Deflettori per cisternette
All’aumentare dell’energia immessa da un miscelatore, il fluido tende a ruotare attorno al serbatoio, e ad alta intensità può anche disegnare un vortice sopra la girante. Questi effetti sono indicativi di una scarsa miscelazione in quanto mostrano che il fluido alla rinfusa ha iniziato a fluire attorno al serbatoio in modo circolare e in quanto tale c’è pochissima miscelazione tra le diverse aree del serbatoio.
I diaframmi riducono il vortice nel fluido sfuso e promuovono la circolazione tra la parte superiore e inferiore del serbatoio, assicurando che il volume del liquido completo passi attraverso l’area ad alta turbolenza della girante.
Ciò consente una maggiore immissione di energia nel fluido riducendo efficacemente i tempi di miscelazione necessari per raggiungere il livello desiderato di omogeneità
I diaframmi sono normalmente raccomandati per le applicazioni di miscelazione in serbatoi cilindrici a meno che la viscosità della miscela sia molto alta o l’intensità della miscelazione sia molto bassa. Se i deflettori non possono essere installati nel serbatoio di miscelazione, il montaggio del mixer fuori centro o ad angolo può essere un’opzione – i nostri ingegneri applicativi saranno lieti di aiutarvi.
In serbatoi rettangolari gli angoli agiscono per deflettere il fluido e quindi i setti non sono solitamente necessari a meno che non sia necessaria una vigorosa agitazione, e quindi ci concentreremo principalmente sui serbatoi cilindrici sottostanti.
Deflettore
La configurazione standard del deflettore utilizza 3 o 4 deflettori verticali equidistanti T/12, dove T è il diametro interno del serbatoio. Aumentare la dimensione o il numero di deflettori oltre questo punto fa poco per aumentare l’efficacia della miscelazione. Anche i diaframmi sono generalmente montati leggermente fuori dalla parete del serbatoio. Ciò aiuta a prevenire le zone morte che si verificano dietro i diaframmi consentendo il passaggio tra il bordo dei diaframmi e la parete del serbatoio. La distanza libera consigliata dalla parete è calcolata in funzione della larghezza del deflettore (solitamente W/5). Questo design standard del deflettore funziona bene per le applicazioni di miscelazione generali in fluidi simili all’acqua, ma altri fattori di processo possono modificare il design ottimale del deflettore.
Effetto della viscosità sul
design del deflettore
Per miscelare il fluido con una viscosità più elevata, è possibile ridurre la dimensione dei diaframmi pur mantenendo una miscelazione efficace. Di seguito viene mostrata la relazione tra viscosità e larghezza del diaframma richiesta.
È importante notare che questa relazione è solo una guida, in quanto può portare a diaframmi poco piccoli con minuscole distanze dalla parete per fluidi ad alta viscosità e piccoli vasi di miscelazione.
Grafico di W / T vs Viscosità |
|
| W/T |  |
|---|---|
| Viscosità (cP) |
Altre considerazioni
Nelle applicazioni con sospensioni solide, i solidi possono accumularsi in zone morte attorno alla base dei deflettori e possono essere difficili da risospendere. Pertanto, nei serbatoi a fondo piatto viene lasciato uno spazio tra la base dei deflettori e il fondo del serbatoio. Questo è solitamente dimensionato per essere uguale alla girante al largo della distanza per consentire una piccola quantità di turbolenza e garantire che le particelle rimangano in movimento e sospese in ogni momento.
Se è richiesto il trascinamento di una polvere a bassa densità o difficile da bagnare, è necessario lasciare uno spazio nella parte superiore dei deflettori, con i deflettori che terminano sotto la superficie. Questo, insieme ad una girante posizionata da una parte ad un diametro della ventola al di sotto della superficie del liquido, consente la formazione di un piccolo vortice nella parte superiore del serbatoio che trascina rapidamente il solido nella massa principale del fluido. Lo spazio tra la parte superiore del diaframma e la superficie del fluido è in genere di ≈300mm.
T – Diametro interno del serbatoio
W – Larghezza del deflettore
C – Gioco parete
B – Deflettore scomparsa del fondo
Spessore del deflettore
Lo spessore minimo del deflettore può essere calcolato dalle forze del fluido che agiscono sul deflettore e lo sforzo di flessione consentito per il materiale di costruzione del deflettore. Un metodo mostrato di seguito presuppone che i diaframmi dovranno assorbire la forza totale fornita dalla coppia del miscelatore.
τ – Coppia del miscelatore (Nm)
P – Potenza del motore (kW)
n – Velocità del miscelatore (giri/min)
Il valore di coppia viene quindi convertito in forza applicata agli schermi e diviso per il numero di deflettori. Il fattore di regolazione (Df) viene utilizzato per tenere conto della distribuzione delle forze lungo la lunghezza del diaframma, ma per un disegno conservativo questo può essere impostato su 1 assumendo che tutta la forza impartita dal mixer sia concentrata in un singolo livello con la ventola.
FB – Forza su ciascun deflettore (N)
Af – Fattore di regolazione (impostato su un valore di 1 per un disegno conservativo)
NB – Numero di deflettori
T – Diametro serbatoio (mm)
Bw – Larghezza del diaframma (mm)
Bc – Distanza dalla parete del deflettore (mm)
Usando questo valore, lo spessore del diaframma può essere calcolato tenendo conto della sollecitazione di flessione consentita del materiale del diaframma e delle disposizioni di montaggio, assumendo che la forza sia applicata a metà tra due supporti del diaframma.
Bt – Spessore deflettore (mm)
L – Lunghezza tra supporti deflettori (mm)
S – Sforzi di flessione ammessi (N/mm2) (34 N/mm2 per acciaio)
Serbatoi non cilindrici
I serbatoi di miscelazione non cilindrici sono generalmente serbatoi rettangolari o orizzontali e, come precedentemente menzionato, questi serbatoi solitamente non richiedono deflettori a meno che il livello richiesto di agitazione sia elevato. Questi serbatoi sono asimmetrici rispetto all’albero del miscelatore e di conseguenza sono auto-sconcertanti per applicazioni in cui la potenza del miscelatore applicato è < 165 W/m3.
Serbatoi rettangolari
Per i serbatoi rettangolari, se sono necessari dei diaframmi, i deflettori possono essere montati come mostrato di seguito.
La disposizione è simile a quella di un serbatoio cilindrico per serbatoi che sono approssimativamente quadrati.
Per serbatoi più lunghi, sono necessari solo i deflettori più vicini alla girante in quanto l’effetto dei deflettori diminuisce man mano che vengono allontanati dalla girante.
Per serbatoi anche più lunghi, si consigliano più miscelatori e devono essere installati dei deflettori adiacenti a ciascun miscelatore.
Serbatoi orizzontali
Per i serbatoi orizzontali, i diaframmi possono essere montati come mostrato di seguito, sulla linea centrale del serbatoio. I deflettori non vengono generalmente installati sui lati curvi del serbatoio a causa delle difficoltà di montaggio e garantiscono un sufficiente spazio libero alla girante.
Per i serbatoi più lunghi i deflettori sono posizionati lontano dalle estremità del serbatoio per dare ~600 mm di spazio dalla girante.
Per quanto riguarda i serbatoi rettangolari, quando vengono utilizzati più mixer, è necessario installare i diaframmi per ciascun mixer. I diaframmi sono generalmente posizionati come sotto con lo stesso spazio di 600mm e deflettori installati lungo la lunghezza del serbatoio.
John Whittle MEng (Hons)
