螺旋桨式搅拌机

螺旋桨式搅拌机在非金属矿产加工生产中,也常用螺旋桨式搅拌机来搅拌泥浆,使泥浆中各组分混合均匀,固体颗粒不致沉淀,产生较好的悬浮状态 。此外,也用于在水中松解泥料以制备均质泥浆 。螺旋桨式搅拌机结构简单,使用方便,故在非金属矿产加工中得到广泛的应用 。
一、构造和工作原理
螺旋桨式搅拌机的构造如图4-8所示 。它主要由垂直安置的主轴3和三叶螺旋桨1以及贮浆池2组成 。主轴由电动机4经减速器5带动旋转 。电动机和减速器安装在架于钢筋混凝土制的贮浆池的横梁7上,螺旋桨用键和螺母固定于主轴末端 。
当螺旋桨在液态泥浆中转动时,迫使泥浆产生激烈的运动,其中除了有切向和径向运动外,还有速度较大的轴向运动,这种轴向运动能促使泥浆强烈对流循环,因而泥浆可得到有效的混合和搅拌 。
图4-8 螺旋桨式搅拌机
1-螺旋桨;2-贮浆池;3-立轴;4-电动机;5-减速器;6-机座;7-横梁
二、螺旋桨
螺旋桨是螺旋搅拌机的运动工作件 。常用三片桨片,单层旋桨 。
螺旋桨由叶片和轴套组成,其叶片沿圆周等分排列,其结构如图4-9所示 。
桨叶与轴套通常是铸成整体的,桨叶的前面是工作面(又称压力面),为斜螺旋面的一部分;桨叶的后面是非工作面,其与轴线为中心的圆柱面的相交线一般是二次抛物线形状 。零件图中除了必要的投影视图外,为了反映叶片复杂的剖面图,称叶片型线图 。有关桨片设计可参见有关资料介绍 。
螺旋桨紧固于立轴上,除用平键联接外,在轴端还用铜质盖形螺母上紧 。具有右旋螺纹的盖形螺母随立轴和螺旋桨一同在料浆中旋转 。为了使料浆作用于螺母上阻力矩与螺母拧紧方向相同,以防螺母自行松脱,立轴应作顺时方向(从立轴顶端朝下观察的转向)旋转,那么螺旋桨要把料浆推向下方,桨叶螺旋面的旋向应当是左旋 。
【螺旋桨式搅拌机】图4-9 螺旋桨结构投影图
三、搅拌池
大型搅拌池多为薄地式混凝土筑制,小型的可用板材制成 。对大型浆池,为减少料浆随螺旋桨整体旋转,提高桨叶与料浆间的相对运动速度而有较好的搅拌效果,一般浆池的横截面为正多边形(多用八边形),浆池的直径对横截面为正多边形的搅拌池来说,是指正多边形的内切圆直径 。
搅拌池的直径要合理选择,直径过大,搅拌不容易均匀,局部地区会搅拌不到而成为死角;直径过小,则搅拌池容积太小,不能充分发挥搅拌机的作用,经济上不合理,通常搅拌池的直径可按下式选择:
非金属矿产加工机械设备
式中 D——搅拌池直径;
d——螺旋桨直径 。
搅拌池的容积计算如下:
按搅拌比Vp/V0=10~13,计算池中料浆的体积V0,则搅拌池的容积

式中 Vp——搅拌池的容积;
K——搅拌池的有效利用系数,可取K=0.85 。
由已知的搅拌池容积和直径,可计算搅拌池的深度,或者更为简单而实用的是用下面的经验公式确定搅拌池的深度 。
非金属矿产加工机械设备
式中 H——搅拌池的深度;
D——搅拌池的直径 。
由于螺旋桨式搅拌机搅拌时料浆的运动特性,在螺旋桨的下方,流线比较集中,而在搅拌池底部附近的四周,料浆的流速很小,往往成为搅拌不到的死角 。为了避免这种情况的发生,搅拌池底部通常做成棱锥形的表面 。底面直径为搅拌池直径的1/2,半锥角为45°,如图4-10所示 。
确定搅拌池的深度时,还要结合搅拌轴伸长度一并考虑,不要使搅拌机主轴悬臂太长,以免扭断或由于螺旋桨受力不平衡时,造成侧向弯曲,失去稳定性,并使轴承容易损坏 。
图4-10 搅拌池结构图
1-瓷砖;2-地脚螺拴预留孔;3-人孔
四、立轴
立轴的材料通常采用45号钢,为了防止铁质对料浆的污染,轴伸入料浆的那一段应当采取防腐蚀措施 。
1.轴的强度计算
工作时,主轴承受扭转和弯曲的组合作用,但是,为了简化计算,工程中往往假定立轴仅仅承受扭矩的作用,然后用增加安全系数,即降低材料的许用应力来弥补由于忽略弯曲作用所造成的误差 。
对于实心轴,轴的直径
非金属矿产加工机械设备
式中 ds——轴的直径(xm);
N——轴传递的功率(kW);
n——轴的转速(r/min);
A——与轴的材料和载荷性质有关的系数,一般可按表4-6查取 。
表4-6 轴实用材料的许用应力[T]及A值