дорівнює

Є нормаль НДІХІММАШ для розрахунку мішалок на міцність.



Попередня   92   93   94   95   96   97   98   99   100   101   102   103   104   105   106   107   Наступна

Види конструкційних матеріалів | Корозія металів і сплавів | види корозії | Види корозійних руйнувань | Способи боротьби з корозією | Конструкційні особливості апаратів з високолегованих сталей | Конструктивні особливості емальованих апаратів | Конструктивні особливості апаратів з кольорових металів | Конструктивні особливості апаратів з пластмас | Оформлення поверхні теплообміну |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати