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【合柱机械】分享干货|搅拌机、搅拌器、搅拌设备的设计选型分析

      搅拌装置的设计选型要与搅拌作业目的紧密结合。各种不同的搅拌过程需要由不同的搅拌装置运行来实现,在设计选型时首先要根据工艺对搅拌作业的目的和要求,确定搅拌器型式、电动机功率、搅拌速度,然后选择减速机、机架、搅拌轴、轴封等各部件。

HEM高速乳化均质机

具体步骤如下:

1、按照工艺条件、搅拌目的和要求,选择搅拌器型式,选择搅拌器型式时应充分掌握搅拌器的动力特性和搅拌器在搅拌过程中所产生的流动状态与各种搅拌目的的因果关系。

2、按照安装形势和结构要求,设计选择搅拌轴结构型式,并校核其强度、刚度。 

如按刚性轴设计,在满足强度条件下n/nk≤0.7 

如按柔性轴设计,在满足强度条件下n/nk≥1.3 

3、按照所确定的搅拌器型式及搅拌器在搅拌过程中所产生的流动状态,工艺对搅拌混合时间、沉降速度、分散度的控制要求,通过实验手段或计算模拟设计,确定电动机功率、搅拌速度、搅拌器直径。 

4、按照减速机输出轴头d和搅拌轴系支承方式选择与d相同型号规格的机架、联轴器。 

5、按照机架搅拌轴头do尺寸、安装容纳空间及工作压力、工作温度工艺要求选择密封型式。 

6、 按照电动机功率、搅拌转速及工艺条件,从减速机选型表中选择确定减速机机型。如果按照实际工作扭矩来选择减速机,则实际工作扭矩应小于减速机许用扭矩。 

7、按照机架的公称尺寸DN,搅拌轴的搁轴型式选择安装底盖、凸缘座、凸缘法兰。 

8、按照支称和抗震条件,确定是否配置辅助支承。 

      在以上选型过程中,搅拌装置的组合、配置可参考 <搅拌传动装置示意图>,配置过程中各部件之间连接关键尺寸是轴头尺寸,轴头尺寸一致的各部件原则上可互换、结合。 设计选择步骤中前二步属搅拌工艺设计范畴,后六步属搅拌装置结构设计范畴。本图册所提供的数据图表主要用于搅拌装置结构设计选用。如用户无法自己进行设计选型,请告诉我们, 上海合柱愿为你做出最优化的搅拌装置设计。

上海合柱车间

      搅拌机、搅拌器、搅拌设备的设计包括工艺设计和机械设计两部分内容。工艺设计提出机械设计的原始条件,即给出处理量,操作方式,最大工作压力(或真空度),最高工作温度(或最低工作温度),被搅物料的物性和腐蚀情况等,同时还需提出传热面的型式和传热面积,搅拌器型式,搅拌转速与功率等。而机械设计则应对搅拌容器,传动装置,轴封以及内构件等进行合理的选型,强度(或刚度)计算和结构设计。


具体选型步骤分析: 

搅拌机、搅拌器、搅拌设备选型之明确任务,目的。

       设计的全部依据来源于搅拌的任务和目的。其基本内容应包括:

       明确被搅拌物料体系; 搅拌操作所达到的目的; 被搅拌物料的处理量(间歇操作按一个周期的批量,连续操作按时班或年处理量); 明确有无化学反应,有无热量传递等,考虑反应体系对搅拌效果的要求。 

搅拌机、搅拌器、搅拌设备选型之了解物料性质。

       物料体系的性质是搅拌设备设计计算的基础。物系性质包括物料处理量,物料的停留时间,物料的黏度,体系在搅拌或反应过程中达到的最大黏度,物料的表面张力,粒状物料在悬浮介质中的沉降速度,固体粒子的含量和通气量等。 

搅拌机、搅拌器、搅拌设备选型之搅拌器选型

        搅拌器的结构型式和混合特性很大程度上决定了体系的混合效果。并且还因根据搅拌物质来选定搅拌器的型号。(如:搅拌固体物质,就因选用双轴高速分散机,它的搅拌效率比单轴高速分散机更高。)因此,搅拌器的选型好坏直接影响着整个搅拌设备的搅拌效果和操作费用。目前,对于给定的搅拌过程,搅拌器的选型没有成熟,完善的方法。往往在同一搅拌目的下,几种搅拌器均可适用。此时多数依靠过去的经验。或相似工业实例分析以及放大极速的掌握程度。有时对一些特殊的搅拌过程,还需进行中试甚至需要模型演示过程才能确定合适的搅拌器结构型式。

       在搅拌器结构型式选定之后,还应考虑搅拌器直径的大小与转速的高低。 

搅拌机、搅拌器、搅拌设备选型之确定操作参数

      操作参数包括搅拌设备的操作压力与温度,物料处理量与时间,连续或间歇操作方式,搅拌器直径与转速,物料的有关物性与运动状态等,而最基本的目的是要通过这些参数,计算出搅拌雷诺数,确定流动类型,进而计算搅拌功率。(双轴高速分散机参数是紧密围绕固体粉状物料所需属性所制作的。) 

搅拌机、搅拌器、搅拌设备选型之搅拌设备结构设计

      在确定搅拌器结构型式和操作参数的基础上进行结构设计,主要内容是确定搅拌器构型的几何尺寸,搅拌容器的几何形状和尺寸。(双轴高速分散机适用各种位置。) 

搅拌机、搅拌器、搅拌设备选型之搅拌特性计算

      搅拌特性包括搅拌功率,循环能力,切应变速率及分布等,根据搅拌任务及目的确定关键搅拌特性。搅拌功率计算又分两个步骤,第一步确定搅拌功率;第二步考虑轴封和传动装置中的功率耗,确定适当的电动机额定功率,进而选用相应的电动机。 

搅拌机、搅拌器、搅拌设备选型之传热设计

      为搅拌操作过程中存在热量传递时,应进行传热计算。其主要目的是核算搅拌设备提供的换热面积是否满意是传热的要求。 

搅拌机、搅拌器、搅拌设备选型之费用估计 

      在满足工艺要求的前提下,花费最低的总费用是评价搅拌设备性能,校验设计是否合理的重要指标之一。完整的费用估算包括以下几个方面: 

① 设备加工与安装费用,包括设备材料,加工制造与安装,通用设备购置等所需费用。 

② 操作费用 包括动力消耗,载热剂消耗,操作管理人员配备等所需的费用。 

③ 维修费用 包括按生产周期进行维修时对耗用材料,更新零部件,人工,器材等所需的费用。 

④ 整体设备折旧费用的估算。