Конструкции механических мешалок

по устройству лопастей бывают лопастные, пропеллерные, турбинные и специальные. Все механические мешалки делятся на тихоходные (n < 1 об/мин) и быстроходные (n > 1 об/мин).

Лопастные мешалки (рис. 4.4) имеют несколько плоских лопастей, установленных перпендикулярно оси вращения.

При вращении мешалки на поверхности жидкости образуется центральная воронка, глубина которой увеличивается с возраста­нием скорости вращения перемешивающего устройства. Существование воронки уменьшает объем перемешиваемой среды и разрушает создаваемые мешалкой вихри, снижая эффективность процесса. Для предотвращения образования воронки у стенок аппарата устанавливаются 2...4 радиальные отражательные перегородки с рекомендуемой шириной b = 0,1D и высотой h = 2d_м.

Для повышения эффективности перемешивания на одном валу можно устанавливать несколько пар лопастей.

Достоинства лопастных мешалок – простота устройства и дешевизна изготовления. Основной областью применения лопастных мешалок является перемешивание жидкостей небольшой вязкости, растворение и суспендирование твердых веществ с малой разностью плотностей.

Пропеллерные мешалки (рис. 4.5) представляют собой устройства с несколькими фасонными лопастями в виде судового винта.

Благодаря обтекаемой форме пропеллерные мешалки потребляют меньше энергии при тех же числах Рейнольдса, чем перемешивающие устройства другой конструкции. Создавая преимущественно осевые потоки перемешиваемой среды, пропеллерные мешалки сокращают общее время перемешивания.

Пропеллерные мешалки применяются для интенсивного перемешивания жидкостей со средней вязкостью, приготовления суспензий и эмульсий.

Турбинные мешалки имеют форму колес с лопатками открытого (рис. 4.6, а) и закрытого (рис. 4.6, б) типов, работают при высоких скоростях вращения (до 350 об/мин) и осуществляют интенсивное перемешивание жидкости.

Открытые турбинные мешалки имеют несколько лопастей, расположенных под углом к вертикальной плоскости, что позволяет создавать радиальные и осевые потоки перемешиваемой жидкости, а, следовательно, интенсифицируют процесс перемешивания.

Закрытые турбинные мешалки установлены внутри направляющих, представляющих собой неподвижное колесо с лопатками, изогнутыми под углом 45 ... 90°, закрытые коническими крышками. Эти мешалки создают преимущественно радиальные потоки жидкости при небольших энергозатратах.

Достоинствами турбинных мешалок являются высокая эффективность перемешивания и растворения, в том числе вязких жидкостей, тонкое диспергирование твердых частиц.

Для перемешивания вязких жидкостей, пастообразных материалов и систем с высокой концентрацией дисперсной фазы применяют различные типы специальных (шнековых, ленточных и др.) мешалок (рис. 4.7).

В ряде случаев при перемешивании вязких жидкостей используют интенсивные физико-механические воздействия на обрабатываемую среду (например, вибрации и пульсации в различных диапазонах частот).