Перемешивающее оборудование

Перемешивающее оборудование

Перемешивающие устройства, могут устанавливаться в полимерных емкостях различных фирм-производителей. По требованию Заказчика мешалки выпускаются и для других типов ёмкостей, в том числе металлических.

Перемешивание — один из самых распространенных процессов на предприятиях пищевой и химической промышленности. При перемешивании частицы жидкости или сыпучего материала многократно перемещаются в объеме аппарата или емкости друг относительно друга под действием импульса, который передается перемешиваемой среде от механической мешалки или струи жидкости, газа или пара.

• ускорение течения химических реакций или процессов,
• обеспечение равномерного распределения твердых частиц в жидкости,
• обеспечение равномерного распределения жидкости в жидкости,
• интенсификация нагревания или охлаждения,
• обеспечение стабильной температуры по всей жидкости.

Существует много конструкций перемешивающих устройств, но наиболее распространены механические мешалки с вращательным движением перемешивающих органов.
Наряду с этим осуществляется перемешивание газом или паром, перемешивание циркуляцией жидкости, вибрационное или пульсационное перемешивание.

Каждый из перечисленных типов перемешивающих устройств имеет свои специфические преимущества и недостатки и определенную область применения.

При подборе перемешивающего устройства или способа перемешивания используются следующие основные понятия:

• степень перемешивания или степень взаимного распределения двух или более веществ или жидкостей после окончания перемешивания всей системы. Степень перемешивания, иногда называемая показателем однородности, определяется опытным путем на основании взятых проб и используется для определения эффективности перемешивания.
• интенсивность перемешивания, выражаемая с помощью определенных величин, таких как частота вращения мешалки, расходуемая на перемешивание мощность приведенная к единице объема или плотности продукта. На практике интенсивность перемешивания определяется временем достижения конкретного технологического результата, т.е. равномерности перемешивания.
• эффективность перемешивания, определяемая возможностью достижения требуемого качества перемешивания за кратчайшее время и с минимальными затратами энергии.

Таким образом из двух аппаратов с мешалками более эффективно работает тот, в котором результат достигается с наименьшими затратами энергии.

К сожалению, до сих пор нет универсального критерия или метода, позволяющего выбрать соответствующую мешалку для конкретного процесса. Поэтому для наиболее правильного выбора типа перемешивающего устройства необходимо руководствоваться опытом и результатами лабораторных испытаний.

Для правильного подбора перемешивающего устройства необходимо очень точно знать такой параметр продукта, как вязкость.

Вязкостью жидкости называется способность ее частиц оказывать сопротивление их взаимному перемещению. Вязкость обычно выражается в пуазах (Пз). Одна сотая часть пуаза называется сантипуазом (сПз). Вязкость воды при температуре 20 градусов Цельсия равна 1 сПз. В научно-технической литературе вязкость выражается в паскалях на секунду (Пас). 1 Паскаль на секунду равен 10 Пуазам.

Бетоно мешалка (автобетоносмеситель): разновидности бетономешалок, конструктивные особенности и популярные марки

Автобетономешалки (бетоно мешалка) — автомашины, которые транспортируют и перемешивают строительные смеси, такие как бетон, раствор с различными добавками и красителями. В таких машинах можно не только перевозить бетон и растворы, но и производить их, засыпая пропорционально необходимые компоненты. Автомиксеры можно приобрести или взять в аренду.

Устройство АБС

Автобетоносмеситель представляет собой грушевидную емкость с лезвиями внутри, которые предназначены для перемешивания и получения однородного состава смеси. Барабан загружают и транспортируют к месту назначения. Емкость при этом вращается по часовой стрелке. Выгрузку осуществляют при включении барабана в обратную сторону.

Конструкция машины

В современных автомобильных миксерах чаще всего используется реверсивный принцип действия. На шасси грузового автомобиля монтируется основной рабочий орган — барабан. Внутренняя часть барабана снабжена 2 спиралевидными лопастями. При вращении лопастей содержимое бака перемещается. При вращении по часовой стрелке смесь стремится ко дну бочки, против часовой — к выходу.

Составными частями барабана также являются воронки и специальные рукава. С их помощью происходит загрузка и выгрузка материалов барабана. В среднем длина рукава достигает около 3 м. Имеются также специальные насадки, с помощью которых можно увеличить длину в 2 раза.

Подача раствора

Из бетоносмесителя подача раствора и смесей в места заливки производится следующими способами:

1. Короткие и удлиненные лотки для растворов. Малого размера применяются в том случае, если есть доступ для подъезда автомиксера непосредственно к месту заливки. Более длинные — если доступ к строительному объекту затруднен. Длина данного лотка может достигать 7 м.
2. Транспортерные ленты. Это конвейер, включающий в себя резину шириной 40 см, длиной до 14 м. Имеет свойство поворачиваться в разные стороны под прямым углом. Предназначены до поднятия на высоту до 4 м.
3. Бетононасосы. Мешалка для бетона с бетононасосом имеет в своем арсенале стрелу, которая перекачивает раствор в горизонтальном и вертикальном положении. Стрела раскладная, ее длина может достигать 60 м в зависимости от конструктивных особенностей автомиксера. Если длины стрелы не хватает, есть возможность ее увеличить за счет специальных шлангов, длина которых 5 м. Нарастить можно 4 шт.
4. ПУМИК. Машина, объединившая автобетономиксер и бетононасос. Достоинством является то, что с ее помощью смесь подавать можно на высоту 28 м. Работает в радиусе до 24 м.

Разновидности автобетономешалок

В зависимости от вида производимых работ, условий технической эксплуатации и объемов выбирают миксеры по соответствующим параметрам. Различаются все виды автобетоносмесителей по таким техническим характеристикам, как вместимость оборудования, мощность, способ загрузки и выгрузки.

Классификация машин

1. По конструктивным особенностям разгрузки:

2. По типу привода барабана:

• гидравлические (современные);
• механические (устаревшие машины).

3. По типу двигателей, используемых в смесительных установках:

Характеристики машин

Основные показатели, характеризующие автобетоносмесители:

• предельно допустимый объем смеси;
• максимальная масса раствора, включая заполненный бак для воды;
• масса автобетоносмесителя со всем снаряжением, в т. ч. бак для воды.

Современные автомиксеры выпускаются объемом барабана от 4 до 12 куб. м с объемом бака для воды до 800 л. Есть и более вместительные модели, но они изготавливаются под заказ. Полезный объем таких машин достигает 15 куб. м.

Покупателю автомиксеров предлагаются такие комплектующие:

• различные гидравлические трансмиссии;
• водяные баки необходимого объема;
• смесительные барабаны;
• модернизированные системы управления;
• улучшенные двигатели.

Все оборудование может быть установлено по желанию заказчика как на шасси отечественных производителей, так и на импортные.

Наиболее распространенные марки миксеров

Каждый из производителей для обеспечения безаварийной и непрерывной работы придерживается норм качества. Прежде чем дойти до конечного потребителя, каждая единица тщательно тестируется в различных климатических условиях.

Самыми популярными производителями на отечественном рынке стали автобетоносмесители МАЗ и КАМАЗ. Они выделяются высокой надежностью и более выгодной ценой, чем у конкурентов. Современная бетона мешалка стала иметь меньшую длину, что позволило технике быть более маневренной на небольших строительных участках. Разработчики сместили центр тяжести на шасси, после чего техника стала устойчивей и безопасней. Габариты различаются в зависимости от модели автомобиля и размера барабана смесителя.

Неоспоримым достоинством по сравнению с зарубежными производителями является то, что барабан находится ниже, чем в импортном, водяная емкость оснащена подогревом, загрузочно-разгрузочное устройство бронировано, внедрена гидроподпорка отсека разгрузки.

Компания Т3А, производящая туймазинские автомиксеры, активно внедряет комплектующие импортного производства. Модельный ряд насчитывает около 10 видов с объемом барабана от 5 до 12 куб. м. Компания использует шасси производителей КамАЗ, МАЗ, УРАЛ. По требованию заказчика возможен монтаж на импортные шасси.

Одной из наиболее популярных немецких фирм является знаменитый Liebher. Вместимость барабанов 6-15 куб. м на шасси любого производителя. Главная отличительная особенность от конкурентов — это ленточный конвейер, которым можно оснастить миксер. Транспортером управляют с помощью пульта дистанционного управления.

Итальянская компания Cifa варьирует объем барабанов смесителей от 7 до 12 куб. м. Шасси используется итальянское либо любое из стран большой семерки. Есть как облегченные, с барабанами 8-9 куб. м, так и усиленные — 12 куб. м с приводом от двигателя шасси.

Мешалка

Меша́лка — механическое устройство [2] для смешивания, перемешивания, диспергирования, циркуляции веществ, а также для поддержания однородности.

Как правило устанавливаются в ёмкость, однако бывают и портативные (переносные).

Содержание

Разновидности ёмкостных мешалок [ править | править код ]

Ёмкостные мешалки делятся на вертикальные и боковые. Также бывают мешалки-эмульсификаторы и вакуумные мешалки.

Вертикальные мешалки [ править | править код ]

Вертикальные мешалки устанавливаются в ёмкость сверху. В целях предотвращения вовлечения перемешиваемого продукта в круговое движение, вертикальные мешалки монтируются либо эксцентрично к оси ёмкости, либо по центру с установкой отражательных перегородок. Принцип работы зависит от типа используемого пропеллера.

Боковые мешалки [ править | править код ]

Боковые мешалки устанавливаются в ёмкости сбоку в наклонном положении. Вращение ротора создает поток, направляющий продукт ко дну ёмкости, а затем к поверхности по стенке, противоположной мешалке. Искривлённое днище ёмкости способствует данному эффекту. Боковая мешалка монтируется децентрализованно, что стимулирует круговой поток. Таким образом, достигается полная гомогенизация перемешиваемого продукта.

Вакуумная мешалка [ править | править код ]

Вакуумная мешалка представляет собой герметичный сосуд с установленной центрально сверху или сбоку снизу мешалкой. Основной особенностью данных мешалок является высокое качество перемешивания.

Мешалка-эмульсификатор [ править | править код ]

Предназначена для изготовления кремов и паст, конструкция представляет собой герметичный сосуд с центрально сверху установленными двумя мешалками, причем вращаются они вокруг одной оси, но с различными скоростями. Внешняя мешалка низкоскоростная 10-60 об/мин для создание центробежного потока. Внутренняя мешалка высокоскоростная для гомогенизации среды. Наиболее современные на данный момент решения представляют собой комбинации вышеперечисленных решений.

Лабораторные мешалки [ править | править код ]

Как правило, используется вертикальная мешалка из согнутой стеклянной палочки, с электропривоодом. Для работы в герметичной ёмкости может применяться магнитная мешалка: в емкость вводится запаянная с обоих концов короткая стеклянная трубка с магнитным сердечником внутри, вращаемая магнитным полем через днище сосуда.

Классификация [ править | править код ]

По конструктивным особенностям механические перемешивающие устройства делят на три две группы: быстроходные и тихоходные [3] .

Быстроходные мешалки [ править | править код ]

Быстроходными являются лопастные, пропеллерные, турбинные мешалки, для которых окружная скорость концов лопасти порядка 10 м/с, а отношение диаметра аппарата к диаметру мешалки превышает 3.

Тихоходные мешалки [ править | править код ]

Тихоходными являются якорные, рамные мешалки, для которых окружная скорость концов лопасти не превышает 1 м/с, а отношение диаметра аппарата к диаметру мешалки меньше 2.

Применение мешалок в химической промышленности

В современной химической промышленности осуществляются разнообразные процессы взаимодействия различных химических элементов. Такими процессами являются:

• растворение кристаллических соединений,
• диффузия жидкостей,
• разложение или гомогенизация сложного многокомпонентного раствора на составляющие.

Данные химико-технологические процессы могут происходить в довольно длительном промежутке, и для повышения производительности и интенсивности работы в данных процессах используют физические методы воздействия на исходные жидкости. Наиболее распространённым и эффективным методом физического воздействия является механическое перемешивание, которое подразделяется на несколько направлений:

• добавление дополнительной механической энергии,
• турбулизация реагирующих компонентов;
• измельчение кусковатых материалов с целью увеличения поверхности контакта.
• гомогенизация многокомпонентных смесей;
• эмульгирование и эмульгация компонентов;
• интенсификация тепло- и массообмена.

Зачастую возможность использования механических процессов определяет эффективность и рентабельность производственного процесса в целом.

Таким образом, технология производства в химической промышленности неразрывно связана с механическим перемешиванием. Механическое перемешивание осуществляется импеллером мешалки за счет вращения передаваемого электродвигателем крутящего момента на вал. Фиксирующим элементом мешалки на аппарате является крепежный фланец, который стягивается с ответным фланцем, закреплённым на аппарате в большинстве случаев болтовым или шпилечным соединением. Для крепления вала с мотор-редуктором, для предотвращения биения, а также для недопущения утечки газообразных или жидких компонентов и потери давления в аппарате, мешалка снабжается корпусом подшипников и уплотнений. В зависимости от расположения подшипниковых узлов, наличия уплотнений и подпятника, вал конструктивно разделяется на однопролетный или консольный.

Применение лопастных мешалок в химической промышленности

Лопастная мешалка получила наибольшее распространение в химической промышленности. Её основными функциями являются:

• перемешивание взаиморастворенных жидкостей;
• глубокое эмульгирование;
• взвешивании твердых частиц в жидкости с массовым содержанием их до 90%;
• взвешивание волокнистых веществ;
• взмучивания легкого осадка;
• медленное растворение кристаллических, аморфных или волокнистых веществ;
• выравнивание температуры;
• интенсификация теплообмена и перемешивания в процессах кристаллизации.

Данный вид мешалок является простым в изготовлении: она имеет всего две лопасти, устанавливаемые перпендикулярно направлению движения.

Принцип работы лопастной мешалки

Принцип работы лопастных мешалок заключается в следующем: при движении лопастей на их контакте с жидкостью образуется тонкостенный ламинарный слой, размеры которого зависят напрямую от размеров лопастей и свойств перемешиваемой жидкости (плотности и динамической вязкости). Со временем происходит увеличение ламинарного слоя, его деформация, связанная с возникновением отрывного течения и циркуляционных зон (или так называемого турбулентного следа). Начало формирования отрывных зон свидетельствует о возникновении резкого сопротивления среды с последующим достижением минимальных значений.

Турбулентный след не однороден по всей длине лопасти и увеличивается при максимальном удалении от вала. За счет своей неоднородности и появления градиента давления, взаимодействия с центробежными силами, в жидкости появляется радиальное движение, которое и характеризует достижение приемлемой интенсивности перемешивания.

Максимальная интенсивность перемешивания жидкости достигается при использовании лопастной мешалки с отражающими перегородками, которые представляют собой вертикально поставленные полосы. При обтекании их жидкостью образуется зона пониженного давления и возникает вихревое отрывное течение, которое имеет сонаправленное с перемешивающим аппаратом движение. В результате сопротивление лопастям уменьшается и добавляется турбулизация потока.

Таким образом при использовании лопастных мешалок возникают центробежные, вихревые и радиальные потоки, которые при взаимодействии преобразуют ламинарное движение жидкости в турбулентное и ускоряют протекание необходимых химических процессов. За счет взаимодействия всех потоков понижается энергопотребление. В сравнении с близкими по типу мешалками (турбинные, рамные и якорные), потребляемая мощность при одинаковом качестве перемешивания ниже в среднем на 25 %.

Тем самым лопастные мешалки еще долго будут держать первенство по применению их в химической промышленности.

Силосы для цемента – какие бывают?

Силос для цемента представляет собой специальный промежуточный склад, предназначенный для приема, кратковременного хранения и отгрузки «вяжущего» потребителям. Загрузка склада осуществляется либо из специального транспорта, либо из железнодорожных хопров с помощью пневмоподачи, шнекового или ленточного транспортера.

Выгрузка цемента осуществляется шибером, шнековым транспортером, или цементным насосом. Силосы под цемент являются обязательным технологическим оборудованием: заводов по производству цемента, предприятий изготавливающих сухие строительные смеси, бетонных заводов, перевалочных баз и компаний, осуществляющих расфасовку «вяжущего» для продажи в розницу.

Устройство силоса для цемента

В конструкцию силоса входит вертикальная сварная стальная цилиндрическая емкость-бункер с четырьмя опорами, установленная на бетонном основании. Нижняя часть бункера представляет собой усеченный конус, оборудованный дисковым затвором и шнековым транспортером для выгрузки цемента в специальный транспорт. Выгрузка цемента в емкость осуществляется снизу, через подающий трубопровод. На верхней части емкости устанавливаются:

• Предохранительный клапан для сброса избыточного давления, возникающего при загрузке установки.
• Фильтр силоса цемента, предназначенный для обеспыливания воздуха, выходящего в атмосферу при заполнении бункера. Как работает фильтр на цементном силосе? Загрязненный воздух, вытесняемый поступающим в емкость материалом, проходит через вертикальные фильтрующие элементы, очищается от цемента и выбрасывается в атмосферу. Электровибратор периодически встряхивает фильтрующие элементы – происходит их очистка и возврат цемента в силос.
• Защитное ограждение для обслуживающего персонала.

Контроль минимального и максимального уровня заполнения силоса обеспечивается двумя датчиками. Нижний датчик устанавливается на границе конической и цилиндрической части емкости. Верхний датчик может монтироваться на верхнюю крышку или на верхнюю часть цилиндрической поверхности установки. В некоторых случаях, для точности замеров уровня заполнения устанавливают дополнительный третий датчик.

Датчики уровня цемента в силосе имеют различный принцип действия и соответственно различную конструкцию. Производители оборудования используют следующие типа датчиков уровня: ротационный, вибрационный, ёмкостной и кондуктивный.

Самым распространенным типом, является ротационный датчик уровня, характеризующийся надежностью и долговечностью. Конструкция ротационного датчика состоит из следующих основных элементов:

• Маломощный (4 Вт) электродвигатель с удлиненным валом и возможностью консольной установки на вертикальные поверхности с помощью резьбы и гайки.
• Лопасти выполненной в виде флажка установленной на конце вала электродвигателя с помощью вилочно-шплинтового разъемного соединения.
• Системы автоматики установленной в щите управления и звуковой сигнализации.

Принцип работы ротационного датчика

• После подачи напряжения на электродвигатель, вал с флажком начинает вращение.
• Вращение вала происходит до момента попадания флажка, в толщу загружаемого в емкость цемента. Вследствие небольшой мощности, электродвигатель не может вращать флажок в толще цемента и останавливается.
• Система автоматики реагирует на остановку двигателя подачей сигнала на пульт управлений и дублирующего громкого звукового сигнала.
• При понижении уровня цемента ниже окружности описываемой флажком, электродвигатель включается, а на пульт управления подается информация об отсутствии верхнего или нижнего уровня цемента.

Цемент обладает «вредной» способностью налипать на стенки емкости и слеживаться (уплотняться). Это значительно затрудняет процесс выгрузки, поэтому силосы оснащаются системами аэрации и системами вибрационного встряхивания емкости установки.

Так как система встряхивания постепенно разрушает корпус бункера, производители оборудования отдают предпочтение варианту «разжижения» слежавшегося цемента с помощью технологии аэрации.

Система аэрации силоса цемента

• Трубопроводы подачи сжатого воздуха, опоясывающие коническую часть емкости.
• Пластины или жиклеры аэрации, врезанные в коническую часть и подключенные к трубопроводам.
• Воздушный фильтр-регулятор.
• Электромагнитный клапан.
• Компрессорная установка для выработки сжатого воздуха.
• Система управления и автоматики.

Принцип действия системы аэрации заключается в подаче сжатого воздуха через трубопроводы и жиклеры внутрь силоса. Сжатый воздух разрыхляет слежавшийся материал. Это позволяет производить отгрузку цемента без задержек и дополнительных трудовых затрат.

Для возможности обслуживания и очистки установки, все силосы оборудуются наружными и внутренними лестницами.

Виды силосов

При покупке силоса необходимо учитывать важный момент. Силос для цемента рассчитывается исходя из требования полного использования загруженного материала в течение 7 суток. В противном случае цемент слеживается и теряет свое качество.

Производители оборудования выпускают широкий размерный ряд объемов емкостей, вмещающих от 6 до 182 тонн сыпучего продукта. Типовые объемы и примерное назначение силосов:

• Установка объемом 6-35 т. Рекомендуется для: производств с малым суточным расходом, производств в технологических схемах, которых используются специальные марки «вяжущего» и всевозможные улучшающие присадки, комплектации заводов изготавливающих тротуарную плитку и сухие строительные смеси, компаний фасующих цемент в мешки и штукатурных станций. Подобное оборудование можно устанавливать в закрытых помещениях без необходимости строительства капитального заглубленного фундамента.
• Установка объемом 45-70 т. Являются оптимальным вариантом, которым комплектуется стандартный бетонный завод средней производительности. Также он может использоваться в формате емкости состоящей в технологической цепочке фасовочного производства или производства асфальта.
• Силос емкостью 80-182 т. Предназначен для мощных бетонных производств и других потребителей сыпучего продукта, имеющих высокий суточный расход цемента: перевалочные склады, прирельсовые базы и пр.

Установка силоса для цемента

В общем случае, силос устанавливается на опорный фундамент и закрепляется на его поверхности с помощью анкерных болтов. При этом необходимый диаметр анкерных болтов и габариты фундамента рассчитываются индивидуально, в зависимости от габаритов силоса и состояния грунта.

Кроме того, для возможности подъезда специального транспорта, по периметру установки следует предусмотреть свободное пространство не менее 50 метров. Основные правила эксплуатации силоса для цемента:

• Запрещается перегружать установку более чем на 1% относительно паспортного значения вместимости бункера.
• Запрещается продолжать загрузку после срабатывания верхнего датчика уровня цемента.
• Запрещается загружать цемент, в котором имеются металлические предметы и другие твердые примеси.
• При эксплуатации следует содержать оборудование в чистоте и не допускать работу силоса: с неисправной механической или электрической частью, при неплотностях резьбовых соединений и разрывах корпуса, при повреждениях трубопроводов и других деталей конструкции.

Основные отечественные производители силосов для цемента

Представленные объемы оборудования для хранения цемента являются типовыми конструкциями. Все указанные и другие подобные компании предлагает индивидуальное проектирование и производство силосов в соответствии с требованиями заказчика.