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攪拌罐
攪拌罐即對物料進(jìn)行攪拌、混配、調(diào)和、均質(zhì)等，不銹鋼攪拌罐根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求設(shè)計結(jié)構(gòu)及配置可標(biāo)準(zhǔn)化及人性化。攪拌罐在攪拌過程中可實現(xiàn)進(jìn)料控制、出料控制、攪拌控制及其它手動自動控制等。
攪拌罐也可叫水相罐，廣泛應(yīng)用于涂料、醫(yī)藥、建材、化工、顏料、樹脂、食品、科研等行業(yè)。該設(shè)備可根據(jù)用戶產(chǎn)品的工藝要求選用碳鋼、不銹鋼等材料制作，以及設(shè)置加熱、冷卻裝置，以滿足不同的工藝和生產(chǎn)需要。加熱形式有夾套電加熱、盤管加熱，該設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、工藝 、經(jīng)久耐用，并具有操作簡單、使用方便等特點，是理想的投資少、投產(chǎn)快、收益高的化工設(shè)備。
攪拌罐的結(jié)構(gòu) 攪拌罐由攪拌罐體、攪拌罐蓋、攪拌
器、支承、傳動裝置、軸封裝置等組成，還可根據(jù)工藝要求配置加熱裝置或冷卻裝置。
攪拌罐體、攪拌罐蓋、攪拌器、軸封等選用材料可根據(jù)不同的工藝要求選用碳鋼或不銹鋼等材料來制作。
攪拌罐體與攪拌罐蓋可采用法蘭密封聯(lián)結(jié)或焊接聯(lián)結(jié)。攪拌罐體與攪拌罐蓋可根據(jù)工藝要求開進(jìn)料、出料、觀察、測溫、測壓、蒸汽分餾、安全放空等工藝管孔。
攪拌罐蓋上部配置有傳動裝置(電機(jī)或減速器)，由傳動軸驅(qū)動攪拌罐內(nèi)的攪拌器。
軸封裝置可采用機(jī)封或填料、迷宮密封等多種形式(根據(jù)用戶需要確定)。
由于用戶生產(chǎn)工藝要求不同，攪拌器可配置漿式、錨式、框式、螺旋式等多種形式。如有其他要求可與本廠聯(lián)系，另行設(shè)計制作。
攪拌設(shè)備中的電動機(jī)輸出的動力是通過攪拌軸傳遞給攪拌器的，因此攪拌軸必須足夠的強(qiáng)度。同時，攪拌軸既要與攪拌器連接，又要穿過軸封裝置以及軸承、聯(lián)軸器等零件，所以攪拌軸還應(yīng)有合理的結(jié)構(gòu)、較高的加工精度和配合公差。
按支承情況，攪拌軸可分為懸臂式和單跨式。懸臂式攪拌軸在攪拌設(shè)備內(nèi)部不設(shè)置中間軸承或底軸承，因而維護(hù)檢修方便，特別對潔凈度要求較高的生物、食品或藥品攪拌設(shè)備，減少了設(shè)備內(nèi)的構(gòu)件，故應(yīng)優(yōu)先選用。
包括擋板、盤管、導(dǎo)流筒、氣體分布器等。
為消除攪拌容器內(nèi)液體的打旋現(xiàn)象，使被攪拌的液體上下翻騰而達(dá)到均勻的混合，通常需要再攪拌容器內(nèi)加擋板。通常擋板的寬度約為容器內(nèi)直徑的1/12~1/10，其中設(shè)備內(nèi)的附件如溫度計、傳熱蛇管或各種支撐體也可以起到一定的擋板作用的，但往往達(dá)不到"全擋板條件"。通常增加擋板數(shù)及其寬度，功率消耗也會增加，但增加到一定值以后，功率消耗就不會再增加，此時的工況就稱為"全擋板條件"。
在攪拌容器內(nèi)，流體可沿各個方向流向攪拌器，流體的行程長短不一，在需要控制回流的速度和方向，用于確定某一流況時可使用導(dǎo)流筒。導(dǎo)流筒是上下開口的圓筒，安裝在容器內(nèi)，在攪拌混合中起導(dǎo)流作用，既可提高容器內(nèi)流體的攪拌程度，加強(qiáng)攪拌器對流體的直接剪切作用，又造成一定的循環(huán)流，使容器內(nèi)流體均可通過導(dǎo)流筒內(nèi)強(qiáng)烈混合區(qū)，提高混合效率。安裝導(dǎo)流筒后，限定了循環(huán)路徑，減少了流體短路的機(jī)會。導(dǎo)流筒主要用于推進(jìn)式、螺桿式以及渦輪式攪拌器的導(dǎo)流。
軸封是攪拌設(shè)備的重要組成部分。軸封屬于動密封，其作用是保證攪拌設(shè)備內(nèi)處于一定的正壓或真空狀態(tài)，防止被攪拌的物料逸出和雜質(zhì)的滲入，因而不是所有的轉(zhuǎn)軸密封型式都能用于攪拌設(shè)備。在攪拌設(shè)備中， *常用的軸封有液封、填料密封和機(jī)械密封等。
當(dāng)攪拌設(shè)備內(nèi)工作壓力為常壓，軸封的作用僅是為了防止灰塵與雜質(zhì)進(jìn)人內(nèi)部工作介質(zhì)，或者隔離工作介質(zhì)與攪拌設(shè)備周圍的環(huán)境介質(zhì)相互接觸時，可選用液封。液封結(jié)構(gòu)簡單，沒有與傳動軸直接接觸引起摩擦的零件。但為保證圓柱形殼體或靜止元件與旋轉(zhuǎn)元件之間的間隙符合設(shè)計要求，其密封部位零件的加工、安裝要求較高。
同時，受結(jié)構(gòu)特點的影響，液封的使用范圍較窄。一般適用于工作介質(zhì)為非易燃易爆或毒性程度輕度危害，設(shè)備內(nèi)工作壓力等于大氣壓力，且溫度范圍在20-80℃的場合。
值得注意的是，液體工作介質(zhì)不可充滿攪拌設(shè)備;而且封液應(yīng)盡可能采用攪拌設(shè)備內(nèi)工作介質(zhì)，或與工作介質(zhì)不發(fā)生物理化學(xué)作用的中性液體，同時必須極少揮發(fā)且不污染大氣。
是攪拌設(shè)備較早采用的一種轉(zhuǎn)軸密封結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡單、制造要求低、維護(hù)保養(yǎng)方便等優(yōu)點。但其填料易磨損，密封可靠性較差，一般只適用于常壓或低壓低轉(zhuǎn)速、非腐蝕性和弱腐蝕性介質(zhì)，并允許定期維護(hù)的攪拌設(shè)備。
機(jī)械密封是把轉(zhuǎn)軸的密封面從軸向改為徑向，通過動環(huán)和靜環(huán)兩個端面的相互貼合，并作相對運(yùn)動達(dá)到密封的裝置，又稱端面密封。機(jī)械密封的泄漏率低，密封性能可靠，功耗小，使用壽命長，無需經(jīng)常維修，且能滿足生產(chǎn)過程自動化和高溫、低溫、高壓、高真空、高速以及各種易燃、易爆、腐蝕性、磨蝕性介質(zhì)和含固體顆粒介質(zhì)的密封要求。
與填料密封相比，機(jī)械密封具有以下優(yōu)點:
1、密封可靠，在長期運(yùn)轉(zhuǎn)中密封狀態(tài)穩(wěn)定，泄漏量很小，其泄漏量僅為填料密封的1%左右;
2、使用壽命長，在油、水介質(zhì)中一般可達(dá)1-2年或更長，在化工介質(zhì)中一般能工作半年以上;
3、摩擦功率消耗低，其摩擦功率僅為填料密封的10-50%;
4、軸或軸套基本上不磨損;
5、維修周期長，端面磨損后可自動補(bǔ)償，一般情況下不需經(jīng)常性維修;
6、抗振性好，對旋轉(zhuǎn)軸的振動、偏擺以及軸對密封腔的偏斜不敏感;
7、適用范圍廣，能用于高溫、低溫、高壓、真空、不同旋轉(zhuǎn)頻率，以及各種腐蝕性介質(zhì)和含磨粒介質(zhì)的密封。
正是由于機(jī)械密封的上述優(yōu)點，其在攪拌設(shè)備上已被廣泛使用。
機(jī)械密封有單端面機(jī)械密封和雙端面機(jī)械密封兩種，單端面機(jī)械密封價格較低，當(dāng)單端面機(jī)械密封不能達(dá)到要求時，需用雙端面機(jī)械密封。
當(dāng)攪拌介質(zhì)為劇毒、易燃、易爆，或較為昂貴的高純度物料，或者需要在高真空狀態(tài)下操作，對密封要求很高，且填料密封和機(jī)械密封均無法滿足時，可選用全封閉的磁力傳動裝置。
攪拌設(shè)備的傳動裝置包括電動機(jī)、變速器、聯(lián)軸器、軸承及機(jī)架等。其中攪拌驅(qū)動機(jī)構(gòu)通常采用電動機(jī)和變速器的組合或選用帶變頻器的電機(jī)，使攪拌達(dá)到需要的轉(zhuǎn)速。
傳動裝置的作用是使攪拌軸以所需的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，并保證攪拌軸獲得所需的扭矩。在大多數(shù)攪拌設(shè)備中，攪拌軸只有一根，且攪拌器以恒定的速度向一個方向旋轉(zhuǎn)。然而也有一些特殊的攪拌設(shè)備，為獲得更佳的混合效果，可以在一個攪拌設(shè)備內(nèi)使用兩根攪拌軸，并讓攪拌器進(jìn)行的復(fù)雜的運(yùn)動，如往復(fù)動式、往復(fù)式、行星式等。
攪拌設(shè)備的攪拌軸通常由電動機(jī)驅(qū)動。由于攪拌設(shè)備的轉(zhuǎn)速一般都比較低，因而電動機(jī)絕大多數(shù)情況下都是與變速器組合在一起使用的，有時也采用變頻器直接調(diào)速。為此，選用電動機(jī)時，應(yīng)特別考慮與變速器匹配問題。
攪拌器又被稱作葉輪或槳葉，它是攪拌設(shè)備的核心部件。根據(jù)攪拌器的攪拌釜內(nèi)產(chǎn)生的流型，攪拌器基本上可以分為軸向流和徑向流兩種。例如，推進(jìn)式葉輪、新型翼型葉輪等屬于軸向流攪拌器，而各種直葉、彎葉渦輪葉輪則屬于徑向流攪拌器。
攪拌器通常自攪拌釜頂部中心垂直插入釜內(nèi)，有時也采用側(cè)面插入，底部伸入或側(cè)面伸入方式。應(yīng)依據(jù)不同的攪拌要求選擇不同的安裝方式。
①旋槳式攪拌器 由2~3片推進(jìn)式螺旋槳葉構(gòu)成(圖2)，工作轉(zhuǎn)速較高,葉片外緣的圓周速度一般為5~15m/s。旋槳式攪拌器主要造成軸向液流，產(chǎn)生較大的循環(huán)量，適用于攪拌低粘度 (<2Pa·s)液體、乳濁液及固體微粒含量低于10%的懸浮液。攪拌器的轉(zhuǎn)軸也可水平或斜向插入槽內(nèi)，此時液流的循環(huán)回路不對稱，可增加湍動，防止液面凹陷。
②渦輪式攪拌器 由在水平圓盤上安裝2~4片平直的或彎曲的葉片所構(gòu)成(圖3)。槳葉的外徑、寬度與高度的比例，一般為20:5:4，圓周速度一般為 3~8m/s。渦輪在旋轉(zhuǎn)時造成高度湍動的徑向流動，適用于氣體及不互溶液體的分散和液液相反應(yīng)過程。被攪拌液體的粘度一般不超過25Pa·s。
③槳式攪拌器 有平槳式和斜槳式兩種。平槳式攪拌器由兩片平直槳葉構(gòu)成。槳葉直徑與高度之比為 4~10,圓周速度為1.5~3m/s，所產(chǎn)生的徑向液流速度較小。斜槳式攪拌器(圖4)的兩葉相反折轉(zhuǎn)45°或60°，因而產(chǎn)生軸向液流。槳式攪拌器結(jié)構(gòu)簡單，常用于低粘度液體的混合以及固體微粒的溶解和懸浮。
④錨式攪拌器 槳葉外緣形狀與攪拌槽內(nèi)壁要一致(圖5)，其間僅有很小間隙,可清除附在槽壁上的粘性反應(yīng)產(chǎn)物或堆積于槽底的固體物，保持較好的傳熱效果。槳葉外緣的圓周速度為0.5~1.5m/s,可用于攪拌粘度高達(dá) 200Pa·s的牛頓型流體和擬塑性流體(見粘性流體流動。唯攪拌高粘度液體時，液層中有較大的停滯區(qū)。
⑤螺帶式攪拌器 螺帶的外徑與螺距相等(圖6),專門用于攪拌高粘度液體(200~500Pa·s)及擬塑性流體，通常在層流狀態(tài)下操作。
⑥磁力攪拌器 Corning數(shù)字式加熱器帶有一個閉路旋鈕來監(jiān)控與調(diào)節(jié)攪拌速度。 微處理器自動調(diào)節(jié)馬達(dá)動力去適應(yīng)水質(zhì)、粘性溶液與半固體溶液。
⑦磁力加熱攪拌器 Corning數(shù)字式加熱攪拌器帶有可選的外部溫度控制器 (Cat. No. 6795PR) ，他們還可以監(jiān)控與控制容器中的溫度。
加熱裝置或冷卻裝置
一般是使用單位根據(jù)物料是否加熱或干燥或冷卻而定。在定制范圍內(nèi)，溫度應(yīng)為200℃以下，使用壓力低于0.1Mpa。加熱方式可根據(jù)使用單位的生產(chǎn)條件而定。加熱方式有熱油等介質(zhì)循環(huán)和直接電加熱兩種。熱油等介質(zhì)循環(huán)是導(dǎo)熱油在另配置的加熱罐內(nèi)加溫到一定溫度后，通過熱油泵進(jìn)行輸送循環(huán);直接加熱是夾套上直接安裝電加熱管，使導(dǎo)熱油加熱到所需溫度(溫度可根據(jù)實際情況調(diào)節(jié))。冷卻循環(huán)是采用水在夾套內(nèi)外循環(huán)，使物料在一定的溫度下不產(chǎn)生結(jié)塊或粘性。也可根據(jù)用戶要求增加盤管等形式進(jìn)行加熱或冷卻。
(注:一般使用加熱或冷卻介質(zhì)是采取低管口進(jìn)，高管口出的原理)
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