搅拌器的型式课件.ppt
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第十三章水泥混凝土搅拌设备-PPT课件
来自水泥混凝土搅拌站的组成及使用
(一)供料装置 HZS50供料装置由4个料仓和悬臂拉铲组成。悬臂拉铲由铲斗、悬臂、双卷筒 卷扬机、回转机构等组成。
(二)配料系统
配料系统由微机、称量装置、料仓及仓门开启机构等组成。 称量装置主要有杠杆秤和电子秤两种。
骨料杠杆称量秤有秤斗、秤 盘、一级杠杆、二级杠杆和弹簧 表头等主要组成部分。
配料系统在使用中应注意下列 问题： (1)切忌仓斗卡料。 (2)为保证称量的准确，不受 外界电源电压影响，传感器和 测量电桥必须由稳压电源供电。 (3)新机安装时应检查电子秤 的灵敏度。
(三)上料系统
上料系统的作用是将称好的骨料送上搅拌缸，它由料斗、轨道、卷扬机和限位 装置组成。
(四)水泥上料及计量系统 水泥上料及计量系统由三个100t 水泥仓、三个 40 t/h 螺旋输送机、称量斗、杠 杆秤、吸尘装置等组成。
4．传动系统
主要由电动机、减速器、小齿轮、搅拌筒和大齿圈等组成。
5．底架和牵引系统
搅拌机所有机构都安装在一个 拖挂式单轴或双轴底架上，底架下 装行走轮。轮轴上装有减振弹簧， 前轮轴上安装转向机构和牵引拖杆， 用于车辆拖行转场。 6．电气控制系统
搅拌筒的正转、反转、停止，水 泵的运转、停止等动作分别由六个 控制按钮操纵。
在使用中应注意以下几个问题： (1)水泥仓、螺旋输送机的所有连接处都应防止漏雨； (2)螺旋输送机、水泥称量斗要有防振措施； (3)螺旋机、水泥称量斗长时间停机前应清理水泥，防止结块，以免影 响以后使用。
(五)供水及添加剂系统
供水系统由水泵、电磁阀、涡轮流量计、喷水管、清洗龙头、过水滤清器等组成。
第二节 水泥混凝土搅拌站
用途
水泥混凝土搅拌站(楼)是用来集中搅拌混凝土的联合装置，又称做混凝土 预拌工厂。由于它的自动化程度高，生产率较大，被广泛用于混凝土工程量 大和施工地点集中的大中型工程施工中。
(一)供料装置 HZS50供料装置由4个料仓和悬臂拉铲组成。悬臂拉铲由铲斗、悬臂、双卷筒 卷扬机、回转机构等组成。
(二)配料系统
配料系统由微机、称量装置、料仓及仓门开启机构等组成。 称量装置主要有杠杆秤和电子秤两种。
骨料杠杆称量秤有秤斗、秤 盘、一级杠杆、二级杠杆和弹簧 表头等主要组成部分。
配料系统在使用中应注意下列 问题： (1)切忌仓斗卡料。 (2)为保证称量的准确，不受 外界电源电压影响，传感器和 测量电桥必须由稳压电源供电。 (3)新机安装时应检查电子秤 的灵敏度。
(三)上料系统
上料系统的作用是将称好的骨料送上搅拌缸，它由料斗、轨道、卷扬机和限位 装置组成。
(四)水泥上料及计量系统 水泥上料及计量系统由三个100t 水泥仓、三个 40 t/h 螺旋输送机、称量斗、杠 杆秤、吸尘装置等组成。
4．传动系统
主要由电动机、减速器、小齿轮、搅拌筒和大齿圈等组成。
5．底架和牵引系统
搅拌机所有机构都安装在一个 拖挂式单轴或双轴底架上，底架下 装行走轮。轮轴上装有减振弹簧， 前轮轴上安装转向机构和牵引拖杆， 用于车辆拖行转场。 6．电气控制系统
搅拌筒的正转、反转、停止，水 泵的运转、停止等动作分别由六个 控制按钮操纵。
在使用中应注意以下几个问题： (1)水泥仓、螺旋输送机的所有连接处都应防止漏雨； (2)螺旋输送机、水泥称量斗要有防振措施； (3)螺旋机、水泥称量斗长时间停机前应清理水泥，防止结块，以免影 响以后使用。
(五)供水及添加剂系统
供水系统由水泵、电磁阀、涡轮流量计、喷水管、清洗龙头、过水滤清器等组成。
第二节 水泥混凝土搅拌站
用途
水泥混凝土搅拌站(楼)是用来集中搅拌混凝土的联合装置，又称做混凝土 预拌工厂。由于它的自动化程度高，生产率较大，被广泛用于混凝土工程量 大和施工地点集中的大中型工程施工中。
搅拌桨型式ppt课件
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
按密封面的对数分单 双端 端面 面机 机械 械密 密封 封表（8-14）
按密封元件置于釜体内外分内外装装式式机机械械密密封封
涡轮式搅拌器常用参数 （表8-6）
9
锚式搅拌器
涡轮式搅拌器常用参数 （表8-6）
10
框式搅拌器
11
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。
12
螺杆式搅拌器
螺带式搅拌器
13
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
P
n3d 5
K (Re )r (Fr )q
f ( d , B , h ,....) DDD
P N P n3d 5
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
（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。
42
植物纤维
填料非金属填料动 矿物 物纤 纤维 维
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
按密封面的对数分单 双端 端面 面机 机械 械密 密封 封表（8-14）
按密封元件置于釜体内外分内外装装式式机机械械密密封封
涡轮式搅拌器常用参数 （表8-6）
9
锚式搅拌器
涡轮式搅拌器常用参数 （表8-6）
10
框式搅拌器
11
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。
12
螺杆式搅拌器
螺带式搅拌器
13
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
P
n3d 5
K (Re )r (Fr )q
f ( d , B , h ,....) DDD
P N P n3d 5
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
（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。
42
植物纤维
填料非金属填料动 矿物 物纤 纤维 维
搅拌器的形式PPT课件
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）
5
6
推进式搅拌器
推进式搅拌器常用参数（表8-6） 7
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
8
（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。
43
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）
44
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
34
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
35
36
37
38
39
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
40
填料密封
填料密封允许有 一定的泄漏量
19
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：
N Pn P 3d5K (R e)r(F r)qf(D d,D B,D h,....)
PNPn3d5
20
21
搅拌轴设计
搅拌轴的结构设计 计算搅拌轴的直径
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）
5
6
推进式搅拌器
推进式搅拌器常用参数（表8-6） 7
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
8
（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。
43
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）
44
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
34
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
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37
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39
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
40
填料密封
填料密封允许有 一定的泄漏量
19
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：
N Pn P 3d5K (R e)r(F r)qf(D d,D B,D h,....)
PNPn3d5
20
21
搅拌轴设计
搅拌轴的结构设计 计算搅拌轴的直径
莱宁搅拌器简介课件ppt1
莱宁搅拌器简介
莱宁搅拌器简介
搅拌器的含义
• 使液体、气体介质强迫对流并均匀混合的器 件。 搅拌器的类型、尺寸及转速，对搅拌 功率在总体流动和湍流脉动之间的分配都有 影响。一般说来，涡轮式搅拌器的功率分配 对湍流脉动有利，而旋桨式搅拌器对总体流 动有利。我们现场主要是旋桨式搅拌器。
搅拌器的类型
• 旋浆式搅拌器
2 拆掉固定轴瓦座（205）和三脚架（210)的螺栓， 拆下 轴瓦(204)及轴瓦座(205)。
3 松开止动螺钉(203),把轴瓦(204)从轴瓦座(205)上 拆出。
4 在轴瓦座(205)上压入一只新轴瓦（204），拧紧 止动螺钉(203)。
5 把轴瓦(204)及轴瓦座(205)组件从三脚架(210)的 下面往上穿出,利用已有的销孔把轴承支架与安
A501齿轮箱
A501挂轴器结构
2 拆掉固定轴瓦座（205）和三脚架（210)的螺栓，拆下 轴瓦(204)及轴瓦座(205)。
1 用手盘动电机联轴器或轴以确保釜内叶轮及轴未被卡住。
16 连接所有的密封润滑管线。
15均匀地拧紧机械密封上端轴套处的支头螺钉(412),之后拆掉用于机械密封定位的压板(459)及螺栓(406)。
注意:在安装桨叶的时候应特别的小心,以免激烈的晃动产生机械密封 零件损坏
机械密封的拆卸（参照图纸标号）
1 用手盘动电机联轴器或轴以确保釜内叶轮及轴未被卡住。 2 切断或锁住电源。 3 取下齿轮箱上盖板和密封座上的盖板。 4 把机械密封定位压板重新通过螺栓安装到机械密封上。 5 旋松机械密封上端轴套处的支头螺钉。 6 均匀地旋松上轴端的螺栓(193),使轴整体下降,至轴支撑到轴环(415)上。
正常工作，延长齿轮及轴承的寿命。
润滑油型号OMALA220
莱宁搅拌器简介
搅拌器的含义
• 使液体、气体介质强迫对流并均匀混合的器 件。 搅拌器的类型、尺寸及转速，对搅拌 功率在总体流动和湍流脉动之间的分配都有 影响。一般说来，涡轮式搅拌器的功率分配 对湍流脉动有利，而旋桨式搅拌器对总体流 动有利。我们现场主要是旋桨式搅拌器。
搅拌器的类型
• 旋浆式搅拌器
2 拆掉固定轴瓦座（205）和三脚架（210)的螺栓， 拆下 轴瓦(204)及轴瓦座(205)。
3 松开止动螺钉(203),把轴瓦(204)从轴瓦座(205)上 拆出。
4 在轴瓦座(205)上压入一只新轴瓦（204），拧紧 止动螺钉(203)。
5 把轴瓦(204)及轴瓦座(205)组件从三脚架(210)的 下面往上穿出,利用已有的销孔把轴承支架与安
A501齿轮箱
A501挂轴器结构
2 拆掉固定轴瓦座（205）和三脚架（210)的螺栓，拆下 轴瓦(204)及轴瓦座(205)。
1 用手盘动电机联轴器或轴以确保釜内叶轮及轴未被卡住。
16 连接所有的密封润滑管线。
15均匀地拧紧机械密封上端轴套处的支头螺钉(412),之后拆掉用于机械密封定位的压板(459)及螺栓(406)。
注意:在安装桨叶的时候应特别的小心,以免激烈的晃动产生机械密封 零件损坏
机械密封的拆卸（参照图纸标号）
1 用手盘动电机联轴器或轴以确保釜内叶轮及轴未被卡住。 2 切断或锁住电源。 3 取下齿轮箱上盖板和密封座上的盖板。 4 把机械密封定位压板重新通过螺栓安装到机械密封上。 5 旋松机械密封上端轴套处的支头螺钉。 6 均匀地旋松上轴端的螺栓(193),使轴整体下降,至轴支撑到轴环(415)上。
正常工作，延长齿轮及轴承的寿命。
润滑油型号OMALA220
搅拌器的型式幻灯片
4
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
7
涡轮式搅拌器
（透平式叶轮）
8
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。
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。
（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。
42
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）
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
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
7
涡轮式搅拌器
（透平式叶轮）
8
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。
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。
（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。
42
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）
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
搅拌设备PPT课件
2、基本要求：最主要是应确保两根联接轴的同心， 有时还应具有一定的减少震动缓和冲击的能力。
3、结构形式：凸缘联轴器、夹壳联轴器、套筒联轴 器、弹性圈柱销联轴器。
30
.
西安建筑科技大学环境与市政工程学院
凸缘联轴器
1 3 4
2
凸缘联轴器
优点是结构简单、制造方便、
凸缘联轴器
成本低，并能传递较大扭矩，缺点
1
2
4 5
3
3
6
1
7
2
图6.10 凸缘联轴器的轴端结构
1— 凸 缘 联 轴 器 ； 2— 轴 ； 3— 锁 紧 螺 母 ； 4— 螺 纹 5— 退 刀 槽 ； 6— 键 槽 ； 7— 轴 肩
图6.11 夹壳式联轴器的轴端结构
1— 轴 ； 2— 夹 壳 式 联 轴 器 ； 3— 悬 吊 环
搅拌轴的计算选用
8
西安建筑科技大学环境与市政工程学院
6.2.2 机械搅拌的形式与结构
桨式搅拌器
折叶桨式搅拌器
三宽叶旋桨式搅拌器
折叶桨式搅拌器
.
四叶旋桨式搅拌器
9
西安建筑科技大学环境与市政工程学院
6.2.2 机械搅拌的形式与结构
2、推进式搅拌器
➢ 特点：叶片为2、3、4，常取3 ；转速为100~500r/min；流速 为3~15m/s；最大黏度为3Pa·s ；轴向流。
1、作用：提供能量。 2、组成：主要由电动机、
减速机和机架组成。 ➢ 电动机：与减速机配套
使用。 ➢ 减速机：主要有三角皮
带减速机、两级齿轮减 速机、摆线针轮减速机 和谐波减速机四种。
.
1
2
3 4
5
6 7
8
3、结构形式：凸缘联轴器、夹壳联轴器、套筒联轴 器、弹性圈柱销联轴器。
30
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凸缘联轴器
1 3 4
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凸缘联轴器
优点是结构简单、制造方便、
凸缘联轴器
成本低，并能传递较大扭矩，缺点
1
2
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1
7
2
图6.10 凸缘联轴器的轴端结构
1— 凸 缘 联 轴 器 ； 2— 轴 ； 3— 锁 紧 螺 母 ； 4— 螺 纹 5— 退 刀 槽 ； 6— 键 槽 ； 7— 轴 肩
图6.11 夹壳式联轴器的轴端结构
1— 轴 ； 2— 夹 壳 式 联 轴 器 ； 3— 悬 吊 环
搅拌轴的计算选用
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6.2.2 机械搅拌的形式与结构
桨式搅拌器
折叶桨式搅拌器
三宽叶旋桨式搅拌器
折叶桨式搅拌器
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四叶旋桨式搅拌器
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6.2.2 机械搅拌的形式与结构
2、推进式搅拌器
➢ 特点：叶片为2、3、4，常取3 ；转速为100~500r/min；流速 为3~15m/s；最大黏度为3Pa·s ；轴向流。
1、作用：提供能量。 2、组成：主要由电动机、
减速机和机架组成。 ➢ 电动机：与减速机配套
使用。 ➢ 减速机：主要有三角皮
带减速机、两级齿轮减 速机、摆线针轮减速机 和谐波减速机四种。
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《均质搅拌机械》PPT课件
10
二 搅拌器的功率计算：
搅拌器所消耗的功率分为启动功和运转时克服摩擦阻 力消耗功率。
启动功率一般近似取其等于运转功率的2～3倍，
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11
第二节 均质机
目的：破碎物料中的 小微粒，得到均匀混合物提高产 品质量。如牛奶加工使脂肪球破裂，促进人体对脂肪的消 化，提高乳的稳定性（不发生如油与脱脂奶的分层现象）， 果汁生产使小微粒破碎，减少沉淀等。
特点：构造简单，搅拌效果良好。 注意：当叶面与容器底面平行时，由于不 能使物料形成涡流，搅拌效果差；当叶 面与旋转方向垂直时，造成阻力又很大。 因此通常都使桨叶与旋转方向成一夹角，
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5
㈡、框式搅拌器： 其与浆式的完全相似，其水平
浆叶用垂直的浆叶把它们彼此联成 一起，成为钢性的框子。这样的结 构比较坚固，而且在搅拌时能搅动 大量的物料。适用于高浓度的物料， 框的大小取容器直径的2/3~9/10倍。 浆叶式搅拌器的转速较慢，所产生 的液流除斜浆外主要为径向户切线速度。液体流离浆叶之 后，外趋近器壁，然后向上或向下折流。
液流的径向速度较大，而轴向速度甚低，为了加强轴向 混合，并减小因切线速度所产生的表面旋涡，通常加装挡板。
浆式搅拌器的主要特征是： 1、混合效率较差； 2、局部剪器效应有限，不易产生乳化作用。 3、因为浆叶易于制造和更换，适宜于有特殊触液材料 要求的料液（主要是金属污染和腐蚀问题）。
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7
㈢、涡轮式搅拌器： 其结构与离心泵的叶轮相似（叶片多
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1
第一节 搅拌器
一．搅拌的目的 强化传热、传质、强化化学反应，取得一种均匀混合
物。 二、搅拌方法
机械搅拌----利用搅拌器进行搅拌； 气流搅拌----利用压缩空气进行搅拌； 超声波搅拌—利用超声波的作用进行搅拌； 三．搅拌器的类型与构造： 根据浆叶构造的特征，可分成四类：平浆式搅拌器、 旋浆式搅拌器、涡轮式搅拌器、特种搅拌器。
搅拌器(课件)
16
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 17
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。
31
二、轴封
机械搅拌反应器 轴封主要有两种
轴的密封装置
填料密封 机械密封
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。
32
1、填料密封
特点： 结构简单，制造容易，适用于非腐蚀性和弱腐蚀性介质、 密封要求不高、并允许定期维护的搅拌设备。
填料密封的结构及工作原理 组成： 底环、本体、油环、填料、螺柱、压盖及油杯等。
26
物料特性对罐体长径比的要求
表9—3 几种搅拌罐的长径比
种类
一般搅拌罐 聚合釜
发酵罐类
设备内物料类型
液-固相、液－液相 气－液相
悬浮液、乳化液 发酵液
长径比
1～1.3 1～2 2.08～3.85 1.7～2.5
27
2、搅拌罐装料量
装料系数
Vg V
初步计算筒体内径
Di
3
4Vg
7
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。
8
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
锚式搅拌器涡轮式搅拌器常用参数.PPT
G=8×104Mpa。
1 计算夹套壁厚（取腐蚀裕量C2=2mm），并进行水压试 验应力校核。
2 计算并确定搅拌轴直径（搅拌轴材料为45号钢，[τ]=30
Mpa）
3 计算内筒和夹套的直径、高度，并对传热面积进行校核。
（已知φ1400mm椭圆形封头容积Vh=0.421 m3，表面积
Ah=2.29 m2）
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、φ 50、φ65、φ80、φ95、φ110等。
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
搅拌器的型式
搅拌器的分类
按流体流动形态
按搅拌器叶片结构
平叶 折叶
轴向流搅拌器 径向流搅拌器 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
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）
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
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
轴径
1 计算夹套壁厚（取腐蚀裕量C2=2mm），并进行水压试 验应力校核。
2 计算并确定搅拌轴直径（搅拌轴材料为45号钢，[τ]=30
Mpa）
3 计算内筒和夹套的直径、高度，并对传热面积进行校核。
（已知φ1400mm椭圆形封头容积Vh=0.421 m3，表面积
Ah=2.29 m2）
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、φ 50、φ65、φ80、φ95、φ110等。
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
搅拌器的型式
搅拌器的分类
按流体流动形态
按搅拌器叶片结构
平叶 折叶
轴向流搅拌器 径向流搅拌器 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
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）
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
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
轴径
搅拌桨作用与型式 ppt课件
填料
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。
（1）计算夹套壁厚（取腐蚀裕量C2=2mm），并进行水压试 验应力校核。
（2）计算并确定搅拌轴直径（搅拌轴材料为45号钢，[τ]=30 Mpa）
（3）计算内筒和夹套的直径、高度，并对传热面积进行校核。
（已知φ1400mm椭圆形封头容积Vh=0.421 m3，表面积 Ah=2.29 m2）
涡轮式搅拌器常用参数 （表8-6）
搅拌桨作用与型 式
涡轮式搅拌器常用参数 （表8-6）
搅拌桨作用与 型式
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。
搅拌桨作用与型式 螺带式搅拌器
搅拌桨作用与型 式
（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
动物纤维 矿物纤维
人造纤维
金属填料（钢、铅、铜 等）
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
搅拌桨作用与型式
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
搅拌桨作 用与型式
《设备搅拌器》课件
搅拌器的应用领域
搅拌器在多个行业中广泛应用，包括化工、食品加工、制药等。它可以用于 搅拌液体、粉末、颗粒等不同类型的材料。
搅拌器的分类
按结构分类
包括框拖式搅拌器、轴流式搅拌器、螺旋式搅拌器等。
按工作形式分类
包括搅拌槽式搅拌器、高切割速率搅拌器等。
按搅拌方式分类
包括搅拌器纯搅拌、搅拌加料等。
搅拌器的工作原理
《设备搅拌器》PPT课件
设备搅拌器的介绍，应用领域和分类。工作原理、主要组成部分和转速控制。 设计要求和选型方法。维护与保养，故障处理和安全操作注意事项。应用案 例，包括化工、食品加工和制药领域。结论，搅拌器的优点、发展趋势和应 用前景。
什么是搅拌器？
搅拌器是一种机械设备，用于将物质混合并形成均匀的混合物。它通过旋转 搅拌元件来实现混合的作用。
1
工作过程
2
电动机带动搅拌轴旋转，使搅拌器头产
生搅拌作用。
3
主要组成部分
搅拌器通常由电动机、搅拌轴和搅拌器 头组成。
转速控制
搅拌器的转速可以通过电动机的调速装 置进行调节。
搅拌器的设计与选型
1 设计要求
设计时需要考虑搅拌物料的特性、工艺要求和生产环境等因素。
2 选型方法
选型时需考虑搅拌器的工作效率、耐用性和成本等因素。
3 规格参数
规格参数包括功率、转速、容量等，根据具体需求选择合适的搅拌器。
搅拌器的维护与保养
1
保养方法
定期清洁搅拌器并检查零部件，确保其正常运行。
2
故障处理
针对常见故障进行排查和修复，确保搅拌器的正常工作。
3
安全操作注意事项
使用搅拌器时要注意安全，避免发生意外事故。
搅拌装置(共8张PPT)
第8页，共8页。
涡轮式搅拌器
态 混合流搅拌器
结构 螺旋面叶
第3页，共8页。
搅拌器分类、图谱与典型搅拌器特性
低粘流体用流搅拌器（推进式、长薄叶螺旋桨、桨式、开启涡轮式、圆 盘涡轮式、布鲁马金式、板框桨式、三叶后弯式、MIG和改进MIG式等） 按 用 途 高粘流体用流搅拌器（锚式、框式、锯齿圆盘式、螺旋桨式、螺带式、 螺旋-螺带式等）
搅拌器作用
知识点二 搅拌装置
搅拌器是反应釜的关键部件，通过搅拌可使物料充分混合、加快 反应速率、强化传质传热效果、促进化学反应的实现。由于操作条件 各不相同，介质情况千差万别，搅拌器的结构型式多种多样。为确保 搅拌器生产质量，降低制造成本，增加零部件互换性，搅拌器已标准
化，可查阅《HG/T 3796.1-2005 搅拌器型式及基本参数》。
搅拌器的形式很多，按结构来分有桨式、推进式、涡轮
粘其度功在 能当1是0提～搅供10拌过0P程a器所·s时需输，要入的能流量体和适的宜的能流量动状主态要。 用于流体的循环流动时，称为循环型叶轮，如
切向流框（无式挡、板的螺容器带内式，流、体锚绕轴式作旋、转桨运动式，、流速推高时进液式体表；面当会形用成于旋涡对，流此体时流的体剪从浆切叶作周围用周时向，卷吸称至为桨叶剪区切的流式量很小，混合效 果 径很向差流叶。 （流轮体，流动如的径方向向垂涡直轮于搅式拌、轴，锯沿齿径圆向流盘动式，碰等到。容器壁面分成两股流体分别向上、向下流动，再回到叶端，不穿过叶片，形成上、
第1页，共8页。
搅拌器与流动特征
搅拌器又称搅拌桨和搅拌叶轮，是搅拌反应器的关键部件。其功 能是提供过程所需要的能量和适宜的流动状态。搅拌器把机械能传递 给流体，在搅拌器附近形成高湍流的充分混合区。这种循环流动的途 径称为流型。
搅拌器的型式及选型 ppt课件
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。
ppt课件
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。
10~300 1~100 0.5~50 0.5~50
500 1000 1000 1000
注 表中空白为不适或不详，○为适合。
ppt课件
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％。
ppt课件
9
1. 桨式搅拌器
结构最简单
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。
ppt课件
图9-4 推进式搅拌器
13
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。
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。
1~100 1~200
10~300 500 10~300 20
推进式
○○
○
○○ ○
○○ ○ 1~1000 10~500 500
折叶开启涡轮式 ○ ○
○
○○ ○
○○ 1~1000 10~300 500
布尔马金式
○○○○ ○
○
锚式
○
○
○
ppt课件
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。
10~300 1~100 0.5~50 0.5~50
500 1000 1000 1000
注 表中空白为不适或不详，○为适合。
ppt课件
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％。
ppt课件
9
1. 桨式搅拌器
结构最简单
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。
ppt课件
图9-4 推进式搅拌器
13
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。
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。
1~100 1~200
10~300 500 10~300 20
推进式
○○
○
○○ ○
○○ ○ 1~1000 10~500 500
折叶开启涡轮式 ○ ○
○
○○ ○
○○ 1~1000 10~300 500
布尔马金式
○○○○ ○
○
锚式
○
○
○
反应釜的搅拌结构(共9张PPT)
桨 对式于搅高拌 粘器 度的 液转 体速 ，和较 就高低 选粘，用一 大度般 直液为 径体、20低、～转8高0速r浓／搅m度拌in器淤。，浆如和锚沉式、降框性式淤和浆桨式的。搅拌。
涡轮式搅拌器分为圆盘涡轮搅拌器和开启涡轮搅拌器； 液体在设备范围内作循环流动的途径称作液体的“流动模型”，简称“流型”。 桨式搅拌器的转速较低，一般为20～80r／min。 桨叶一般用扁钢或不锈钢或有色金属制造。 1、挡板：目的是为了消除切线流和“打漩”。 按照叶轮又可分为平直叶和弯曲叶。 因此它适用于乳浊液、悬浮液等。 2、导流筒：目的是控制流型（加强轴向流）及提高混合效果。
搅拌附件
搅拌附件通常指在搅拌罐内为了改善流动状态而增设的零件，如挡板、导流 筒等。 1、挡板：目的是为了消除切线流和“打漩”。一般为2-4块，且对于低速搅拌 高粘度液体的锚式和框式搅拌器安装挡板无意义。
2、导流筒：目的是控制流型（加强轴向流）及提高混合效果。不同型式的 搅拌器的导流筒安置方位不同。
反应釜的搅拌结构
釜式反应器的搅拌器
搅拌目的 使物料混和均匀,强化传热和传质。 包括均相液体混合；液-液分散；气-液分散；固-液分散；结晶；固体溶解；强化传热等
搅拌液体的流动模型
液体在设备范围内作循环流动的途径称作液体的“流动模型”，简称“流型”。
(a)轴向流 (b)径向流 (c)切线流
打漩现象
螺带的高度通常取罐底至液面的高度。 2、导流筒：目的是控制流型（加强轴向流）及提高混合效果。 这类搅拌器常用于传热、晶析操作和高粘度液体、高浓度淤浆和沉降性淤浆的搅拌。 这类搅拌器常用于传热、晶析操作和高粘度液体、高浓度淤浆和沉降性淤浆的搅拌。 搅拌器是实现搅拌操作的主要部件，其主要的组成部分是叶轮，它随旋转轴运动将机械能施加给液体，并促使液体运动。 一般为2-4块，且对于低速搅拌高粘度液体的锚式和框式搅拌器安装挡板无意义。 1、搅拌器：包括旋转的轴和装在轴上的叶轮； 包括均相液体混合； 桨式搅拌器适用于 慢速旋转时，有刮板的搅拌器能产生良好的热传导。 2、辅助部件和附件：包括密封装置、减速箱、搅拌电机、支架、挡板和导流筒等。
涡轮式搅拌器分为圆盘涡轮搅拌器和开启涡轮搅拌器； 液体在设备范围内作循环流动的途径称作液体的“流动模型”，简称“流型”。 桨式搅拌器的转速较低，一般为20～80r／min。 桨叶一般用扁钢或不锈钢或有色金属制造。 1、挡板：目的是为了消除切线流和“打漩”。 按照叶轮又可分为平直叶和弯曲叶。 因此它适用于乳浊液、悬浮液等。 2、导流筒：目的是控制流型（加强轴向流）及提高混合效果。
搅拌附件
搅拌附件通常指在搅拌罐内为了改善流动状态而增设的零件，如挡板、导流 筒等。 1、挡板：目的是为了消除切线流和“打漩”。一般为2-4块，且对于低速搅拌 高粘度液体的锚式和框式搅拌器安装挡板无意义。
2、导流筒：目的是控制流型（加强轴向流）及提高混合效果。不同型式的 搅拌器的导流筒安置方位不同。
反应釜的搅拌结构
釜式反应器的搅拌器
搅拌目的 使物料混和均匀,强化传热和传质。 包括均相液体混合；液-液分散；气-液分散；固-液分散；结晶；固体溶解；强化传热等
搅拌液体的流动模型
液体在设备范围内作循环流动的途径称作液体的“流动模型”，简称“流型”。
(a)轴向流 (b)径向流 (c)切线流
打漩现象
螺带的高度通常取罐底至液面的高度。 2、导流筒：目的是控制流型（加强轴向流）及提高混合效果。 这类搅拌器常用于传热、晶析操作和高粘度液体、高浓度淤浆和沉降性淤浆的搅拌。 这类搅拌器常用于传热、晶析操作和高粘度液体、高浓度淤浆和沉降性淤浆的搅拌。 搅拌器是实现搅拌操作的主要部件，其主要的组成部分是叶轮，它随旋转轴运动将机械能施加给液体，并促使液体运动。 一般为2-4块，且对于低速搅拌高粘度液体的锚式和框式搅拌器安装挡板无意义。 1、搅拌器：包括旋转的轴和装在轴上的叶轮； 包括均相液体混合； 桨式搅拌器适用于 慢速旋转时，有刮板的搅拌器能产生良好的热传导。 2、辅助部件和附件：包括密封装置、减速箱、搅拌电机、支架、挡板和导流筒等。
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填料密封允许有 一定的泄漏量
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。
按密封元件置于釜体内外分内外装装式式机机械械密密封封
按介质压力对端面比压的影响分非 平平 衡衡 型型 （k（k1) 1)
..
48
外装式和装内式机械密封
..
49
双端面机械密封
双端面机械密封
..
50
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
..
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
..
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
1.72(
[
M te
](1
4
)
)
1 3
..
31
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
..
32
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。
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
..
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
583 .6M n max
Gd 4 (1 4 )
[ ]
轴径
d
4.92(
[
M n max
]G(1
4
)
)
1 4
..
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。
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）
..
4
..
5
推进式搅拌器
推进式搅拌器常用参数（表8-6）
Байду номын сангаас..
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
..
7
涡轮式搅拌器
（透平式叶轮）
..
8
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
nc
30
3EI(1 4 ) 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
[ ]
Mte 当量扭矩
M te
M
2 n
M
2
轴径
d
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：
NP
P
n3d 5
K (Re )r (Fr )q
f ( d , B , h ,....) DDD
P N P n3d 5
..
19
..
20
搅拌轴设计
轮搅拌器主要产生轴向流。
涡轮式搅拌器常用参数 （表8-6）
..
9
锚式搅拌器
涡轮式搅拌器常用参数 （表8-6）
..
10
框式搅拌器
..
11
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。
..
12
螺杆式搅拌器
填料箱高度：
由填料的尺寸和 圈数确定
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
按密封面的对数分单 双端 端面 面机 机械 械密 密封 封表（8-14）
螺带式搅拌器
..
13
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
（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
..
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
..
51
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
（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。
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42
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）
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43
填料箱
填料箱宽度：
S (1.4 ~ 2) d
填料需定期更换 轴有一定的磨损
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40
填料
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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。
按密封元件置于釜体内外分内外装装式式机机械械密密封封
按介质压力对端面比压的影响分非 平平 衡衡 型型 （k（k1) 1)
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48
外装式和装内式机械密封
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49
双端面机械密封
双端面机械密封
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50
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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14
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15
搅拌器的选用
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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
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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
1.72(
[
M te
](1
4
)
)
1 3
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31
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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32
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。
搅拌轴的结构设计 计算搅拌轴的直径
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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
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22
搅拌轴的结构设计
轴颈设计 轴身设计
轴头设计
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23
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24
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25
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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
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27
搅拌轴的力学模型
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28
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
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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。
搅拌器的型式
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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
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2
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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）
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4
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5
推进式搅拌器
推进式搅拌器常用参数（表8-6）
Байду номын сангаас..
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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7
涡轮式搅拌器
（透平式叶轮）
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8
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
nc
30
3EI(1 4 ) 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）
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30
按强度计算搅拌轴的直径
强度条件
max
M te WP
[ ]
Mte 当量扭矩
M te
M
2 n
M
2
轴径
d
被搅拌介
质的特性
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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：
NP
P
n3d 5
K (Re )r (Fr )q
f ( d , B , h ,....) DDD
P N P n3d 5
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19
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20
搅拌轴设计
轮搅拌器主要产生轴向流。
涡轮式搅拌器常用参数 （表8-6）
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9
锚式搅拌器
涡轮式搅拌器常用参数 （表8-6）
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10
框式搅拌器
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11
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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12
螺杆式搅拌器
填料箱高度：
由填料的尺寸和 圈数确定
标准填料箱
表（8-13）
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44
填料压盖高度：
h (1 ~ 2)H 33
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45
机械密封
（端面密封）
动、静界面 密封点 径向密封
端面比压
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46
动环和静环 弹簧压紧装置
密封圈
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47
机械密封的分类
按密封面的对数分单 双端 端面 面机 机械 械密 密封 封表（8-14）
螺带式搅拌器
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13
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
（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
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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
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34
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35
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36
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37
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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
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39
填料密封
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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
（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。
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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）
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填料箱
填料箱宽度：
S (1.4 ~ 2) d