大型贮罐搅拌装置的设计.pdf

肠 化学工程师 曰币回 年肠 月 犷 编号 ‘ 一 ’ 遴译搅拌 装置”设计 孙勇 中国天辰化学工程公司黑龙江分公司 , 黑龙江 哈尔滨匆 摘要本文通过实例介绍了大型贮罐设计的刚度 、强度 问题及搅拌器的合理排布 。 关键词贮罐 搅拌器刚度强度 角度 中图分类号吠闪文献标识码 众滋即滋对 限 健山 】八罗一义川翻坦 珑 “匆如伪苗伽 叭盯 翻 。圈五匆 , 托州五, , 肠咫 力旧 , 面 。钾详 戏 司 毗 一 斑正 , 朋 旋 ” 如恤宜水 即乡 对于石化及轻工行业所用 的大型贮罐 , 为了使 罐中贮液混合均匀 、 温度均匀防止分层 、 沉淀 、 沉 降同时也为了出料及清洗方便 , 常在贮罐底部设置 搅拌装置 。 大型贮罐用搅拌器多为侧入式船用三叶 螺旋桨推进搅拌器 。 下 面以巧时液贮罐为例 , 阐 述几点设计中的体会 。 工艺条件及设计参数 物料名称醒液 罐体直径 以 罐体高度 仪 工作压力 设计压力 工作温度 ℃ 设计温度 ℃ 罐体材质 一 搅拌器功率 巧 转数 搅拌器个数 搅拌器的合理配置 搅拌器的位置 选用船桨式推进搅拌器 , 只有安装位置合理 , 才 能使桨叶对贮液的轴向力 、法 向力 和扭矩综合效果 最佳 。 这时贮液在罐体内同时产生轴向流 、旋转流、 湍流 , 能得到高效均匀地混合效果 。 因现用大多螺 旋叶片为左旋的 , 所以搅拌器伸人后其 中心线一定 沿罐体半径 向左旋一角度 。 此角大小 由贮液的深 度 、密度、粘度及罐底倾角等综合 因素决定 。 对于本 例 , 综合考虑以上因素三个搅拌器位置如图 。 其 计算过程从略 。 罐底最高点 物料出口方 图三个搅拌器位图 要使搅拌器有效乃至高效的工作 , 就要对搅拌 器进行合理地配置 。 收稿日期 一一 作者简介 孙勇 一 , 男 , 助理工程师 , 卯年毕业于太原理工 大学化工设备与机械专业 , 现从事化工设备及机械设计 工作 。 搅拌器的倾角 搅拌器的安装除了轴线在水平方向上与罐体半 径有夹角外 , 在立面内还应有个仰角 。 有仰角可加 大湍流程度 。 其大小可取罐底倾角 。 见图 。 搅拌器的分布 大型贮罐为了 出料方便 , 常将贮罐底设成倾斜 式罐底 。 出口设在罐底最低 点 。 由于罐底倾角影 响 , 要使罐底部形成方向一致的环向流 , 必须沿倾底 向上和向下两部分施加不同的环向推力 。 所以罐底 孙勇大型 贮罐搅拌装五 的设计年第期 搅拌器分布在出口两侧位置一般不作对称布置 。 本 例中罐底倾角为搅拌器布置如图 。 当然每个搅 拌器的最佳位置要 由罐底倾角 、 搅拌器功率及罐体 直径计算求得 , 本计算过程从略 。 图罐底倾角示意图 搅拌器的插人长度及与罐底的距离 搅拌器的插人长度至少为桨叶的一半 , 插人越 长 , 搅拌效果越好 , 但悬臂过长时转动效果及机械性 能不好 。 一般取插人长度 一 倍桨叶直径 。 搅 拌器安装罐壁接管或人孔盖上 , 搅拌轴离罐底高度 一 倍桨叶直径或桨叶半径再加巧 。 传动装置的自身固定 搅拌器传动部分的自身固定可分两种方式 , 一 是安装于罐体侧壁上 , 这种方式易保证搅拌轴的同 心度 , 但对罐体所在部位强度要求较高 , 且功率较大 时传动部分的振动罐体不易平衡 。 可见此方法在功 率较小 一般小于时 且罐体壁厚余量较大 时是优选方案 。 另外一种是传动部单独设置基础 , 这样可以减小罐体人口处的强度要求 。 但这种安装 方式应严格要求传动部分基础与罐体基础 的沉降一 致 。 根据本例中的条件 , 因搅拌器功率较大 , 且贮罐 有足够的沉降时 间 , 所以选用第二种方案 。 其基础 设置型式见图 。 当罐体基础沉降到稳定程度 时 , 再安装传动装置 , 因传动装置基础小重量轻 , 所以沉 降不大 , 因而与已经处于沉降稳定的罐体基础之间 益于平衡 。 密封问题 泄露问题是轻 、化 工领域安全生产的重中之重 的问题 。 因此 , 解决大型贮罐的轴封问题是搅拌设 备设计的关键所在 。 大型贮罐的轴封因设置于底部 受一定静压 , 且贮罐容积大 , 充料时维修不便等不利 因素 , 使轴封的设计历来是设计者头痛的问题 。 过 去在设计时常根据所选搅拌器的参数自行设计密封 装置 , 但由于加工或设计经验不足 , 使大型贮罐底部 泄露事故屡见不鲜 。 目前国内已有生产搅拌机的厂 家设计并生产出专用于侧向搅拌器的机械密封 。 这 种轴封采用补偿式机械密封和特殊的轴联接设计 , 不但能保证密封要求 , 而且在不拆卸整机的情况下 能方便地修理 、更换机械密封及 轴承等易损件 。 所 以本例中不再作机械密封的设计 , 采取选型的设计 方案 。 选用温州长城公司 的成套侧搅拌器 , 其中 自 带该厂研制的机械密封 。 这样使搅拌器的设计即安 全又经济 。 强度与刚度 保障基本的强度与刚度要求是搅拌器正常工作 的前题 。 本例中为了解决传动装置与罐体联接时刚 度及传动装置自身固定的强度 问题 , 采取如下方案 厅厅 一 旧旧旧旧旧旧旧一一丁 丁丁 ‘‘‘刊 刊刊刊刊 皿 宁一拼拼拼拼拼拼拼拼拼拼拼 月月月月 ,、、 上上上上上上上上上上上上上汁汁汁汁丫女女 传动装置与罐体的联接 为了使搅拌轴有稳定 的同心度 , 传动装置与罐 体的联接需要足够的刚度 。 为了增加罐体与传动装 置联接的刚度 , 把传动装置人口接管外伸设置最小 , 另外插入管一定要采用厚壁管 , 而且用补强 圈及筋 板加强 。 本例分别取与罐壁厚度相同的补强圈与加 强筋 , 其型式见图 。 结语 综上所述 , 大型贮罐搅拌器 的设计关键是解决 传动装置与罐体联接的强度 、 刚度及密封问题 。 但 为了使搅拌器高效工作 , 其难点是解决设置时 的几 个角度问题 。 保证基本 的刚度 、 强度与密封要求是 前题 , 综合考虑各种因素 , 解决排布角度问题 , 这样 才能得到最佳的设计方案 。