Виды смесителей

   Газобетоносмеситель работает следующим образом. Устанавливают  его на посту загрузки. Через патрубки 1 в корпус смесителя при одновременном вращении вертикального вала подается шлам, а затем связующее (цемент, известь). При подаче цемента включаются вибраторы, через 50-60 с. подается водная суспензия алюминиевой пудры (газообразователь). Смесь перемешивается в течение двух минут, при этом смеситель перемещается к формам, заполняемым смесью. Газопенобетоносмеситель после выгрузки смеси в формы возвращается к посту загрузки, и цикл работы повторяется. 

    Рисунок 1.8- Бетоносмеситель непрерывного действия 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   1- фундаментная рама

   2-привод

   3-подшипники

   4-отражатель

   5- загрузочное отверстие

   6-крышка

   7-копильник

   8-затвор

   9-лопасти

   10- два  вала

   11-корпус 
 
 
 
 
 
 

2. Устройство мешалок. 

   Механические  мешалки разделяются по  устройству лопастей на следующие группы:

   1) лопастные - с плоскими лопастями, 

   2) пропеллерные - с винтовыми лопастями,

   3) турбинные.

   4) специальные (якорные и др.) 

   2.1 Лопастные мешалки. 

   Простейшие  лопастные мешалки имеют две  плоские лопасти, установленные  в вертикальной плоскости, т. е. перпендикулярно  к направлению вращения (рисунок 2.1).

   Лопасти укреплены на вертикальном валу, который  приводится во вращение от зубчатой или  червячной передачи и делает 12-80 об/мин. Диаметр лопастей составляет примерно 0,7 диаметра сосуда, в котором вращается мешалка. При малых числах оборотов мешалки жидкость совершает круговое движение, то есть вращается по окружностям, лежащим в горизонтальных плоскостях, в которых движутся лопасти.

   В этих условиях отсутствует смешивание различных слоев жидкости и интенсивность перемешивания низкая.

   Интенсивное перемешивание достигается в результате появления вторичных потоков и вихревого движения жидкости. Вторичные потоки возникают под действием центробежных сил, вызывающих движение жидкости в плоскости вращения лопасти от центра сосуда к его стенкам. Вследствие этого в центре сосуда возникает пониженное давление, причем в область пониженного давления всасывается из слоев, лежащих выше и ниже лопасти. В результате в сосуде происходит циркуляция жидкости, показанная стрелками на рис. 2.2. Вторичные потоки, складываясь с основным круго\3ым движением жидкости, создают сложное движение, при котором происходит интенсивное перемешивание отдельных слоев. Интенсивность перемешивания возрастает с увеличением числа оборотов; однако еще быстрее увеличивается мощность, потребляемая мешалкой и при круговом движении жидкости на ее поверхности под действием центробежной силы, образуется воронка (рис. 2.2), глубина которой возрастает с увеличением числа оборотов. Образование воронки ведет к ухудшению использования емкости сосуда. 

   Рисунок 2.1-  Стальная и чугунная лопастные мешалки

     
 
 
 
 

   Рисунок 2.2 – Циркуляция жидкости при перемешивании лопастными мешалками  

    

     
 
 
 
 
 

   Для каждого случая опытным путем  можно найти оптимальное число  оборотов, при котором достигается необходимая  эффективность перемешивания. Дальнейшее увеличение числа оборотов вызывает излишний расход энергии.

   Вихревое  движение жидкость приобретает при  установке в сосуде с мешалкой отражательных перегородок в виде вертикально поставленных полос. При обтекании жидкостью перегородок за ними образуется зона пониженного давления, в которой возникают вихри. При возрастании числа оборотов вихри отрываются от перегородок и движутся в направлении вращения лопасти. В случае дальнейшего увеличения числа оборотов возникает беспорядочное вихревое движение жидкости, при этом вихри соударяются друг с другом по всему объему жидкости. В этих условиях достигается высокая равномерность и интенсивность перемешивания. В то же время при наличии перегородок, препятствующих вращению всей массы жидкости, резко снижается глубина воронки. Обычно достаточно четырех симметрично установленных радиальных перегородок для улучшения перемешивания. Однако с установкой перегородок возрастает расход энергии на перемешивание.

   Для лучшего перемешивания всего  объема жидкости в сосуде на валу устанавливают несколько пар горизонтальных лопастей, т. е. применяют многолопастные, а также рамные мешалки (рисунок 2.3), состоящие из нескольких горизонтальных и вертикальных, а иногда и наклонных плоских лопастей. Рамные мешалки отличаются прочностью и пригодны для перемешивания вязких жидкостей. 

   Рисунок 2.3- горизонтальные лопасти 

     
 
 
 
 

     Достоинства лопастных мешалок:  

   1) простота устройства и дешевизна  изготовления,

    2) вполне удовлетворительное перемешивание  умеренно вязких жидкостей.

   Недостатки:

   1) малая интенсивность перемешивания  вязких жидкостей, 

   2) непригодность для перемешивания  легко расслаивающихся веществ. 

   Основные  области применения лопастных мешалок: 

   1)Перемешивание  жидкостей небольшой вязкости

   2)Растворение  и суспендирование твердых веществ, обладающих малой плотностью

   3) грубое смешение жидкостей.

   Лопастные мешалки простого типа наиболее эффективны при перемешивании маловязких сред (до 100 спз).

   Для перемешивания жидкостей с вязкостью  свыше 2500 спз более пригодны рамные мешалки или лопастные мешалки в сосудах с отражательными перегородками.

   В указанных областях применения лопастные  мешалки обеспечивают хорошее перемешивание при небольшом расходе энергии. Лопастные мешалки непригодны для быстрого растворения, тонкого диспергирования, а также для получения суспензий, содержащих твердую фазу большой плотности. 
 
 

   2.2 Пропеллерные мешалки 

   Лопасти пропеллерных мешалок изогнуты по профилю  судового винта, то есть с постепенно меняющимся наклоном, почти от 0⁰ у оси до 90⁰ на конце лопасти. Вращаясь в жидкости, лопасти действуют наподобие винта, а жидкость, окружающая пропеллер, как бы является гайкой и перемещается в направлении оси мешалки. Это осевое движение складывается с круговым перемещением жидкости, благодаря чему возникает ее винтовое движение. Если винтовая поверхность пропеллера правая, а вращение его происходит по часовой стрелке, то осевое движение жидкости направлено вверх и в сосуде возникает циркуляция жидкости.

   На валу, в зависимости от высоты слоя жидкости, устанавливают один или несколько пропеллеров. Диаметр лопасти пропеллера равен 0,25-0,3 диаметра аппарата. Скорость вращения пропеллера составляет 160-1000 06/мин.

   Пропеллерные  мешалки создают более интенсивные  осевые потоки жидкости, чем лопастные, и, следовательно, более интенсивно перемешивают жидкость. Перемешивание пропеллерными мешалками улучшается при установке в аппарате отражательных перегородок или диффузора - короткого цилиндрического (иногда слегка конического) стакана, в котором помещается пропеллер.

   Диффузор  направляет циркуляцию жидкости в осевом направлении и благоприятно влияет на перемешивание в аппаратах с большим отношением высоты к диаметру, а также в аппаратах со змеевиками и другими внутренними устройствами.

   Эффективность перемешивания в аппаратах большой емкости возрастает при эксцентричной установке пропеллеров или расположении вала пропеллерной мешалки под углом 10 - 20⁰ к вертикали.

   Достоинства пропеллерных мешалок:

   1) интенсивное перемешивание, 

   2) умеренный расход энергии, даже  при значительном числе оборотов,

   3) невысокая стоимость.

   Недостатки:

   1) малая эффективность перемешивания  вязких жидкостей

   2) Ограниченный объем интенсивно  перемешиваемой жидкости

   Пропеллерные  мешалки применяются  главным образом  для следующих  целей:

   1) интенсивное перемешивание маловязких жидкостей;

   2) приготовление суспензий и эмульсий;

   3) взмучивание осадков, содержащих  да 10% твердой фазы, состоящей из  частиц размером до 0,15 мм.

   Пропеллерные  мешалки перемешивают жидкость быстрее  и интенсивнее лопастных мешалок, при умеренном расходе энергии, превышающем, однако, расход ее для лопастных мешалок.

   Пропеллерные  мешалки пригодны для проведения непрерывных процессов, но неприменимы  для гомогенного смешивания, для  смешивания вязких жидкостей (более 6000 спз), а также для смешивания жидкостей с твердыми веществами большой плотности. 
 

   Рисунок 2.4-. Пропеллерная мешалка. 
 
 

     
 
 
 
 
 
 
 

   2.3 Турбинные мешалки 

   Турбинные мешалки бывают двух типов: открытые и закрытые (рисунок 2.5), имеющие лопастное колесо с каналами (наподобие рабочего колеса центробежного насоса). Турбинные мешалки работают при 100-350 об/мин. и производят интенсивное перемешивание жидкости.

   Открытые  турбинные мешалки представляют собой, по существу, усовершенствованную конструкцию простых лопастных мешалок. Вращение нескольких лопастей, расположенных под углом к вертикальной плоскости, создает наряду с радиальными потоками осевые потоки жидкости, что способствует интенсивному перемешиванию ее в больших объемах. Интенсивность перемешивания возрастает при установке в сосуде отражательных перегородок.

   Закрытые  турбинные мешалки обычно устанавливают  внутри направляющего аппарата, который представляет собой неподвижное кольцо с лопатками, изогнутыми под углом 45-900 (рисунок 2.5). Закрытые турбинные мешалки создают преимущественно радиальные потоки жидкости при небольшой затрате кинетической энергии. Образующиеся радиальные потоки жидкости обладают достаточно большой скоростью и распространяются па всему сечению аппарата, достигая наиболее удалённых его точек. Жидкость входит в мешалку через центральное отверстие и выходит по касательной к колесу. В колесе жидкость плавно меняет направление от вертикального (па оси) до горизонтального (па радиусу) и выбрасывается из колеса с большой скоростью.

   При таком направленном и многократно повторяющемся в единицу времени движении жидкости достигается быстрое и эффективное перемешивание ее во всем объеме сосуда.

   Для улучшения и ускорения перемешивания (что особенно важно в аппаратах непрерывного действия) применяют турбинные мешалки с лопастями или колесами, расположенными на различной высоте.

   Достоинства турбинных мешалок:

   1) быстрота перемешивания и растворения, 

   2.) эффективное перемешивание вязких  жидкостей 

   3) пригадн6сть для непрерывных процессов.

   Недостатком турбинных мешалок является сравнительная сложность и высокая стоимость  изготовления.