Смесители турбулентого типа

Реферат

 

Данный курсовой проект состоит  из пояснительной записки, состоящей из 28 листов и графической части, состоящей из 1 листов, выполненных на одном файле, листа формата А1 (два вида смесителя свободного действия)

Целью данного курсового  проекта было запроектировать смеситель  турбулентного типа. Проведены все необходимые технологические расчеты.

Ключевые слова: смеситель  турбулентного типа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Оглавление

 

Реферат 2

Введение 4

1. Назначения и класс проектируемого оборудования 6

2. Компановка и размещение оборудования в составе технологической линии 9

3. Конструкция оборудования с подробным описанием основных деталей, узлов и агрегатов. 11

4. Принцип и порядок работы оборудования с указанием очередности выполняемых операций. 14

5. Техническая характеристика оборудования по основным параметрам в сравнении с существующими аналогами. 16

6. Новые технические решения по разработке деталей, узлов, и агрегатов оборудования данного типа. 17

7. Расчет отдельных деталей, узлов, основных технических эксплуатационных параметров. 21

8. Ремонт, обслуживание и условия безопасной работы оборудования. 24

Список использованной литературы 28

 

 

 

 

 

Введение

 

Высокооборотные смесители  турбулентного типа прекрасно зарекомендовали  себя при решении задач качественного  смешивания различных материалов.

На современном  этапе развития промышленности всё  более высокие требования предъявляются  к смесям различного назначения. В  настоящее время большое внимания уделяется созданию высокоэффективных  и надёжных смесителей. Это приводит к совершенствованию прогрессивных  технологий смесеприготовления, позволяющих  достигнуть высокого уровня качества процессов при получении смесей и готовой продукции и обеспечить высокую эффективность производства. Технологические процессы состоят  из отдельных операций, поэтому совершенствование  технологических процессов может  быть достигнуто путем установления оптимального числа и порядка  выполнения операций, а так же совершенствованием внутреннего содержания последних.

Задачи автоматизации  и интенсификации производства при  обеспечении показателей качества продукции предопределяют необходимость  создания более высокоэффективных  смесителей. Современным производством  предъявляются высокие требования к качеству смесей, требующие разработки новых эффективных методов их получения. Актуальной является задача интенсификации режимов работы смесителя  в условиях конкретного специализированного  производства. Основным показателем  качества процессов получения смесей является равномерность распределения  компонентов по всему объёму смеси, находящейся в ёмкости смешивания смесителя. Данный показатель не позволяет  учитывать особенностей тиксотропных смесей.

Смесители турбулентного  типа в настоящее время активно  используются в приготовлении некоторых  видов специальных строительных растворов и смесей, ячеистых бетонов, фибробетона и т.д.  
Простота конструкции, высокая скорость смешивания при относительно небольшой энергонагруженности оборудования - несомненные положительные стороны смесителей турбулентного типа. 
Турбулентные смесители в основном применяют для производства подвижных цементно-песчаных смесей и бетонов с крупностью заполнителя до 40мм. При турбулентном перемешивании повышается текучесть смеси и резко снижается водоотделение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Назначения  и класс проектируемого оборудования

 

Турбулентный смеситель состоит  из неподвижной бочкообразной емкости  с конусообразной нижней частью, установленной  на раме, лопастного ротора-активатора, обычно расположенного в нижней части  емкости, электродвигателя и приводных  шкивов. 

Благодаря простоте конструкции и  хорошим эксплуатационным характеристикам  турбулентные смесители активно  используются производителями строительных материалов. Некоторые ограничения  к применению с лихвой компенсируются высокой скоростью смешивания, простотой  обслуживания агрегата. 

Однако возможности турбулентных смесителей не ограничиваются только смешиванием, гидроактивация компонентов  приготавливаемой смеси открывает  широчайшие возможности использования  турбулентных смесителей в производстве строительных материалов. 

Повышение активности как вяжущих, так и инертных компонентов смеси  непосредственно при смешивании позволяет выпускать высококачественные материалы при снижении расхода  цемента. Причем, активация и смешивание происходят одновременно и не снижают  практическую производительность смесительного  оборудования. 

Возможность восстановления марочной прочности лежалого цемента, применение низкомарочных цементов без ухудшения  показателей прочности выпускаемых  изделий позволяет резко увеличить  экономическую эффективность производства строительных материалов при снижении себестоимости выпускаемой продукции.

Однако смесителям турбулентного  типа классической конструкции присущи  и некоторые недостатки, существенно  сужающие область применения оборудования данного типа.

1. Невысокая надежность уплотнительных устройств, предназначенных для герметизации входа приводного вала в емкость смесителя.  
   Техническими условиями (ГОСТ 16349-85 Смесители цикличные для строительных материалов) нормируется допустимая потеря в количестве более 2% от общего объема приготавливаемого раствора.  
   Соответственно потеря раствора до 2% признается вполне допустимой. Заметим, что при эксплуатации высокооборотного растворосмесителя объем по загрузке 500 литров (объем готового замеса 400 литров) при выполнении требований ГОСТ 16349-85 допустимая потеря раствора составит 8 литров! И это при каждом замесе!
2. Следующей особенностью смесителей турбулентного типа является возможность приготовления только лишь растворов, имеющих высокую подвижность.  
   В случае, если приготавливаемый раствор имеет недостаточную подвижность, качество смешивания резко ухудшается. При использовании смесителей турбулентного типа в приготовлении растворов малой подвижности выполнение технических требований (ГОСТ 16349-85) в части максимально допустимого коэффициента вариаций для растворных смесей (не более 10%) весьма проблематично, что также указывает на ухудшение качества смешивания. К тому же при разгрузке смесителя турбулентного типа, применяемого для приготовления смесей, имеющих недостаточную подвижность, возникают серьезные проблемы. Растворная смесь налипает на стенках и произвести качественную и быструю разгрузку смесителя практически не возможно. Именно ограничение по степени подвижности приготавливаемого раствора существенно снижает область применения смесительного оборудования турбулентного типа в производстве строительных материалов.
3. Еще одной особенностью, характерной именно для смесителей турбулентного типа классической конструкции, является некоторая хаотичность движения потока приготавливаемого раствора в емкости смесителя. В то время как именно рациональная организация движения материала при смешивании оказывает основное влияние на скорость и качество смешивания.

В свою очередь турбулентные смесители можно подразделить на 2 вида:

• Пропеллерные смесители. Применяются для перемешивания различных материалов с водой и поддержания достигнутой однородности полученных жидких масс. Данный вид смесителя прост по конструкции и эффективен в работе.
• Лопастные смесители. Применяют не только для перемешивания, но и для распускания глинистых материалов в воде и получения жидких масс – шлама, шлинкера; смесители могут иметь горизонтальные и вертикальные лопасти, с простым и сложным движением, жестко закрепленные и подвешенные на цепях.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Компановка  и размещение оборудования в составе  технологической линии

 

 

  В зависимости от требуемой  емкости смеситель может иметь  вертикальное или горизонтальное расположение чаши. Смеситель - центральный компонент  технологической линии - производственного  участка или отдельной установки.

Рис. 1 Технологическая линия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 – бункер  сухого порошка; 2 – питатель шнековый; 3 – вентиль регулирующий; 4 –  вентиль запорный; 5 – смеситель  турбополосной; 6 – гранулятор формирования  шнековый; 7 – щит управления и  контроля за работой оборудования; 8 – насос; 9 – ротаметр; 10 – устройство  для разделения жгутов на гранулы. 

 

 

 

 

 

Рис. 2 Смеситель  пропеллерного типа

 

1 – винт; 2 – вал; 3 – редуктор; 4 – электродвигатель.

 

Рис. 3 Разрез смесителя пропеллерного типа.

 

 

 

1 – каноническая  шестерня; 2- ванна; 3 – центральная  втулка; 4 – винт; 5 – шпонка; 6 –  гайка.

 

 

 

Рис. 4 Смеситель лопастного типа.

 

1 – колонна; 2 – восьмиугольный  железобетонный бассейн; 3 – крестовина;  4 – неподвижная вертикальная  ось; 5 – коническая зубчатая пара; 6 – редуктор; 7 – электродвигатель; 8 – цепи; 9 – подвешанные стальные  бороны.

3. Конструкция оборудования с подробным описанием  основных деталей, узлов и агрегатов.

 

Рис. 5  Смеситель СБ-133А: 

а - общий вид;

б - бак с наклонными неподвижными лопастями или ротор активатор; 1 - электродвигатель; 2 - пускатель; 3 - крышка бака; 4 - бак; 5 - рычажный затвор; 6 - крышка люка; 7 - лопастной ротор; 8 - тележка; 9 - колесо; 10 - клиноременная передача; 11 - неподвижная лопасть

 

 

 

 

 

 

 

Турбулентный высокооборотный  растворобетоносмеситель СБ-1ЗЗА (рис. 5) с объемом готового замеса 65 л (по бетону) и 80 л (по раствору) предназначен для приготовления подвижных цементных и известковых растворов, мастичных и эмульсионных смесей подвижностью 7 см и более, а также пластичных бетонных смесей с заполнителями крупностью до 30...40 мм.

Материалы перемешиваются в  неподвижном цилиндрическом баке лопастным  ротором, получающим вращение от электродвигателя через клиноременную передачу. Во время работы бак закрыт сверху крышкой. Бак и электродвигатель смонтированы на тележке с колесным ходом. Пуск и останов электродвигателя осуществляются пускателем. Компоненты загружают в  бак сверху при вращающемся роторе с помощью мерных емкостей в последовательности: вода, цемент, заполнители. При вращении ротор отбрасывает компоненты смеси  к стенкам бака с наклонными неподвижными лопастями, которые тормозят движение смеси по окружности и направляют поток смеси вверх по спирали  к центру бака, откуда смесь под  действием силы тяжести возвращается к ротору и вновь вовлекается  в движение.

Активатор корончатого типа представляет собой диск с вертикально  установленными лопастями, предназначенными для захвата и отбрасывания раствора. При вращении такой активатор  создает устойчивую воронку (если раствор  имеет достаточную подвижность). Смесь, увлекаемая воронкой, попадает на активатор, где захватывается  лопастями и отбрасывается в  радиальном направлении. Увлекаемый турбулентными  возмущениями приготавливаемый раствор  поднимается вверх, где повторно захватывается воронкой. Наблюдается  восходящее перемещение смеси и  круговое по оси вращения активатора. Однако захват раствора лопастями активатора такой конструкции происходит при относительно низких скоростях вращения активатора.

При увеличении скорости происходит срыв материала с лопастей в силу действия центробежных сил и усиления эффекта кавитации. Траектория движения материала от активатора распрямляется, круговое движение смеси уменьшается, а восходящее перемещение материала  становится более выраженным. Восходящее движение смеси увеличивается в  силу повышения напорного воздействия, радиально отбрасываемого материала  и его уплотнения возле стенок емкости смесителя. Постоянное давление материала, отбрасываемого активатором, вынуждает смесь перемещаться вверх.  В верхней части смесителя раствор опять захватывается воронкой. При скоростном режиме смешивания движение раствора становится более равномерным по сравнению с тихоходным режимом.

Интенсивное движение материалов позволяет получать смесь большой  однородности и пластичности за относительно малое время.

В виду снижения интенсивности механического  воздействия на составляющие бетонного  раствора, появляется возможность введения в приготавливаемый раствор (бетон) различных добавок.

Интенсивное, но бережное смешивание, оказывает минимальное разрушающее  воздействие на формируемые пузырьки пенобетона, поэтому турбулентные смесители, оснащенные цилиндрическим активатором, при изготовлении пенобетонных растворов  низких плотностей показывают отличные результаты.

Продолжительность перемешивания  после окончания загрузки составляет 30...35 с.

Готовая смесь выгружается  через люк, закрываемый крышкой  с рычажным затвором.

 

 

4. Принцип и  порядок работы оборудования с указанием  очередности выполняемых операций.

 

Принцип турбулентного перемешивания, основанный на создании высоких градиентов скоростей, способствует равномерному распределению в приготавливаемом растворе различных включений и  добавок (фибра, пигменты, пластифицирующие добавки). 

Быстро вращающийся активатор  создает турбулентные завихрения, поэтому  воздействие на компоненты приготавливаемой смеси при перемешивании осуществляется не столько активатором (ротором) установки, сколько именно динамическим возмущением  среды. Такое активное воздействие  позволяет получать очень качественные подвижные растворы при минимальном  разрушающем воздействии на применяемые  наполнители.

Так как компоненты смеси имеют  очень непродолжительный контакт  с механической частью смесителя, можно  сказать, что турбулентные смесители  обеспечивают максимально бережное перемешивание быстроразрушающихся  компонентов приготавливаемого  раствора (например, фибры или гранул вспененного полистирола). Именно по причине хорошего качества смешивания и возможности интенсивного воздухововлечения  турбулентные смесители широко используются для приготовления неавтоклавного пенобетона (поробетона).

Однако возможности турбулентных смесителей не ограничиваются только смешиванием, гидроактивация компонентов  приготавливаемой смеси открывает  широчайшие возможности использования  турбулентных смесителей в производстве строительных материалов.  
Повышение активности как вяжущих, так и инертных компонентов смеси непосредственно при смешивании позволяет выпускать высококачественные материалы при снижении расхода цемента. Причем, активация и смешивание происходят одновременно и не снижают практическую производительность смесительного оборудования.