Типы агитаторов

Мешалки играют важную роль в различных промышленных процессах, включая химические реакции, теплопередачу и смешивание жидкостей и твердых веществ. Существует широкий спектр типов мешалок, каждый из которых разработан для удовлетворения конкретных технологических требований. В этой статье будут рассмотрены наиболее распространенные типы мешалок и их применение.

Типы агитаторов

Мешалки лопастные

Лопастные агитаторы состоят из центрального вала с плоскими лопастями или лопатками, прикрепленными к нему, которые вращаются, создавая радиальный поток в смесительном баке. Лопасти обычно устанавливаются под углом 90 градусов к валу агитатора и могут быть как прямыми, так и изогнутыми.

Лопастные мешалки хорошо подходят для смешивания жидкостей средней и высокой вязкости и эффективны для содействия теплопередаче и дисперсии газа. Они работают на относительно низких скоростях, от 20 до 150 об/мин, и способны обрабатывать жидкости с вязкостью до 50 000 сП. Потребляемая мощность для лопастных мешалок обычно ниже по сравнению с другими типами мешалок.

Якорные агитаторы

Якорные мешалки состоят из центрального вала с двумя или более большими плоскими лопастями, прикрепленными, напоминающими форму якоря. Лопасти якорных мешалок движутся близко к стенкам и дну сосуда, обеспечивая эффективное смешивание и теплопередачу, особенно в приложениях, включающих высоковязкие жидкости или твердые частицы.

Якорные мешалки работают на низких скоростях и создают преимущественно тангенциальный поток, что делает их хорошо подходящими для условий ламинарного потока. Они широко используются в химической, пищевой и фармацевтической промышленности для таких процессов, как смешивание, гомогенизация и суспензия твердых веществ в жидкостях. Непосредственная близость лопастей к стенкам сосуда помогает предотвратить образование застойных зон и способствует равномерному перемешиванию.

Мешалки с винтовой лентой

Ленточные агитаторы с винтовой мешалкой — это тип агитатора, предназначенный для смешивания высоковязких жидкостей и паст. Эти агитаторы имеют центральный вал с одной или несколькими прикрепленными винтовыми лентами или спиралями, которые создают комбинацию радиальных и осевых схем потока при вращении агитатора. Уникальная конструкция ленточных агитаторов с винтовой мешалкой делает их идеальными для применений, связанных с высоковязкими материалами, например, в химической, фармацевтической и пищевой промышленности.

Основным преимуществом винтовых ленточных агитаторов является их способность создавать четко определенную схему потока, которая способствует эффективному перемешиванию и теплопередаче. При вращении агитатора винтовые ленты перемещают материал как в радиальном, так и в осевом направлении, обеспечивая тщательное перемешивание по всему сосуду. Это движение также помогает предотвратить образование мертвых зон и минимизировать накопление материала на стенках сосуда.

Ленточные агитаторы с винтовой структурой особенно эффективны для условий ламинарного потока, когда вязкость жидкости высока и турбулентное перемешивание труднодостижимо. Тесный зазор между лентами и стенкой сосуда создает сдвиговое действие, которое помогает разбить вязкий материал и способствует перемешиванию. Кроме того, увеличенная площадь поверхности ленточных агитаторов повышает скорость теплопередачи, что делает эти агитаторы хорошо подходящими для применений, связанных с нагреванием или охлаждением вязких материалов.

Двойные спиральные ленточные мешалки

Двойные спиральные ленточные агитаторы имеют две спиральные ленты, намотанные вокруг центрального вала, что создает уникальную схему потока, которая обеспечивает эффективное смешивание и теплопередачу. Спиральная конструкция лент способствует как радиальному, так и осевому потоку, что позволяет тщательно перемешивать все содержимое резервуара.

Мешалки с винтовыми импеллерами

Мешалки с винтовыми импеллерами — это тип мешалок, предназначенных для перемешивания вязких жидкостей и материалов с высоким содержанием твердых частиц. Эти мешалки оснащены винтовым импеллером, который создает осевой поток, эффективно перемещая жидкость в вертикальном направлении. Геометрия винтового импеллера обеспечивает эффективное перемешивание и теплообмен, что делает их идеальными для различных промышленных процессов, включая химические реакции, операции диспергирования и производство фармацевтических препаратов.

Одним из основных преимуществ винтовых импеллерных агитаторов является их способность работать с высоковязкими жидкостями и пульпами. Конструкция винта создает мощное насосное действие, которое может легко перемещать густые, вязкие материалы.

Пропеллерные мешалки

Мешалки с пропеллером состоят из вала с прикрепленной лопастью пропеллера, которая при вращении создает осевой поток. Угол лопасти варьируется, обычно от 45° до 60°, а угол наклона можно регулировать для оптимизации характеристик потока для конкретных применений.

Пропеллерные мешалки хорошо подходят для смешивания жидкостей с низкой и средней вязкостью и могут эффективно смешивать смешивающиеся жидкости или диспергировать газы и твердые частицы в жидкой среде. Они обычно используются в резервуарах диаметром до 3 метров и могут работать со скоростью от 400 до 1750 об/мин.

Радиальные пропеллерные мешалки

Радиальные пропеллерные мешалки создают радиальный поток, перпендикулярный валу мешалки, что создает турбулентное движение и способствует эффективному перемешиванию.

Конструкция радиальных пропеллерных агитаторов обычно состоит из плоских лопастей, установленных на центральной ступице, при этом угол наклона лопастей варьируется от 30° до 45°. Диаметр агитатора обычно составляет 30-50% диаметра бака, а скорость агитатора составляет от 20 до 150 об/мин.

Радиальные пропеллерные агитаторы подходят для жидкостей с низкой и средней вязкостью и могут обрабатывать твердые частицы во взвешенном состоянии. Они эффективны в операциях по диспергированию газа и жидкости и могут улучшить показатели теплопередачи при использовании в сочетании с теплообменниками.

Турбинные мешалки

Турбинные мешалки известны своей способностью создавать высокие скорости сдвига и турбулентное движение в жидкости, что делает их пригодными для широкого диапазона вязкостей.

Турбинные агитаторы обычно состоят из центрального вала с несколькими плоскими лопастями или рабочими колесами, прикрепленными под прямым углом. Рабочие колеса могут быть радиальными или осевыми, в зависимости от желаемой картины потока.

Радиальные рабочие колеса, такие как турбины Раштона, создают поток, перпендикулярный валу мешалки, что способствует хорошему смешиванию и дисперсии газа.

Осевые рабочие колеса, как и турбины с наклонными лопастями, создают поток, параллельный валу, что идеально подходит для смешивания и взвешивания твердых частиц.

Рабочие колеса турбин с прямыми лопатками: Прямолопастные турбинные рабочие колеса имеют плоские лопатки, прикрепленные к центральной ступице. Они обеспечивают радиальный поток и эффективны для дисперсии газа и суспензии твердых частиц. Прямолопастные турбинные рабочие колеса обычно используются в химической и нефтехимической промышленности.

Рабочие колеса турбин с наклонными лопатками: Рабочие колеса турбин с наклонными лопатками имеют наклонные лопатки, которые обеспечивают комбинацию осевого и радиального потока. Они подходят для широкого спектра применений, включая смешивание, твердую суспензию и теплообмен. Рабочие колеса турбин с наклонными лопатками обычно используются в химической, пищевой и фармацевтической промышленности.

Рабочие колеса турбины Rushton: Рабочие колеса турбины Раштона состоят из шести плоских лопаток, прикрепленных к центральному диску. Они обеспечивают высокий сдвиг и эффективны для дисперсии и эмульгирования газа и жидкости. Рабочие колеса турбины Раштона обычно используются в химической и биотехнологической промышленности.

Рабочее колесо турбины Смита: Рабочие колеса турбины Смита имеют изогнутые лопатки, которые обеспечивают комбинацию осевого и радиального потока. Они разработаны для снижения энергопотребления при сохранении эффективности смешивания. Рабочие колеса турбины Смита обычно используются в химической промышленности и очистке сточных вод.

Рабочие колеса турбин с изогнутыми лопатками: Рабочие колеса турбин с изогнутыми лопатками имеют лопатки с изогнутым профилем, что обеспечивает сочетание осевого и радиального потока. Они подходят для широкого спектра применений, включая смешивание, твердую суспензию и теплообмен. Рабочие колеса турбин с изогнутыми лопатками обычно используются в химической, пищевой и фармацевтической промышленности.

Мешалки с крыльчатками с отступающей кривой

Мешалки с отступающими криволинейными рабочими колесами — это тип мешалок, предназначенных для эффективных процессов смешивания и эффективного использования мощности. Эти рабочие колеса имеют изогнутые лопасти, которые наклонены в сторону от направления вращения, создавая уникальную схему потока, которая сочетает в себе как осевые, так и радиальные компоненты потока. Конкретный угол лопастей варьируется в зависимости от области применения, стандартные углы составляют от 45° до 90°.

Импеллеры с криволинейным отходом хорошо подходят для жидкостей средней и высокой вязкости и могут выполнять широкий спектр задач по смешиванию, включая смешивание, дисперсию и включение газа. Конструкция изогнутых лопастей способствует более однородной смеси, создавая схему потока, которая вытягивает материал со дна резервуара и рассеивает его по всему сосуду.

Мешалки с гидрокрыльчатыми импеллерами

Мешалки с гидрокрыльчатыми импеллерами имеют уникальную конструкцию лопастей, напоминающую морской винт, что обеспечивает превосходные решения для смешивания жидкостей с минимальным потреблением энергии. Гидрокрыльчатая форма лопастей обеспечивает более эффективное использование энергии по сравнению с традиционными плоскими лопастями, что снижает производственные затраты.

Рабочие колеса с гидрофойлом создают осевой поток, что делает их пригодными для смешивания жидкостей с низкой и средней вязкостью. Осевой поток создает вертикальное движение в смесительном баке, обеспечивая эффективное смешивание по всему сосуду. Этот поток особенно полезен в приложениях, требующих дисперсии газа или твердой суспензии.

Мешалки с дисперсионными лопастными импеллерами

Мешалки с лопастными импеллерами с дисперсией предназначены для эффективного смешивания и диспергирования, особенно в газовой дисперсии и несмешивающихся смесях. Эти импеллеры имеют уникальную конструкцию лопастей, которая способствует эффективному смешиванию и снижает потребление энергии. Лопасти обычно изогнутые или угловые, с вариациями угла наклона и диаметра для соответствия конкретным приложениям.

Лопастные импеллеры с дисперсионными лопастями обычно используются в химической и фармацевтической промышленности для процессов, включающих реакции газ-жидкость, такие как ферментация, гидрогенизация и окисление. Они отлично подходят для создания однородной смеси и улучшения скорости массообмена между газовой и жидкой фазами. Конструкция лопасти создает комбинацию радиальных и осевых схем потока, что улучшает дисперсию пузырьков газа по всему смесительному резервуару.

Мешалки с винтовыми импеллерами

Спиральный импеллер состоит из спиральной ленты или спиральной лопасти, обернутой вокруг вала мешалки. Такая конструкция создает комбинацию радиальных и осевых схем потока, что повышает эффективность смешивания. При вращении импеллера он создает турбулентное движение в жидкости, обеспечивая однородность смеси и предотвращая образование мертвых зон.

Спиральные крыльчатки хорошо подходят для работы с жидкостями средней и высокой вязкости, поскольку они обеспечивают мягкое перемешивание, минимизируя сдвиговые усилия. Это делает их идеальными для применений, включающих чувствительные к сдвигу материалы, такие как полимерные растворы, пасты и гели. Конструкция спирали также способствует эффективной теплопередаче, что делает эти агитаторы пригодными для использования в теплообменниках и реакторах.

Как выбрать мешалку

1. Вязкость: Для жидкостей с низкой и средней вязкостью могут подойти пропеллерные или турбинные мешалки. Для более вязких жидкостей часто используются якорные мешалки или спиральные ленточные мешалки, чтобы обеспечить эффективное смешивание и предотвратить образование мертвых зон.
2. Модель потока: Еще одним важным фактором является желаемая схема потока в смесительном баке. Осевые мешалки, такие как пропеллерные агитаторы, создают схему потока, параллельную валу мешалки, что делает их идеальными для смешивания и суспензии твердых веществ. Радиальные мешалки, такие как турбинные мешалки Раштона, создают схему потока, перпендикулярную валу мешалки, что делает их пригодными для приложений по диспергированию газа и теплопередаче.
3. Геометрия танка: Диаметр мешалки должен быть пропорционален диаметру резервуара, обычно в диапазоне от 1/3 до 1/2 диаметра резервуара. Размещение перегородок и общая конструкция резервуара также повлияют на выбор мешалки для обеспечения эффективного смешивания и минимизации мертвых зон.
4. Потребляемая мощность: Потребность в мощности зависит от свойств жидкости, скорости мешалки и желаемой интенсивности смешивания. Крайне важно выбрать мешалку, которая может обеспечить необходимую мощность, оптимизируя энергоэффективность для минимизации эксплуатационных расходов.
5. Требования к процессу: Конкретные требования к процессу, такие как необходимость теплопередачи, газовой дисперсии или химических реакций, будут диктовать тип необходимого агитатора. Например, в приложениях, требующих высокой скорости теплопередачи, могут быть предпочтительны агитаторы с большой площадью поверхности, такие как якорные агитаторы или спиральные ленточные агитаторы. Для газожидкостной дисперсии часто используются турбинные крыльчатки Раштона или другие радиальные крыльчатки.
6. Совместимость материалов: Материалы конструкции мешалки должны быть совместимы с жидкостями или смешиваемыми химикатами. В коррозионных средах или при работе с чувствительными материалами, например, в фармацевтической промышленности, могут потребоваться мешалки из нержавеющей стали или других коррозионно-стойких сплавов для обеспечения длительной прочности и чистоты продукта.