В промышленности для перемешивания в основном используют механические мешалки с вращательным движением.Обычно аппарат для перемешивания представляет собой вертикальный сосуд с мешалкой, ось вращения которой совпадает с осью аппарата.

В зависимости от условий проведения того или иного процесса объем аппарата с мешалкой может составлять от нескольких долей до нескольких тысяч кубических метров. Основными узлами таких аппаратов является корпус, привод и вал с мешалкой.

По скорости вращения мешалки условно подразделяют на две группы: тихоходные (якорные, рамные и другие, у которых окружная скорость концов лопастей примерно 1 м/с) и быстроходные (пропеллерные, турбинные и другие, у которых окружная скорость порядка 10 м/с).

Иногда мешалки классифицируют по направлению основного потока жидкости (тангенциальное, радиальное, аксиальное), но этот вид классификации не получил широкого распространения ввиду трудности определения скоростей движения жидкости в аппарате.

Рис.1 Аппарат с мешалкой

1-двигатель с приводом; 2-крышка, 3-вал мешалки, 4 – штуцер для подачи сжатого газа, 5- корпус, 6 и 11 – штуцеры входа и выхода теплоносителя, 7 – рубашка, 8 – отражательная перегородка, 9- днище, 10 – мешалка, 12 – штуцер слива продукта, 13 – труба передавливания

Конструктивным элементом, непосредственно предназначенным для приведения жидкости в движение, является мешалка. Как показывает практика, большинство задач перемешивания может быть успешно решено путем использования ограниченного числа конструкций мешалок. При этом существуют наиболее характерные области применения и диапазоны геометрических соотношений отдельных типов мешалок. Например, для перемешивания высоковязких сред при ламинарном режиме используют ленточные, скребковые и шнековые мешалки. Для перемешивания жидкостей сравнительно невысокой вязкости применяют тихоходные мешалки – якорные и рамные.

Рис. 2 Мешалки для перемешивания высоковязких сред (а-в) и сред средней вязкости (г, д)

Быстроходные лопастные, турбинные, пропеллерные мешалки (рис. 3) различаются способностью создавать осевое циркуляционное течение.

Рис. 3 Быстроходные лопастные, турбинные, пропеллерные мешалки

а – пропеллерная, б – двухлопостная, в – трехлопастная, г – турбинная открытая, д – турбинная закрытая, е – фрезерная.

Интенсивность перемешивания в значительной мере зависит от наличия тех или иных внутренних неподвижных устройств. По функциональному назначению эти устройства можно подразделить на три группы: 1) для организации потока, 2) теплообменные, 3) технологические трубопроводы (для подачи жидких и газообразных компонентов) и трубопроводы для размещения КИП.

Для организации потока наиболее часто используют отражательные перегородки, основное назначение которых – уменьшение окружной составляющей скорости при соответствующем увеличении осевой и радиальной составляющих. Для увеличения в аппарате насосного эффекта служат направляющие трубы (диффузоры). Их применяют как при ламинарном, так и при турбулентном режиме перемешивания, причем в первом случае в сочетании со шнековыми, а во втором – с пропеллерными (винтовыми) мешалками.

В качестве внутренних теплообменных устройств в аппаратах объемом менее 5 м3 змеевик обычно устанавливают соосно с валом перемешивающего устройства, а в аппаратах большого объема может быть использовано несколько змеевиков, расположенных по периферии.

ООО «ХИММАШ-АППАРАТ» поможет решить вопрос с модернизацией и оснащением имеющихся емкостей перемешивающими устройствами различного типа. Подобрать вид перемешивающего устройства или комбинацию мешалок под конкретный продукт Заказчика. Предлагаемые конструкции перемешивающих устройств основаны на расчётах, целью которых является обеспечить требуемую эффективность перемешивания, при минимальной металлоёмкости, энергоёмкости и стоимости устройств.

Заданные параметры работы аппаратов с перемешивающими устройствами обеспечиваются, помимо грамотно рассчитанной конструкции и правильно подобранной мешалки, также приводными механизмами и устройствами,

В основной массе предлагаемых аппаратов мы применяем мотор-редукторы компании «Nord», которые имеют единый корпусной блок, в который уже интегрированы все подшипниковые узлы, они не имеет уплотнений, вызывающих крутящий момент или поперечные усилия из-за привинченных фланцев или подшипниковых узлов.

Конструктивное исполнение мотор-редукторов отличается большим разнообразием и может удовлетворить запросы любого потребителя:

• Способы крепления — лапы, фланец; 
  

  Рис. 4. Конструктивное исполнение мотор-редукторов

• Выходной вал — цилиндрический(сплошной, полый);
• Резиновый амортизатор или моментная штанга;
• Охладитель масла редуктора;
• Усиленные подшипники;
• Специальное исполнение для перемешивающих устройств;
• Встроенный электромагнитный тормоз;
• Устройство ручного подтормаживания;
• Датчики положения вала;
• Взрывозащищенное исполнение электродвигателя;
• Степень защиты IP 54 и IP 66;
• Дополнительное охлаждение электродвигателя;
• Датчики температуры

Привода могут быть укомплектованы соответствующими мощностям частотными регуляторами, которые обеспечивают плавный пуск и остановку, реверс, плавное или фиксированное изменение скоростей (что удобно для использования отработки технологического регламента при смешивании многокомпонентных продуктов с изменяющимися параметрами).

Одним из важнейших факторов герметичности аппарата является уплотнение вращающего вала. Уплотнения мешалок применяются различные по конструкции и принципу действия в зависимости:

• от степени герметичности аппарата,
• опасности попадания в продукт внешней среды,
• выброс продукта или его компонентов в окружающую среду,
• удобство и простота обслуживания и эксплуатации уплотнения.

Наибольшей эффективностью и герметичностью отличаются:

ТОРЦЕВЫЕ УПЛОТНЕНИЯ

В торцевых уплотнениях герметичность достигается за счет плотного поджатия по торцевым плоскостям двух деталей – вращающейся и неподвижной. 

Основным узлом является пара трения.

Преимущества:

• надежная герметизация вала;
• снижение эксплуатационных затрат;
• исключение дополнительной доводки деталей уплотнений при монтаже;
• возможность работы в различных средах, в том числе в агрессивных и абразивных.

Недостатки:

• Небходимость дополнительных устройств для обеспечения работоспособности торцевых уплотнений (в первую очередь – двойных торцевых уплотнений)

1 Трубопровод охлаждающей жидкости 
2 Трубопровод затворной жидкости 
3 Трубопровод газа (азот, воздух и пр.) 
Р Измерение давления 
Н Измерение уровня

   При наличии давления в аппарате применяется газобаллонная станция, если аппарат работает без давления (под налив) бачок с затворной жидкостью (например вода) поднимают над аппаратом на высоту 5…10 м, при этом манометр исключается из схемы. Обязательно необходим датчик уровня, чтобы не сжечь торцовое уплотнение при отсутствии воды в бачке.

МАГНИТНО-ЖИДКОСТНЫЕ УПЛОТНЕНИЯ

  Это бесконтактное щелевое уплотнение. Конструктивно представляющее собой следующее:

• корпус из н/ж стали;
• вал с подшипниками качения, изготовленный из магнетизирующего металла;
• постоянный магнит и два магнитопровода;

Недостатки:

• Небходимость дополнительных устройств для обеспечения работоспособности торцевых уплотнений (в первую очередь – двойных торцевых уплотнений)

1 Трубопровод охлаждающей жидкости 
2 Трубопровод затворной жидкости 
3 Трубопровод газа (азот, воздух и пр.) 
Р Измерение давления 
Н Измерение уровня

   При наличии давления в аппарате применяется газобаллонная станция, если аппарат работает без давления (под налив) бачок с затворной жидкостью (например вода) поднимают над аппаратом на высоту 5…10 м, при этом манометр исключается из схемы. Обязательно необходим датчик уровня, чтобы не сжечь торцовое уплотнение при отсутствии воды в бачке.

  В зазор между магнитороводами и валом заполняется магнитная жидкость, которая и является герметизирующей системой. Магнитная жидкость удерживается магнитным полем в кольцевых зазорах между зубцами магнитопроводов и валом.