高黏度流體攪拌器的設(shè)計要素

高黏度流體的攪拌器設(shè)計，一直是攪拌混合領(lǐng)域中一個很重要的課題。

在我們用多種葉輪對高黏度牛頓流體以及非牛頓流體的混合進行了試驗后發(fā)現(xiàn)，一個的高黏度液體攪拌器，至少具備兩個條件：1.葉輪能提供強有力的剪切，這是減小濃度斑尺寸即分離尺寸的必要條件，如前所述，只有濃度斑足夠小，才能產(chǎn)生大面積的界面，促進分子擴散，從而快速達到分子級的混合效果，例如螺帶式葉輪和錨式葉輪，通常其d/D都在0.9/0，97左右，即都是所謂近壁型葉輪，在葉輪端部與罐壁之間會產(chǎn)生強烈的剪切，在此消耗了攪拌功率的90%左右。2.由于高剪切區(qū)總是只占有罐體積的一小部分，因此只有葉輪能使液體在罐內(nèi)進行快速的循環(huán)，蘇州攪拌器，使高剪切區(qū)和低剪切區(qū)的液體快速交換，才能使全罐快速地達到均勻混合。

長久以來，業(yè)內(nèi)存在這樣一種觀點，對于近壁型攪拌器，其剪切總是足夠的，決定攪拌器混合能力的是葉輪的循環(huán)能力，并且還認(rèn)為要達到全罐均勻混合，液體至少要在罐內(nèi)循環(huán)三次。因此，哪種葉輪能以短時間完成三次循環(huán)，那一種葉輪便是混合速率快的葉輪。這一結(jié)論，長時間以來被應(yīng)用在攪拌器的設(shè)計中。然而近年來一些具有復(fù)雜傳動機構(gòu)的攪拌器，如在回轉(zhuǎn)的同時進行上、下移動的復(fù)動攪拌器和使葉輪往復(fù)擺動的往復(fù)式攪拌器等，此類攪拌器會產(chǎn)生速度脈動，此類速度脈動，我們可以將其理解為液體在一定方向上的周期性的較為激烈的變化，事實證明速度脈動對于促進混合有很大作用。速度脈動原來是湍流操作特有的現(xiàn)象，然而，復(fù)動式攪拌器和往復(fù)式攪拌器以其上、下往復(fù)運動或正、反轉(zhuǎn)運動，在高黏度液體中產(chǎn)生了強的速度脈動，從而獲得了高的混合效率。因此可以將剪切、循環(huán)和速度脈動歸結(jié)為快速混合的二要素。這二要素是開發(fā)新型高黏度液體攪拌器的依據(jù)。

攪拌器機械密封的結(jié)構(gòu)和優(yōu)點

機械密封是攪拌器中為常用的一類密封裝置，沒有之一。機械密封把轉(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，并作相對運動實現(xiàn)密封效果的機械裝置，反應(yīng)釜攪拌器，所以又稱為端面密封。

機械密封具有功耗小，泄漏率低，密封，使用壽命長，無需經(jīng)常維修，且能滿足生產(chǎn)過程自動化和高壓、高溫、低溫、真空、高速以及各種、、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，機械密封還具有以下優(yōu)點：

①密封可靠，在攪拌器的長期運轉(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1～2年或更長，在化工介質(zhì)中一般能工作半年以上，我們通常會根據(jù)介質(zhì)的腐蝕性等特性來選擇合適的金屬材料有針對性來制作機械密封，所以，在實際的攪拌器生產(chǎn)中，一般是要長于這個使用壽命的。

③摩擦功率消耗低，其摩擦功率僅為填料密封的10%～50%，石灰石攪拌器，由于密封的原理不同，填料密封往往是通過加大填料和軸的摩擦力來實現(xiàn)密封的，所以在降低功耗方面機械密封優(yōu)勢十分明顯。

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、不同的攪拌器旋轉(zhuǎn)頻率，以及各種腐蝕性介質(zhì)和含磨粒介質(zhì)的密封。

往復(fù)式三角形攪拌器葉輪介紹

通常的攪拌器總是向一個方向旋轉(zhuǎn)，罐內(nèi)無擋板時，液體的流動也是向一個方向進行回轉(zhuǎn)運動。這時由于不能產(chǎn)生有效的剪切和上下循環(huán)，混合效果不佳。一般為避免此缺點，要在罐內(nèi)裝置擋板。然而，有些流體要附著到擋板上，要清除這些附著物相當(dāng)麻煩。理想的情況是既能不設(shè)擋板，又能獲得足夠大的剪切和循環(huán)。能滿足這個要求的是往復(fù)式攪拌器，它不用復(fù)雜的電氣變換部分，僅用一個特殊設(shè)計的傳動機構(gòu)能夠使攪拌器單方向回轉(zhuǎn)變成每次進行90度往復(fù)的運動。這種攪拌器需與具有三角形截面的葉輪配合使用。　　三角形葉輪進行水平左右往復(fù)轉(zhuǎn)動，使互相逆向的軸向流槳式葉輪交替地進行正反轉(zhuǎn)，液體朝三角形頂角的方向流動，即三角形頂角向上，則液體向，頂角向下，則把液體向下壓。通常這種三角形葉輪二枚成一對，互相交叉90度安裝，下層的頂角朝下，上層的頂角朝上，往復(fù)式攪拌器的整體情況如圖。攪拌時，下層葉的可動范圍內(nèi)液體向下壓出，直達罐底，并通過下層葉的不動部分折回，向上升，剛好這時因為上層葉的頂角向上，則使液體進一步往上升。上升流直至液體的自由表面，并通過上層葉的不動部分折回，往下降，這里又由于下層葉的頂角而向下，便使液體繼續(xù)往下降。這樣使罐內(nèi)液體產(chǎn)生有效地上下循環(huán)流動，這時葉輪還進行著水平剪切運動，因此往復(fù)式攪拌器中的三角形葉輪亦是屬于剪切-循環(huán)兼顧型的。由于三角形葉片的根部粗，端部細(xì)，所以，葉徑也可做得較大，電廠攪拌器，通常葉徑與罐徑比為0.65~0.95。

往復(fù)式攪拌器可用于使橡膠塊在中溶解和使黏土、陶土塊在水中分散那樣需要高剪切的場合，并且它還能使溶解后的高濃度、高黏度液體進行充分地循環(huán)流動。還有，在攪拌紙漿和玻璃纖維時，若用單方向回轉(zhuǎn)的三角形攪拌器，則纖維互相纏結(jié)形成大塊，而用往復(fù)式三角形攪拌器時則纏結(jié)不會發(fā)生。即使是高濃度的紙漿，由于可使用大的葉徑，仍可沒有停滯地進行攪拌。