资源简介

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　　9.1 概 述
　　9.2 搅拌器的型式及选型
　　9.3 搅拌器的功率
　　9.4 搅拌容器结构设计
　　9.5 传动装置及搅拌轴
　　9.6 轴 封
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搅拌容器结构设计
9.4.1 罐体的尺寸确定
　　搅拌容器包括罐体和装焊在其上的各种附件 。 常用罐体是立式圆筒形容器 , 它有顶盖 、筒体和罐底 , 通过支座安装在基础或平台上 。 罐体在规定的操作温度和操作压力下 , 为物料完成其搅拌过程提供了一定的空间 。 为了满足不同的工艺要求 , 或者因为搅拌容器本身结构上的需要 , 罐体上装有各种不同用途的附件 。 例如 , 由于物料在反应过程中常伴有热效应 , 为了提供或取出反应热 , 需要在罐体的外侧安装夹套或在罐体的内部安装蛇管 ; 为了与减速机和轴封相连接 , 顶盖上要焊装底座 ; 为了便于检修内件及加料和排料 , 需要装焊人孔 、手孔和各种接管 ; 为了在操作过程中有效地监视和控制物料的温度 、 压力和物料面高度 , 则要安装温度计 、 压力表 、 液面计 、 视镜和安全泄放装置 ; 有时为了改变物料的流型 、 增加搅拌强度 、 强化传质和传热 , 还要在罐体的内部焊装挡板和导流筒 。 在确定搅拌容器结构时应综合考虑 , 使设备既满足生产工艺要求又经济合理 , 实现最佳设计 。
9.4.1 罐体的尺寸确定
　　选择罐体长径比应考虑的主要因素有三个方面 , 即罐体长径比对搅拌功率的影响 、 对传热的影响以及物料搅拌反应特性对罐体长径比的要求 。 图 9-4 为罐体的直径及高度 。
1 . 罐体的长径比
9.4.1 罐体的尺寸确定
(1) 罐体长径比对搅拌功率的影响
　　一定结构型式搅拌器的桨叶直径同与其装配的搅拌容器的罐体直径通常有一定的比例范围 。 随着罐体长径比的减小 , 即高度减小而直径增大 , 搅拌器桨叶直径也相应增大 。 在固定的搅拌轴转速下 , 搅拌功率与搅拌器桨叶直径的五次方成正比 。所以 , 随着罐体直径的增大 , 搅拌器功率增大很多 , 这对于需要较大搅拌作业功率的搅拌过程是适宜的 。 而减小长径比只能无谓地损耗一些搅拌器功率 , 故长径比可以考虑选得大一些 。
9.4.1 罐体的尺寸确定
(2) 罐体长径比对传热的影响
　　罐体长径比对夹套传热有显著影响 。 容积一定时 , 长径比越大 , 则罐体盛料部分表面积越大 , 夹套的传热面积也就越大 。同时 , 长径比越大 , 传热表面距离罐体中心越近 , 物料的温度梯度就越小 , 有利于提高传热效果 。 因此 , 单从夹套传热角度考虑 , 一般希望长径比取得大一些 。
9.4.1 罐体的尺寸确定
(3) 物料搅拌反应特性对罐体长径比的要求
　　某些物料的搅拌反应过程对罐体长径比有着特殊要求 , 例如发酵罐 , 为了使通入罐内的空气与发酵液有充分的接触时间 , 需要有足够的液位高度 , 就希望长径比取得大一些 。根据实践经验 , 几种搅拌容器的长径比大致如表 9-3 所示 。
9.4.1 罐体的尺寸确定
　　选择罐体长径比之后 , 还要根据搅拌容器操作时所允许的装满程度考虑选择装料系数 η , 然后经过初步计算 、 数值圆整及核算 , 最终确定罐体的直径和高度 。
2 . 搅拌容器装料量
9.4.1 罐体的尺寸确定
(1) 装料系数
9.4.1 罐体的尺寸确定
(2) 初步计算罐体直径
9.4.1 罐体的尺寸确定
9.4.1 罐体的尺寸确定
(3) 确定罐体直径和高度
9.4.2 顶盖的结构
1 . 顶盖
　　搅拌容器顶盖在受压状态下操作常选用椭圆形封头 。 设计时一般先算出顶盖承受操作压力所需要的最小壁厚 , 然后根据顶盖上密集的开孔情况 , 按整体补强的方法计算其壁厚 ,再加上壁厚附加量 , 经圆整即是采用的封头壁厚 。 如果搅拌器重量及工作载荷对封头稳定性影响不大 , 不必将封头另行加强 。 如果搅拌器的工作状况对封头影响较大 , 则要把封头壁厚适当增加一些 。
9.4.2 顶盖的结构
例如 ,
　　封头直径较大而壁厚较薄 , 则刚性较差 , 不足以承受搅拌器操作载荷 ; 因传动装置偏载而产生较大弯矩 ( 如某些三角皮带传动 ); 搅拌操作时轴向推力较大或机械振动较大 ; 由于搅拌轴安装位置偏离罐体几何中心线或者由于搅拌器几何形状的不对称而产生弯矩等 。 必要时也可以在搅拌容器罐体之外另做一个框架 , 将搅拌装置的轴承安装在框架上 , 由框架承担搅拌器的操作载荷 。 对于常压或操作压力不大而直径较大的设备 , 顶盖常采用薄钢板制造的平盖 , 即在薄钢板上加设型钢 ( 槽钢或工字钢 ) 制的横梁 , 用以支承搅拌器及其传动装置 。
9.4.2 顶盖的结构
2 . 底座结构
　　底座焊接在罐体的顶盖上 , 用以连接减速机和轴的密封装置 。 如图 9-5(a)~ 图 9-5(f)所示为整体式底座 , 如图 9-5(g)、 图 9-5(h) 所示为分装式底座 。 各种型式底座的特点如下 :
　　图 9-5(a): 底座与封头接触处为平面 , 加工方便 。 底座外周焊一圆环 , 与封头焊成一体 。该结构在设计中采用较多 。
　　图 9-5(b): 底座与封头接触处为平面 , 其间隙中间垫一适当直径的圆钢后 , 再焊成一体 。
9.4.2 顶盖的结构
　　图 9-5(c): 在底座的底面车成一约 15° 斜面 , 使外周与封头吻合 , 然后焊成一体 。
　　图 9-5(d): 底座底面的曲率与封头相应部分外表层的曲率相同 , 使底面全部与封头吻合 , 在加工中不易做到 , 一般很少采用 。
　　图 9-5(e): 适用于衬里设备 。 衬里设备也可使用图 9-5(a)~ 图 9-5(d) 所示底座 , 亦可如图 9-5(e) 所示用衬里层包覆 。
　　图 9-5(f): 适用于碳钢或不锈钢制设备 。 加工方便 , 设计中采用较多 。
　　图 9-5(g): 加工方便 。
　　图 9-5(h): 加工困难 , 设计中不宜采用 。
9.4.2 顶盖的结构
　　为了保证既与减速机牢固连接又使穿过密封装置的搅拌轴运转顺利 , 要求安装时轴的密封装置与减速机有一定的同心度 , 为此常采用整体式底座 。 如果减速机底座和轴封底座的直径相差很多 , 做成一体不经济 , 则可采用分装式底座 。
　　根据搅拌容器内物料的腐蚀情况 , 底座有衬里和不衬里两种 。 不衬里的底座材料可用Q235A 或 Q235AF。 要求衬里的底座 , 则在可能与物料接触的底座表面衬一层耐腐蚀材料 ,通常用不锈钢 。 为便于和底座焊接 , 车削应在衬里焊好后进行 。
9.4.2 顶盖的结构
9.4.2 顶盖的结构

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