Перемешивающие устройства

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Лакокрасочная продукция является одним из тех строительных материалов, которые после осознания отрицательных последствий влияния некоторых химических веществ и соединений на здоровье человека и окружающую среду припекают пристальное внимание законодательных органов, научно-исследовательских институтов, экологических движений и значительной части общественности. Жесткие экологические требования к лакокрасочной продукции не моги не сказаться на основных направлениях развития лакокрасочной продукции. Этому способствуют также изменения потребительского спроса. Существенное влияние оказывает и эволюция технологии домостроения, где срок сдачи объектов «под ключ» исчисляется сегодня если не днями, то неделями.

Красок сегодня на российском рынке - море разливанное: немецкиe, финские, турецкие, шведские, испанские, украинские, белорусские.... Не будем дальше продолжать поскольку не хватит места для перечисления иностранных государств и фирм, везущих в нашу страну тонны разнообразного лакокрасочного материала в изящно упакованных ведрах и колбах, тюбиках и пластмассовых банках. Но то специфика лакокрасочного потребительского рынка, требующего разнообразия предложения, не только из соображений различия в функциональном предназначении лаков и красок, но также из-за психологических факторов. В сфере промышленного применения лакокрасочной продукции фактор полезных свойств продукта выдвигаются на первое место.

В конце двадцатого столетия три фактора оказали существенное влияние на основные направления Развития мировой лакокрасочной промышленности.

Во-первых, ужесточение экологического законодательства относительно содержания так называемых летучих органических соединений (VOC - volatile organic compounds) в лакокрасочных изделиях. Сегодня лакокрасочное изделие без надписи «no-VOC» («без ЛОС») практически лишено шансов на коммерческий успех.

Во-вторых, это поиск заменителей традиционной лакокрасочной продукции, использующей в качестве основы органические растворители (главным образом, сольвенты и уайт-спирит, а также олифу).

В-третьих - экономический фактор, действующий во всю силу в связи с ужесточением экологического законодательства. Его действие привело к возрождению интереса к применению порошковых красок и, впоследствии, к интенсивным исследованиям, разработке новых типов красок с улучшенными свойствами и новых технологий их применения. Расширение областей их применения и связанный с этим рост производства привели к тому что применение технологии порошковой окраски по капитальным и текущим издержкам оказалось эффективным и конкурентоспособным вариантом.

На сегодняшний день ОАО «Лакокраска» - одно из крупнейших предприятий в СНГ в своей отрасли. Это 16 цехов, где работают одна тысяча восемьсот человек. Современное технологическое оборудование и прогрессивные технологии, применяемые здесь, помогли предприятию получить сертификат, удостоверяющий, что система менеджмента качества соответствует требованиям СТБ ИСО 9001-2001.

Находится предприятие совсем рядом с одним из жилых микрорайонов города, однако запаха основного продукта - лаков и красок - не чувствуется не только за территорией предприятия, но и в самих цехах. Все производство построено по замкнутому циклу. Посетив его, продукцию можно увидеть разве что на пробниках. Надо сказать, что вопросам охраны окружающей среды на ОАО «Лакокраска» уделяется огромное внимание. И это позволило провести на предприятии сертификацию по системе управления окружающей средой в соответствии с требованиями национального и международного стандартов. Кстати, ОАО «Лакокраска» -- единственный отечественный производитель лакокрасочной продукции, имеющий подобный сертификат.

Так что совсем напрасно некоторые потребители стали отдавать предпочтение импортным производителям, создающим себе имидж с помощью агрессивной рекламы и других способов современного пиара.

При производстве материалов на лидском предприятии применяется только качественное импортное сырье из России, Германии, Польши, Китая, Голландии, Швеции, Бельгии. Для разработки, проверки, испытаний современных материалов, подготовки технической документации на выпуск продукции, создана собственная научная база - научно-техническое управление и лаборатория. Поэтому, те параметры, которые указаны в исходных данных продукта - на предприятии гарантируют при соблюдении, естественно, всех технологий покраски. Например, если указано, что покрытие для объектов, эксплуатируемых в агрессивных средах будет держаться не менее 10 лет, сомневаться не стоит - так оно и есть. Материалы отличаются высокими эксплуатационными характеристиками в отношении износостойкости, атмосферостойкости, простотой применения и качеством, проверенным временем.

Одно из важнейших направлений сегодня - производство современной продукции. Успешно прошли испытания на технологических линиях «МАЗа», «Гомсельмаша» образцы быстросохнущей однокомпонентной грунтовки «Флекси Праймер», эмали «АграЛид» с пониженной температурой сушки до 60 градусов с улучшенными характеристиками к воздействию солнечных лучей и повышенным блеском, эмали полиуретановой УР-140 для окраски автобусов и автотехники, тосол, стеклоочиститель для зимы и лета. Налажен выпуск поливинилацетатной дисперсии для полиграфической, мебельной, пищевой промышленности, осваиваются и выпускаются экологически безопасные, долговечные, быстросохнущие материалы, которые легко и удобно использовать как на крупных промышленных и строительных объектах, так и для ремонта домов и небольших квартир. Это быстросохнущие грунтовки по металлу «АкваПрайм», «ЛидАкрил», лаки по дереву «Интерьер», «Экстерьер», лазури по древесине «АкваЛид лазурь», краски фасадные и для внутренней отделки.

Заметили, лидские производители ценят город, в котором живут. В названиях многих материалов используется слог «Лид».

Кроме всего прочего, ОАО «Лакокраска» -- единственный в Беларуси производитель фталевого ангидрида. Около трети его используется для собственных нужд, остальная часть экспортируется в 20 стран мира. Сегодня на участке производства этой продукции успешно реализуется проект по техническому перевооружению с увеличением мощности с 24 до 48 тонн в год. Между прочим, этот продукт используется даже для производства лекарств.

А вообще-то, где только не используются лидские лаки и краски: для окраски судов, самолетов, вагонов, мостов, железобетонных конструкций, строительных материалов, и даже для разметки автодорог

И хотя сегодня завоевать авторитет у покупателя достаточно сложно в связи с наличием на рынке продукции других производителей, лидская неоднократно удостаивалась отечественных и международных знаков и наград за достижения в области качества. Так, по итогам работы за прошлый год, эмаль «ХВ-785» была названа в числе лучших товаров Беларуси, водно-дисперсионная краска для потолков ВД-АК-228 "ОС" удостоена титула «Лучший строительный продукт года». Аналогичной награды удостоена и такая же краска для стен. Лучшим белорусским товаром на рынке России стал лак ПФ-170 для дерева.

А в целом, лидские краски признаны брендом года в потребительской номинации.

1. Лак КС-76, грунтовка КС-010, эмаль КС-710

Грунтовка КС-010, эмаль КС-710 и лак КС-76 предназначаются для получения атмосферостойкого и химически стойкого лакокрасочного покрытия для защиты поверхности от воздействия агрессивных сред щелочного и кислотного характера.

Область применения

Грунтовку КС-010, эмаль КС-710 и лак КС-76 применяют для окрашивания оборудования, металлических и бетонных конструкций, подвергающихся атмосферным воздействиям, а также воздействию минеральных кислот, щелочей, солей, агрессивных газов (SO2, CO2, NO2, NH2) и других химических реагентов, имеющих температуру не выше 60°C.

Гарантийный срок хранения лака КС-76 - 12 месяцев, грунтовки КС-010 и эмали КС-710 - 6 месяцев со дня изготовления.

Грунтовка КС-010, эмаль КС-710 и лак КС-76 представляют собой однокомпонентные системы готовые к употреблению, растворитель - сольвент, скипидар.

1.1 Химический реактор

Химический реактор -- агрегат для проведения химических реакций объёмом от нескольких миллилитров до десятков кубометров. В зависимости от условий протекания реакций и технологических требований реакторы делятся: реакторы для реакций в гомогенных системах и в гетерогенных системах; реакторы низкого, среднего и высокого давления; реакторы низкотемпературные и высокотемпературные; реакторы периодического, полунепрерывного и непрерывного действия.

Цель работы реактора - выработка конечного продукта из исходных компонентов при соблюдении требований максимальной эффективности процесса:

Создание устойчивого и стабильного режима проведения реакции;

высокие энергетические показатели;

минимальная стоимость реактора;

простота работы и ремонта.

Существует две основные модели протекания реакций в реакторах: - Реактор идеального смешения - Реактор идеального вытеснения

Химические реакторы внутренним объёмом до 10 литров применяются в основном в лабораториях в исследовательских целях и в пилотных установках.

Реакторы объемом от 100 литров работают в химической, фармацевтической, целлюлозной, парфюмерной промышленности и других. Химические реакторы используются для ведения различных химических реакций, испарения, кристаллизации, плавления и гомогенизации исходных компонентов или продуктов реакции/

Реакторы химические (от лат. rе- приставка, означающая обратное действие, и actor - приводящий в действие, действующий), промышленные аппараты для осуществления химических реакций. Конструкция и режим работы химических реакторов определяются типом реакции, фазовым состоянием реагентов, характером протекания процесса во времени (периодический, непрерывный, с изменяющейся активностью катализатора), режимом движения реакционной среды (периодический, полупроточный, с рециклом), тепловым режимом работы (адиабатический, изотермический, с теплообменом), типом теплообмена, видом теплоносителя. По типу конструкции химические реакторы подразделяют на емкостные, колонные, трубчатые (рис. 1). Емкостные химические реакторы - полые аппараты, часто снабженные перемешивающим устройством. Перемешивание газо-жидкостных систем может производиться барботированием газообразного реагента. Теплообмен осуществляется через поверхность химического реактора или путем частичного испарения жидкого компонента реакционной смеси. К реакторам этого типа относят также аппараты с неподвижным или псевдоожиженным слоем (одним или несколькими) катализатора. В многослойных реакторах теплообмен осуществляется смешением потоков реагентов или в теплообменных элементах аппарата. В емкостных химические реакторы проводят непрерывные, периодические и полупериодические процессы.

1.2 Мешалки

Механические или электромеханическое перемешивающее устройства.

Перемешивающие устройства как правило имеют основные свои части и могут быть расположены в емкости или аппарате под своим углом. Но как правило устанавливаются механические или электромеханическое перемешивающее устройства вертикально. Малые перемешивающие устройства устанавливаю исходя от практики перемешивания и приготовления раствора. Более крупные мешалки устанавливаемые в емкостях, вертикальные. Есть опыт применения горизонтально уставляемых мешалок, (боковые).Приводом перемешивающего устройство в основном служит, электродвигатель, мотор-редуктор. Но встречаются где приводом для более мощных и тяжело нагруженных мешалок служит ДВС.

Мешалки распространенны практически везде,начиная от быта (миксеры,ложки), до сложных химических и нефтеперерабатывающих производств. Даже при добыче золота используются наши мешалки. Называемые перемешиватели бурового раствора.

По своей конструкции мешалки подразделяются на следующие общеприняты типы: пропеллерная мешалка, лопастная мешалка, листовая мешалка, турбинная мешалка открытого типа, мешалка турбинная закрытого типа, рамная мешалка, якорная мешалка, ленточная мешалка, мешалка с направляющим аппаратом и специальные мешалки.

Механические перемешивающие устройства состоят из трех основных частей: мешалки, являющейся рабочим элементом устройства; вертикального, горизонтального или наклонного вала, на котором закреплена мешалка, и привода, с помощью которого вал приводится в движение за счет механической энергии. Механические перемешивающие устройства применяются главным образом для перемешивания жидких сред, а также пасто и тестообразных материалов. В настоящее время это наиболее распространенные перемешивающие устройства в химической промышленности.

Мешалки можно классифицировать по конструктивной форме или по типу создаваемого ими потока жидкости. В зависимости от конструктивной формы различают мешалки лопастные, пропеллерные, турбинные и специальные. В большинстве случаев это вращающиеся мешалки. По числу оборотов их можно разделить на быстроходные и тихоходные.

К тихоходным мешалкам, т. е. таким, которые делают не более 1>об/сек, относятся некоторые лопастные мешалки; к быстроходным мешалкам относятся турбинные и пропеллерные.

В зависимости от того, какой поток образуют мешалки в ёмкости или аппаратах, их можно разделить на мешалки, создающие тангенциальное, радиальное, аксиальное и смешанное течения. На практике в большинстве случаев имеет место смешанное течение жидкости, которое является результатом сложения потоков двух или даже трех основных типов.

Преимущественно тангенциальное течение устанавливается при перемешивание лопастной мешалкой с прямыми лопастями или листовой мешалкой при таком числе оборотов, при котором не может возникнуть радиальное течение, вызываемое центробежной силой. К группе мешалок, создающих ясно выраженное радиальное течение, относится, например, турбинная мешалка со статором; к группе мешалок, вызывающих осевой поток, пропеллерная мешалка и вибрационные. Смешанный поток создаёт лопастная мешалка с наклонными лопастями (тангенциальный и аксиальный) или турбинная мешалка с наклонными лопастями (радиальный и аксиальный). Таким образом, разделение мешалок по типам создаваемых ими потоков не совпадает с разделением по конструктивному признаку, и поэтому при систематическом описании от дельных типов мешалок нужно принять одну какую-то систему классификации

1.3 Лопастные мешалки

Лопастными мешалками называют перемешивающие устройства, состоящие из лопастей прямоугольного сечения, перпендикулярных или наклонных к оси вала и приводимых в движение за счет механической энергии. Некоторые мешалки специального назначения имеют форму, соответствующую конструкции емкости или аппарата. Лопастная мешалка известна очень давно. Основное преимущество лопастной мешалки - простота и дешевизна; недостаток-низкое насосное действие, что обусловливается характером создаваемого потока. Комбинированная лопастная мешалка пригодна для перемешивания до 400 м3 жидкости. Вследствие преимуществ, присущих лопастным мешалкам, они широко распространены и в настоящее время, хотя сейчас известны конструкции мешалок значительно более интенсивного действия.

К недостаткам мешалок этого типа относится то, что их можно применять только для жидкостей с вязкостью до 1 н сек/м2 и что аксиальный поток жидкости от мешалки незначителен. Мешалка лопастная полностью перемешивает только сравнительно малый объем жидкости, находящейся к ней в непосредственной близости. В этом объеме у верхнего и нижнего краев лопастей мешалки возникают небольшие турбулентные вихри. Развитие турбулентного движения во всем объеме жидкости происходит очень медленно и несовершенно, циркуляция ничтожна. При использовании лопастных мешалок в перемешиваемой жидкости наблюдается также значительный градиент концентрации. Это особенно невыгодно в тех случаях, когда во время перемешивания к основной жидкости прибавляют другой компонент, поэтому лопастные мешалки непригодны для емкости и аппаратов непрерывного действия. Несколько улучшает положение наклон лопастей на 30 и даже 45 градусов к оси вала. В результате повышается аксиальное движение жидкости и достигается снижение градиента концентрации в ней, хотя полностью концентрационный градиент не устраняется. Некоторые фирмы выпускают типично лопастные мешалки как по конструкции, так и по характеру создаваемого ими потока, однако называют их турбинными или еще более неправильно-"турбомиксерами".

1.4 Импульсные мешалки

Импульсные мешалки для желобов по своей форме относятся к лопастным мешалкам. Они представляют собой квадратный или прямоугольный лист, качающийся в желобе навстречу и против направления движения потока. Мешалка приводится в действие импульсным двигателем или паровым двигателем с золотниковым распределителем. Паровой привод выгоден при перемешивании взрывоопасных веществ. Мешалки этого типа используют для поддержания во взвешенном состоянии материалов при их транспортировке по открытому желобу. Импульсные мешалки применяют преимущественно в тех случаях, когда сильное перемешивание недопустимо (например, в пищевой промышленности, при транспортировке молока или фруктовых соков). Разница между плотностями жидкости и взвешенного материала не должна быть слишком большой. Сокращение или удлинение рабочей длины вала позволяет приспособить мешалку к желобам различной глубины.

1.5 Многорядная пропеллерная мешалка

Многорядная пропеллерная мешалка является весьма часто применяющимся в промышленности типом пропеллерных мешалок. На одном валу обычно укрепляют два или три импеллера. При наличии двух мешалок на одном валу может иметь место образование различных потоков жидкости от мешалок:

I. Мешалки закреплены на валу так, что засасывание и выталкивание жидкости обеими мешалками совершается в одном направлении (мешалки работают на себя). Емкость с таким перемешивающим устройством представляет собой как бы два сосуда без дна, поставленных друг над другом, с обычными пропеллерными мешалками. Перемешивание происходит очень быстро и поэтому такая конструкция предназначена прежде всего для процессов, при которых короткое время перемешивания необходимо ввиду малого времени пребывания компонентов в перемешиваемой системе,

2. Мешалки при одинаковом направлении вращения засасывают и выталкивают жидкость в противоположных направлениях ("от себя")- В пространстве между мешалками достигается очень интенсивное перемешивание. Эта комбинация применяется чаще всего в случаях, когда к основному содержимому емкости прибавляют другой компонент, который необходимо немедленно перемешать с остальным содержимым емкости. Потребление энергии мешалки в этом случае приблизительно больше на 7% больше, чем в предыдущем случае.

Пропеллерные мешалки в направляющих цилиндрах создают большой насосный эффект, в особенности при перемешивании легко подвижных жидкостей. Эти перемешивающие устройства дают возможность направить поток жидкости в такие части аппарата, которых он бы иначе не достиг. Перемешивающее действие потока жидкости, вытекающей из цилиндра, сходно с действием струн, выходящей из погруженного сопла. Направление движения жидкости в цилиндре определяется направлением вращения мешалки. .

Переносные пропеллерные мешалки представляют собой обычные пропеллерные мешалки, большей частью двухрядные, снабженные струбциной, с помощью которой перемешивающее устройство закрепляется на краю емкости так, что вал может быть расположен вертикально или наклонно. Применяются, в большинстве случаев для перемешивания небольших объемов в полузаводских условиях. Пропеллерные мешалки особенно пригодны для этой цели, так как обладают большим насосным действием. Как правило, переносные мешалки устанавливают эксцентрично, так что отпадает надобность в отражательных перегодках. За границей пропеллерные мешалки поставляются с коробками скоростей, позволяющими изменять число оборотов.

1.6 Турбинные мешалки

Турбинные мешалки представляют собой рабочее колесо водяной турбины упрощенной конструкции с различными по форме лопатками, укрепленное, как правило, на вертикальном валу. Если необходимо создать четко выраженный радиальный поток, что характерно для настоящей турбинной мешалки, кроме колеса устанавливают направляющий аппарат (статор)

Турбины с механическим приводом применяют для перемешивания уже приблизительно 50 лет. По рабочим характеристикам турбинная мешалка похожа на центробежный насос, работающий против ничтожно малого давления. Так как она создает преимущественно радиальный поток жидкости, то очень важным условием нормальной ее работы является соответствующая форма емкости. Жидкость, стекающая с мешалки, достигает стенки емкости и делится на два потока . Засасывание жидкости происходит, как в центробежном насосе, в центре, а выталкивание по периферии. Для регулирования засасывания от дна под мешалку иногда устанавливают направляющий круг, который играет положительную роль при перемешивании суспензий, когда твердые частицы могут осаждаться в центре емкости под мешалкой. В настоящее время чаще всего проектируют именно турбинные мешалки как вследствие широких возможностей применения перемешивающих устройств этого типа, так и потому, что для их расчета имеются наиболее точные данные.

Возможности применения. Основное преимущество турбинных мешалок состоит в возможности их применения при широком изменении вязкости и плотностей перемешиваемых смесей. Для жидкостей с вязкостью до 60 н-сск/мг применяют турбины, вал которых расположен по оси аппарата, в сочетании с отражательными перегородками. Для смесей большей вязкости можно использовать эти мешалки при нормальном числе оборотов и центральном расположении в сосудах и без перегородок. Верхний предел вязкости жидкостей, перемешивание которых возможно с помощью турбинных мешалок, точно не установлен. Известны случаи применения их для смесей с вязкостью в несколько тысяч н сек1м* . Большое преимущество этих мешалок состоит в том. что при работе в турбулентном режиме потребление энергии почти не меняется в очень широком диапазоне вязкостей.

Таким образом, турбинные мешалки могут применяться для смесей, вязкость которых изменяется во время перемешивания. В последнее время, аналогично переносным пропеллерным мешалкам, изготавливают переносные турбинные мешалки. Они снабжены устройствами для закрепления на кран" сосуда и устанавливаются в большинстве случаев эксцентрично. Вал переносной турбинной мешалки, как правило, располагают вертикально, что более всего отвечает характеру потока жидкости, создаваемого мешалкой.

В некоторых случаях совершенно неправильно к турбинным мешалкам относят различные конструкции лопастных мешалок, работающих с большим числом оборотов. Иногда тип мешалки определяют по числу оборотов, диаметру мешалки или форме лопастей. Все эти признаки, однако, являются второстепенными, так как тип мешалки определяется только линиями тока. Для каждой мешалки характер потока может быть установлен одним из обычных методов. У турбинной мешалки должен преобладать радиальный поток, иногда в сочетании с тангенциальным.

1.7 Турбинная мешалка с изогнутыми лопатками

Турбинная мешалка с изогнутыми лопатками. Мешалки этого типа имеют лопатки прямоугольной формы, изогнутые по окружности или спирали. Изгиб лопатки делается для того, чтобы уменьшить скорость стекания жидкости и улучшить захватывание, главным образом при перемешивании вязких жидкостей. Направление вращения лопатки должно быть таким, чтобы последние захватывали жидкость. Количество лопаток бывает обычно большим, чем у турбины с ровными прямыми лопатками (от 6 до 48) Иногда эти мешалки имеют статор. Пригодны для перемешивания жидкостей с вязкостью до 700 н сек'м2, эмульсий и паст, а также взвесей, вызывающих истирание.

Турбинная мешалка со стрельчатыми лопатками. Это очень эффективная мешалка, предназначенная главным образом для диспергирования. Она имеет от 6 до 12 профилированных лопаток в форме горизонтально расположенных V. Мешалка закреплена на вертикальном валу. Турбина со стрельчатыми лопатками создает значительный аксиальный поток, легко захватывает жидкость и применяется обычно для перемешивания вязких смесей. В конструктивном отношении мешалка сложна, обходится дорого, а поэтому применяется только в специальных случаях, когда необходимы большая турбулентность и повышенное перемешивающее действие, которые оправдали бы затраты больших средств. Для легко подвижных жидкостей она иногда применяется при об-ратном направлении вращения, так что жидкость как бы раздвигается ее открытой частью. В этом случае при минимальных оборотах достигается интенсивная турбулентность.

1.8 Пропеллерная мешалка

Пропеллерная мешалка. Пропеллерная мешалка применяется в процессе производства и перемешивания таких продуктов как кислота, щелочь, подготовка реактивов, соки, напитки и т.п. Рабочая часть пропеллерной мешалки является импеллер, на катаром приварены или закреплены с помощью болтов фасонные лопасти. Лопасти могут быть прямые под наклоном или изогнутыми по профилю похожий на профиль гребного винта. В основном достаточно и широко используются трехлопастные импеллера пропеллерной мешалки. В зависимости от высоты емкости или аппарата на валу пропеллерной мешалки, который может располагаться как вертикально, так и горизонтально, либо наклонно, могут устанавливать ряд импеллеров. Более обтекаемая форма импеллера пропеллерной мешалки, при одинаковом числе Рейнольдса, потребляет меньше мощности, чем мешалка иного вида. Пропеллерная мешалка имеет более сложную конструкцию и значит более дороже в изготовлении. Эффективность пропеллерной мешалки значительно зависит от формы емкости или аппарата, а так же расположение в емкости или аппарате самой мешалки. Пропеллерная мешалка намного более эффективно применяется в емкости или аппарате цилиндрической формы с выпуклым дном. Установка пропеллерной мешалки в прямоугольном баке, квадратном или емкости и аппарате с плоским либо вогнутым дном, интенсивность перемешивания мешалкой падает из за образования застойных зон.

Турбинная мешалка. Турбинная мешалка применяется в производстве нефтепродуктов, суспензии, смол, образование взвеси, растворение, химические реакции, абсорбция газов, интенсификация теплообмена. Турбинная мешалка имеет импеллер в форме колеса водяной турбины с наклонными, плоскими либо криволинейной лопатками, закрепленный жестко на вертикальном валу. Турбинная мешалка в емкости или аппарате создает в основном радиальный поток жидкости продукта. При больших оборотах турбинной мешалки возможно образование тангенциального (кругового) течения наряду с радиальным потоком жидкости в емкости или аппарате аппарата в следствие чего возможно образование воронки. В таких случаях в емкости или аппарате обязательно устанавливаются отражательные перегородки. Турбинная мешалка интенсивно перемешивает весь объем емкости или аппарата. реактор химический смеситель лопастный

Фрезерная мешалка представляет собой диск с лопастями в форме зубьев. Такая мешалка обеспечивает высокую разность скоростей мешалки и потока обтекающей жидкости. Фрезерные мешалки применяют для приготовления тонкодисперсных суспензий.

Быстроходные, лопастные, турбинные, пропеллерные мешалки, различаются способностью создавать осевое циркуляционное течение. В аппаратах без внутренних устройств эти мешалки обеспечивают насосный эффект, в двое превышающим насосный эффект обычных мешалок (тихоходных).

2. Смесители

Процессы смешивания сыпучих материалов используются во многих химических производствах, в том числе в таких крупнотоннажных, как производства сложных удобрений, моющих средств, красителей, инсектофунгицидов, пластмасс, химикатов, резинотехни­ческих изделий и т.д. Основная цель процесса смешивания - получение однородной смеси из отдельных компонентов. Соотношение масс компонентов, входящих в смесь, изменяется в различных производствах в широком диапазоне (иногда в соотношении 1:10 и более).

Обратный процессу смешивания является процесс сегрегации, приводящий к разделению смеси на отдельные фракции или компоненты. Процессы смешивания и сегрегации могут протекать одновременно в одном аппарате, но с разными скоростями.

В результате перемещений частиц отдельных компонентов внутри смешиваемого объема возможно бесконечное разнообразие их сочетаний в микрообъемах смеси, что позволяет считать соотношение компонентов величи­ной случайной. Поэтому большая часть известных методов оценки однородности (качества) смеси основаны на методах статистического анализа. Для упрощения расчетов многие исследователи процессов смешивания все смеси считают условно двухкомпонентны-ми, состоящими из так называемого ключевого компонента и условного, включающего все остальные компоненты смеси. Это позволяет оценивать однородность смеси параметрами распределения одной случайной величины -содержанием ключевого компонента в пробах смеси. В качестве ключевого компонента выбирают такой компонент, который либо легко анализируется, либо его распределение в смеси особенно важно по техническим требованиям.

Для оценки однородности смеси предположено несколько десятков критериев, отличающихся входящими в них параметрами. Однако в большинстве из них присутствует в той или иной интерпретации статистический результат пробоотбора смеси: размах значений концентраций компонентов, дисперсия значений концентраций ключевого компонента, вероятность отклонения значений концентрации от среднего значения, информационная энтропия, фрактальная размерность и т.д.

Классификация смесителей. Процессы смешивания различных рабочих сред производят в машинах или аппаратах, называемых смесителями.

Ниже рассматриваются смесители только для сыпучих материалов и сыпучих материалов с небольшими добавками жидких компонентов. Следует отметить, что в различных отраслях промышленности используется свой отраслевой набор конструкций смесителей. Ниже рассматриваются конструкции смесителей, которые наиболее часто используются в химических и смежных с ней отраслях промышленности и изготовляемые заводами химического машиностроения.

Смесители для сыпучих материалов классифицируют по многим признакам, чаще всего по конструктивному.

Принципиальные различия в организационно-технической структуре процессов периодического и непрерывного смешивания сыпучих материалов заставляют рассматривать смесители периодического и непрерывного действия отдельно.

В каталогах на смесительное оборудование, используемое в России, принято следующее условное обозначение смесителей.

Первые буквы - тип смесителя, цифры после тире - рабочий объем (дм3) для смесителей периодического действия, номинальный диаметр рабочего органа (мм) для смесителей непрерывного действия; последние буквы - исполнение смесителя по виду электрооборудования, обогрева и материалу деталей, соприкасающихся с рабочей средой (В - взрывозащищенное; Н - невзрывозащищенное; Р - с рубашкой; Б - без рубашки; Э - с электрическим обогревом; К - коррозионная сталь; У -углеродистая сталь; Т- титановый сплав) ; цифры в конце обозначения - номер модели.

Смесители периодического действия. В химическом производстве используются в основном смесители периодического действия. Это объясняется тем, что, во-первых, при периодическом смешивании можно обеспечить точное соотношение между компонентами (их часто загружают в смеситель по массе), а, во-вторых, при большом числе компонентов их дозирование в смеситель непрерывного действия затруднено.

Но механике переноса смешиваемой массы внутри смесителя их можно разделить на три группы: циркуляционные, объемного и диффузионного смешивания. Подобная классификация позволяет создать единые методики расчета кинетики процесса смешивания для смесителей конструктивно различных, но с одинаковым механизмом процесса перераспределения частиц в рабочем объеме смесителя.

В циркуляционных смесителях характерно движение (циркуляция) основного потока материала по замкнутому контуру различной сложности. Движение сыпучего материала по циркуляционному контуру обеспечивает либо перемешивающий орган, либо специальные конвейеры.

В смесителях объемного смешивания смешиваемый материал перемешается рабочим органом хаотически по всему рабочему объему смесителя.

В смесителях с диффузионным механизмом смешивания частицы отдельных компонентов под действием внешних сил начинают перераспределяться наподобие молекул при диффузии в газах. В этом случае необходимо создать разреженные слои смешиваемого материала путем вибрации или псевдоожижения.

2.1 Смеситель горизонтальный с двумя мешалками

Горизонтальные смесители - машины, предназначенные для смешивания порошкообразных и гранулированных продуктов различного характера. Смесители могут быть одноосными или двухосными, лопастного или шнекового типа.

В агропромышленном комплексе используются главным образом для смешивания разных видов муки, витаминных добавок, pеt-foods и зерновых.

При производстве кормов можно добавлять до 6-8% жидкостей.

Особая конструкция смесителей позволяет машине постоянно поддерживать высокий уровень однородности смеси. Изготавливаются из обычной или нержавеющей стали. Рациональная и прочная конструкция, запас мощности всех составных частей, доступность проверки ванны и лопастей смесителя с помощью специальных смотровых люков обеспечивают машине особую надежность.

Полная выгрузка продукта обеспечивается большими дверцами, расположенными по всей длине машины. Герметичные дверцы оснащены уплотнением из специальной резины, управляются с помощью электропневматики и имеют защелки, предотвращающие случайное открытие. Приводное устройство, рассчитанное обычно с большим запасом срока службы состоит из редуктора с параллельными или ортогональными осями, с медленно вращающимся пустотелым валом, и ременной передачей от электродвигателя.

2.2 Планетарный смеситель

Смеситель-диссольвер "HIDROBAT" используется в производстве красок, мастик, замазок, герметиков и других высоковязких продуктов химической промышленности вязкостью по 30 000 пуаз. Относятся к перемешивающим машинам вертикального типа, служащих для перемешивания и диспергации порошкообразных и жидких материалов в оптимальной форме (без измельчения или уменьшения размера частиц пигмента).

Колонка подъема, приводимая в движение электрогидравлической системой.

Головка машины, на которой смонтирован электродвигатель и гидростатический трансмиссионный агрегат с регулируемым насосом, который направляет поток в гидравлический двигатель, соединенный с валом мешалки. Манометр, показывающий рабочее давлении масла. В зависимости от исполнения, гидравлическая электростанция образует отдельную установку и монтируется вне производственного помещения.

Валы перемешивающего устройства выполнены из специальной высокопрочной и упругой стали с твердым хромовым покрытием. На одном из валов монтируется фреза типа "зуб пилы", на двух других (или трех в зависимости от объема рабочей дежи) крепятся лопасти планетарного типа, легко демонтируемые и выполненные согласно AISI-304.

Планетарные лопасти вращаются вокруг оси дежи и одновременно вращаются на высокой скорости вокруг собственной оси. «Плавающий» рычаг с тефлоновым скребком очищает внутреннюю стенку рабочей емкости, способствуя тем самым повышению однородности материала и улучшению теплопередачи.

Планетарный механизм с приводом от электродвигателя и электронным преобразователем частоты, благодаря которому скорость во время рабочего процесса можно постепенно изменять с помощью кнопок, расположенных на пульте управления.

Гидравлическая установка для подъема колонки. Состоит из масляного бака, электродвигателя, зубчатого насоса, поглощающего фильтра и предохранительного клапана. Модели М10 и М30 оснащены устройством для подъема загрузочного контейнера вручную.

Контроль за работой машины осуществляется при помощи:

-- амперметра главных двигателей. В случае, если сила тока двигателя превышает номинальную, необходимо остановить машину и проверить, не превышена ли количество загруженного материала.

-- тахометра для контроля за скоростью вращения вала (модели с двумя валами имеют два прибора). В зависимости от исполнения тахометры могут быть со стрелкой или шкалой.

-- манометра контура гидростатической передачи (модели с двумя валами имеют два прибора)

Система крепления дежи в зависимости от моделей, может быть механической (с рычагом и эксцентриком) или гидравлической. Для обоих типов крепления предусмотрена система безопасности на основе микропрерывателя: при неправильном положении дежи HIDROBAT не запускается.

Герметизирующий колпак рабочей емкости, оборудованный загрузочной воронкой с прямоугольным отверстием и крышкой для загрузки присадок в диспергируемую массу без поднятия головки и остановки машины. Колпак и защитное устройство коробки планетарного механизма выполнены из нержавеющей стали AISI-304.

Опционные элементы:

-- Рабочая дежа с системой поддержания вакуума, состоящей из двух оптических глазков на колпаке, лампы, соединения с насосом, вакуумметра, вакуумоснимающего клапана и специальных прокладок для сохранения эффекта герметичности.

-- Насос для создания вакуума.

-- Рабочая дежа с прессом, позволяющим ее разгружать.

-- Рубашка охлаждения для рабочих деж.

Размещено на Allbest.ru