知识点4：搅拌反应釜的传动装置.
第七章 搅拌反应釜
第二节 筒体和传热装置
筒体 釜体的内筒一般为钢制圆筒； 容器的封头大多选用标准椭圆形封头； 多种接管，如物料进出口管、监测装置接管等(为满足工 艺要求)。
传热装置
夹套结构的壁外传热(应用最多见图7－2(a) )
图7－2(b)
当反应釜采用衬 里结构或夹套传 热不能满足温度 要求
H V Di H Di D 4 4 i
2
3
7-2
从7-2式中可知，釜体容积的大小取决于筒体直径Di和高 度H的大小。 若容积一定，则应考虑筒体高度与直径的适合比例。当搅 拌器转速一定时，搅拌器的功率消耗与搅拌桨直径的5次 方成正比，若筒体直径增大，为保证搅拌效果，所需搅拌 桨直径也要大，此时功率消耗很大，因此，直径不宜过大。 若高度增加，能使夹套式容器传热面积增大，有利于传热， 故对于发酵罐之类反应釜，为保证充分的接触时间，希望 高径比大些为好。但是，若釜体高度过大，则搅拌轴长度 亦相应要增加，此时，对搅拌轴的强度和刚度的要求将会 提高，同时为保证搅拌效果，可能要设多层桨，使得费用 增加。
一、内筒的直径和高度及壁厚确定 1、实际容积V的确定
为了满足介质反应所需空间，工艺计算已 确定了反应釜所需的容积Vo，在实际操作 时，反应介质可能产生泡沫或呈现沸腾状 态，故简体的实际容积V应大于所需容积Vo， 这种差异用装料系数η来考虑，即
V0 V
7-1
通常装料系数，可取0．6～0．85。在选 用值时，应根据介质特性和反应时的状态 以及生成物的特点，合理选取，以尽量提 高筒体容积的利用率。 （1）当介质反应易产生泡沫或沸腾状态时， 应取较小值，一般为0．6～0．7； （2）当介质反应状态平稳时，可取为0．8～ 0．85； （3）若介质粘度大，则可取最大值。
釜式反应器的结构组成
釜式反应器的结构组成釜式反应器主要由釜体、传热装置、搅拌装置、传动装置、轴封装置及各种工艺接管组成。
1、釜体釜体提供反应所需空间。
由壳体和上、下封头组成，其高与直径之比一般在1-3之间。
在加压操作时，上、下封头多为半球形或椭球形；而在常压操作时，上、下封头可做成平盖。
为了放料方便，下底也可做成锥型。
2、传热装置传热装置，作用是满足反应所需温度，其种类多种多样。
（一）夹套传热夹套是指在容器壁外面加上的一个外套。
可通过加入热介质如蒸气、热水或热油等来加热容器内(或管道内)物料，也可通入冷却介质如冷却水或其他冷却流体来冷却容器内(或管道内)的物料。
（二）蛇管传热适用于传热面积大，单靠夹套传热面积不能满足要求的反应釜，或者反应器内衬有橡胶的反应釜。
（三）列管传热对于大型反应釜，需高速传热时，可在釜内安装列管换热器。
其具有换热面积大，传热效果好，结构简单，操作弹性大的优点。
（四）外部循环式传热当夹套和蛇管传热面积不能满足工艺要求，或者无法在反应器内安装蛇管、夹套，而传热面积不能满足工艺要求时，可以通过泵将反应器内的料液抽出，经外部换热器换热后再循环回反应器中。
（五）回流冷凝式传热将反应器内产生的蒸汽通过外部冷凝器加以冷凝，冷凝液返回反应器中。
3、搅拌装置包括搅拌器、搅拌轴等。
搅拌器：推动静止的液料运动，维持搅拌过程所需的流体流动状态，以达到搅拌的目的。
搅拌器的种类有很多，下图为常见的搅拌器样式。
搅拌装置的选型1、按物料粘度选型（1）对于低粘度液体，应选用小直径、高转速搅拌器，如推进式、涡轮式；（2）对于高粘度液体，就选用大直径、低转速搅拌器，如锚式、框式和桨式。
2、按搅拌目的选型（1）对低粘度均相液体混合，主要考虑循环流量，各种搅拌器的循环流量按从大到小顺序排列：推进式、涡轮式、桨式。
（2）对于非均相液-液分散过程，首先考虑剪切作用，同时要求有较大的循环流量，各种搅拌器的剪切作用按从大到小的顺序排列：涡轮式、推进式、桨式。
搅拌反应釜的组成及各主要组成部分的作用
搅拌反应釜的组成及各主要组成部分的作用稿子一嘿，朋友！今天咱们来聊聊搅拌反应釜哦。
先说这釜体吧，它就像一个大大的容器，是所有反应发生的“舞台”。
它得足够坚固，能承受各种压力和温度，保证反应在里面安安稳稳地进行。
搅拌器呢，那可是关键角色！它就像个勤劳的小蜜蜂，不停地转动，把里面的物料搅和得均匀又充分，让各种成分充分接触，反应才能顺顺利利。
还有密封装置，这可不能小瞧。
它就像是个“守门员”，把反应釜里面的东西牢牢地关住，不让它们跑出来，也不让外面的杂质进去捣乱。
加热或冷却装置呢，就像是个“温度调控师”。
根据反应的需要，给釜内升温或者降温，创造出最合适的反应条件。
仪表和控制装置呀，就像是反应釜的“大脑”。
时刻监测着里面的温度、压力、液位等等各种数据，让咱们能清楚地知道反应的情况，还能控制整个反应的进程。
最后说说支承和传动装置，它们是反应釜的“骨架”和“动力源”。
支承着整个釜体，让它稳稳地站着，传动装置则给搅拌器提供动力，让它不停地工作。
怎么样，这下你对搅拌反应釜的组成和各部分作用是不是清楚多啦？稿子二亲，咱们来聊聊神奇的搅拌反应釜！先瞅瞅釜体，这可是反应釜的“大肚皮”。
它得宽敞又结实，能容下各种物料，还能扛住反应时的各种折腾，就像一个坚强的堡垒。
接着说搅拌器，这小家伙可厉害啦！不停地转动，把物料搅得晕头转向，让它们亲密接触，发生奇妙的变化。
要是没有它，反应可就乱套喽。
密封装置也很重要哟！它就像一个忠诚的卫士，紧紧地守住反应釜的“大门”，不让里面的东西偷偷溜走，也不让外面的不速之客闯进来。
加热冷却装置就像是个贴心的小管家，能根据反应的脾气，把温度调节得刚刚好，让反应舒舒服服地进行。
仪表和控制装置呢，就像是反应釜的“眼睛”和“指挥棒”。
时刻盯着反应釜里的一举一动，告诉咱们情况怎么样，还能指挥着整个反应的节奏。
最后是支承和传动装置，它们是反应釜的“根基”和“力量源泉”。
支承装置让反应釜稳稳当当的，传动装置则给搅拌器加油打气，让它充满活力地工作。
反应釜的传动装置设计
第四章3M³反应釜的传动装置反应釜的搅拌器是由传动装置来带动。
传动装置设置在釜顶封头的上部，传动装置一般由电动机、减速机、机架、传动轴、搅拌轴、联轴器、搅拌轴轴封、安装底盖、凸缘法兰、搅拌轴中间支承轴承、搅拌轴底轴承等零部件组成。
其设计内容一般包括：电机、减速机的选型，选择联轴器，选用和设计机架和底座等。
第4.1节常用电机及其连接设备选用电机主要是考虑到它的系列，功率，转速，以及安装形式和防爆要求等几项内容。
最常用的为Y系列全封闭自扇冷式鼠笼转子三相异步电动机。
能防止灰尘、铁屑或其他杂物进入电机内部。
Y系列使用于拖动对起动性能、调速性能、转差率均要求的一般机械，更适合用于灰尘较多、水土飞溅的地方。
适用于环境温度不超过40℃海拔不超过1000m，额定电压380V，3Kw以下为Y 接法，其他均为△接法。
采用防爆安全型异步电动机，产品代号YA（老代号JA）。
电机功率必须满足搅拌器运轴功率与传动系统，轴封系统功率损失的要求，还要考虑到又时在搅拌过程操造作中会出现不利条件造成功率过大。
电机功率可按下式确定：错误！未找到引用源。
————————————————（4-1）式中：p ————搅拌轴所消耗的功率p=2 KWP m ————搅拌轴轴封处的摩擦损耗功率。
本次设计采用机械轴封，功率消耗小P m=0.6 KWη ————搅拌机传动装置各零部件的传动效率]选取η=0.90~ 0.96 [7]带入各数值得：P d=2.89KW 则需选用功率为3Kw的电机。
由于设备技术协议中对电机的防爆防护等有要求。
而电机防爆等级由3部分构成：1) 在爆炸性气体区域（0区、1区、2区）不同电气设备使用安全级别的划分。
如旋转电机选型分为隔爆型（代号d）、正压型（p）、增安型（e）、无火花型（n）2) 气体或蒸气爆炸性混合物等级的划分，分为ⅡA、ⅡB、ⅡC三种，这些等级的划分主要是依照最大试验安全间隙（MESG）或最小点燃电流（MICR）来区分的。
机械搅拌反应器(搅拌釜式反应器)讲解
精品资料
2、 搅拌器分类(fēn lèi)、图谱及典型搅拌器特性
一、搅拌器分类(fēn lèi)
按流体流动形态
轴向流流搅搅拌拌器器 径向流搅拌器
混合流搅拌器
按结构分为
平叶
折叶 螺旋面叶
桨式、涡轮式、框式和 锚式的桨叶都有平叶和 折叶两种结构
推进式、螺杆式和螺带 式的桨叶为螺旋面叶
结构
沿筒体外壁轴向布置
沿筒体外壁螺旋布置
型钢的刚度大， 弯曲成螺旋形
时加工难度大
精品资料
(a)螺旋形角钢(jiǎogāng) 互搭式
图17-5 型钢(xínggāng)夹套
结构
精品资料
(b)角钢螺旋形缠绕
3．半圆 (bànyuán)管夹 套特性(tèxìn半g)圆—管—或弓形管由带材压制而成，加工方便。
减薄筒体壁厚，强化传热效果。
结构
折边式
拉撑式
精品资料
D1
t1
夹套向内折边与筒 体贴合好, 再进行 焊接的结构
D2
t2
A
b
A向
图17-8 折边式蜂窝(fēngwō)夹
精品资料
D1
t1
D2
e
b
dmin
图17-9 短管支撑(zhī chēng)式蜂窝夹
精品资料
用冲压的小锥体或 钢管做拉撑体。蜂 窝(fēngwō)孔在筒体 上呈正方形或三角 形布置
结构(jiégòu)
1. 圆筒体，封头（椭圆形、锥形和平盖，椭圆 2. 形封头应用最广）。 2. 各种接管，满足进料、出料、排气等要求。 3. 加热、冷却装置：设置外夹套或内盘管。 4. 上封头焊有凸缘法兰，用于搅拌容器与机架
搅拌器的工作原理
搅拌器的工作原理搅拌器是一种常见的机械设备，用于将不同物质混合在一起，以达到均匀混合的目的。
它在很多行业中都有广泛的应用，包括化工、食品加工、制药、冶金等领域。
搅拌器的工作原理主要涉及搅拌器的结构和搅拌原理两个方面。
一、搅拌器的结构搅拌器一般由电机、传动装置、搅拌轴、叶片和搅拌槽等部分组成。
1. 电机：搅拌器的电机通常是驱动搅拌轴旋转的动力源。
根据不同的工作需求，可以选择不同功率的电机。
2. 传动装置：传动装置将电机的旋转运动传递给搅拌轴，使其能够旋转起来。
传动装置一般由皮带、齿轮、链条等组成。
3. 搅拌轴：搅拌轴是搅拌器的核心部件，它连接着电机和叶片，通过旋转带动叶片进行搅拌。
搅拌轴通常由金属材料制成，具有足够的强度和刚度。
4. 叶片：叶片是搅拌器的搅拌部件，它们固定在搅拌轴上，通过旋转和运动来实现物料的混合。
叶片的形状和数量可以根据不同的工作需求进行设计和选择。
5. 搅拌槽：搅拌槽是容纳物料的空间，搅拌轴和叶片通常位于搅拌槽内。
搅拌槽的形状和尺寸可以根据不同的工作需求进行设计和定制。
二、搅拌器的工作原理基于流体力学和动力学的原理，主要包括剪切、扩散和对流三种作用。
1. 剪切作用：搅拌器的叶片在旋转时，会产生一定的剪切力。
剪切力可以将物料切割成小块，并将其混合在一起。
剪切作用主要用于固体颗粒的分散和溶解。
2. 扩散作用：搅拌器的叶片在旋转时，会将物料从高浓度区域转移到低浓度区域。
这种扩散作用可以提高物料的均匀性，使不同成分的物料更好地混合在一起。
3. 对流作用：搅拌器的叶片在旋转时，会产生一定的涡流和涡旋。
涡流和涡旋可以将物料从搅拌槽的底部向上推动，然后再从顶部向下沉降，形成循环流动。
这种对流作用可以加快物料的混合速度，提高混合效果。
除了上述的作用原理，搅拌器的工作效果还受到一些因素的影响，包括搅拌器的转速、叶片形状和数量、搅拌槽的形状和尺寸、物料的性质等。
根据不同的工作需求，可以调整这些因素来达到最佳的搅拌效果。
釜式反应器—釜式反应器的结构
➢涡轮式搅拌器 涡轮式搅拌器分为圆盘涡轮搅拌器和开启涡轮搅拌器；按照叶轮又 可分为平直叶和弯曲叶。涡轮搅拌器速度较大，300～600r／min 。 涡轮搅拌器的主要优点是当能量消耗不大时，搅拌效率较高，搅拌 产生很强的径向流。因此它适用于乳浊液、悬浮液等。
➢推进式搅拌器 推进式搅拌器，搅拌时能使物料在反应釜内循环流动，所起作用从外型上是一高径比接近于一的圆筒型反应器。
反应器结构:反应器筒体、各种接管、搅拌装置、密
封装置和换热装置等 。
釜式反应器的基本结构
基本结构：壳体结构、搅拌器、密封装置、换热装置
反应器的筒体皆为圆筒形。底、盖常用的 形状有平面形、碟形、椭圆形和球形，也 有的釜底为锥形。
•
反应釜的顶盖也叫上封头，通过法兰将顶盖
当加热温度超过250℃时，可采用联苯混合物的蒸汽加热， 根据其冷凝液回流方法的不同，也可分为自然循环与强制循环 。
➢电加热
是一种操作方便、热效率高、便于实现自控和遥控的一种高温加 热方法。有电阻加热、感应电流加热、短路电流加热三种类型。
➢烟道气加热
用煤气、天然气、石油加工废气或燃料油等燃烧时产生的高温烟 道气作热源加热设备，可用于300℃以上的高温加热。缺点是热 效率低，给热系数小，温度不易控制。可用于300℃以上的高温 加热。
一般多采用直接冷却方式，即利用制冷剂的蒸发直接冷却冷间内的 空气，或直接冷却被冷却物体。制冷剂一般有液氨、液氮等。成本 较高。
有些情况下则采用间接冷却方式，即被冷却对象的热量是通过中间 介质传送给在蒸发器中蒸发的制冷剂。中间介质起传送和分配冷量 的媒介作用，称为载冷剂。常用的载冷剂有三类，即水、盐水及有 机物载冷剂。
釜式反应器的传动和密封装置
电动机
最新中职化工设备基础教案：模块四项目四传动装置化学工艺
模块四 搅拌反应釜 教案项目四 传动装置一、选用教材高等教育出版社，中职教材《化工设备基础》，模块四 搅拌反应釜，项目四 传动装置。
二、教学目标1、知识目标：通过本项目内容的学习，掌握传动装置的类型、结构特点及应用。
2、能力目标：通过对传动装置的的演示与讲解，使学生了解传动装置的类型，在化工生产中的作用。
3、情感目标：渗透化工生产的特点，培养学生安全意识和环保意识，分析解决问题的能力，谨慎、认真的工作态度。
三、教学重点传动装置的结构特点。
四、教学难点减速器和机架的结构特点。
五、教学方法使用模块四 搅拌反应釜，项目四 传动装置内容，通过演示文稿的演示及讲解，掌握传动装置的分类、结构特点及应用，了解传动装置在化学反应过程中的重要作用。
图4-10 电动机 图4-11 摆线针轮行星减速图4-13 单支点机架图4-12螺旋锥齿轮减速器图4-14 双支点机架六、学时安排2学时七、教学建议根据教材内容，这部分内容需要2学时完成，教学中采用演示文稿和教师讲解的教学手段，帮助学生理解传动装置的作用、分类和结构特点，教师在讲解过程中，联系工厂实际内容，提高学生的学习兴趣。
八、教学过程1、导入（10分钟）传动装置是为搅拌装置提供能量的装置。
其作用是将电动机的转速，通过减速器，调整至工艺要求的搅拌转速，再通过联轴器带动搅拌轴旋转，从而带动搅拌器搅拌物料，传动装置包括电动机、减速器、支架、联轴器等，我们一起学习传动装置。
2、新授（50分钟）知识点一电动机演示文稿演示：电动机。
教师讲解：电动机的作用，电动机的选型原则。
知识点二减速器演示文稿演示：减速器。
教师讲解：减速器的类型及应用。
知识点三机架教师讲解：机架的作用和分类。
（1）单支点机架演示文稿演示：单支点机架。
教师讲解：单支点机架的结构及应用。
（2）双支点机架演示文稿演示：双支点机架。
教师讲解：双支点机架的结构及应用。
3、课堂讨论（10分钟）通过本项目内容的学习，同学之间互相讨论传动装置的特点，了解减速器的减速原理，和传动装置在化工生产中的重要性。
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3.机架
作用：
机架将搅拌反应釜的传动装置安装在釜体顶
盖上。 结构： 标准系列产品为单支点机架和双支点机架。 单支点机架标准为 HG 21566—95；双支点 机架标准为 HG 21567—95。
单支点机架
双支点机架
4.凸缘法兰
作用：用于连接搅拌器传动装置的安装底盖。
5.安装底座
1.电动机
电动机的功率是选用的主要参数，可由搅拌功率计算电动机 的功率。 搅拌所需电动机的功率N电机可用下式表示：
N电机 =
N 搅拌总ຫໍສະໝຸດ N搅拌——工艺要求的搅拌功率，kw； η总——总效率，包括减速装置传动效率、搅拌轴功率计算误 差、轴封摩擦损耗和其它损耗。
2.减速器
作用:
传递运动和改变转动速度，以满足工艺条 件的要求。反应釜减速器常用的有摆线针轮 行星减速器、齿轮减速器、V带减速器以及 圆柱蜗杆减速器。
作用：用于支承支架和轴封。 置设立在釜体下 部）
下装式（传动装
上装式（传动装置设
立在釜体上部）
职业教育应用化工技术专业教学资源库 《化工设备认知与制图》课程
项目四 化工设备及设备布置图
分项目3：搅拌反应釜
知识点4：搅拌反应釜的传动装置
吉林工业职业技术学院
知识点4：搅拌反应釜的传动装置
传动装置通常设置在反应釜的顶 部，一般采用立式布置。 减速器将电动机转速减至工艺要 求的搅拌转速，再通过联轴器带 动搅拌铀旋转。 减速器下设置一机架，以便安装 时保持一定的同心度以及装卸检 修方便。常在封头上焊一底座， 整个传动装置连机架及轴封装置 都一起安装在底座上。