筒式搅拌器及其开发

摘要搅拌机是搅拌设备的心脏。

在搅拌机设计及使用过程中,合理的选取搅拌机的结构，运动和工作参数，直接关系到混凝土等材料的搅拌质量和搅拌效率。

论文对搅拌臂的排列、搅拌叶片的安装角、拌筒长宽比、搅拌机转速和搅拌时间等主要参数的选取进行分析与试验研究。

通过归纳，给出了双卧轴搅拌机的主要参数，包括搅拌臂排列、叶片安装角、拌筒长宽比、搅拌线速度等；给出了评价搅拌机参数合理与否的准则;给出了搅拌臂排列的基本原则.论文通过试验研究，建议用叶片推动的物料量与该搅拌机的公称容量的比值rl，来综合评定搅拌臂的个数,叶片面积和其他参数匹配的合理性，并作为设计时的参考；双卧轴搅拌机的叶片的安装角范围为3l一45，对国内广泛使用的宽短型双卧轴搅拌机叶片安装角度推荐为45；对目前国内外普遍使用的双卧轴搅拌机，它的长宽比的选择范围为0．7-1．3，推荐使用值为小于1；搅拌机的转速主要受搅拌过程中混合料不发生离析现象所限制，对目前常用的双卧轴搅拌机,推荐的叶片线速度为1．4m／s—1．7m／s／；合理的搅拌时间是保证搅拌质量符合要求条件下的最短搅拌时间，它受充盈率等多种因素影响，合理的搅拌时间应通过试拌来确定。

[关键词]：搅拌机、主要参数、合理性、实验研究第1章前言1．1国内外研究现状及发展趋势19世纪40年代,在德、美、俄等国家出现了以蒸气机为动力源的白落式搅拌机，其搅拌腔由多面体状的木制筒构成，一直到19世纪80年代，才开始用铁或钢件代替木板，但形状仍然为多面体。

1888年法国申请登记了第一个用于修筑战前公路的混凝土搅拌机专利。

20世纪初,圆柱形的拌筒自落式搅拌机才开始普及,其工作原理如图1．2所示.形状的改进避免了混凝土在拌筒内壁上的凝固沉积，提高了搅拌质量和效率。

1903年德国在斯太尔伯格建造了世界上第一座水泥混凝土的预拌工厂。

1908年，在美国出现了第一台内燃机驱动的搅拌机，随后电动机则成为主要动力源。

从1913年,美国开始大量生产预拌混凝土，到1 950年，亚洲大陆的日本开始用搅拌机生产预拌混凝土。

1绪论1.1 搅拌器的概述1.1.1搅拌器的应用范围机械搅拌反应器适用于各种物性（如粘度、密度）和各种操作条件（温度、压力）的反应过程，广泛应用于合成材料、合成纤维、合成橡胶、医药、农药、化肥、染料、涂料、食品、冶金、废水处理等行业。

如实验室的搅拌反应器可小至数十毫升，而污水处理、湿法冶金、磷肥等工业大型反应器的容积可达数千立方米。

除用作化学反应器和生物反应器外，搅拌反应器还可大量用于混合、分散、溶解、结晶、萃取、吸收或解吸、传热等操作。

搅拌反应器由搅拌容器和搅拌机两大部分组成。

搅拌容器包括筒体、换热元件及内构件。

搅拌器、搅拌轴、及其密封装置、传动装置等统称为搅拌机。

1.1.2搅拌器的工作原理通常搅拌装置由作为原动机的马达(电动、风动或液压)，减速机与其输出轴相连的搅拌抽，和安装在搅拌轴上的叶轮组成减速机体通过一个支架或底板与搅拌容器相连。

当容器内部有压力时，搅拌轴穿过底板进入容器时应有一个密封装置，常用填料密封或机械密封。

通常马达与密封均外购，研究的重点是叶轮。

叶轮的搅拌作用表现为“泵送”和涡流”，即产生流体速度和流体剪切，前者导至全容器中的回流，介质易位，防止固体的沉淀并产生对换热热管束 (如果有)的冲刷；剪切是一种大回流中的微混合，可以打碎气泡或不可溶的液滴，造成“均匀”。

1.1.3化工反应中的搅拌设备根据搅拌器叶轮的形状可以分成直叶桨式、开启涡轮式、推进式、圆盘涡轮式、锚式、螺带式、螺旋式等}根据处理的掖体牯度不同可以分为低粘度液搅拌器。

低粘度液搅拌器，如：三叶推进式、折叶桨叶，6直叶涡轮式、超级混合叶轮式 HR 100，HV 100等；中高粘度液搅拌器如：锚式、螺杆叶轮式、双螺旋螺带叶轮型，MR 205，305超混合搅拌器等等。

1.2化工搅拌器的适应条件和构造1.2.1化工搅拌器的适应条件搅拌加速传热和传质，在化工设备中广泛运用。

化工搅拌器的作用使化工生产中的液体充分混合，以满足化学反应能够最大程度的进行，该设备可以代替手动搅拌对人体有毒或对皮肤有伤害的化工原料减少对人体的危害，同时通过电动机带动轴加速搅拌，提高生产率。

浅谈机械搅拌的高科技发展中图分类号：tf351.5+2摘要：机械搅拌技术在人机交互范式的触觉方式，通过增加导致了新的工具，帮助新手编辑触觉应用的巨大需求。

目前，触觉应用的开发过程是一个耗费时间的过程，需要编程知识。

触觉应用的复杂性从事实的触觉应用组件上升，需要以图形组件来实现同步互动。

关键词：工具；组件；同步有一个缺乏应用程序的可移植性和应用紧密耦合到特定的装置必须使用相应的api。

因此，装置和api的异质性导致研究人员和开发人员分裂和迷失方向。

在所有这些因素的观点，有了一种创作工具，可以建立触觉的应用，隐藏在应用程序建模的编程需要一个明确的，hamlat是基于搅拌器的软件套件，这是一个开源的3d建模套件拥有丰富的功能集。

它有一个复杂的用户界面，它的效率和灵活性，以及其支持多种文件格式，物理引擎，调制解调器等特点。

由于搅拌器的开放式体系结构和支持的社会基础，它被选定为发展ofhamlat平台的首选。

blender开源性质意味着hamlat可以很容易地利用其现有的功能和集成的触觉特征构成一个完整的络合点可视化建模工具的重点，发展为一个三维建模平台需要从头开始，长足发展的时间和技能达到代码级到hamlat源树。

hamlat建立在现有搅拌器组件，如用户界面和编辑工具，通过添加新的组件，重点表示，修改，和对物体的三维场景渲染触觉特性。

用搅拌器作为hamlat的基础上，我们希望开发一个3d的触觉建模工具，具有成熟和功能的搅拌器组合。

如前所述，为hamlat项目的总体目标是产生一个抛光的应用软件，结合触觉渲染技术的现代图形建模工具的特点。

hamlat具有外观和感觉的三维图形建模软件包，但如触觉渲染和触觉特性描述符添加功能。

这允许艺术家，建模，和开发人员生成逼真的三维可视化虚拟环境中的络合点。

阐述了在触觉建模数据流。

hamlat助攻者，或应用程序开发人员，在建筑络合点视觉应用，这可能是由另一个触觉应用存储供以后检索数据库。

浙江大学硕士学位论文生化发酵罐新型搅拌器应用研究和CAD软件开发姓名：曹占飞申请学位级别：硕士专业：化工过程机械指导教师：林兴华2000.3.1摘要长期以来，制药发酵罐上所用的搅拌系统一直是以多层径向流搅拌器为主。

本文以５０Ｍ３青霉素发酵罐上的传统六箭叶径向流搅拌器为改造对象，用Ｓｃａｂａ搅拌器＋两层Ａ３１５搅拌器代替原有搅拌系统，分析改造后的搅拌功率及发酵效果，发现搅拌功率比传统搅拌功率降低１０％左右，发酵效果基本保持不变。

同时，针对通气搅拌功率计算误差大的问题，在前人总结的经验公式的基础上，提出了几个适用计算不同搅拌器功耗的修正系数，供以后设计同类型的搅拌器参考。

匕Ａ汐ＡＢＳＴＲＡＣＴＩｎａｌｏｎｇｐｅｒｉｏｄｏｆｔｉｍｅ．ｒａｄｉａｌｉｍｐｅｌｌｅｒａｌｗａｙｓｐｒｅｄｏｍｉｎａｔｅｓｏｖｅｒｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｐｒｏｄｕｃｉｎｇｍｅｄｉｃｉｎｅ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．ｗｅｍａｋｅｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｒａｄｉａｌｉｍｐｅｌｌｅｒｓｉｎｐｅｎｉｃｉｌｌｉｎｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎｔａｎｋａｓｔｈｅｏｂｊｅｃｔｔｏｂｅｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ，ａｎｄｒｅｐｌａｃｅｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｉｍｐｅｌｌｅｒｗｉｔｈｃｏｍｂｏｏｆＳｃａｂａｉｍｐｅｌｌｅｒａｎｄｄｕａｌＡ３１５ｉｍｐｅｌｌｅｒ．Ｔｈｒｏｕｇｈｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｎｇｍｉｘｉｎｇｐｏｗｅｒａｎｄｒｅｓｕｌｔｏｆｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ，ｗｅｆｉｎｄｐｏｗｅｒｌｏｗｅｒ１０ｐｅｒｃｅｎｔＯｒＳＯｔｈａｎｐｒｅｖｉｏｕｓｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｉｍｐｅｌｌｅｒ．ｒｅｓｕｌｔｏｆｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎｋｅｅｐｉｎｇｔｈｅｓａｍｅｌｅｖｅｌ．Ｉｎｔｈｅｍｅａｎｔｉｍｅ，ａｉｍｉｎｇｆｏｒｔｈｅｂａｄｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇｏｆｍｉｘｉｎｇｗｉｔｈｇａｓｅｎｔｅｒｉｎｇ，ｗｅｅｘｐｏｕｎｄｓｅｖｅｒａｌｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓａｄａｐｔｅｄｔｏｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｉｍｐｅｌｌｅｒｓａｔｔｈｅｂａｓｉｓｏｆａｎｔｅｒｉｏｒｍｅｎｒｅｓｅａｒｃｈ．Ｐｅｏｐｌｅｗｈｏｄｅｓｉｇｎｔｈｅｓａｍｅｋｉｎｄｏｆｉｍｐｅｌｌｅｒｌａｔｅｒｃａｎｒｅｆｅｒｔｏｔｈｅｓｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ．第一章绪论§１．１概述搅拌是一种广泛适用的单元操作，它可以使两种或多种不同物质在彼此之中互相分散，从而达到均匀混合；也可以加速传热和传质过程。

化工搅拌器1绪论1.1搅拌器的概述1.1.1搅拌器的应用范围机械搅拌反应器适用于各种物性（如粘度、密度）和各种操作条件（温度、压力）的反应过程，广泛应用于合成材料、合成纤维、合成橡胶、医药、农药、化肥、染料、涂料、食品、冶金、废水处理等行业。

如实验室的搅拌反应器可小至数十毫升，而污水处理、湿法冶金、磷肥等工业大型反应器的容积可达数千立方米。

除用作化学反应器和生物反应器外，搅拌反应器还可大量用于混合、分散、溶解、结晶、萃取、吸收或解吸、传热等操作。

搅拌反应器由搅拌容器和搅拌机两大部分组成。

搅拌容器包括筒体、换热元件及内构件。

搅拌器、搅拌轴、及其密封装置、传动装置等统称为搅拌机。

1.1.2搅拌器的工作原理通常搅拌装置由作为原动机的马达(电动、风动或液压)，减速机与其输出轴相连的搅拌抽，和安装在搅拌轴上的叶轮组成减速机体通过一个支架或底板与搅拌容器相连。

当容器内部有压力时，搅拌轴穿过底板进入容器时应有一个密封装置，常用填料密封或机械密封。

通常马达与密封均外购，研究的重点是叶轮。

叶轮的搅拌作用表现为“泵送”和涡流”，即产生流体速度和流体剪切，前者导至全容器中的回流，介质易位，防止固体的沉淀并产生对换热热管束(如果有)的冲刷；剪切是一种大回流中的微混合，可以打碎气泡或不可溶的液滴，造成“均匀”。

1.1.3化工反应中的搅拌设备根据搅拌器叶轮的形状可以分成直叶桨式、开启涡轮式、推进式、圆盘涡轮式、锚式、螺带式、螺旋式等}根据处理的掖体牯度不同可以分为低粘度液搅拌器。

低粘度液搅拌器，如：三叶推进式、折叶桨叶，6直叶涡轮式、超级混合叶轮式HR 100，HV 100等；中高粘度液搅拌器如：锚式、螺杆叶轮式、双螺旋螺带叶轮型，MR 205，305超混合搅拌器等等。

1.2化工搅拌器的适应条件和构造1.2.1化工搅拌器的适应条件搅拌加速传热和传质，在化工设备中广泛运用。

化工搅拌器的作用使化工生产中的液体充分混合，以满足化学反应能够最大程度的进行，该设备可以代替手动搅拌对人体有毒或对皮肤有伤害的化工原料减少对人体的危害，同时通过电动机带动轴加速搅拌，提高生产率。

工业搅拌与混合技术进展虞培清，周国忠（浙江长城减速机有限公司，温州325028）摘要：工业搅拌与混合技术在近些年来取得了很大的发展，本文综述了这方面的进展情况。

重点对新型搅拌与混合设备的开发、流场测试与计算流体力学以及搅拌设备选型与设计软件四个方面进行了综述与评价，并就国内的研究现状进行了简单概述。

关键词：搅拌，混合，搅拌器，流场测速，计算流体力学（CFD），专家系统搅拌与混合是化学、制药、食品、环保等工业中最常见的关键单元操作之一。

比如，一个合成纤维厂中，作为核心设备的聚合反应器仅两台，而与之配套的配料槽、溶解槽、稀释槽、缓冲槽等辅助搅拌设备则多达30台。

在高分子材料生产中，作为核心设备的聚合反应器85％是搅拌设备。

在制药发酵生产过程中，从种子培养到关键的发酵过程，几乎全部是搅拌设备。

鉴于搅拌设备的广泛应用，随着近年来工业技术的发展，流体混合技术在上世纪60到80年代期间得到了迅猛发展,其重点主要是对于常规搅拌桨在低粘和高粘非牛顿均相体系、固液悬浮和气液分散等非均相体系中的搅拌功耗、混合时间等宏观量进行实验研究。

长期以来,虽然有大量设计经验和关联式可用于分析和预测混合体系,但将搅拌反应器从实验室规模直接放大到工业规模,仍是十分危险的,至今仍然需要通过逐级放大来达到搅拌设备所要求的传质、传热和混合。

这种方法不但耗费巨额的资金和大量的人力物力,而且设计周期很长。

据统计，在工业高度发达的美国，化学工业由于搅拌反应器设计不合理所造成的损失每年约为10—100亿美元。

因此，从更微观更本质的角度,例如采用先进的测试手段和建立合理的数学模型,获取搅拌槽中的速度场、温度场和浓度场,不仅对开发新型搅拌设备，而且对搅拌设备的优化设计具有十分重要的经济意义,对放大和混合的基础研究具有现实的理论意义。

近些年来,工业搅拌与混合设备的一些新进展主要集中在以下几个方面。

1.新型搅拌与混合设备的开发在很多情况下，搅拌设备是作为一种辅助设备使用的，其操作条件比较简单，搅拌的目的多是以混合和固－液悬浮为主，其搅拌器常用轴流式搅拌器或开启涡轮。

开启涡轮式搅拌器的分类及工作原理一、开启涡式搅拌器的介绍：涡式搅拌器是将将叶片直接焊接于轮毂上，折叶开启涡轮搅拌器的叶片在焊接时，通常是在轮毂上开槽，叶片嵌入后施焊。

小型开启涡轮搅拌器也有整体铸造的，特别是折叶的，如大量生产，用铸造的比焊接的更为方便。

对于大直径的开启涡轮，也可将全部叶片或径向对称的一对做成与轮毂可拆连接的，以便于安装。

二、开启涡式搅拌器的分类：依据桨型可分为平直叶开启涡轮式搅拌器、斜叶开启涡轮式搅拌器、弯叶开启涡轮式搅拌器；依据叶片与轮毂的连接方式又可分为整体式开启涡轮式搅拌器、可拆式开启涡轮式搅拌器；依据叶片数量又可分为三叶开启涡轮式搅拌器、四叶开启涡轮式搅拌器、六叶开启涡轮式搅拌器。

三、工作原理：1、径向流涡轮旋转起来把液体从轴方向吸入而向与轴垂直的方向(径向)排出。

当罐内有挡板时，排出流遇到了罐壁则向上下分开，使罐内形成上下循环的流型。

这种叶轮功率消耗大，剪切力强，又具有排出能力。

因此它适用于既要有强的剪切，又要有一定循环流量的场合，如在液-液体系用于乳化、乳液聚合、悬浮聚合、萃取等；在固-液体系则用于把干的和湿的滤饼再捣碎成浆状以及使固体一面破碎一面溶解；对于气-液体系则用于氧化反应那样的气体分散和伴有化学反应的吸收等。

对于圆盘涡轮，由于它能在叶轮下一度保持气体进而使之分散，减少气体的浪费，因此很多气-液操作都用它。

2、轴向流涡轮使液体沿与轴平行的方向排出，使其进行有效的轴向循环。

产生同样的排量，这种叶轮所需的功率仅占径向流涡轮的一半，所以对罐内循环流占重要地位的场合，它是有效的叶轮。

这种叶轮主要用于液-液系和固-液系中需要强循环的场合，如均一混合、反应、传热等。

3、弯曲叶径向流涡轮的叶片是用钢板弯曲制成的，有些场合用压扁的圆管来制作成弯曲型叶片，并且为了能使叶轮能贴近罐底的封头安装，将叶片略向上翘(上翘角约15°左右)，叶片有二叶、三叶和四叶的，其中以三叶的用的最多，且往往叶片的倾角不是90而是75°～80°，习惯上常将此类叶轮称为后掠式叶轮，因为它是法武都拉公司开发的，它常与指形挡板配合用于混合、传热、悬浮、气体吸收和乳化。

搅拌桨的选择与使用探讨本文来自: 马后炮化工作者: mahoupao日期: 2010-3-31 15:49 阅读: 518人评分是一种美德，请不要吝啬您的评分探讨, 选择在化工生产中，搅拌普遍存在，常规的搅拌形式有锚式、桨式、涡轮式、推进式、框式等，搅拌装置在高径比较大时，可用多层搅拌桨，特殊产品甚至会使用较为复杂的MIG式搅拌。

不同形式的搅拌对应各种不同的使用环境，以满足不同的使用要求。

请大家结合实际的使用经验，探讨下各种搅拌形式搅拌效果的特点，也可以结合实际事例说明各种搅拌形式在某些场合的适用性。

抛砖引玉一下，我在生产中使用过推进式的搅拌桨。

在使用中发现有如下特点：推进式的搅拌桨，物料随桨径向运动明显，而轴向运动较差；物料在升降温过程中，贴壁部分与釜中心区有明显的温差；物料较少或转速较快时会在釜中心区形成漩涡；此形式的搅拌，在结晶过程中会形成过饱和度的缓慢释放，有利于晶体的生长。

1、锚式、框式使用于低转速一般在60至300rpm 之间，这是因为考虑到锚式、框式长度多有3到5米，支撑点位于轴头，搅拌轴强度有限，高速下搅拌轴跳动比较大，特别是搅拌底部晃动幅度很大，甚至会碰到反应釜内壁。

同时结合物料的粘度选取转数，粘度大转速低，粘度小转数适当的高点。

2、涡轮式、推进式使用转速相对较高。

推进式的搅拌桨，物料较少或转速较快时会在釜中心区形成漩涡.可以在离搅拌桨50mm的距离的地方安置一张外径和搅拌桨相同的圆板，这样可以适当的减少漩涡。

搅拌是一个相对复杂的话题，论坛上也有相关主题，现就个人理解，小结如下：通常对搅拌的要求是由搅拌过程的目的和物料性质所决定的。

针对搅拌器的选型因素诸如容积循环速率、湍流强度和剪切作用等可以考虑：1、有类似应用，且搅拌效果较满意的可选用相同搅拌器；如：低粘度反应和简单体系通常我们一般选用单（双）桨叶式即可，而不用框式，以防止形成气相涡流，影响蒸馏效率；如为减少反混或沉积，则选用推进式或桨式与推进式组合，并加装导流桶；而涡轮式、布鲁马金式等也都可以很好的适用于低粘体系。