Методички для специальности "Машины и аппараты..." / новосельская

Трехлопастная мешалка (рис. 4.1) представляет собой конструкцию, состоящую из втулки с внутренним диаметром d, к наружному диаметру dвт которой приварены три плоские лопатки

растворения жидкостей, медленного растворения твердых тел, выравнивания температур, эмульгирования.

Винтовая мешалка с постоянным шагом р винтовой линии

(рис. 4.2) представляет собой втулку с наружным dвт и внутренним d диаметрами. К наружной поверхности втулки под углом 120° одна к другой приварены три плоские лопасти шириной b. При этом угол наклона β лопастей на диаметре dвт больше угла наклона α на

31

диаметре dм, причем tgβ = tgα (dм/dвт), a tgα = р/π. От диаметра dвт до диаметра dм угол β изменяется при сохранении равенства р = const.

Область применения винтовой мешалки такая же, как и у лопастной. Диаметр dм винтовой мешалки выбирается из ряда: 50, 75, 100, 150, 180, 200, 225, 250, 300, 325 и 350 мм. Отраслевой стандарт

ограничивает этот ряд максимальным диаметром dм = 250 мм. Мешалки из этого ряда имеют р = 0,6; 0,8; 1,0 и 1,2 и втулочное

отношение dвт/dм = 0,4. Возможно также использование мешалок с втулочным отношением 0,3.

Винтовая мешалка с крыловидным профилем лопасти

представляет собой конструкцию, состоящую из цилиндрической втулки с внутренним d и наружным dвт диаметрами, заодно с которой отлиты три лопасти сложной пространственной крыловидной формы (рис. 4.3). Мешалка имеет переменный по радиусу шаг, однако этот шаг на внешнем ее диаметре равен единице.

Винтовая мешалка с постоянной толщиной лопасти

представляет собой конструкцию, состоящую из цилиндрической втулки с внутренним d и с наружным dвт диаметрами, к периферии которой приварены три лопасти постоянной толщины (рис. 4.4).

32

Лопасти винтовой мешалки имеют форму лепестка с размерами, определяемыми по выражениям: h = 0,22 dм, R = 0,4 dм, R1 = 0,064 dм.

Турбинные открытые мешалки (рис. 4.5) представляют собой конструкцию, состоящую из цилиндрической втулки с внутренним d и наружным dвт диаметрами, на периферии которой установлен кольцевой диск диаметром d2 = 0,75 dм, несущий на себе шесть плоских лопастей, равномерно расположенных по его окружности. Длина каждой лопасти равна l = 0,25 dм. Внутренний диаметр расположения лопастей составляет d1 = 0,5 dм. Высота лопасти равна b = 0,2 dм.

Открытые турбинные мешалки выпускаются в двух исполнениях: неразъемные (исполнение 1) – на весь диапазон диаметров (рис. 4.5, а); разъемные (исполнение 2) – на диаметры 450–1400 мм (рис. 4.5, б). Используются для растворения жидкостей, суспендирования, эмульгирования.

33

а б

Рис. 4.5. Открытая турбинная мешалка: а – неразъемная; б – разъемная

Турбинные закрытые мешалки в отличие от открытых имеют плоские лопасти конической формы с углом при вершине 22° 30 '.

может быть использована для подачи газа в перемешиваемую жидкость. В этом случае ее обычно

монтируют в центральной всасывающей трубе, имеющей на нижнем конце конический элемент, на периферии которого расположены неподвижные отражательные ребра, способствующие увеличению объема засасываемого газа и степени его дисперсности.

Шестилопастные мешалки состоят из втулки с внутренним d и наружным dвт диаметрами, к цилиндрической поверхности которой под углом α = 45° к плоскости вращения мешалки

34

приварено шесть лопастей (рис. 4.7). Применяются при перемешивании жидкостей малой вязкости, взвешивании твердого вещества, интенсификации теплообмена.

Геометрические размеры шестилопастной мешалки такие же, как и у трехлопастной мешалки.

Лопастные мешалки (рис. 4.8) состоят из втулки, к цилиндрической поверхности которой под углом 90° к плоскости ее вращения приварены две плоские лопасти. Мешалки выпускаются неразъемными и разъемными. Весь ряд мешалок, начиная с dм = 80 мм и заканчивая dм = 2240 мм включительно, изготавливается неразъемным. При этом для сохранения прочности, начиная с dм = 710 мм, мешалки имеют укрепляющие ребра, толщина которых равна толщине лопастей мешалки s. Длина укрепляющих ребер выбирается из соотношения lр = 0,63 dм; суммарная ширина укрепляющих ребер

– bр = 1,56 b, где b – ширина лопасти (b = 0,1 dм). Разъемные лопастные мешалки изготавливают, начиная с dм = 710 мм.

Тихоходные мешалки в основном применяются для гомогенизации и усреднения высоковязких и неньютоновских сред, интенсификации тепломассообмена.

Тихоходные мешалки, как правило, используются только в гладкостенных аппаратах, исключением является шнековая мешалка,

35

которая может быть также задействована в аппаратах с циркуляционной трубой и с отражательными перегородками.

Якорная мешалка состоит из цилиндрической втулки, к наружной поверхности которой приварены две профилированные лопасти. Профиль лопастей мешалки соответствует внутренней поверхности корпуса аппарата (рис. 4.9): в нижней своей части лопасти имеют эллиптическую или коническую форму, а в верхней – они представляют собой две плоские вертикальные пластины, торец которых параллелен цилиндрической части корпуса аппарата. Наружный диаметр якорной мешалки выбирается в соответствии с данными, приведенными в табл. 4.2. Якорная мешалка применяется при перемешивании тяжелых жидкостей, для предотвращения выпадения осадков на стенках и днище, суспендирования в вязких средах.

Разновидностью якорной мешалки является якорная эмалированная мешалка (рис. 4.10), выполняемая из полых труб, приваренных перпендикулярно к цилиндрической поверхности вала. При этом высоту H1 выбирают по формуле H1 = 0,6 dм, а толщину – по выражению b = 0,1 dм.

Рамная мешалка состоит из одной или двух цилиндрических втулок, к наружным поверхностям которых приварены две плоские радиальные лопасти, на периферии которых установлены по одной плоской профилированной лопасти (рис. 4.11 и 4.12). Используется практически при тех же условиях, что и якорная.

36

37

* Для рамных мешалок – по ОСТ 26-01-1245-83.

38

В зависимости от размеров рамные мешалки выпускаются неразъемными (исполнение 1) для диаметров 200–1600 мм и разъемными (исполнение 2) для диаметров 800–3000 мм. При этом разъемные мешалки изготавливаются двух вариантов: мешалки с диаметром 300– 1600 мм имеют одну разъемную ступицу, а мешалки с диаметром 1700– 3000 мм – две разъемные ступицы. Как первый, так и второй тип мешалок приспособлен к использованию в аппаратах с эллиптическим или коническимднищем. Приизготовлениирамныхмешалоквыдерживаются следующие соотношения их основных размеров: r = 0,152 dм; R = 0,82 dм;

l = l1 = 0,3 dм.

Ленточные мешалки (рис. 4.13) представляют собой конструкцию, состоящую из вертикального вала, на котором на равном расстоянии одна от другой установлены цилиндрические втулки 2. К каж-дой втулке приварены две цилиндрические траверсы 1, на периферийную часть которых опираются две плоские ленты 4 и 5 шириной b с относительным шагом р = t/dм = 1,0. Ширина лопасти b = 0,1 dм. Высота ленточной мешалки H1 принимается конструктивно в зависимости от высоты корпуса аппарата Н′ и уровня Н жидкости в нем.

Ленточные мешалки применяются в аппаратах, имеющих следующие геометрические характеристики: 1,0 ≤ (Н′/D) ≤ 3,0 и

1,04 ≤ ГD ≤ 2,0.

Ленточные мешалки со скребками используются для интенсификации процесса теплоотдачи (рис. 4.14). Высота мешалки H1 принимается конструктивно в зависимости от высоты корпуса аппарата Н′ и уровня жидкости в нем. Эта высота должна быть кратной 0,166 t. Все размеры ленточной мешалки со скребками идентичны размерам ленточной мешалки (рис. 4.13), однако применять эту мешалку наиболее рационально в аппаратах, имеющих относительную высоту корпуса Н′/D = 2,3–3,0.

39

Шнековая мешалка состоит из цилиндрической втулки или вала, к наружной поверхности которых приварена по винтовой линии плоская лента, имеющая шаг t. Шнековые мешалки, как правило, устанавливают в циркуляционной трубе. Однако возможны и другие способы монтажа, показанные на рис. 4.15.

40