搅拌桨型式76997
搅拌桨型式概述知识讲解
搅拌功率的计算
搅拌轴和搅拌器的强度和刚度计算 电机和减速机的选型
影响搅拌功率的 主要参数
搅拌器的 几何尺寸
搅拌器的 运动参数
重力参数
搅拌容器 的结构
被搅拌介 质的特性
功率表达式
P=f（n，d，ρ，μ，g ）=K na db ρc μe gf K---系统几何构形的总形状系数 功率关联式：
N Pn P 3d5K (R e)r(F r)qf(D d,D B,D h,....)
植物纤维
填料
非金属填料
动物纤维 矿物纤维
人造纤维
金属填料（钢、铅、铜 等）
表（8-13）
填料箱
填料箱宽度：
S(1.4~2) d
填料箱高度：
由填料的尺寸和 圈数确定
标准填料箱
表（8-13）
填料压盖高度：
h (1 ~ 2)H 33
机械密封
（端面密封）
动、静界面 密封点 径向密封 端面比压
动环和静环 弹簧压紧装置
搅拌器的型式
搅拌器的分类
按流体流动形态
轴向流搅拌器 径向流搅拌器
按搅拌器叶片结构
平叶 折叶
混合流搅拌器
螺旋面叶
按搅拌用途
低粘流体用搅拌器 高粘流体用搅拌器
桨式搅拌器
1、式搅拌器主要用于流体的循环， 不能用于气液分散操作。
2、折叶式比平直叶式功耗少，操 作费用低，故折叶桨使用较多。
桨式搅拌器常用参数（表8-5）
推进式搅拌器
推进式搅拌器常用参数（表8-6）
推进式搅拌器的特点
轴向流搅拌器 循环量大，搅拌功率小 常用于低粘流体的搅拌 结构简单、制造方便
涡轮式搅拌器
（透平式叶轮）
搅拌器型式2
搅拌器的分类搅拌器共分为十大类，分别为以下几种：1、二叶浆式搅拌器1）平直叶浆式PJ/PCJ最基本的一种浆型，低速时以水平环流为主；高速时为径向流；有挡板时，为上下循环流。
适用于低粘度液体的混合、均匀、调和、溶解、传热或结晶，或在高粘度下，一般在层流状态工作，采用多层大直径低速搅拌。
2）斜叶浆式XJ/ZJ可制成24º、45º或60º倾角，有轴向和径向分流。
3）弧叶浆式HJ/HCJ新开发的一种类型，可替代XJ、ZJ。
在同等使用条件下，排出性能比XJ高30%，功率水平可持平。
综合性能优于XJ。
4）双折叶浆式SCJ/CCJ多段逆流型搅拌器，运行时促进液体形成较大的轴向循环，一般多层搅拌组合使用。
特别适用于过渡流域下的混合、固液悬浮、液液分散、溶解、传热等。
5）复合折叶浆式FJ/FDJ高效轴向流叶轮，在主叶片上增加了一个辅助叶片，该辅叶片能消除主叶片后端发生的流动剥离现象，使搅拌功率减少，同时在叶端能发生交叉的垂直分流、提高混合效果。
适用于中、低粘度的混合、分散、传热。
特别适用于大型灌槽的固液悬浮。
6）螺旋叶浆式AJ/ACJ与罐体相适应的弧形叶片并与斜叶浆式组合，适用于中高粘度的混合、均质、传热、反应等。
一般多层组合使用。
具有双螺带浆的特点。
7）曲边斜叶式QJ斜叶浆式的一种类型，浆底旋转面接近本容器的椭圆面，浆叶平面与旋转轴垂直面又称倾角45º，兼起刮板作用，多为低转速运行，可在过流或层流区操作。
8）菱臂孤叶BJ/BCJ本搅拌器桨叶类型特别，是行业内专用搅拌，适用于漂洗、浸染类操作，多为低速范围层流操作。
9）花板孔式FJ/FCJ左右两桨叶一高一低，不以轴对称，低速运转，层流状态下有较好的微观剪切效果，行业专用搅拌器。
用于纤维物料的操作，也可用于摆动操作。
2、开启涡轮式搅拌器1）平直叶开启涡轮PK/PKS/PCK/PKW径流型搅拌器，使用转速范围大，使用粘度范围广，具有高剪切力和湍流扩散能力。
搅拌器结构与设计-
搅拌轴临界转速的选取—（表8-11）
要求
n≤ 0.7 nc（刚性轴） 1.3 nc （柔性轴）
30
按强度计算搅拌轴的直径 强度条件
轴径
31
按轴封处允许径向位移验算轴径 限制条件
32
搅拌轴直径的确定
1 轴径应同时满足强度、刚度、临界转速等条件。 2 在确定轴的结构尺寸时，还应考虑轴上键槽及开孔
所引起的局部削弱，轴径应适当增大。 3 轴径应圆整到标准公称轴径系列，如φ30、φ40、
涡轮式搅拌器常用参数 （表8-6）
9
锚式搅拌器
涡轮式搅拌器常用参数 （表8-6）
10
框式搅拌器
11
锚式和框式搅拌器特点
1、结构简单，制造方便。 2、适用于粘度大、处理量大的物料 。 3、易得到大的表面传热系数。 4.可减少“挂壁”的产生。
12
螺杆式搅拌器 螺带式搅拌器
13
搅拌器的选型
1、介质的性质 介质的粘度 随着介质粘度增高，各种搅拌器使用的顺序是：桨叶式、推 进式、涡轮式、框式和锚式、螺杆（带）式 介质的密度 介质的腐蚀性 2、反应过程的特性 间歇操作还是连续操作；吸热反应还是放热反应；是否结晶 或有固体沉淀物产生等。 3.搅拌效果和搅拌功率的要求
51
动环和静环的材料要求
1 耐磨性和导热性—动环和静环做相对摩擦滑 动, 会产生发热和磨损现象, 要求动环和静环的耐磨 性好, 并且能将摩擦产生的热量及时传导出去。 2 硬度—由于动环形状复杂, 容易变形, 所以要 求动环的硬度比静环大。（表8-15） 3 耐腐蚀性
52
全封闭密封
介质易燃、易爆 剧毒物料 贵重物料
14
15
搅拌器的选用
16
搅拌器的形式
双端面机械密封
双端面机械密封
d>D1
d<D1
d=D1
K>1
K=1
平衡型机械密封：K=0.6~0.9 非平衡型机械密封：K=1.1~1.2
动环和静环的材料要求
1 耐磨性和导热性—动环和静环做相对摩擦滑 动，会产生发热和磨损现象，要求动环和静环的耐 磨性好，并且能将摩擦产生的热量及时传导出去。 2 硬度—由于动环形状复杂，容易变形，所以要 求动环的硬度比静环大。（表8-15） 3 耐腐蚀性
设置底轴承或中间轴承 设置稳定器
密封装置 （轴封装置）
作用 维持设备内的压力，防止介质泄漏。
基本要求
密封可靠，使用寿命长。 结构简单，装拆方便。
类型
填料密封 机械密封
填料密封
填料密封允许有 一定的泄漏量
填料需定期更换 轴有一定的磨损
填料
填料及其选用
1
填料应富有弹性。在压盖压紧后，弹性变形要大，
大多数微生物发酵需要氧气
搅拌功率的计算
搅拌轴和搅拌器的强度和刚度计算 电机和减速机的选型
影响搅拌功率的 主要参数
搅拌器的 几何尺寸
搅拌器的 运动参数
重力参数
搅拌容器 的结构
被搅拌介 质的特性
功率表达式
P=f（n，d，ρ，μ，g ）=K nadbρc μe gf
K---系统几何构形的总形状系数 功率关联式：
全封闭密封
介质易燃、易爆 剧毒物料 贵重物料
高纯度物料 高真空操作
优点
1、功耗小、效率高。 2、电机过载保护。 3、可承受较高压力。
缺点
1、内轴承寿命短。 2、涡流、磁滞等损耗。 3、使用温度的限制。
传动装置
搅拌桨型式ppt课件
表（8-13）
44
填料压盖高度：
h (1 ~ 2)H 33
45
机械密封
（端面密封）
动、静界面 密封点 径向密封 端面比压
46
动环和静环 弹簧压紧装置
密封圈
47
机械密封的分类
按密封面的对数分单 双端 端面 面机 机械 械密 密封 封表（8-14）
按密封元件置于釜体内外分内外装装式式机机械械密密封封
涡轮式搅拌器常用参数 （表8-6）
9
锚式搅拌器
涡轮式搅拌器常用参数 （表8-6）
10
框式搅拌器
11
锚式和框式搅拌器特点
1、结构简单，制造方便。 2、适用于粘度大、处理量大的物料。 3、易得到大的表面传热系数。 4、可减少“挂壁”的产生。
12
螺杆式搅拌器
螺带式搅拌器
13
搅拌器的选型
1、介质的性质 （1）介质的粘度 随着介质粘度增高，各种搅拌器使用的顺序是：桨叶式、推
P
n3d 5
K (Re )r (Fr )q
f ( d , B , h ,....) DDD
P N P n3d 5
19
20
搅拌轴设计
搅拌轴的结构设计 计算搅拌轴的直径
21
搅拌轴材料选择
足够的强度、 刚度和韧性
优良的切削 加工性能
加工直线度 的要求
耐腐蚀要求
22
搅拌轴的结构设计
轴颈设计 轴身设计
（3）导热性要好，能够将摩擦产生的热量尽快传递出去。
（4）高温高压条件下使用的填料，要求具有耐高温性能 及足够的机械强度。
42
植物纤维
填料非金属填料动 矿物 物纤 纤维 维
国家标准-》搪玻璃搅拌器+桨式搅拌器
30
90 197 ～200 ～40 750
m50X2 140 145
147 158
姐50
460 168 30
30
207
780
搅拌轴
Ln
公称直径dN
80
90
95
100
110
110
125
120
140
145
160
160
L33 L77
n
ta
32
50
58
69
32
50 67．5 79
38
50
8i
94
40
60
90 104
19．7 200 20．7
400
800
65
900
500
1 000
65×5
40×80
1 550
65×5 500 1 565
1 370
100
22．4
10C 22．6
22C 20．9
800
1 000
1 770
250 24．4
1 000
1 100 1 200
600 1 955 2195 1 850 2 090
··(13)
·--(25)
···
‘39)
ICS 71．120；25．220．50 G 94
鲁案号：22235--2008
HG
中华人民共和国化工行业标准
HG／T 2051．4—2007
代替HG／T 2051．4—1991
搪玻璃搅拌器 桨式搅拌器
Glass-lined agitator pitch blade turbine type
400
25×48 250 1 005
搅拌桨分类
搅拌桨分类搅拌桨是一种常见的机械设备，广泛应用于化工、制药、食品、冶金等领域。
它的作用是通过搅拌液体或悬浮物，使其均匀混合或提供足够的剪切力。
搅拌桨通常由桨叶和轴组成。
桨叶可以根据不同的需求设计成不同的形状，如螺旋形、叶片形等。
桨叶的设计与搅拌的效果直接相关，合理的桨叶设计可以提高搅拌的效率和均匀度。
搅拌桨的分类可以根据桨叶的结构、材料以及使用环境等方面进行划分。
下面将介绍一些常见的搅拌桨分类。
1. 螺旋桨螺旋桨是最常见的搅拌桨之一，其桨叶呈螺旋状，可以提供较大的搅拌力和剪切力。
螺旋桨适用于粘度较大的液体或悬浮物的搅拌，如高聚物溶液、胶体悬浮液等。
2. 平面桨平面桨的桨叶呈平面形状，适用于搅拌较薄的液体或低浓度的悬浮物。
平面桨的搅拌效果较温和，适合于对物料进行轻微的搅拌或混合。
3. 锚式桨锚式桨的桨叶呈锚形，通常由多个桨叶组成。
锚式桨的特点是搅拌范围广，可以搅拌大容量的液体或悬浮物。
锚式桨适用于高粘度液体或悬浮物的搅拌，如油漆、胶黏剂等。
4. 桨式离心机桨式离心机是一种结合了离心力和搅拌力的设备。
它的桨叶呈螺旋状，并通过离心力将物料向外抛出，实现搅拌和分离的功能。
桨式离心机广泛应用于化工、制药等行业的固液分离和悬浮物搅拌。
5. 磁力搅拌桨磁力搅拌桨是一种特殊的搅拌设备，它通过磁力驱动桨叶旋转，无需机械传动。
磁力搅拌桨适用于对搅拌物料有严格要求的场合，如高洁净度的反应容器、高温或高压环境等。
搅拌桨的分类还可以根据材料的选择进行划分。
常见的材料包括不锈钢、聚合物等。
根据使用环境的不同，还可以选择耐腐蚀、耐高温等特殊材料。
搅拌桨是一种重要的搅拌设备，它的分类可以根据桨叶的结构、材料以及使用环境等方面进行划分。
不同类型的搅拌桨适用于不同的搅拌需求，合理选择搅拌桨可以提高搅拌效率和均匀度，从而提高生产效益。
搅拌桨分类
搅拌桨分类
搅拌桨是用于搅拌、混合、均质液体或半固体材料的机械设备。
根据其结构和用途，搅拌桨可以分为多种类型。
1. 锚式搅拌桨：锚式搅拌桨由两个或多个弯曲的叶片组成，它们固定在中心轴上，被用于搅拌高粘度液体或半固体材料，如乳胶、沥青等。
2. 螺旋桨式搅拌桨：螺旋桨式搅拌桨由两个或多个螺旋状叶片组成，它们紧密地绕在轴上，被用于搅拌低至中等粘度的液体，如水、油、化学品等。
3. 桨叶混合器：桨叶混合器由几个弯曲的叶片组成，这些叶片固定在中心轴上，并且有一个驱动器将他们旋转。
它们被用于混合高粘度的液体和半固体材料，如油漆、浆糊等。
4. 涡流搅拌桨：涡流搅拌桨由多个弯曲的叶片组成，这些叶片被固定在中心轴上，并且形成一个旋转的涡流。
它们被用于搅拌低至中等粘度的液体，如水、溶液等。
5. 均质器：均质器由许多细小的孔组成，这些孔通过一个高速旋转的叶片均匀地分散流体颗粒。
它们被用于均质液体，如乳胶、奶油等。
以上是常见的几种搅拌桨类型，不同类型的搅拌桨可以根据不同的需求进行选择。
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桨式搅拌器常用参数（表8-5）
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4
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5
推进式搅拌器
推进式搅拌器常用参数（表8-6）
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6
推进式搅拌器的特点
轴向流搅拌器 循环量大，搅拌功率小 常用于低粘流体的搅拌 结构简单、制造方便
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7
涡轮式搅拌器
（透平式叶轮）
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8
1、适用物料粘度范围广。 2、剪切力较大，分散流体 的效果好。 3、直叶和弯叶涡轮搅拌器 主要产生径向流，折叶涡 轮搅拌器主要产生轴向流。
20
搅拌轴设计
搅拌轴的结构设计 计算搅拌轴的直径
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21
搅拌轴材料选择
足够的强度、 刚度和韧性
优良的切削 加工性能
加工直线度 的要求
耐腐蚀要求
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22
搅拌轴的结构设计
轴颈设计 轴身设计
轴头设计
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23
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24
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25
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26
搅拌轴直径计算
影响搅拌轴直径的四个因素
46
动环和静环 弹簧压紧装置
密封圈
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机械密封的分类
按密封面的对 单 双 数端 端 分面 面机 机械 械表密 密 （8-封 封 14）
按密封元件置外 于分 内 外 釜装 装 体式 式 内机 机械 械密 密
按介质压力的 对影 端 响 非 平 面分 平 衡 比k衡 型 压 k1 )型 （ 1) （
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14
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15
搅拌器的选用
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16
生物反应物料的特性
生物反应都是在多相体系中进行 大多数生物颗粒对剪切力非常敏感 大多数微生物发酵需要氧气
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17
搅拌功率的计算
搅拌轴和搅拌器的强度和刚度计算 电机和减速机的选型
影响搅拌功率的 主要参数
搅拌器的 几何尺寸
搅拌器的 运动参数
搅拌器的型式
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1
搅拌器的分类
按流体流动形态
轴向流搅拌器 径向流搅拌器
按搅拌器叶片结构
平叶 折叶
混合流搅拌器
螺旋面叶
按搅拌用途
低粘流体用搅拌器
高粘流体用搅拌器
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2
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3
桨式搅拌器
1、式搅拌器主要用于流体的循环， 不能用于气液分散操作。
2、折叶式比平直叶式功耗少，操 作费用低，故折叶桨使用较多。
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外装式和装内式机械密封
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双端面机械密封
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双端面机械密封
50
d>D1
d<D1
M te
M
2 n
M
2
轴径
d1.72([](M 1te4))13
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31
按轴封处允许径向位移验算轴径
限制条件
Lo [ ]Lo Lo 总径向位移 [ ]Lo 轴封处的允许径向位移
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32
搅拌轴直径的确定
（1）轴径应同时满足强度、刚度、临界转速等条件。 （2）在确定轴的结构尺寸时，还应考虑轴上键槽及开孔 所引起的局部削弱，轴径应适当增大。 （3）轴径应圆整到标准公称轴径系列，如φ30、φ40、 φ50、φ65、φ80、φ95、φ110等。
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33
减小轴端挠度、提高搅拌轴 临界转速的措施
缩短悬臂段的长度
设置底轴承或中间轴承
增大轴径
设置稳定器
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34
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35
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36
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37
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38
密封装置 （轴封装置）
作用 维持设备内的压力，防止介质泄漏。
基本要求
密封可靠，使用寿命长。 结构简单，装拆方便。
1、扭转变形 2、临界转速 3、扭转和弯矩联合作用下的强度 4、轴封处允许的径向位移
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27
搅拌轴的力学模型
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28
按扭转变形计算搅拌轴的直径
刚度条件
G 58d4.3(61M nm4a)x[]
轴径
d4.92([]G M(1nm ax4))14
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29
按临界转速校核搅拌轴的直径 临界转速
重力参数
搅拌容器 的结构
被搅拌介
质的特性
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功率表达式
P=f（n，d，ρ，μ，g ）=K na db ρc μe gf K---系统几何构形的总形状系数 功率关联式：
N Pn P 3d5K (R e)r(F r)qf(D d,D B,D h,....)
PNPn3d5
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19
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当搅拌轴转速n ≥ 200r/min时，应进 行临界转速的验算。
nc
30
3EI(14) L12(L1 )ms
搅拌轴临界转速的选取—（表8-11）
要求
n≤ 0.7 nc（刚性轴） 1.3 nc （柔性轴）
Hale Waihona Puke 编辑ppt30按强度计算搅拌轴的直径
强度条件
max
M te WP
[ ]
M te 当量扭矩
类型
填料密封 机械密封
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39
填料密封
填料密封允许有 一定的泄漏量
填料需定期更换 轴有一定的磨损
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40
填料
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41
填料及其选用
（1）填料应富有弹性。在压盖压紧后，弹性变形要大， 这样才能贴紧转轴并对转轴产生一定的抱紧力。
（2）填料应耐磨。填料和轴之间的摩擦系数要小，以降 低摩擦功率的损耗，延长填料的使用寿命。
螺带式搅拌器
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13
搅拌器的选型
1、介质的性质
（1）介质的粘度
随着介质粘度增高，各种搅拌器使用的顺序是：桨叶式、推 进式、涡轮式、框式和锚式、螺杆（带）式
（2）介质的密度
（3）介质的腐蚀性
2、反应过程的特性
间歇操作还是连续操作；吸热反应还是放热反应；是否结晶 或有固体沉淀物产生等。
3、搅拌效果和搅拌功率的要求
人造纤维
金属填料（钢、铅、铜 等）
表（8-13）
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43
填料箱
填料箱宽度：
S(1.4~2) d
填料箱高度：
由填料的尺寸和 圈数确定
标准填料箱
表（8-13）
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44
填料压盖高度：
h (1 ~ 2)H 33
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45
机械密封
（端面密封）
动、静界面 密封点 径向密封
端面比压
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涡轮式搅拌器常用参数 （表8-6）
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锚式搅拌器
涡轮式搅拌器常用参数 （表8-6）
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框式搅拌器
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11
锚式和框式搅拌器特点
1、结构简单，制造方便。 2、适用于粘度大、处理量大的物料。 3、易得到大的表面传热系数。 4、可减少“挂壁”的产生。
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12
螺杆式搅拌器
通常填料需要加润滑油以降低摩擦系数，有些填料（如石 墨、聚四氟乙烯、耐磨尼龙等）本身具有自润滑作用，可 有效地降低摩擦系数。
（3）导热性要好，能够将摩擦产生的热量尽快传递出去。
（4）高温高压条件下使用的填料，要求具有耐高温性能 及足够的机械强度。
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植物纤维
填料
非金属填料
动物纤维 矿物纤维