搅拌器的结构与设计共64页
搅拌器的设计（有全套图纸）
摘要完成絮凝过程的絮凝池(一般常称反应池)，在净水处理中占有重要的地位。
天然水中的悬浮物质及肢体物质的粒径非常细小。
为去除这些物质通常借助于混凝的手段，也就是说在原水中加入适当的混凝剂，经过充分混和，使胶体稳定性被坏(脱稳）并与混凝剂水介后的聚合物相吸附，使颗粒具有絮凝性能。
而絮凝池的目的就是创造合适的水力条件使这种具有絮凝性能的颗粒在相互接触中聚集，以形成较大的絮凝体(絮粒)。
因此，絮凝池设计是否确当，关系到絮凝的效果，而絮凝的效果又直接影响后续处理的沉淀效果。
絮凝搅拌机是絮凝池机械搅拌的装置，它主要用于废水处理的搅拌过程。
本设计提到了絮凝池的设计，搅拌机的设计以及其工艺流程。
关键词：絮凝池混凝剂沉淀效果絮凝性能AbstractAccomplish flocculation process flocculation pool(call reaction in general often pool),handle middle in clean water occupying important position.Natural water suspension matter and limb matter grain diameter are very trivial.Be to dislodge these matter being backed by the means drifting along curdling generally, that is,add the appropriate coagulant,blend through sufficiently in raw water, let colloid stability be spoiled the polymer(coming off after steady)and being situated between with coagulant water looks at and appraises an adsorption,makes a pellet have the flocculation function.But,that flocculation pool purpose is to create appropriate waterpower condition makes this have flocculation function pellet assembling,to form bigger flocculation body(catkin granule)in contacting middle mutually.But therefore,flocculation pool designs thinking that indeed or not,effect being related to a flocculation,the flocculation effect has direct impact to follow-up treatment precipitayion effect.The flocculation mixer is flocculation pool mechanical rabble device,it is used for the waste water treatment mixing process mainly.Design the design having mentioned flocculation pool originally,the mixer design and whose process flow.Keywords:Flocculation pool Coagulant Precipitayion effect Flocculation function目录1前言 (1)1.1毕业设计课题的目的、意义、国内外现状 (1)1.1.1毕业设计课题的目的、意义 (1)1.1.2国内外污水处理的现状 (1)1.2搅拌机在污水处理中的作用 (2)1.2.1搅拌机的发展概述 (2)1.2.2反应搅拌机的工作原理 (2)1.3絮凝的工作原理 (3)1.4水处理中的搅拌设备 (3)1.5絮凝搅拌机的适应条件和构造 (3)1.5.1絮凝搅拌机的适应条件 (3)1.5.2絮凝搅拌机的构造 (4)1.6本课题的设计思路 (5)2絮凝池的设计 (6)2.1絮凝池的设计探讨 (6)2.1.1絮凝的相似关系 (7)2.1.2假设和设想 (10)2.2絮凝池的设计要求及结果 (15)3絮凝搅拌机的设计 (16)3.1设计原始数据 (16)3.2设计要点 (16)3.3设计计算数据 (16)3.4桨叶的设计 (17)3.4.1桨叶结构尺寸确定 (17)3.4.2搅拌器转速计算 (17)3.4.3搅拌功率计算 (19)4电动机及减速器的选型 (21)4.1减速器和电动机的选型条件 (21)4.2电动机与减速器的选择 (21)4.4搅拌轴的设计及其结果验证 (23)4.5轴与桨叶、联轴器的连接 (24)4.5.1连接形式 (24)4.5.2联轴器与轴的连接 (24)4.6轴承的选型及轴的最终确定 (24)5支撑装置设计 (25)5.1搅拌机的支承部分 (25)5.1.1机座 (25)5.1.2轴承装置 (26)5.2水下支撑座的设计 (26)5.2.1轴承的选型 (26)5.2.2支撑套的设计 (27)6轴的密封 (28)7结论 (30)符号说明 (31)参考文献 (32)谢辞 (33)附件 (34)外文翻译 (35)附录：1前言1.1毕业设计课题的目的、意义、国内外现状1.1.1毕业设计课题的目的、意义废水处理中反应搅拌机的目的是借助搅拌器的作用是使废水中的胶体颗粒絮凝形成较大的颗粒，以利沉淀，以满足水处理中水质净化的要求。
搅拌器的结构与设计知识讲解
桨式搅拌器
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。
桨式搅拌器常用参数（表8-5）
推进式搅拌器
推进式搅拌器常用参数（表8-6）
推进式搅拌器的特点
轴向流搅拌器 循环量大，搅拌功率小 常用于低粘流体的搅拌 结构简单、制造方便
强度条件
max
M te WP
[ ]
M te 当量扭矩
M te
M
2 n
M
2
轴径
d1.72([](M 1te4))13
按轴封处允许径向位移验算轴径
限制条件
Lo [ ]Lo Lo 总径向位移 [ ]Lo 轴封处的允许径向位移
搅拌轴直径的确定
（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。
按介质压力的 对影 端 响 非 平 面分 平 衡 比k衡 型 压 k1 )型 （ 1) （
外装式和装内式机械密封
双端面机械密封
双端面机械密封
d>D1
d<D1
d=D1
K>1 K=1
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
动环和静环的材料要求
（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
搅拌器的机械设计
也用于高粘流体搅拌，促进流体的上下交换，代替 价格高的螺带式叶轮，能获得良好的效果。
11
桨式搅拌器的转速一般为20～100r/min ， 最高粘度为20Pa·s 。
缺点 不能用于以保持气体和以细微化为目的 的气—液分散操作中。
特点 ——搅拌时流体的湍流程度不高，循环量大，结构 简单，制造方便。
循环性能好，剪切作用不大， 属于循环型搅拌器。
14
主要应用
粘度低、流量大的场合，用较小的搅拌功率，能获得较好 的搅拌效果。 主要用于液－液系混合、使温度均匀，在低浓度固－液系 中防止淤泥沉降等。
改进
容器内装挡板、搅拌轴偏心安装、 搅拌器倾斜，可防止漩涡形成。
6
三、选型
搅拌目的 搅拌器选型 物料粘度
搅拌容器容积的大小
选用时除满足工艺要求外，还应考虑功耗低、操 作费用省，以及制造、维护和检修方便等因素。
7
表9-1 搅拌器型式适用条件表
搅拌器型式
涡轮式 桨式 推进式
流动状态
搅拌目的
对 湍 剪 低 高粘 分 溶 固 气 结 传 液
流 流 切 粘 度液 散 解 体 体 晶 热 相
循 扩 流 度 混合
悬吸
反
环散
混 传热
浮收
应
合 反应
○○○○ ○ ○ ○ ○○○○ ○
○○○○ ○
○○
○○ ○
○○
○
○○ ○
○○ ○
搅拌容 器容积
(m3)
转速范 围(r/min)
最高 粘度 (P)
1~100 1~200
10~300 500 10~300 20
卧式搅拌器结构毕业设计(全套图纸)
可编辑修改XXX大学本科生毕业论文卧式搅拌器结构设计院(系)：机电工程学院专业：机械设计制造及其自动化学号：06071304学生姓名：XXX指导教师：XXX 讲师2010年6月精品文档可编辑修改摘要搅拌设备使用历史悠久，应用范围广，大量应用于化工、石化、轻工、医药、食品、采矿、造纸、冶金等行业中。
搅拌设备可以从各种不同角度进行分类,如按照搅拌装置的安装形式简单分为立式和卧式，其中卧式主要是指搅拌容器轴线与搅拌器回转轴线都处于水平位置。
本课题在国内外搅拌器的研究与发展的基础上，设计了一种新的带有搅拌和振动排料功能的卧式搅拌器结构设计方案以进行用于食品工业的面粉搅拌操作。
该卧式搅拌器具有两条传动系统，第一条主传动系统采用V带和齿轮传动实现搅拌操作，第二条传动系统采用多楔带和凸轮组合传动实现搅拌箱体的振动运动。
本文对卧式搅拌器的基本结构、基本尺寸进行了详细设计，并利用PRO/ENGINEER对搅拌器结构进行三维建模和运动仿真，以便更直观地展现设计思想和进行结构分析；然后，对设计零件进行了分析校核，保证搅拌器的可靠运行。
关键词：卧式搅拌器；混合设备；面粉加工；食品工业精品文档可编辑修改ABSTRACTMixing equipment has been used long time ago, and applied widely in the traditional processing industry such as chemical, petrochemical, light industry, medical industry, food, mining, papermaking, metallurgy and so on. Mixing equipment can be classified by many means. Horizontal type and vertical type can be classified according to the shaft seal's fixing method. Of the two type, the horizontal type means both the tank's axes and the shaft's spin axis are horizontal.A new mixing equipment with the function of mixing and vibration. was designed in this paper on the basis of mixing equipment research home and abroad. It will be used in the flour mixing of food processing industry. This design has two transmission system. The one is comprised of belt pulley and gear to achieve the function of mixing, the other is comprised of belt pulley and cam to achieve the function of vibration.The overall design of the mixing equipment's basic structure and its basic dimensions were presented, and in order to unfold the concept of design and analysis later, three-dimensional modeling was made by the software of PRO/ENGINEER, Then, the analysis examination to the design proposal was presented to guarantee mixing equipment's reliability.Key words：horizontal mixer；mixing equipment；flour milling；food industry精品文档可编辑修改目录第1章绪论 (1)1.1课题研究意义 (1)1.2搅拌器国内外发展现状 (1)1.3卧式搅拌器发展趋势 (4)1.4论文主要完成的工作 (5)第2章卧式搅拌器总体方案设计 (6)2.1引言 (6)2.2卧式搅拌器总体结构方案 (6)2.2.1传动方式确定 (6)2.2.2基本尺寸的确定 (8)2.3搅拌器性能指标的设定 (9)2.4本章小结 (9)第3章卧式搅拌器结构设计 (10)3.1引言 (10)3.2驱动元件的选择与计算 (10)3.2.1驱动元件选择原则 (10)3.2.2主电机的选择及电机参数的确定 (11)3.2.3副电机的选择及电机参数的确定 (14)3.3主传动系统的结构设计 (15)3.3.1基本结构的确定与选材 (15)3.3.2带轮与齿轮的详细设计 (15)3.3.3轴的结构设计 (23)3.3.4主传动系统的支架设计及三维仿真 (24)3.4摆动系统的结构设计 (25)3.4.1基本结构的确定与选材 (25)精品文档可编辑修改3.4.2带轮齿轮与凸轮的设计计算 (26)3.4.3轴的结构设计和摆动系统安装的三维仿真 (34)3.5搅拌部分结构设计 (35)3.51搅拌桨机构设计 (35)3.52搅拌容器的结构设计 (36)3.53联轴器的选用 (37)3.54止动扳手的机构设计 (38)3.6本章小结 (38)第4章安全性计算与校核 (40)4.1引言 (40)4.2轴承的校核 (40)4.3轴的校核 (41)4.4键的校核 (43)4.5本章小结 (44)结论 (45)参考文献 (46)致谢 (48)精品文档可编辑修改第1章绪论1.1课题研究意义理论上把任何状态（固态、液态、气态和半液态）下物料均匀掺和在一起的操作称为混合，但习惯上常把固态物料之间掺和或者固态物料加湿的操作称为混合；而把固态、液态或气态物料与液态物料混合的操作称为搅拌[1]。
搅拌器结构及设计
2. 推进式搅拌器
推进式搅拌器（又称船用推进器） 常用于低粘流体中。
结构
标准推进式搅拌器有三瓣叶 片，其螺距与桨直径d相等。 它直径较小，d/D=1/4～1/3，叶端速度 一般为 7～10 m/s，最高达15 m/s。
13
图9-4 推进式搅拌器
搅拌时——流体由桨叶上方吸入，下方以圆筒状螺旋形排 出，流体至容器底再沿壁面返至桨叶上方，形 成轴向流动。
②由该点与液体 比重连线，并交 于参考线Ⅱ上某 点；
③将该点与某一 搅拌过程连线， 交于搅拌功率线， 即可求得该过程 的搅拌功率
图9-7 由24搅拌过程求搅拌功率的算图
第四节 搅拌罐结构设计 一、罐体的尺寸确定
1、罐体长径比
罐体长径比对搅拌功率的影响 需要较大搅拌功率的，长径比可以选得小些。 罐体长径比对传热的影响 体积一定时，长径比越大，表面积越大，越利于传热；并且此时传热面距罐体 中心近，物料的温度梯度就越大，有利于传热效果。因此，单纯从夹套传热角 度考虑，一般希望长径比大一些。
循 扩 流 度 混合
悬吸
反
环散
混 传热
浮收
应
合 反应
○○○○ ○ ○ ○ ○○○○ ○
○○○○ ○
○○
○○ ○
○○
○
○○ ○
○○ ○
搅拌容 器容积
(m3)
转速范 围(r/min)
最高 粘度 (P)
1~100 1~200
10~300 500 10~300 20
1~1000 10~500 500
折叶开启涡轮式 ○ ○
主要用于流体的循环，由于在同样排量下，折叶式 比平直叶式的功耗少，操作费用低，故轴流桨叶使 用较多。
搅拌器的机械设计
500
500 1000
○ ○ ○ ○ ○
螺杆式 螺带式
○
○
○
○
○ ○
1~50
1~50
0.5~50
0.5~50
1000
1000
注
表中空白为不适或不详，○为适合。
8
四、几种常用搅拌器简介
桨式、推进式、涡轮式和锚式搅拌器在
搅拌反应设备中应用最为广泛，据统计约占
搅拌器总数的75～80％。
k
T
T 180 0 100 G0 J P
0
30
二、轴封
填料密封
机械搅拌反应器
轴封主要有两种
机械密封 轴的密封装置
目的
避免介质通过转轴从搅拌容器内泄漏或外部 杂质渗入搅拌容器内。
31
1、填料密封
1—压盖 2—双头螺柱
3—螺母
4—垫圈 5—油杯
6—油环
7—填料 8—本体
图9-7 由搅拌过程求搅拌功率的算图
24
第四节 一、罐体的尺寸确定
搅拌罐结构设计
1、罐体长径比
罐体长径比对搅拌功率的影响
需要较大搅拌功率的，长径比可以选得小些。
罐体长径比对传热的影响 体积一定时，长径比越大，表面积越大，越利于传热；并且 此时传热面距罐体中心近，物料的温度梯度就越大，有利于 传热效果。因此，单纯从夹套传热角度考虑，一般希望长径 比大一些。
动密封, 密封的关键
动环和静环作相对旋转运动时的端面密封，属动密 封，是机械密封的关键。 两个密封端面的平面度和粗糙度要求较高，依靠介 质的压力和弹簧力使两端面保持紧密接触，并形成
一层极薄的液膜起密封作用。
搅拌器的结构与设计
全 封 闭 密 封
介质易燃、易爆
剧毒物料 贵重物料 高纯度物料
高真空操作
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。
传动装置
适用于单跨轴
适用于悬臂轴
搅拌反应器的机械设计内容
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（包括带夹套反应釜的稳定性校核）
植物纤维 非金属填料动物纤维 填料 矿物纤维 人造纤维 等） 金属填料（钢、铅、铜
表（8-13）
填料箱
填料箱宽度：
S (1.4 ~ 2) d
填料箱高度：
由填料的尺寸和 圈数确定
标准填料箱
表（8-13）
填料压盖高度：
1 2 h ( ~ )H 3 3
推进式搅拌器
推进式搅拌器常用参数（表8-6）
推进式搅拌器的特点
轴向流搅拌器
循环量大，搅拌功率小
常用于低粘流体的搅拌 结构简单、制造方便
涡轮式搅拌器
（透平式叶轮）
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。
机械密封
（端面密封）
动、静界面 密封点 径向密封 端面比压
动环和静环
弹簧压紧装置 密封圈
机械密封的分类
单端面机械密封 表（8-14） 按密封面的对数分 双端面机械密封
外装式机械密封 按密封元件置于釜体内 外分 内装式机械密封
搅拌器的结构以及导流筒的设置
搅拌器的结构以及导流筒的设置搅拌设备的基本结构机械搅拌设备由搅拌容器和搅拌机两大部分组成。
搅拌容器包括釜体、外夹套、内构件（挡板、盘管、导流筒、气体分布器等）以及各种用途开孔（例如视镜、人孔、手孔）和接管等；搅拌机则包括搅拌器、搅拌轴、轴封（或磁力联轴器）、机架以及传动装置（电动机、变速器、联轴器）等部件。
搅拌设备的基本结构2——搅拌容器搅拌容器常被称作搅拌釜（或搅拌槽），当搅拌设备用作反应容器时，又被称作搅拌釜式反应器，有时简称反应釜。
釜体的结构形式通常为立式圆筒形，其高径比值主要依据操作时容器装液高径比以及装料系数大小而定。
而容器装液高径比又视容器内物料性质、搅拌特征和搅拌器层数而异，一般取1～1.3 ，最大可达6 。
釜底形状有平底、椭圆底、锥形底等，有时亦可用方形釜。
同时，根据工艺的传热要求，釜体外还可加夹套，并通以蒸汽、冷却水等载热介质；当传热面积不足时，还可在釜秒内部设置盘管等。
搅拌设备的基本结构3----搅拌器与搅拌轴 搅拌器又被称作叶轮或桨叶。
它是搅拌设备的核心部件。
根据搅拌器在搅拌釜内产生流型，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。
搅拌轴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、底部伸入和侧面伸入方式，应根据不用的搅拌要求选择不同的安装方式。
搅拌设备中电动机输出的动力是通过搅拌轴传递给搅拌器的，因此搅拌轴必须有足够的强度。
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。
搅拌设备的基本结构4——挡板为了消除搅拌设备容器内液体的大选现象，使被搅拌物料能够上下轴向流动，形成全釜的均匀混合，通常需要在搅拌容器内加入若干块挡板。
挡板数一般在2～6块之间，视具体的情况而定。
加入挡板后，搅拌功耗将明显增加，且随着挡板数的增加而增加；但在满足全挡板条件后，再增加挡板数，搅拌功耗将不再增加。
搅拌器的机械设计
4．锚式搅拌器
结构简单。 适用于粘度在100Pa·s 以下的流体搅拌，当流 体粘度在10～100Pa·s 时，可在锚式桨中间加 一横桨叶，即为框式搅 拌器，以增加容器中部 的混合。
图9-6 锚式搅拌器
17
主要应用
锚式或框式桨叶的混合效果并不理想，只适用于对混合 要求不太高的场合。
由于锚式搅拌器在容器壁附近流速比其它搅拌器 大，能得到大的表面传热系数，故常用于传热、 晶析操作。 常用于搅拌高浓度淤浆和沉降性淤浆。 当搅拌粘度大于100Pa·s 的流体时，应采用螺带 式或螺杆式。
填料中含有润滑剂，在对搅拌轴产生径向压紧力的 同时，形成一层极薄的液膜，一方面使搅拌轴得到 润滑，另一方面阻止设备内流体的逸出或外部流体 的渗入，达到密封的目的。
32
2、机械密封
定义
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。
特点
泄漏率低，密封性能可靠，功耗小，使用寿命长， 在搅拌反应器中得到广泛地应用。
2
搅拌装置
搅拌设备
轴封
搅拌罐
传动装置 搅拌轴 搅拌器
罐体 附件
3
第二节 搅拌器的型式及选型 一、常见型式
图9-2 典型的搅拌器图
4
二、搅拌器的功能 提供搅拌过程所需要的能量和适宜的流动 状态，以达到搅拌过程的目的。
浆叶旋转运动，产生能量，作用于液体， 形成流动状态。关键在浆叶，也与其它 因素有关，如介质特性，搅拌器的工作 环境等。
33
机械密封的结构及工作原理 结构
由固定在轴上的动环及弹簧压紧装置、固定 在设备上的静环以及辅助密封圈组成。
34
1—弹簧； 2—动环； 3—静环
搅拌器的结构与设计全解共64页文档
搅拌器的结构与设计全解
11、用道德的示范来造就一个人，显然比用法律来约束他更有价值。—— 希腊
12、法律是无私的，对谁都一视同仁。在每件事上，她都不徇私情。—— 托马斯
13、公正的法律限制不了好的自由，因为好人不会去做法律不允许的事 情。——弗劳德
14、法律是为了保护无辜而制定的。——爱略特 15、像房子一样，法律和法律都是相互依存的。——伯克
搅拌器的机械设计
液体单位体积的平均搅拌功率/(Hp/m3) 0.09
0.264~0.396 0.396~0.528
1.32 1.32~2.64 1.585~1.894
3.96
注 1Hp=735.499W
22
按搅拌过程求搅拌功率的算图
图9-7 由搅拌过程求搅拌功率的算图
23
①从液体容积值与液体粘度值连线，交于参考线Ⅰ；
15
3．涡轮式搅拌器
涡轮式搅拌器（又称透 平式叶轮），是应用较 广的一种搅拌器，能有 效地完成几乎所有的搅 拌操作，并能处理粘度 范围很广的流体。
图9-5 涡轮式搅拌器 16
主要应用
涡轮式搅拌器有较大的剪切力，可使流体微 团分散得很细，适用于低粘度到中等粘度流体的 混合、液—液分散、液—固悬浮，以及促进良好 的传热、传质和化学反应。
主要用于流体的循环，由于在同样排量下，折叶式 比平直叶式的功耗少，操作费用低，故轴流桨叶使 用较多。
也用于高粘流体搅拌，促进流体的上下交换，代替 价格高的螺带式叶轮，能获得良好的效果。
11
桨式搅拌器的转速一般为20～100r/min ， 最高粘度为20Pa·s 。
缺点 不能用于以保持气体和以细微化为目的 的气—液分散操作中。
循 扩 流 度 混合
悬吸
反
环散
混 传热
浮收
应
合 反应
○○○○ ○ ○ ○ ○○○○ ○
○○○○ ○
○○
○○ ○
○○
○
○○ ○
○○ ○
搅拌容 器容积
(m3)
转速范 围(r/min)
最高 粘度 (P)
1~100 1~200
10~300 500 10~300 20