搅拌器的结构与设计.ppt

搅拌器的型式
第一页，共六十二页。
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
按搅拌器叶片结构
平叶
折叶
螺旋面叶
按搅拌用途
低粘流体用搅拌器
高粘流体用搅颗粒对剪切力非常敏感
大多数微生物发酵需要氧气
第十七页，共六十二页。
搅拌功率的计算
影响搅拌功率的
主要参数
搅拌器的
运动参数
被搅拌介质的特性
搅拌器的几何尺寸
重力参数
搅拌容器的结构
搅拌轴和搅拌器的强度和刚度计算
电机和减速机的选型
第十八页，共六十二页。
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：
功率表达式
第十九页，共六十二页。
第二十页，共六十二页。
搅拌轴设计
搅拌轴的结构设计
计算搅拌轴的直径
第二十一页，共六十二页。
搅拌轴材料选择
加工直线度的要求
耐腐蚀要求
足够的强度、刚度和韧性
优良的切削加工性能
第二十二页，共六十二页。
搅拌轴的结构设计
轴颈设计
轴身设计
轴头设计
第二十三页，共六十二页。
第二十四页，共六十二页。
第二十五页，共六十二页。
第二十六页，共六十二页。
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
第二十七页，共六十二页。
搅拌轴的力学模型
第二十八页，共六十二页。
按扭转变形计算搅拌轴的直径
刚度条件
轴径
第二十九页，共六十二页。
按临界转速校核搅拌轴的直径
临界转速
要求
n≤ nc（刚性轴）
nc （柔性轴）
搅拌轴临界转速的选取—（表8-11）
当搅拌轴转速n ≥ 200r/min时，应进行临界转速的验算。
第三十页，共六十二页。
按强度计算搅拌轴的直径
强度条件
轴径
第三十一页，共六十二页。
按轴封处允许径向位移验算轴径
限制条件
第三十二页，共六十二页。
（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。
搅拌轴直径的确定
第三十三页，共六十二页。
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
第三十四页，共六十二页。
第三十五页，共六十二页。
第三十六页，共六十二页。
第三十七页，共六十二页。
第三十八页，共六十二页。
密封装置
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
（轴封装置）
第三十九页，共六十二页。
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
填料密封
第四十页，共六十二页。
填料
第四十一页，共六十二页。
（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。
填料及其选用
第四十二页，共六十二页。
表（8-13）
第四十三页，共六十二页。
填料箱
填料箱宽度：
填料箱高度：
由填料的尺寸和圈数确定
表（8-13）
标准填料箱
第四十四页，共六十二页。
填料压盖高度：
第四十五页，共六十二页。
机械密封
（端面密封）
动、静界面
密封点
径向密封
端面比压
第四十六页，共六十二页。
动环和静环
弹簧压紧装置
密封圈
第四十七页，共六十二页。
机械密封的分类
表（8-14）
第四十八页，共六十二页。
外装式和装内式机械密封
第四十九页，共六十二页。
双端面机械密封
双端面机械密封
第五十页，共六十二页。
K>1
K=1
d>D1
d<D1
d=D1
平衡型机械密封：K=~
非平衡型机械密封：K=~
第五十一页，共六十二页。
（1）耐磨性