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1、40 孫勇：大4!貯母攬掉裝JL的設計 2003年第3期 文章編號：1002-1124(2003)03-0039-02 低工設備 大型貯罐攪拌裝置的設計 孫勇 (中31天履化學工程公司黑龍江分公司，黒龍江哈爾濱150076) 摘要:本文通過實例介紹了大型貯第設計的剛度、強度問題及攪拌器的合理排布。 關鍵詞:貯罐;攪拌器;剛度;強度;角度 中圖分類號:TQ027.2 文獻標識碼:A Design strirrer of the large - scale tank SUN Yong (Heilongjiang Bench Co.rf China Tianchen Cho

2、nical Engineer昭 Co. .HadGn 15(U76,6n?) Abstract： With the instance? this paper introduces the method to solve the rigidity andintensily of ti<€ large - scale 1994-2008 China Acadvrnic Joumdl Ekctronlc Publishing House. All righls reserved. http^V wwxnki.ncl 40 孫勇：大4!貯母攬掉裝JL的設計 2003年第3期 tank,

3、and how to arrange in reason. Key ^wds: tank; stirrer; rigidity; intensity; angle 對于石化及輕工行業(yè)所用的犬型貯離，為了使 罐中貯液混合均勻、溫良溝勻；防止分層、沉淀、沉 降;同時也為了出料及清洗方便，常在貯罐底部設置 攪拌裝置。大型貯罐用攪拌器多為側入式船用三葉 螺旋槳推進攪拌器。下面以1500m3液貯罐為例，闡 述幾點設計中的體會。 1工藝條件及設計參數(shù) 物料名稱:醪液 罐體直徑：11000mm 罐體高度:15000mm 工作壓力:0.015MPa 設計壓力：0.018MPa 工作溫度：12

4、0弋 設計溫度:125^ 罐體材質:Q235-A 攪拌器功率:15kW 轉數(shù):350rpm 攪拌器個數(shù)：3 2攪拌器的合理配置 要使攪拌器有效乃至高效的工作，就要對攪拌 器進行合理地配置。 收稿 B期:2003-03-20 作者簡介:孫勇(1975-),男，助理工程師，1998年畢業(yè)于太原理工 大竽化工設備弓機械專業(yè)，現(xiàn)從寧化工設給及機械設計 工作。 (1)攪拌器的位置 選用船槳式推進攪拌器，只有安裝位置合理，才 能使槳葉對貯液的軸向力、法向力和扭矩綜合效果 最佳。這時貯液在罐體內同時產生軸向流、旋轉流、 湍流，能得到島效均勻地混合效果。因現(xiàn)用大多螺 旋葉片為左旋的，所以

5、攪拌器伸入后其中心線一定 沿罐體半徑向左旋一角度。此角大小由貯液的深 度、密度、粘度及罐底傾角等綜合因素決定。對于本 例，綜合考慮以上因素三個攪拌器位置如圖lo其 計算過程從略。 (2) 攪拌器的傾角 攪拌器的安裝除了軸線在水平方向上與罐體半 徑有夾角外，在立面內還應有個仰角。有仰角可加 大湍流程度。其大小可取罐底傾角。見圖2。 (3) 攪拌器的分布 大型貯罐為了出料方便，常將貯罐底設成傾斜 式罐底。岀口設在罐底最低點。由于罐底傾角影 響,要使罐底部形成方向一致的環(huán)向流，必須沿傾底 向上和向下兩部分施加不同的環(huán)向推力。所以罐底 攪拌器分布在岀口兩側位置一般不作對稱布置。本 例中

6、罐底傾角為3。攪拌器布置如圖1。當然每個攪 拌器的最佳位置要由罐底傾角、攪拌器功率及罐體 直徑計算求得，本計算過程從略， (4)攪拌器的插入長度及與罐底的鉅離 攪拌器的插入長度至少為槳葉的-?半.插入越 反,攪拌效果越好，但忌聲過論時轉動效果及機械性 能不好。一般取插人氏度1 ~ 1.5倍槳葉直徑。攪 拌器安裝罐壁接管或入孔蓋上，攪拌軸離罐底高度 1 ~ 2倍槳葉直徑或槳葉半徑再加150mm。 3密封問題 泄露問題是輕、化工領域安全生產的重中之重 的問題。因此,解決大型貯罐的軸封問題是攪拌設 備設計的關鍵所在。大型貯罐的軸封因設置于底部 受一定靜壓,且貯罐容積大，充料時維修不便

7、等不利 因素,使軸封的設計歷來是設計者頭痛的問題。過 去在設計時常根據(jù)所選攪拌器的參數(shù)自行設計密封 裝置,但由于加工或設計經驗不足，使大型貯罐底部 泄露事故屢見不鱗。目前國內已有生產攪拌機的廠 家設計并生產岀專用于側向攪拌器的機械密封。這 種軸封采用補償式機械密封和特殊的軸聯(lián)接設計, 不但能保證密封要求，而且在不拆卸整機的悄況下 能方便地修理、更換機械密封及軸承等易損件。所 以本例中不冉作機械密封的設計，采取選型的設計 方案。選用溫州長城公司的成套側攪拌器，其中自 帶該廠研制的機械密封。這樣使攪拌器的設計即安 全又經濟。 4強度與剛度 保障基本的強度與剛度要求是攪拌器正常工作 的前題。本例

8、屮為了解決傳動裝置與罐體聯(lián)接時剛 度及傳動裝置白身固定的強度問題，采取如下方案: (1)傳動裝置的自身固定 攪拌器傳動部分的自身固定可分兩種方式，一 是安裝于罐體側壁上，這種方式易保證攪拌軸的同 心度,但對罅?體所在部位強度要求較高，且功率較大 時傳動部分的振動罐體不易平衡。可見此方法在功 率較小(一般小于7.5kW時)且罐體壁厚余量較大 時是優(yōu)選方案。另外一種是傳動部單獨設置基礎， 這樣可以減小罐體入口處的強度要求。但這種安裝 方式應嚴格要求傳動部分基礎與罅體基礎的沉降一 致。根據(jù)本例中的條件，因攪拌器功率較大，且貯罐 有足夠的沉降時間，所以迭用第二種方案。其基礎 設置型式見圖3。巴罐體

9、基礎沉降到穩(wěn)定程度時, 再安婪倚動裝置,因傳動裝宣基礎小重量輕，所以沉 降不大，因而與己經處于沉降穩(wěn)定的罐體基礎之間 (2)傳動裝置與罐體的聯(lián)接 為了使攪拌軸有穩(wěn)定的同心度,傳動裝置與罐 體的聯(lián)接需要足夠的剛度。為了增加罐體與傳動裝 置聯(lián)接的剛度，把傳動裝置人口接管外伸設置最小, 另外插入管一定要采用厚壁管，而且用補強圈及筋 板加強。本例分別取與罐壁厚度相同的補強圈與加 強筋，其型式見圖3。 5結語 綜上所述,大型貯罅攪拌器的設計關鍵是解決 傳動裝建與罐體聯(lián)接的強度、剛度及密封問題。但 為了使攪拌器高效工作，其難點是解決設置時的幾 個角度問題。保證基本的剛度、強度與密封要求是 前題，綜合考慮各種因素，解決排布角度問題，這樣 才能得到最佳的設計方案。 1994-2008 China Acadvrnic Joumdl Ekctronlc Publishing House. All righls reserved. http^V wwxnki.ncl