A315涡轮搅拌器制造和其静平衡.doc

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1、A315涡轮搅拌器制造和其静平衡摘要：本文对A315涡轮搅拌器在发酵罐中氧气与培养基的搅拌混合，及氧气在培养基中扩散传递进行了概述，并在此基础上，论述了A315涡轮搅拌器及叶片的加工制造过程，论述了A315涡轮搅拌器的静平衡试验过程。关键词：搅拌器氧传递加工方法静平衡中图分类号：TF351.5+2文献标识码：A文章编号：1、搅拌器与氧传递：1.1A315涡轮搅拌器系美国莱宁公司发明，现已普遍运用于气、液，固三相混合，主要运用于以液体为主体，气体或固体在其中分散或反应的直立园形容器中，其搅拌的特点是搅拌叶面卷曲，单叶面积较大，一个搅拌器由四个搅拌叶组成。以65m3发酵罐为例，其筒体

2、直径3.2m,筒体高7m,全挡板条件下搅拌直径1.3m,转速90〜140rpm,65m3罐用三层A315涡轮搅拌器，最下层用六直叶园盘涡轮搅拌器。下图为A315涡轮搅拌器示意图。1.2现有发酵罐的搅拌器型式主要有：1.六直叶园盘涡轮搅拌器2.六箭叶园盘涡轮搅拌器3.A315涡轮搅拌器第1、2种搅拌器为70〜80年代国内大多数抗生素生产厂都普遍采用，称为通用式涡轮搅拌器，在青霉素、四环素、红霉素、发酵生产中都采用过，许多单位仍然在用。抗生素发酵生产就搅拌器的功效而言，要不断地向培养基中供应氧气，大量氧气泡经机械搅拌剪切粉碎，上升、聚集、再粉碎、扩散传递，在培养基中维持着V=KLa(

3、c*-c)氧传递平衡。氧气难溶于水，在一个大气压下，251时培养基中氧的饱和溶解度为0.2mol/m3(折合为6.4g/m3)即为0.00064%,氧气溶于培养基中传递到细菌细胞内要经过气液界面、固液界面等9项传递阻力，搅拌就是打碎空气气泡打破传递阻力,增加气液接触界面,提高气液间的传质速率。六直叶园盘涡轮搅拌器粉碎气泡能力强，中间园盘可防止气体沿轴走捷径。此搅拌器有利于氧传递平衡向右进行，因此被广泛使用。第3种搅拌是六直叶园盘涡轮搅拌器的改进型，现在50m3以上的发酵罐都采用这种A315涡轮搅拌器，它的搅拌叶片面积大，部分叶面卷曲、叶片与搅拌轴成50°角，搅拌转动时对培养基产生

4、向下、向前的推力，使叶片下的液体和气体向下向前旋转，由于叶片面积大叶片上部外缘的卷曲增加了搅拌的推压效应，便液体和气体的翻动量大，每层搅拌器周围气液混合效果明显，促使氧传递平衡向右发展。2、加工制造方法：2.1由于A315涡轮搅拌器叶面卷曲，使制造难度加大,A315涡轮搅拌具体尺寸见下图。一般加工卷曲叶片用乙烘一氧气火焰局部加热，人工锤打的方法，用此法做的叶片卷曲面不完全符合曲面要求，卷曲面不连续，不温接，不规范，使搅拌器静平衡试验无法进行。如直接使用，每个搅拌叶所受负荷不同，会在搅拌主轴上产生一个周期性的垂直力，偏差大时使搅拌主轴产生振动，引起搅拌器共振。所以A315涡轮搅拌器

5、的制作方法应该规范、符合科学。2.2将①250X300nmi的轴套四等份划线定出与叶片连接的固定板的具体位置，制作50。角靠模保证叶片与主轴夹角准确一致。用模具钢5CrMnMo制作热压模具，将叶片加热到600°C左右，立即放入模具内利用18mm的4孔及叶片外轮廓线定位，热压成型，热压到位后将叶片在模具内冷却到5(rc以下即可，这样做出的叶片曲面完全符合曲率要求，每个叶片卷曲程度一致。具体模具的设计要符合模具的设计技术要求，热压前应先将每个叶片划线打磨园角，将4孔钻好。叶片加热温度一般选择为600°C左右，加热温度要低于合金钢的共析点723°C以下为宜。通过热压成型做出的搅拌器叶片

6、，叶片各个尺寸都合乎图纸要求，叶片质量好，卷曲面规整。3、静平衡试验：3.1每个A315涡轮搅拌器制作完成后按设计图纸要求要做静平衡试验，d)1.3m搅拌器要求许用不平衡力矩为0.883N-mo根据许用不平衡力矩求单个A315涡轮搅拌器的许用偏心矩，根据式：M=M：转子的许用不平衡力矩g•mmG：转子的重量kgG：=187.3kge：转子重心的偏心矩mm求出e二4.8mm即每个187.3kg搅拌器其重心的许用偏心矩为4.8mm,根据许用不平衡力矩和搅拌器的结构选择静平衡试验方法及装置，因搅拌直径大，质量分布不均匀不连续，静平衡试验难度较大。此叶轮长径比300/1300=0.23转

7、速140rpm