Тихохідні мішалки - лопатеві, якірні і т. П. - зазвичай приводяться в обертання від індивідуального електродвигуна через зубчасту передачу.
Приводи зазвичай встановлюють на кришках апаратів, в яких мешалка працює, іноді на балках або рамах, укріплених на даху. Якщо вал довгий, то на днище судини монтується додаткова опора. У сучасних конструкціях привід зазвичай здійснюється безпосередньо від електродвигуна, через редуктор.
Для комбінованих мішалок застосовуються приводи типу, зображеного на малюнку 14.
Малюнок 14 - Привід комбінованої мішалки.
Від вала 1 обертання передається через дві конічні зубчасті передачі: через колеса 3 і 5 в одному напрямку і через колеса 2 і 4 в зворотному напрямку. Якщо передавальні числа обох пар однакові, то вали коліс 4 і 5 будуть обертатися з однаковою швидкістю, але в різні боки.
Якщо комбінована мешалка складається з тихохідної і швидкохідної мішалок, ставляться два незалежних приводу. Якірна мішалка приводиться в обертання від електродвигуна через пару конічних коліс, а турбінна - від свого електродвигуна (вали з'єднані муфтам).
Якщо місця на кришці посудини або над нею недостатньо, привід розташовують під посудину, що, однак вимагає установки хорошого сальникового ущільнення.
Приводи пропелерних мішалок найчастіше здійснюються в залежності від швидкості обертання: 1.От електродвигуна, безпосередньо пов'язаного з валом мішалки; 2.Від електродвигуна через шестерну передачу; 3.Від електродвигуна з вбудованим редуктором; 4.От електродвигуна через клиноременную передачу.
Приклад приводу першого типу для стаціонарних пропелерів показаний на малюнку 15.
Застосовуються також електродвигуни з регульованим числом обертів, що робить мішалку більш універсальною, в тих випадках, коли в процесі перемішування різко змінюється в'язкість системи. Для вертикальних стаціонарних пропелерів, при звичайних на практиці діаметрах і швидкостях обертання валів, вважають допустимої довжину валу до 1,8 м. Якщо необхідно мати велику довжину, то вживають таких заходів: 1. Встановлюють стабілізатори у вигляді навареними на лопаті пропелера крилець (рисунок 16а ) або у вигляді широкого кільця зі спицями, зміцнює на кінці вала (рисунок 16б). 2. Встановлюють кінцеві підшипники, монтовані на днище судини, як це показано на малюнок 17а і б.- Встановлюють додатковий підшипник в приводі (рисунок 18а, або додатковий винесений підшипник (рисунок 18в).
Малюнок 15 - Привід пропелерної мішалки.
Малюнок 16 - Пристосування для зниження амплітуди коливань вала мішалки.
Малюнок 17 - Кінцеві підшипники мішалок.
Малюнок 18 - Додаткові підшипники в приводах мішалок.
Для зменшення довжини вала вдаються до установки приводу під посудину. Більш короткі вали мають також бічні мішалки, привід яких встановлюється або на вертикальній стінці судини, або на днище в разі горизонтальних судин.
Стійки відливають з чавуну або зварюють з вуглецевої сталі. Вони являють собою циліндри або усічені конуси, забезпечені верхнім і нижнім приєднувальними фланцями. У обечайке стійок є вирізи для зручності монтажу і демонтажу.
в приводах кінцеві опори служать для рухомого закріплення нижнього кінця вала перемішують органу. Опори складаються (рисунок 19) зі стійки 1, до якої болтами 7 прикріплений підшипник 2, в ньому закріплена штифтами 5 нерухома втулка 4. На нижньому кінці вала закріплена болтом 6 рухома втулка 3, яка обертається разом з валом всередині нерухомої втулки 4.
Втулки виготовляють із чавуну, графіту, капрону, текстоліту або фторопласта-4, інші деталі з вуглецевої сталі для нейтральних середовищ або з корозійно-стійких матеріалів для агресивних середовищ. З точки зору розподілу навантажень найбільш раціональні приводи з кінцевими підшипниками, однак, у багатьох випадках через корозійного або абразивного дії середовища їх не можна встановлювати. Кінцеві підшипники в апараті працюють в дуже важких умовах: їх неможливо змащувати, вони погано
1 стійка; 2 підшипник; 3 рухома втулка; 4 нерухома втулка; 5 штифти; 6,7- болти Малюнок 19 - Опори кінцеві внутрішні для вертикальних валів пристроями,.
доступні для огляду і ремонту. Конструкція підшипника повинна забезпечувати вільну циркуляцію рідини через нього. На малюнку 20а показаний типовий кінцевий підшипник (підп'ятник). Підп'ятник, показаний на малюнку 20б застосовується для футерованих апаратів. Конічний підставу цього подпятника забезпечує йому високу жорсткість і захищає футеровку поблизу подпятника від руйнування.
а) типова конструкція; б) подпятник для футерованих апаратів
Малюнок 20 - Кінцеві підшипники.
При роботі мішалки без кінцевого підшипника можлива поява крутних коливань консольного валу мішалки, що є наслідком динамічних навантажень на вал від переміли середовища, умов закріплення вала в опорах, конструкції мішалки. При неправильному обліку в процесі конструювання таких важливих критеріїв надійності, як жорсткість і вібростійкість, експлуатація апаратів з мішалками зустрічає ряд труднощів. Якщо вал з мішалкою НЕ отбалансирован і в його підшипникових опорах є люфт d. то можливе відхилення нижнього кінця вала на величину s. Схема відхилення вала з двома підшипниковими опорами зображена на малюнок 22.
1 редуктор; 2 поздовжньо-роз'ємна муфта; 3 стійка приводу; 4 ущільнення; 5 опора приводу; 6 маслоуловітель; 7- вал; 8- кінцевий підшипник Рисунок 21 - Привід.
Малюнок 22 - Схема коливань вала.
З подоби трикутників (рисунок 22) отримуємо співвідношення:
Тобто коливання вала залежить від величини люфту d і відносини L / l.
Якщо люфт усунути повністю, то величину відносини L / l можна обмежити. Для надійної роботи консольного валу мішалки рекомендується L / l 4. Для зменшення крутильних коливань вала після кріплення мішалки він повинен бути статично отбалансирован. При небезпеки виникнення крутильних коливань, які ведуть до порушення роботи сальника, або при великих значеннях L / l необхідна установка кінцевого підшипника.
Крутильні коливання викликають підвищений знос підшипників і сальника. Кінцевий підшипник усуває крутильні коливання, покращуючи роботу сальника і підшипникових опор. Хоча кінцевий підшипник працює в агресивному середовищі, застосування його для нормальної роботи апарату необхідно при великій довжині або високій частоті обертання валу.
Для забезпечення співвісності обох втулок (рисунок 19) може застосовуватися кінцевий підшипник (рисунок 23), в якому обойма невращающейся втулки кульовим поверхню, що дає можливість встановлювати вісь цієї втулки в потрібному напрямку.
1 вал; 2 обертається втулка; 3 невращающаяся текстолитовая втулка; 4 обойма.
Малюнок 23 - Кінцевий підшипник з кульової обоймою
Кріплення мішалок. У найпростіших конструкціях лопаті приварюють безпосередньо до валу. Однак, елементи кріпляться на валу за допомогою рознімних з'єднань. Зазвичай мешалка складається з маточини, до якої приварюються лопаті. Маточина кріпиться на валу за допомогою шпонки і стопорних пристроїв, що перешкоджають осьовому зміщення. У разі установки мішалки в середині вала її закріплюють стопорним гвинтом (рисунок 24а), при установці на кінці вала - кінцевий гайкою (малюнок 24б) або за допомогою двох півкілець, які закладаються в кільцеву виточку на валу (рисунок 24.В).
а) стопорним гвинтом; б) кінцевий гайкою; в) півкільцями
Малюнок 24 - Способи кріплення мішалок на валу.
При конструюванні мішалок необхідно враховувати умови їх монтажу. Мішалки невеликих апаратів (діаметром 1,2 м і менше) зазвичай збираються разом з кришкою і разом з нею встановлюються в апарат. Вони повинні мати мінімум рознімних з'єднань. Мішалки для великогабаритних апаратів доцільно робити рознімними з частин таких розмірів, які можна пронести через лаз апарату. Це дає можливість розбирати мішалку при ремонтних і монтажних роботах, не знімаючи кришку і привід. У суцільнозварних апаратах мешалка обов'язкове повинна бути розбірний.
Муфти служать для з'єднання вала приводу з валом мішалки. Застосовують в основному нормалізовані муфти двох типів - поздовжньо-роз'ємні і зубчасті.
1 корпус; 2 накидні фланці; 3 розрізне кільце; 4 пружини; 5 болти Малюнок 25 - поздовжньо роз'ємна муфта.
1 обойма зубчаста; 2 втулка зубчаста; 3 кришка; 4 ущільнення; 5 маслянка Малюнок 26 - Муфти зубчасті для з'єднання вертикальних валів приводів перемішують.
Поздовжньо-роз'ємні муфти застосовують для жорсткого з'єднання вихідного валу редуктора (мотор-редуктор) з валом пристроями, з проміжним валом при будь-якому числі проміжних опор. Муфта складається (рисунок 25) з корпусу 1 (що утворюється двома половинами), комбінованих фланців 2 і шпильок 5 з шайбами і гайками. Сполучаються кінці валів мають кільцеві проточки, на які надіто розрізне кільце 3, половинки його скріплюються двома пружинами 4. Зверху надіті на шпонке половини корпусу, після затяжки шпильок фланців виходить жорстке співвісний з'єднання валів.
Зубчасті муфти застосовують для з'єднання вихідних валів мотор-редуктора і електродвигуна (гідромотора) з проміжним валом при двох проміжних опорах. Муфта складається (рисунок 26) з зубчастої обойми 1, укріпленої шпонкой на валу мотор-редуктора, і зубчастої втулки 2, сидить на шпонке на проміжному валу. Зуби втулки входять у западини обойми. Муфта передає крутний момент, але не з'єднує вали жорстко по осі.
Питання для повторення
1. Призначення класифікації хімічного обладнання.
2. Класифікація хімічного устаткування.
3. Мета перемішування.
4. Способи перемішування.
5. Характеристики пристроями, покладені в основу їх порівняльної оцінки.
6. Основні частини механічного перемішують.
7. Токи формуються мішалками.
8. Конструкції мішалок в залежності від пристрою лопатей.
9. Лопатеві мішалки, область застосування.
10. Пропелерні мішалки, область застосування.
11. Турбінні мішалки, область застосування.
12. Мішалки для вузьких середовищ.
13. Спеціальні мішалки (барабанні, дискові, вібраційні).
14. Мішалки для високов'язких середовищ.
15. Методика розрахунку перемішують.
16. Розрахунок горизонтальної лопатевої мішалки.
17. Розрахунок вертикальної лопатевої мішалки.
18. Розрахунок пропелерної мішалки.
20. Привід тихохідних мішалок.
21. Привід швидкісних мішалок.
22. Стійки приводу і кінцеві опори вала мішалки.
23. Кріплення мішалок до валу.
24. Муфти, що з'єднують вал двигуна і мішалки.