搅拌器的结构与设计
搅拌设备的基本结构与选型
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。
搅拌设备的基本结构与选型
1.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器时，又被称为搅拌釜式反应器，有时简称反应釜。
釜体的结构型式通常是立式圆筒形，其高径比值主要依据操作是容器装液高径比以及装料系数大小而定。而容器的装液高径比又视容器内物料的性质、搅拌特征和搅拌器层数而异，一般取1～1.3，最大时可达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，釜体外可加夹套，并通以蒸气、冷却水等载热介质；当传热面积不足时，还可在釜体内部设置盘管等。
2.2 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。
4.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。
4.1 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。
搅拌型式
涡轮式搅拌器常用参数 （表8-6）
锚式搅拌器
涡轮式搅拌器常用参数 （表8-6）
框式搅拌器
锚式和框式搅拌器特点
1、结构简单，制造方便。 2、适用于粘度大、处理量大的物料。 3、易得到大的表面传热系数。 4、可减少“挂壁”的产生。
螺杆式搅拌器
螺带式搅拌器
搅拌器的选型
1、介质的性质 （1）介质的粘度 随着介质粘度增高，各种搅拌器使用的顺序是：桨叶式、推 进式、涡轮式、框式和锚式、螺杆（带）式
搅拌器的型式
搅拌器的分类
按流体流动形态
轴向流搅拌器 径向流搅拌器 混合流搅拌器
平叶
按搅拌器叶片结构
折叶 螺旋面叶 低粘流体用搅拌器
按搅拌用途
高粘流体用搅拌器
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）
如釜体壁厚的计算、封头壁厚的计算、搅拌轴直径的确定等。
4、主要零部件的选用 搅拌器、传动装置、轴封装置等的选择。
5、绘图、编制技术文件
装配图、各种零部件图、设计计算书、设计说明书、技术要求等。
作业1
1.以机械搅拌反应器为例，说明搅拌反应器由哪几部分组 成，包括哪些构件。 2.搅拌器的功能是什么？中心顶插式搅拌器可形成哪几种 流型？如何控制切向流？ 3.分析桨式、推进式、涡轮式、锚式搅拌器的结构特点和 适用场合。 4.搅拌器可通过哪几种方式与搅拌轴连接？
d 1.72(
M te ) 4 [ ](1 )
1 3
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
卧式搅拌机设计
卧式搅拌机的结构设计摘要卧式搅拌机具有悠久的历史，它的应用范围极其广泛，在化学，机械，建筑，轻工业，重金属领域都会看见搅拌机的应用。
从不同的角度可以把搅拌机分为立式和卧式两种，其中卧式搅拌机主要是指搅拌机的轴线与搅拌机回旋轴线都在水平的位置。
本文设计的卧式搅拌器在分析国内外搅拌机械的发展的基础上，设计一种新的卧式搅拌器，这种新的新的结构设计可用于面粉，饲料等粒状物质的搅拌和混合，相比传统的搅拌装置更加快速简单并且工作效率高。
设计的搅拌器具有两个水平的传送方式，第一个是V型皮带和齿轮结合的第一主变速器，以实现混合操作。
第二个是采用楔带和凸轮组成的传动方式，以提高搅拌工作效率。
在该课题中，对卧式搅拌器的基本结构，基本尺寸的详细设计和对搅拌器结构的建模和运动模拟，更为真实简单的体现设计的过程和结构分析，再进行安全分析校核的计算，搅拌器结构设计，参数计算，功率检查，从而确保该搅拌器稳定可靠的运转。
关键词卧式搅拌器；混合设备；搅拌机；上料装置- I -Structure Design of Horizontal MixerAbstractThis design introduced the development course of the domestic and foreign mixer machinery and domestic and foreign research trends，and the design of the mixer. Based on this topic agitator in the domestic and foreign research and development，design a new with vibratory mixing and row material function of horizontal agitator structure design scheme to be used for dry mixing operation．The horizontal mixer has two transmission systems，the first main drive system uses V belt and gear drive to achieve mixing operation．In this paper, the design of horizontal agitator in the analysis of the domestic and foreign mixing based on the development of mechanical, design a new horizontal mixer, this new structure design can be used for flour, feed and other particulate matter and stir the mixture compared to the traditional stirring device is more simple and fast and high work efficiency. The design of the mixer has two levels of transmission, the first is the V type belt and gear combination of the first main transmission, in order to realize the mixed operation. The second is the use of the drive mode of the wedge and the cam to improve the efficiency of mixingIn the paper, the basic structure of horizontal agitator, the detailed design of the basic dimensions and the agitator structure modeling and motion simulation, more simple and true embodiment of the design process and structural analysis, and security analysis and checking calculation, agitator structure design,- II -parameter calculation, check power, so as to ensure the stirrer is stable and reliable operation.Keywords Horizontal mixer, mixing equipment, mixer, feeding device- III -目录摘要 (I)Abstract (II)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 (2)1.3 卧式搅拌器发展趋势 (4)1.4 论文主要研究内容 (5)1.5 本章小结 (5)第2章总体方案设计及参数设计 (6)2.1 传动机构方案设计 (6)2.2搅拌机容量确定 (7)2.3搅拌机结构参数确定 (8)2.4 搅拌功率的计算 (11)2.5 传动装置工作参数计算 (13)2.6带传动的计算 (14)2.7本章小结 (20)第3章卧式搅拌机零件设计 (21)3.1 搅拌轴的设计 (21)3.2 搅拌轴的校核 (23)3.3 搅拌机结构设计 (25)3.4 三维建模 (27)3.5 本章小结 (28)结论 (29)致谢 (30)参考文献 (31)附录............................................................................................................... - 33 -- IV -第1章绪论1.1课题研究意义工程添加混合物在整个搅拌过程中的重点和被称为卧式搅拌机自动完成的机械装置，搅拌机在各个行业具有广泛应用，在食品行业更是必不可少的。
生物工程设备课程设计-机械通风发酵搅拌器的设计2
3.2 搅拌器的强度计算
搅拌器的强度计算主要目的是计算（校核）桨
叶的厚度。它是在决定了搅拌器的直径，宽度、数
量、材料并决定了搅拌器的计算功率后，分析叶片
的受力情况，找出危险面，定出安全系数，用计算
或校核的方法决定叶片的厚度，并考虑腐蚀裕量。
3.2.1 搅拌器强度计算中的计算功率
当搅拌装置的电机功率P选定后，还需考虑起动时电 机的过载及传动系统的效率。 Pj=kηP-Pm Pj搅拌器强度计算中的计算功率，KW； k启动时电机的过载系数，可从电机特性表中查得；
η传动系统的效率；
Pm轴封处的摩叶最常用。在强度计算时 以各种叶片受力相等处理，每个叶片的危险断面为
叶片与圆盘连接的根部，其弯矩为：
抗弯断面系数：
W b 6
2
M
II
9551 z1
r0 r3 x0
N· Pm
j
n
最大弯曲应力应满足：
4.2 减速器类型、标准及其选用
• 减速器的类型主要有：两级齿轮传动减速器、三角皮带减速
器、摆线针齿行星减速器、蜗杆传动减速器和谐波减速器。
• （1）首先根据反应器搅拌传动所需要的电机功率、搅拌轴转 速（即减速器输出轴的转速）。然后根据其他具体条件综合
考虑，类比确定较适用的减速器。
• （2）考虑其他具体条件有：对减速器有无防爆要求；是单相 还是双向传动；是连续还是间隙传动等;同时还要考虑维修条
普通V带设计举例见下表。已知某搅拌反应器采用V 带传动，选用Y132S-8电机，额定功率P=2.2KW,转速
n1=710转/分,搅拌转速n2=180转/分,试设计V带传动。
4.4 联轴器
• 电机与减速器输出轴及传动轴与搅拌轴之间的连
第三章制药反应工程基础之搅拌器教材
NRe =nd3ρ/μ=5.986 ×105 查上图，对推进式搅拌器全挡板场合，
NP =0.35 P= NP n3d5ρ =622.7 W
对于发酵罐:一般， D/d≠3、HL/ d ≠ 3，其搅拌功率 P﹡=f P
f为校正系数， f =
自吸式气液反应器的设计与应用
立式圆筒容器高径比HT/DT=2~2.5; 液柱高度与直径比HL /DT=1~1.5 搅拌器: 涡轮外径Di=DT/3 ，涡轮高度h=Di /4 ，涡轮与反应器 底距离y=Di ，吸气口径=3Di /8 ，挡板宽度B=DT/10 不吸气时
搅拌功率:
P0 = k n 3Di 5ρ
扭格子式
复动式
水：约1mPa·s 低粘乳液：约数 mPa·s 重油：约数十 mPa·s 润滑油：约 0.1Pa·s 蜂蜜：约 1 Pa·s
多臂行星式
涂料：约数 Pa·s
均质器
真空乳化釜
新 砂磨机 卧 式 LIST-AP 搅 BIVOLAK 拌 SCR 器 HVR
CONTERNA
橡 捏和机
油墨：约数十 Pa·s 牙膏：约 50 Pa·s 口香糖：约 100 Pa·s 嵌缝胶：约 千 Pa·s 塑料熔体：近万Pa·s 橡胶混合物：近万Pa·s
搅拌槽
叶轮
槽体 夹套 内构件
搅拌器
搅拌器的设计与功率计算
• 搅拌器的结构与作用
流体流动以及流体速度的涨落造成物料交换是反应、传热以 及扩散的根本原因，搅拌器起作重要的作用。
搅拌器可促使流体产生圆周运动（径向流，或称原生流）， 流体作轴向运动的轴向流（或称次生流），径向流因挡板作用后 产生次生流。
搅拌桨叶的选型和设计计算
一、搅拌机结构与组成组成：搅拌器电动机 减速器 容器 排料管 挡板适用物料：低粘度物料二、混合机理利用低粘度物料流动性好的特性实现混合 1、对流混合在搅拌容器中.通过搅拌器的旋转把机械能传给液体物料造成液体的流动.属强制对流。
包括两种形式：（1）主体对流：搅拌器带动物料大范围的循环流动 （2）涡流对流：旋涡的对流运动液体层界面 强烈剪切 旋涡扩散主体对流 宏观混合 涡流对流 2、分子扩散混合液体分子间的运动 微观混合 作用：形成液体分子间的均匀分布 对流混合可提高分子扩散混合 3、剪切混合剪切混合：搅拌桨直接与物料作用.把物料撕成越来越薄的薄层.达到混合的目的。
高粘度过物料混合过程.主要是剪切作用。
三、混合效果的度量 1、调匀度I设A 、B 两种液体.各取体积vA 及vB 置于一容器中.则容器内液体A 的平均体积浓度CA0为： （理论值） 经过搅拌后.在容器各处取样分析实际体积浓度CA.比较CA0 、CA . 若各处 CA0=CA 则表明搅拌均匀若各处 CA0=CA 则表明搅拌尚不均匀.偏离越大.均匀程度越差。
引入调匀度衡量样品与均匀状态的偏离程度 定义某液体的调匀度 I 为：（当样品中CA CA0时）或 （当样品中CA CA0时）显然 I ≤1若取m 个样品.则该样品的平均调匀度为当混合均匀时2、混合尺度设有A 、B 两种液体混合后达到微粒均布状态。
混合尺度分 设备尺度 微团尺度 分子尺度 对上述两种状态：在设备尺度上：两者都是均匀的（宏观均匀状态） 在微团尺度上：两者具有不同的均匀度。
在分子尺度上：两者都是不均匀的（当微团消失.称分子尺度的均匀或微观均 匀） 如取样尺寸远大于微团尺寸.则两种状态的平均调匀度接近于己于1。
如取样尺寸小到与b 中微团尺寸相近时.则b 状态调匀度下降.而a 状态调匀度不变。
即：同一个混合状态的调匀度随所取样品的尺寸而变化.说明单平调匀度不能反映混合物的均匀程度四、搅拌机主要结构 1、搅拌器搅拌器由电动机带动.物料按一定规律运动（主体对流）.桨型不同.物料产生的流型不同。
化工搅拌器的设计
1绪论1.1 搅拌器的概述1.1.1搅拌器的应用范围机械搅拌反应器适用于各种物性（如粘度、密度）和各种操作条件（温度、压力）的反应过程，广泛应用于合成材料、合成纤维、合成橡胶、医药、农药、化肥、染料、涂料、食品、冶金、废水处理等行业。
如实验室的搅拌反应器可小至数十毫升，而污水处理、湿法冶金、磷肥等工业大型反应器的容积可达数千立方米。
除用作化学反应器和生物反应器外，搅拌反应器还可大量用于混合、分散、溶解、结晶、萃取、吸收或解吸、传热等操作。
搅拌反应器由搅拌容器和搅拌机两大部分组成。
搅拌容器包括筒体、换热元件及内构件。
搅拌器、搅拌轴、及其密封装置、传动装置等统称为搅拌机。
1.1.2搅拌器的工作原理通常搅拌装置由作为原动机的马达(电动、风动或液压)，减速机与其输出轴相连的搅拌抽，和安装在搅拌轴上的叶轮组成减速机体通过一个支架或底板与搅拌容器相连。
当容器内部有压力时，搅拌轴穿过底板进入容器时应有一个密封装置，常用填料密封或机械密封。
通常马达与密封均外购，研究的重点是叶轮。
叶轮的搅拌作用表现为“泵送”和涡流”，即产生流体速度和流体剪切，前者导至全容器中的回流，介质易位，防止固体的沉淀并产生对换热热管束 (如果有)的冲刷；剪切是一种大回流中的微混合，可以打碎气泡或不可溶的液滴，造成“均匀”。
1.1.3化工反应中的搅拌设备根据搅拌器叶轮的形状可以分成直叶桨式、开启涡轮式、推进式、圆盘涡轮式、锚式、螺带式、螺旋式等}根据处理的掖体牯度不同可以分为低粘度液搅拌器。
低粘度液搅拌器，如：三叶推进式、折叶桨叶，6直叶涡轮式、超级混合叶轮式 HR 100，HV 100等；中高粘度液搅拌器如：锚式、螺杆叶轮式、双螺旋螺带叶轮型，MR 205，305超混合搅拌器等等。
1.2化工搅拌器的适应条件和构造1.2.1化工搅拌器的适应条件搅拌加速传热和传质，在化工设备中广泛运用。
化工搅拌器的作用使化工生产中的液体充分混合，以满足化学反应能够最大程度的进行，该设备可以代替手动搅拌对人体有毒或对皮肤有伤害的化工原料减少对人体的危害，同时通过电动机带动轴加速搅拌，提高生产率。
搅拌器的结构与设计
全
封
闭
介质易燃、易爆
密
封
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） 如釜体壁厚的计算、封头壁厚的计算、搅拌轴直径的确定等。 4、主要零部件的选用 搅拌器、传动装置、轴封装置等的选择。 5、绘图、编制技术文件 装配图、各种零部件图、设计计算书、设计说明书、技术要求等。
影响搅拌轴直径的四个因素
1、扭转变形 2、临界转速 3、扭转和弯矩联合作用下的强度 4、轴封处允许的径向位移
搅拌轴的力学模型
按扭转变形计算搅拌轴的直径
刚度条件
583 .6M n max
Gd 4 (1 4 )
[ ]
轴径
d
4.92(
[
M n max
]G(1
4
)
)
1 4
按临界转速校核搅拌轴的直径 临界转速
（3）导热性要好，能够将摩擦产生的热量尽快传递出去。 （4）高温高压条件下使用的填料，要求具有耐高温性能及足够的机械强度。
植物纤维
填料非金属填料动 矿物 物纤 纤维 维
人造纤维
金属填料（钢、铅、铜等）
表（8-13）
填料箱
填料箱宽度：
搅拌器设计
搅拌器设计选型绪论搅拌可以使两种或多种不同的物质在彼此之中互相分散，从而达到均匀混合；也可以加速传热和传质过程。
在工业生产中，搅拌操作时从化学工业开始的，围绕食品、纤维、造纸、石油、水处理等，作为工艺过程的一部分而被广泛应用。
搅拌操作分为机械搅拌与气流搅拌。
气流搅拌是利用气体鼓泡通过液体层，对液体产生搅拌作用，或使气泡群一密集状态上升借所谓上升作用促进液体产生对流循环。
与机械搅拌相比，仅气泡的作用对液体进行的搅拌时比较弱的，对于几千毫帕·秒以上的高粘度液体是难于使用的。
但气流搅拌无运动部件，所以在处理腐蚀性液体，高温高压条件下的反应液体的搅拌时比较便利的。
在工业生产中，大多数的搅拌操作均系机械搅拌，以中、低压立式钢制容器的搅拌设备为主。
搅拌设备主要由搅拌装置、轴封和搅拌罐三大部分组成。
其结构形式如下图：一搅拌装置结构图第一章搅拌装置第一节搅拌装置的使用范围及作用搅拌设备在工业生产中的应用范围很广，尤其是化学工业中，二很多的化工生产都或多或少地应用着搅拌操作。
搅拌设备在许多场合时作为反应器来应用的。
例如在三大合成材料的生产中，搅拌设备作为反应器约占反应器总数的99%。
搅拌设备的应用范围之所以这样广泛，还因搅拌设备操作条件（如浓度、温度、停留时间等）的可控范围较广，又能适应多样化的生产。
搅拌设备的作用如下：①使物料混合均匀；②使气体在液相中很好的分散；③使固体粒子（如催化剂）在液相中均匀的悬浮；④使不相溶的另一液相均匀悬浮或充分乳化；⑤强化相间的传质（如吸收等）；⑥强化传热。
搅拌设备在石油化工生产中被用于物料混合、溶解、传热、植被悬浮液、聚合反应、制备催化剂等。
例如石油工业中，异种原油的混合调整和精制，汽油中添加四乙基铅等添加物而进行混合使原料液或产品均匀化。
化工生产中，制造苯乙烯、乙烯、高压聚乙烯、聚丙烯、合成橡胶、苯胺燃料和油漆颜料等工艺过程，都装备着各种型式的搅拌设备。
第二节搅拌物料的种类及特性搅拌物料的种类主要是指流体。
搅拌桨叶的选型和设计计算
第二节搅拌桨叶的设计和选型一、搅拌机结构与组成组成：搅拌器电动机减速器容器排料管挡板适用物料：低粘度物料二、混合机理利用低粘度物料流动性好的特性实现混合1、对流混合在搅拌容器中.通过搅拌器的旋转把机械能传给液体物料造成液体的流动.属强制对流。
包括两种形式：（1）主体对流：搅拌器带动物料大范围的循环流动（2）涡流对流：旋涡的对流运动液体层界面强烈剪切旋涡扩散主体对流宏观混合涡流对流2、分子扩散混合液体分子间的运动微观混合作用：形成液体分子间的均匀分布对流混合可提高分子扩散混合3、剪切混合剪切混合：搅拌桨直接与物料作用.把物料撕成越来越薄的薄层.达到混合的目的。
高粘度过物料混合过程.主要是剪切作用。
电动机减速器搅拌器容器排料管三、混合效果的度量 1、调匀度I设A 、B 两种液体.各取体积vA 及vB 置于一容器中.则容器内液体A 的平均体积浓度CA0为： （理论值） 经过搅拌后.在容器各处取样分析实际体积浓度CA.比较CA0 、CA . 若各处 CA0=CA 则表明搅拌均匀若各处 CA0=CA 则表明搅拌尚不均匀.偏离越大.均匀程度越差。
引入调匀度衡量样品与均匀状态的偏离程度 定义某液体的调匀度 I 为：（当样品中CA < CA0时）或 （当样品中CA > CA0时）显然 I ≤1若取m 个样品.则该样品的平均调匀度为当混合均匀时2、混合尺度设有A 、B 两种液体混合后达到微粒均布状态。
BA A A V V V C +=00A A C C I =011A A C CI --=m I I I I m+⋯⋯++=-211=-IA BAB （a）（b）混合尺度分设备尺度微团尺度分子尺度对上述两种状态：在设备尺度上：两者都是均匀的（宏观均匀状态）在微团尺度上：两者具有不同的均匀度。
在分子尺度上：两者都是不均匀的（当微团消失.称分子尺度的均匀或微观均匀）如取样尺寸远大于微团尺寸.则两种状态的平均调匀度接近于己于1。
立式搅拌机结构设计与性能分析
立式搅拌机结构设计与性能分析一、引言立式搅拌机是一种常见的工业设备，广泛应用于食品加工、化工、制药等行业。
本文将从结构设计和性能分析两个角度对立式搅拌机进行探讨，旨在分析其设计原理及性能特点，为工程师和研究人员提供参考和指导。
二、立式搅拌机的结构设计1. 框架结构: 立式搅拌机的主要框架结构通常由底座、立柱和上部支撑平台组成。
底座用于支撑整个设备，立柱则连接底座和上部支撑平台，以实现整体的稳定性和刚性。
2. 搅拌槽设计: 立式搅拌机的搅拌槽通常由圆筒形结构组成，底部设计为锥形，以便搅拌物料的混合和流动。
搅拌槽内还可设置搅拌器，以提高搅拌效果和混合均匀度。
3. 搅拌器设计: 搅拌器是立式搅拌机的核心部件，其设计直接影响到搅拌效果和性能。
常见的搅拌器形式包括单层涡臂式、双层涡臂式、锚形式等。
在选择搅拌器时，需考虑搅拌物料的性质和工艺要求。
4. 传动系统设计: 立式搅拌机的传动系统通常由电机、减速器和轴承组成。
电机通过减速器将转速降低后传递给搅拌器，轴承则支撑转轴的旋转。
在传动系统设计中，需注意选用合适的电机和减速器，以确保设备的稳定运行和可靠性。
5. 安全保护设计: 立式搅拌机在设计中应考虑到安全保护措施，例如设置防护罩、急停按钮、过载保护装置等，以避免意外事故的发生。
此外，设备的易维护性和清洁性也是结构设计中应考虑的因素。
三、立式搅拌机的性能分析1. 搅拌效果: 立式搅拌机的主要目的是将不同性质的物料混合均匀，搅拌效果直接影响到产品质量。
通过调整搅拌器的转速和形状，可以实现不同物料的适应性搅拌和全面混合。
2. 能耗性能: 立式搅拌机在工作过程中需要消耗一定的能量。
优化设备结构和传动系统可以降低能耗，提高能源利用效率。
此外，合理设计的搅拌器形状和大小也可以减少能耗。
3. 运行稳定性: 立式搅拌机在工作过程中需要保持稳定的运行，避免震动和噪音。
合理的结构设计和选用优质的传动系统可以提高设备的运行稳定性，减少故障率。
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
JS1000混凝土搅拌机设计
┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊摘要本次设计的JS1000混凝土搅拌机是目前比较主流的机型，它是强制式卧轴混凝土搅拌机中的一种，强制式混凝土搅拌机不仅能搅拌干硬性混凝土，而且能搅拌轻骨料混凝土，能使混凝土达到强烈的搅拌作用，搅拌非常均匀、生产率高、质量好、成本低。
另外作为国内新型搅拌机的一种，它整机结构紧凑、外型美观。
JS1000主要组成结构包括：搅拌装置、传动系统、上料系统、卸料系统、机架、电气控制系统、润滑系统等。
这些系统之间的连接要求紧凑，工作可靠。
本次设计主要是对搅拌装置、传动系统、上料系统以及卸料系统的设计，主要包括：搅拌装置方案的确定、搅拌轴的设计计算、传动系统的设计计算、轴承的校核、上料系统的设计以及液压卸料系统的设计，最后完成搅拌机总成图及零部件图。
关键词：混凝土搅拌机，强制式双卧轴，搅拌装置，传动系统，上料系统┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊ABSTRACTThe design of the JS1000 concrete mixer is the mainstream design model at present. It is a kind of compulsory horizontal axis concrete mixers, compulsory mixing concrete mixer can stir both hard concrete and lightweight aggregate concrete. In addition ,concrete can achieve a strong role in stirring and stirring can be very uniformly, high productivity, high quality as well as low cost. It is a new type of domestic mixers with compact structure and nice appearance.The main components it is consisted of include: mixing device, drive system, feeding system, unloading system, rack, electrical control system and lubrication system,and they are connected compactly as well as working stably. The main design of the JS1000 concrete mixer is the mixing device, the drive system, the feeding system and the unloading system, including scheme determination of the mixing device, the design calculation of mixer shaft, the check of bearing, the design of the feeding system and hydraulic unloading. Eventually, assembly drawing and parts drawings will be completed.KEY WORDS: concrete mixer, forced horizontal shafts，mixing equipment, drive system，feeding system┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊目录第一章绪论 (1)1.1课题研究背景 (1)1.2混凝土搅拌技术 (1)1.2.1搅拌机理 (1)1.2.2混凝土搅拌站设备 (2)1.3搅拌机概述 (3)1.3.1 国外搅拌机发展水平及现状 (3)1.3.2国内搅拌机发展水平及现状 (3)1.3.3搅拌机发展趋势 (4)1.4课题设计的主要内容 (4)第二章总体方案的确定 (5)2.1不同厂家同型号产品方案归纳 (5)2.2不同厂家JS1000主要参数对比分析 (7)2.3总体方案确定 (8)2.3.1搅拌装置方案 (8)2.3.2搅拌叶片方案 (11)2.3.3传动方案及同步方式 (12)2.3.4上料方案 (13)2.3.5卸料门运动方案及卸料方式 (14)第三章搅拌装置结构设计 (18)3.1搅拌装置组成 (18)3.1.1搅拌筒 (18)3.1.2搅拌轴 (19)3.1.3搅拌臂 (19)3.1.4搅拌叶片 (19)3.1.5轴端密封和支承 (19)3.2搅拌装置基本参数 (19)3.2.1生产率 (20)3.2.2出料容积 (20)┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊3.2.3搅拌器工作循环时间 (20)3.2.4搅拌器尺寸参数计算 (21)3.2.5部分参数经验公式 (23)3.3搅拌轴设计 (23)3.3.1搅拌轴转速 (23)3.3.2搅拌轴结构设计原则 (25)3.3.3搅拌轴尺寸确定 (25)3.3.4搅拌轴的挠度计算与校核 (27)3.3.5搅拌轴按弯扭合成强度条件校核 (28)3.4搅拌臂设计 (30)3.4.1搅拌臂尺寸参数计算 (30)3.4.2搅拌臂排列关系 (31)3.5搅拌叶片设计 (32)3.5.1叶片结构尺寸 (32)3.5.2叶片安装角 (33)3.6密封与支承结构的设计 (36)3.6.1密封装置设计 (36)3.6.2轴承的设计与校核 (37)第四章传动系统设计 (40)4.1电动机确定 (40)4.1.1电动机功率计算公式 (40)4.1.2部分厂家同型号搅拌机所选的电动机 (41)4.1.3电动机参数 (42)4.1.4电动机底架的设计 (42)4.2传动比分配 (43)4.2.1总传动比 (43)4.2.2减速机的传动比 (43)4.3减速机的选型 (43)4.4联轴器选型 (44)4.5 带传动的设计计算 (45)4.5.1带传动类型确定 (45)4.5.2.V带的设计计算 (46)┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊第五章上料与卸料系统 (48)5.1上料系统工作原理 (48)5.2上料系统结构设计 (49)5.2.1卷扬机构 (49)5.2.2上料架结构 (49)5.2.3料斗结构 (50)5.2.4台板 (52)5.3卸料系统工作原理 (53)5.4卸料门的结构形式 (53)5.5液压卸料系统 (54)结论 (55)致谢 (56)主要参考文献 (57)┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊第一章绪论1.1课题研究背景经济全球化以来，我国经济腾飞，从而导致了城市化进程的加快，随着基础设施的大规模建设，工程施工中不可缺少的一种商品——商品混凝土的需求量就在不断增加，混凝土作为当今最大宗的建筑材料，广泛地用于工业、农业、交通、国防、水利、市政和民用等基本建设工程中，在国民经济中占有重要地位。
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。
搅拌器组成及设备介绍
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。
4.1 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。
4.2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。
4.3 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。
搅拌机的设计
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。
三叶后掠式搅拌器
叶后掠式搅拌器的结构设计及应用南凤娟,(化部第一设计院),—●—_-_一三叶后掠式搅拌器, 是目前台成塑料及其他高分子化工生产中大型聚台釜或反应器所采用的一种新型高效搅拌 器其特点为:1,前切力较大,足以使单体物料分散为细滴.并能均匀的悬浮于液相中.便于聚台 而不致附聚堆积成块.2,搅拌液流循环特性好,能使液体同时产生轴向和径向运动.以使液体进 行充分的循环来消除温度的不均匀性.传热效果好.3,排出量大.釜内液相循环每分钟可达 5～ 10 次.传质效果好,能使釜内反应均匀一致.4,能适应聚台操作过程中比重的变化 5,能以一层搅 拌桨叶代替数层其他型式的浆叶.使结构简单化.维修方便.由于三叶后掠搅拌器具备以上特 点,所以它的使用和发展愈来愈广泛本文结台 1984 年在天津光明油漆厂丙烯酸树脂工程中的 使用.筒谈它的结构设计和应用如下:一,三叶后掠式搅拌器在国内外的发展和应用此搅拌器 最早是美国法武都拉公司开发(所以亦称法武都拉型或法多拉型()搅拌器),并伴随着聚氯乙 烯工业的发展而闻名.在聚台过程粘壁问题是一个很突出的问题.因此美国法武都拉公司对三 叶后掠涡轮搅拌器进行研究,并在四十年代和搪玻璃反应器配台研究.首先在塑料生产中应用. 同时也促进了搪玻璃反应器向大型化发展,因为这种搅拌器一】 一阳;/.能在大型容器中产生 2 较好的搅拌效果日本神钢法武都拉公司已可以生产 100 搪玻璃反应器.早在 1954 年.日本神户 制钢所与美国法武都拉公司台作建立神钢法武都拉公司,继续对此搅拌器进行研制.并在反应 器中应用,由于该型搅拌器对粘性物料有较大的适应性.单位动力所排出的液体比平板涡轮搅 拌器大而功耗小.所以研究和应用该叶型具有极大的实际意义.西德/公司在 200 的聚台釜中应 用了该型搅拌器,并放大到 400 的釜中应用.美国公司,公司.法国[公司等都有相当多的研究日 率阪和化工机械株式会社,池袋珐郎工业服务公司制定出了系列标准图罗马尼亚国家标准 5454—76 也制定了三叶后掠式叶轮标准以上国家在这方面卓有成效的工作,对三叶后掠式搅 拌器的发展和扩大应用起到了重要的促进作用.而我国对这种新型搅拌器也正进行研究和探 讨,并在搪磁釜中应用,制定了搪玻璃叶轮的标准系列 5—279—793..一 500(略).北京化工学院 传递教研组对不同截面的叶片进行了试验.可以说为其他材质的际准系列图的制定打好了基 础.我院 1985 年也准备作系列图进行了调查(当时我也参加了这一工作.但由于某种原因暂停). 我相信随着化工原料生产的不断发展.这拜搅拌器的应用会更加广泛.所以制定出这种新型搅 拌器的标准系列是非常必要的(由于近几年无直接搞设计是否已有系列图不详).二,适用范围, 在含有固体颗粒目以下.浓度不大于 5.粘度在厘泊以下时的一些聚合反立中均可采用.2,转数 在 8～150 转/分.一般用的线速度在米/秒以下.最高可迭 4～5 米/秒(与挡板配合使用效果更为 显着).3,液面的高度与釜内径的比值即/:=1.0～1.5 的范围内效果最佳这也就是说在矮胖型的 容器内更适用在以上的范围内对于某些悬浮,传热,混台,气体吸收,浮化等搅拌操作过程中可 应用在靠近部分液如配有能加大为湍流消失.三,流体特性四,凡阿足寸参见图 2./一 0.5～ 0.671/=6～0/一 0.4/一 2 可用 2.5;50.8=0;0 或 0:09 根据搅拌过程中的需要而定,釜内介质以传 热为控制因素时.为了釜内舟质各点的温度均匀,可取=0 国外准荐值).可加大轴向循环.当釜内 介质牯度为控制因素时.=0:(0.325～0.335)或一(0.34～0.324)』当桨叶中心线通过搅拌轴中心 线时如图 3.图图 3 图 4 一 0.326 一 0.337 见图 4(由于装叶的上挠角一 15.故:'-5.的关系式)当浆 叶 外 表 面 通 过 搅 拌 轴 的 中 心 时 一 50 ～ 150( 可 到 160. 过 大 不 利 于 固 体 悬 浮 小 釜 使 用 值).=300(可到 530,过大不利于固体悬浮大釜使用值)符号说明一釜(槽)体内径,[][11.;一釜体 内液面的高度,1[1;一搅拌桨叶组装后的直径.;一不考虑偏转角的最大直径,][];一搅拌桨叶的 宽度.;搅拌桨叶的厚度,;一搅拌桨叶的弯曲半径.后掠角(即搅拌叶外表面端点与中心连线和 通过该点切线方同的夹角);上挠角;8--搅拌叶厚度的中心线与搅拌轴中心线的夹角;桨叶距釜 底的距离.[]]五,搅拌桨÷断面形状对功率的影响采用的叶片断面有四种:矩千臣,长圆形,椭圆 形,圆形在达到同样循环次数情况下.圆形最省功率,其次是椭圆千臣和长圆形.最费功率的则 为矩形从下表可看出此表中数据为某单位试验结果.供参考 1 要形状囝 0 兰试验证明:以上叶 片截面高度相同,搅拌直径相同,搅拌效果基本相同至于选用何种截面的叶片.要综合考虑各方面因素,比如;材质利用,制造方便,结构紧凑合理等一】4 一六,搅拌器结构设誉例:功率计算 和其他搅拌器计算相同(略)搅拌器的工艺条件如下:温度一 170"搅拌功率一 7.干瓦搅拌转数 一 85 转/分 0 逆时针旋转-搅拌釜体内径=1600 搅拌直径一 960 材质为!89 搅拌介质粘度为 800 厘泊为固体悬浮物.要求醋丙聚合时釜内的温度要均匀.根据以上条件选用三叶后掠式搅拌浆 叶较为合适.几何尺寸按三叶后掠式搅拌器推荐的进行设计;断面的确定从制造简单焊接方便 上看属矩形.但由于材霞为不锈钢,价格贵.取厚锕板制造不经济,所以选用不锈钢管压扁制造. 用钢管压成椭圆形难度大,圆截面用的钢管直径加大而叶架的直径加大,影响搅拌效果.所以 选用长圆形截面为最好.口一 50.8 一 5.—600 一(0.5～0.67)一 8001072();=960 符台上述要求 6 一一～96()16096(.一=一～取;20()一导或一 6.或 48()依据和的尺寸选用 4'95×4 的不锈钢管/, 制造桨叶(见图 5)管子中径的周长—'95—4);285.7()设压扁后管子的直径:70()压扁后的圆半径 为.圆的周长一一 2=285.7—2×70=145.7()—一一一 46.4()一 464—4—50.4()取一 50 符合要求 说明设的对(若第一次不对可再假设)叶架的确定.搅拌轴一 65搅拌器系列 直叶圆盘蜗轮搅拌器 直叶圆盘蜗轮搅拌器 圆盘蜗轮搅拌器 圆盘蜗轮搅拌器斜叶式搅拌器 斜叶式搅拌器消泡式搅拌器 消泡式搅拌器弯叶后掠式搅拌器 弯叶后掠式搅拌器搪玻璃锚式搅拌器 搪玻璃锚式搅拌器四叶可拆开启式搅拌 器 四叶可拆开启式搅拌 器四斜叶搅拌器 四斜叶搅拌器。
超声波搅拌机原理与结构 搅拌机工作原理
超声波搅拌机原理与结构搅拌机工作原理超声波液体搅拌器由两部分构成：超声波搅拌系统和超声波驱动系统（超声波发生器）。
超声波液体搅拌器紧要包括超声波换能器、超声波变幅杆、超声波工具头用于产生超声波振动，并将此振动能量向液体中发射。
超声波换能器将输入的电能转换成机械能表现形式是换能器在纵向作来回伸缩运动，振幅一般在几个微米。
超声波变幅杆由于超声波换能器产生的振幅不够需要连接超声波变幅杆，按设计需要放大振幅，隔离反应溶液和超声波换能器，同时也起到固定整个超声波振动设备的作用。
超声波工具头与变幅杆相连，变幅杆将超声波能量振动传递给工具头，再由工具头将超声波能量发射到化学反应液体中。
超声波发生器产生高频高功率电流，驱动超声波振动部件工作。
超声波发生器的功率可调，以适应不同的工作状态。
发生器内还可依据需要集成有时序掌控器，设定掌控超声波发振时间和间歇时间。
电动搅拌机的型号解释近期有个别电动搅拌器用户在电话报修时，总是只描述了搅拌器大约的异常情况，没有说明实在的搅拌器型号；所以，这一报修方法是错误的，虽然有很多电动搅拌器可能在外观、尺寸、功能上存在很多相同点；但是，一般厂家在搅拌器生产时都会依据型号的不同，在一些零配件选用上会有差异，例如，MY3000—6N电动搅拌器和MY3000—6B搅拌器，这两种搅拌器在外观设计、尺寸上看似一样，但其实它的配件选用是不一样的，所以我建议大家，后续，在搅拌器报时，请确定先搞清楚搅拌器的实在型号，便利厂家予以适时处理。
那么，一般我们要怎么查看电动搅拌器型号呢？查看电动搅拌器型号方法:1、第一种方法也是比较简单的方法就是“看出厂标签”，MY—6系列的全部搅拌器在仪器左边都会张贴明确搅拌器出厂标签，包括搅拌器型号、出厂时间、出厂编号、厂家情况等信息。
2、第二种方法就是，”看使用说明书”，MY—6的每一款搅拌器都会有对应型号的使用说明书，用户可依据封面第一页便可得知。
3、第三种方法：“看售后保修服务单”，一般保修务单除了为后期保修证明起到紧要的作用外，其实在单子上面都会有明确的产品名称、型号等信息。
搅拌桨叶的选型和设计计算
第二节搅拌桨叶的设计和选型一、搅拌机结构与组成组成：搅拌器电动机减速器容器排料管挡板适用物料：低粘度物料二、混合机理利用低粘度物料流动性好的特性实现混合1、对流混合在搅拌容器中，通过搅拌器的旋转把机械能传给液体物料造成液体的流动，属强制对流。
包括两种形式：（1）主体对流：搅拌器带动物料大范围的循环流动（2）涡流对流：旋涡的对流运动液体层界面强烈剪切旋涡扩散主体对流宏观混合涡流对流2、分子扩散混合液体分子间的运动微观混合作用：形成液体分子间的均匀分布对流混合可提高分子扩散混合3、剪切混合剪切混合：搅拌桨直接与物料作用，把物料撕成越来越薄的薄层，达到混合的目的。
高粘度过物料混合过程，主要是剪切作用。
电动机减速器搅拌器容器排料管三、混合效果的度量 1、调匀度I设A 、B 两种液体，各取体积vA 及vB 置于一容器中，则容器内液体A 的平均体积浓度CA0为： （理论值）经过搅拌后，在容器各处取样分析实际体积浓度CA ，比较CA0 、CA ， 若各处 CA0=CA 则表明搅拌均匀若各处 CA0=CA 则表明搅拌尚不均匀，偏离越大，均匀程度越差。
引入调匀度衡量样品与均匀状态的偏离程度 定义某液体的调匀度 I 为：（当样品中CA < CA0时）或 （当样品中CA > CA0时）显然 I ≤1若取m 个样品，则该样品的平均调匀度为当混合均匀时2、混合尺度设有A 、B 两种液体混合后达到微粒均布状态。
BA A A V V V C +=00A A C C I =011A AC C I --=m I I I I m+⋯⋯++=-211=-IA BAB （a）（b）混合尺度分设备尺度微团尺度分子尺度对上述两种状态：在设备尺度上：两者都是均匀的（宏观均匀状态）在微团尺度上：两者具有不同的均匀度。
在分子尺度上：两者都是不均匀的（当微团消失，称分子尺度的均匀或微观均匀）如取样尺寸远大于微团尺寸，则两种状态的平均调匀度接近于己于1。
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（4）高温高压条件下使用的填料，要求具有耐高温性能 及足够的机械强度。
42
植物纤维
填料
非金属填料
动物纤维 矿物纤维
人造纤维
金属填料（钢、铅、铜 等）
表（8-13）
43
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
17
搅拌功率的计算
搅拌轴和搅拌器的强度和刚度计算 电机和减速机的选型
影响搅拌功率的 主要参数
搅拌器的 几何尺寸
搅拌器的 运动参数
重力参数
搅拌容器 的结构
被搅拌介 质的特性
18
功率表达式
P=f（n，d，ρ，μ，g ）=K na db ρc μe gf K---系统几何构形的总形状系数 功率关联式：
33
减小轴端挠度、提高搅拌轴 临界转速的措施
缩短悬臂段的长度 增大轴径
设置底轴承或中间轴承 设置稳定器
34
35
36
37
38
密封装置 （轴封装置）
作用 维持设备内的压力，防止介质泄漏。
基本要求
密封可靠，使用寿命长。 结构简单，装拆方便。
类型
填料密封 机械密封
39
填料密封
填料密封允许有 一定的泄漏量
标准填料箱
表（8-13）
44
填料压盖高度：
h (1 ~ 2)H 33
45
机械密封
（端面密封）
动、静界面 密封点 径向密封 端面比压
46
动环和静环 弹簧压紧装置
密封圈
47
机械密封的分类
按密封面的对 单 双数端 端分面 面机 机械 械表密 密 （8-封 封 14）
按密封元件置外 于分 内 外 釜装 装 体式 式 内机 机械 械密 密
52
全
封
介质易燃、易爆
闭
密
剧毒物料
封
贵重物料
高纯度物料
高真空操作
53
优点
1、功耗小、效率高。 2、电机过载保护。 3、可承受较高压力。
29
按临界转速校核搅拌轴的直径 临界转速
当搅拌轴转速n ≥ 200r/min时，应进 行临界转速的验算。
nc
30
3EI(14) L12(L1 )ms
搅拌轴临界转速的选取—（表8-11）
要求
n≤ 0.7 nc（刚性轴） 1.3 nc （柔性轴）
30
按强度计算搅拌轴的直径
强度条件
max
M te WP
24
25
26
搅拌轴直径计算
影响搅拌轴直径的四个因素 1、扭转变形 2、临界转速 3、扭转和弯矩联合作用下的强度 4、轴封处允许的径向位移
27
搅拌轴的力学模型
28
按扭转变形计算搅拌轴的直径
刚度条件
G 58d4.3(61M nm4a)x[]
轴径
d4.92([]G M(1nm ax4))14
N Pn P 3d5K (R e)r(F r)qf(D d,D B,D h,....)
PNPn3d5
19
20
搅拌轴设计
搅拌轴的结构设计 计算搅拌轴的直径
21
搅拌轴材料选择
足够的强度、 刚度和韧性
优良的切削 加工性能
加工直线度 的要求
耐腐蚀要求
22
搅拌轴的结构设计
轴颈设计 轴身设计
轴头设计
23
填料需定期更换 轴有一定的磨损
40
填料
41
填料及其选用
（1）填料应富有弹性。在压盖压紧后，弹性变形要大， 这样才能贴紧转轴并对转轴产生一定的抱紧力。
（2）填料应耐磨。填料和轴之间的摩擦系数要小，以降 低摩擦功率的损耗，延长填料的使用寿命。
通常填料需要加润滑油以降低摩擦系数，有些填料（如石 墨、聚四氟乙烯、耐磨尼龙等）本身具有自润滑作用，可 有效地降低摩擦系数。
进式、涡轮式、框式和锚式、螺杆（带）式 （2）介质的密度 （3）介质的腐蚀性
2、反应过程的特性 间歇操作还是连续操作；吸热反应还是放热反应；是否结晶
或有固体沉淀物产生等。 3、搅拌效果和搅拌功率的要求
14
15
搅拌器的选用
16
生物反应物料的特性
生物反应都是在多相体系中进行 大多数生物颗粒对剪切力非常敏感 大多数微生物发酵需要氧气
搅拌器的型式
1
搅拌器的分类
按流体流动形态
轴向流搅拌器 径向流搅拌器
按搅拌器叶片结构
平叶 折叶
混合流搅拌器
螺旋面叶
按搅拌用途
低粘流体用搅拌器
高粘流体用搅拌器
2
3
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）
[ ]
M te 当量扭矩
M te
M
2 n
M
2
轴径
d1.72([](M 1te4))13
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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
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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。
涡轮式搅拌器常用参数 （表8-6）
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锚式搅拌器
涡轮式搅拌器常用参数 （表8-6）
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框式搅拌器
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锚式和框式搅拌器特点
1、结构简单，制造方便。 2、适用于粘度大、处理量大的物料。 3、易得到大的表面传热系数。 4、可减少“挂壁”的产生。
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螺杆式搅拌器
螺带式搅拌器
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搅拌器的选型
1、介质的性质 （1）介质的粘度 随着介质粘度增高，各种搅拌器使用的顺序是：桨叶式、推
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5
推进式搅拌器
推进式搅拌器常用参数（表8-6） 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
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涡轮式搅拌器
（透平式叶轮）
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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。
按介质压力的 对影 端 响 非 平 面分 平 衡 比k衡 型 压 k1 )型 （ 1) （
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外装式和装内式机械密封
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双端面机械密封
双端面机械密封
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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
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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