专利名称：一种喷射式水力搅拌机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种搅拌机或曝气机，特别是一种喷射式水力搅拌机，属于搅拌 机技术领域。
背景技术：
城市污水处理系统和沼气工程中，一般需要在曝气池或厌氧池中使用搅拌机搅拌 含有悬浮物的污水、稀泥浆、粘稠液体等，以加强液体混合、加速化学反应。常用的搅拌方式 有三种液力搅拌、气动搅拌和机械搅拌。液力搅拌是在反应器或反应池中设置若干喷嘴， 从喷嘴射入一定压力的液体带动反应器或反应池中的液体挠动，从而达到搅拌的目的，液 力搅拌位置固定，挠动范围小，有搅拌死区，但不存在相界，有利于改善液体流动形态。气动 搅拌能够消除搅拌死区，搅拌功率大，操控方便，但是气动搅拌的高压气源如果使用反应器 中的沼气则存在气源不足的问题，如果使用高压空气则会破坏反应器中的厌氧环境，因此 不适用沼气工程。机械搅拌是用马达带动一个有桨叶的轴，从而使反应器里的液体混合，机 械搅拌的搅动范围大，搅拌充分，但消耗功率多，在离桨叶较远处的流体流速急速下降，影 响搅拌效果。中国专利公开号CN200963574Y，
公开日2007年10月24日，实用新型名 称为“流体驱动叶轮搅拌式反应装置”提出了在反应容器内装有叶轮和轮轴的搅拌装置，在 叶轮附近还装有射流管，经过动力泵的高压液体从射流管射出，驱动叶轮转动，叶轮的转动 带动液体在反应器中形成涡流旋转，达到叶轮和涡流双重搅拌的目的。但是，该反应装置中 的射流管的喷射角相对固定，对单片叶轮的作用力由零至最大呈周期性变化，其叶轮的运 转不够平稳，射流管射出的高压液体受到反应器中液体的较大阻力，驱动叶轮搅拌的作用 较小、搅拌效率低，并且喷射高压液体的目的是驱动叶轮转动以实现机械搅拌作用，而不是 液力搅拌和机械搅拌两种方式的结合，其搅拌方式单一，能耗较大，搅拌效率不高。
发明内容本实用新型的目的是克服现有搅拌机搅拌方式单一、搅拌效率不高、搅拌能耗较 大的缺陷与不足，提供一种喷射式水力搅拌机，它结构简单，能耗较低，搅拌效果好，特别适 于沼气池及污水曝气池使用。本实用新型的技术解决方案是一种喷射式水力搅拌机，包括搅拌体，还包括主 接头，所述主接头内带有相连通的进液孔和连接孔，所述的搅拌体由空心回转轴、喷液管和 喷嘴组成，空心回转轴的一端为有孔端，位于连接孔的孔内并与进液孔相连通，空心回转轴 的另一端封闭为无孔端且伸出主接头外，其无孔端径向连通有一根以上的喷液管，喷液管 的端部固定有喷嘴，喷嘴与空心回转轴的径向平面呈一 45° 45°夹角，且与喷液管呈 30° 90°夹角，所述喷液管中段的外壁上纵向固定有桨叶所述空心回转轴与主接头之间 设有轴向定位装置。一种喷射式水力搅拌机，所述空心回转轴的无孔端径向对称连通有4根喷液管。一种喷射式水力搅拌机，所述桨叶为片状结构，其纵向外表面与喷液管的纵轴线呈O 30°夹角。—种喷射式水力搅拌机，所述的轴向定位装置由轴承、挡圈和锁紧螺母组成，所述 的连接孔自与进液孔相连的一端起依次装有轴承和挡圈，所述轴承的外径与连接孔过渡配 合，内径与空心回转轴的外径过渡配合，所述挡圈的外径小于连接孔的直径，内径大于空心 回转轴的外径，所述的轴承和挡圈的厚度之和大于或等于连接孔的深度，所述主接头连接 空心回转轴一端的外圆表面上有外螺纹与锁紧螺母的内螺纹相旋合，锁紧螺母上有止口与 挡圈的端面相接触。一种喷射式水力搅拌机，所述的轴向定位装置还包括垫圈和圆盘，所述垫圈的外 径小于连接孔的直径，内径大于空心回转轴的外径，所述垫圈套于空心回转轴的外表面并 紧贴连接孔的顶面，所述圆盘套于空心回转轴的外表面并紧贴垫圈的底面，所述圆盘与空 心回转轴固定连接，所述圆盘的外表面与连接孔滑动配合。一种喷射式水力搅拌机，所述的轴向定位装置由轴套和锁紧螺栓组成，所述轴套 外径与连接孔静配合，内径与空心回转轴的外径滑动配合，所述主接头和轴套的管壁上对 应的位置上设有螺孔，空心回转轴管壁上的对应位置上设有环形槽，所述螺孔内装有锁紧 螺栓，所述锁紧螺栓将滚珠顶卡在环形槽与轴套之间。一种喷射式水力搅拌机，所述连接孔为一台阶孔，与进液孔相连的一端直径小，另 一端直径大，所述空心回转轴与连接孔的小直径孔滑动配合，所述轴承与连接孔的大直径 孔过渡配合，所述连接孔的小直径孔的内壁上自与进液孔相连的一端起依次设置有防尘槽 和密封槽，所述防尘槽和密封槽内分别嵌有内径与空心回转轴相对应的防尘圈和O型密封 圈，所述挡圈的外圆表面上设置有密封槽，密封槽内嵌有其外径与大直径孔相对应的O型 密封圈，所述挡圈的内孔中自孔口一端起依次设置有防尘槽和密封槽，所述防尘槽和密封 槽内分别嵌有内径与空心回转轴相对应的防尘圈和O型密封圈。
一种喷射式水力搅拌机，所述主接头内的进液孔与连接孔呈直角相交。一种喷射式水力搅拌机，所述喷嘴与空心回转轴的径向平面呈0°夹角，且与喷液 管呈60°夹角。一种喷射式水力搅拌机，桨叶的纵向外表面与喷液管的纵轴线呈15°夹角。本实用新型的有益效果在于在搅拌体的喷液管端部设置与喷液管成一定角度的 喷嘴，利用喷嘴喷射出高压液体产生的反作用力推动喷液管及桨叶转动，实现对液体的机 械搅拌，同时，喷出的高压液体对池内的液体进行液力搅拌，在未增加动力设备和能量消耗 的前提下实现了机械和液力的双重搅拌作用，使得搅拌范围增大、搅拌死区减少、搅拌更加 充分、搅拌效果显著增强、搅拌效率提高、搅拌能耗降低。其中，进入主接头进液孔的高压液 体可以是由水泵抽取的反应池内的原液，经加压后回用于反应池。本实用新型提供的喷射 式水力搅拌机，设计巧妙、结构简单、成本低廉、使用方便，特别适于作为沼气池或污水曝气 处理池的搅拌机使用。
图1是本实用新型喷射式水力搅拌机的第一种结构示意图。图2是图1的俯视图。图3是本实用新型喷射式水力搅拌机的第二种结构示意图[0018] 其中主接头1，进液孔2，连接孔3，空心回转轴4，喷液管5，喷嘴6，轴承7，桨叶 8，防尘圈9，0型密封圈10，垫圈11，挡圈12，锁紧螺母13，轴套14，锁紧螺栓15，圆盘16。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式
对本实用新型作进一步的详细描述。参见图1，图2，喷射式水力搅拌机的第一种结构示意图，包括搅拌体，还包括主接 头1，所述主接头1内带有相连通的进液孔2和连接孔3，所述的搅拌体由空心回转轴4、喷 液管5和喷嘴6组成，空心回转轴4的一端为开有轴孔的有孔端，另一端为轴孔封闭的无孔 端，空心回转轴4的有孔端一侧与连接孔3动配合且轴孔与进液孔2相连通，空心回转轴4 的无孔端伸出主接头1外，且无孔端一侧的轴孔径向连通有至少一根喷液管5，喷液管5的 端部连通有喷嘴6，喷嘴6与空心回转轴4的径向平面成一 45° 45°夹角，且与喷液管5 成30° 90°夹角，所述喷液管5中段的外壁上纵向固定有桨叶8，所述空心回转轴4与主 接头1之间设有轴向定位装置。空心回转轴4与喷液管5的连接方式为在空心回转轴4的无孔端的管壁上径向 设有与喷液管5的直径相对应的开口，开口上固定连接喷液管5，喷液管5为直管，管的一 端可采用焊接等方式与空心回转轴4径向连接，管的另一端安装喷嘴6，要求连接密封不泄 露，并使空心回转轴4的轴孔与喷液管5的管孔相连通，喷液管5管孔的另一端与喷嘴6连
ο使用时，自曝气池或厌氧池抽取的原液经动力泵增压后，通过进液孔2、空心回转 轴4、喷液管5，自喷嘴6射回曝气池或者厌氧池中，带动池中液体搅拌，形成液力搅拌作用。 另一方面，具有一定压力的液体自喷嘴6喷出后，对喷液管5形成反作用力，由于喷嘴6与 喷液管5呈一定角度，该反作用力对喷液管5形成一定的转动力矩，推动喷液管5和桨叶8 转动并搅动池中液体，形成机械搅拌作用，从而在未增加动力设备和能量消耗的前提下实 现了机械和液力的双重搅拌作用，使得搅拌范围增大、搅拌死区减少、搅拌更加充分、搅拌 效果显著增强、搅拌效率提高，能耗降低，其设计巧妙、结构简单、成本低廉、使用方便、节约 能耗。高压液体自喷嘴6喷出，对喷液管5和桨叶8产生反作用力，由于喷嘴6与空心回 转轴4的径向平面呈一 45° 45°夹角，因此该反作用力在空心回转轴4的径向和轴向分 别产生径向推力1和轴向推力2，该径向推力对空心回转轴4形成一定的转动力矩，又由于 喷嘴6的喷口朝向远离空心回转轴4中心的方向并与喷液管5呈30 90°夹角，可知该径 向推力也与喷液管5呈30 90°夹角，所以该径向推力在喷液管5的轴向和径向上又分别 产生径向推力和轴向推力，该径向推力对喷液管5形成转动力矩。当喷嘴6与空心回转轴 4的径向平面的夹角为0°时，即平行于该径向平面时，径向推力最大，对空心回转轴4形成 转动力矩也最大，形成的搅拌作用最强；当喷嘴6与空心回转轴4的径向平面呈一 45° 45°夹角时，夹角越接近0°，径向推力越大，对空心回转轴4形成的力矩也越大，搅拌作用 越强；当喷嘴6与空心回转轴4的径向平面的夹角大于45°或小于一 45°时，径向推力的 推力值较小，不足以推动空心回转轴4转动并形成有效的机械搅拌作用。喷嘴6的喷口倾斜朝向远离空心回转轴4中心的方向并与喷液管5应当呈30 90°夹角，当夹角小于30°时，径向推力的推力值较小，不足以推动喷液管转动并形成有效的机械搅拌作用；当夹角在30 90 °之间时，在此区间内角度越大，径向推力越大，对喷 液管5产生的转动力矩越大，搅拌作用越强，但角度增大，喷嘴6喷出高压液体对曝气池或 厌氧池壁部位液体的搅拌范围变小、搅拌效果反而降低，为兼顾搅拌体的转动力矩和喷嘴5 对液体的搅拌范围和效果，喷嘴6与喷液管5的夹角宜优选为60°。本 实用新型提供的喷射式水力搅拌机，在喷液管5中段的外壁上沿纵向固定设置 桨叶8，可以有效地增加搅拌体与液体的接触面积，加强搅拌效果。桨叶8优选片状结构，其 纵向外表面与喷液管5的纵轴线可以为0 30°夹角，并且优选15°。片状结构的桨叶8，与 液体的接触面积更大，其搅拌效果更好。桨叶8与喷液管5倾斜设置，可以进一步增加与液 体的接触面积，提高搅拌效果。桨叶8的外表面可以为平面或者曲面，优选曲面。桨叶8外 表面为曲面时，与液体接触面积更大，更有利于增强搅拌效果。本实用新型提供的喷射式水力搅拌机，空心回转轴4的无孔端径向连通的喷液管 5优选4根，并且沿空心回转轴4的径向对称分布。空心回转轴4为机械搅拌的搅拌轴，喷 液管5选择4根并且沿空心回转轴4径向对称分布，可以使桨叶8转动平稳、搅拌充分，搅 拌效果好。实验证明设置桨叶8的直径为1 2m，当动力泵的轴功率达到3kw、流量为 17. 5m/h、扬程为19m时，桨叶8的转速可达50_100r/min。本实用新型提供的喷射式水力搅拌机，轴向定位装置可以由轴承7、挡圈12和锁 紧螺母13组成，所述的连接孔3自与进液孔相连的一端起依次装有轴承7和挡圈12，所述 轴承7的外径与连接孔3过渡配合，内径与空心回转轴4的外径过渡配合，所述挡圈12的 外径小于连接孔3的直径，内径大于空心回转轴4的外径，轴承7和挡圈12的厚度之和大 于或等于连接孔3的深度，所述主接头1连接空心回转轴4 一端的外圆表面上有外螺纹与 锁紧螺母13的内螺纹相旋合，锁紧螺母13上有止口与挡圈12的端面相接触。以轴承为主要结构的轴向定位装置中，轴承7选用具有径向和轴向固定的推力滚 动轴承，从径向和轴向有效地固定空心回转轴4并使其能够自由转动，挡圈12用于填充轴 承7至锁紧螺母13之间的空间，锁紧螺母13拧紧后可以轴向固定挡圈12和轴承7。使用 以轴承为主要结构的轴向定位装置，空心回转轴4的转动磨擦小，转动功率大，并且轴承等 构件可以选用现有成型产品，装配方便。本实用新型提供的喷射式水力搅拌机，轴向定位装置还包括垫圈11和圆盘16，所 述垫圈11的外径小于连接孔3的直径，内径大于空心回转轴4的外径，所述垫圈11套于空 心回转轴4的外表面并紧贴连接孔3的顶面，所述圆盘16套于空心回转轴4的外表面并紧 贴垫圈11的底面，所述圆盘16与空心回转轴4固定连接，所述圆盘16的外表面与连接孔 2滑动配合。圆盘16与空心回转轴4的固定连接方式可采用在圆盘16与空心回转轴4对 应位置上开设螺孔，通过螺钉固定连接，也可以采用其它方式固定连接。在空心回转轴4的 外部固定连接外径较大的圆盘16，用圆盘16较大的面积向上顶住垫圈11，可以有效地限制 空心回转轴4向上的位移，实现对空心回转轴4的轴向限位。垫圈11采用磨擦系数较小的 材料制成，可以减小轴承7与主接头1因连接表面不光滑造成的构件磨损。垫圈11的外径 可以等于或小于轴承7的外径，当垫圈11的外径小于轴承7的外径时，垫圈11与主接头1 的接触表面积减小，可以减小与主接头1的磨擦。参见图3，本实用新型提供的喷射式水力搅拌机，轴向定位装置还可以由轴套14即滑动轴承和锁紧螺栓15组成，所述轴套14外径与连接孔3静配合，内径与空心回转轴4 的外径滑动配合，所述主接头1和轴套14管壁对应的位置上设有螺孔，空心回转轴4的对 应 位置上设有环形槽，所述螺孔上装有锁紧螺栓15，锁紧螺栓15将滚珠顶卡在环形槽和轴 套之间，实现空心回转轴4的轴向定位。也可以如图3中，在所述螺孔上装有锁紧螺栓15 和弹簧，所述环形槽内装有滚珠，锁紧螺栓15压紧弹簧，弹簧顶在滚珠上，将滚珠卡在环形 槽和轴套之间。采用轴套14、锁紧螺栓15和滚珠轴向固定空心回转轴，其装置简单、固定可 靠、转动磨擦较小。图1中，本实用新型提供的喷射式水力搅拌机，连接孔3为一台阶孔，与进液孔2 相连的一端直径小，另一端直径大，所述空心回转轴4与连接孔3的小直径孔滑动配合，所 述轴承7与连接孔3的大直径孔过渡配合，所述连接孔3的小直径孔的内壁上自与进液孔2 相连的一端起依次设置有防尘槽和密封槽，所述防尘槽和密封槽内分别嵌有内径与空心回 转轴4相对应的防尘圈9和O型密封圈10，所述挡圈12的外圆表面上设置有密封槽，密封 槽内嵌有其外径与大直径孔相对应的O型密封圈10，所述挡圈12的内孔中自孔口一端起 依次设置有防尘槽和密封槽，所述防尘槽和密封槽内分别嵌有内径与空心回转轴4相对应 的防尘圈9和O型密封圈10。防尘圈9和0型圈10起到对轴承7的密封作用，防止液体或灰尘进入轴承7内， 导致空心回转轴4的转动磨擦增加、搅拌机的搅拌功率降低。本实用新型提供的喷射式水力搅拌机，所述主接头1内的进液孔2与连接孔3呈 直角相交，喷射式搅拌机的进液管为水平布置、空心回转轴4为垂直布置时，搅拌机的构件 布置最合理方便，因此主接头1内的进液孔2与连接孔3的角度优选直角。上面结合附图对本实用新型的实施例做了具体说明，但本实用新型并不限于上述 实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨前 提下做出各种变化。
权利要求1.一种喷射式水力搅拌机，包括搅拌体，其特征在于还包括主接头(1)，所述主接头 (1)内设置有相互连通的进液孔(2)和连接孔(3)，所述的搅拌体由空心回转轴(4)、喷液 管(5)和喷嘴(6)组成，空心回转轴(4)的一端为开有轴孔的有孔端，另一端为轴孔封闭的 无孔端，空心回转轴(4)的有孔端一侧与连接孔(3)动配合且其轴孔与进液孔(2)相连通， 空心回转轴(4)的无孔端伸出主接头(1)外，且无孔端一侧的轴孔径向连通有至少一根喷 液管(5)，喷液管(5)的端部连通有喷嘴(6)，喷嘴(6)与空心回转轴(4)的径向平面呈一 45° 45°夹角，且与喷液管(5)呈30° 90°夹角，所述喷液管(5)中段的外壁上纵向 固定有桨叶(8)，所述的空心回转轴(4)与主接头(1)之间设有轴向定位装置。
2.根据权利要求1所述的一种喷射式水力搅拌机，其特征在于所述空心回转轴(4)无 孔端一侧的轴孔径向对称连通有4根喷液管(5)。
3.根据权利要求1所述的一种喷射式水力搅拌机，其特征在于所述的桨叶(8)为平板 状，桨叶的纵向中心线与喷液管(5)的纵轴线呈0 30°夹角。
4.根据权利要求1所述的一种喷射式水力搅拌机，其特征在于所述的轴向定位装置 由轴承(7)、挡圈(12)和锁紧螺母(13)组成，所述的连接孔(3)自与进液孔(2)相连的一端 起依次装有轴承(7)和挡圈(12)，所述轴承(7)的外径与连接孔(3)过渡配合，内径与空心 回转轴(4)的外径过渡配合，所述挡圈(12)的外径小于连接孔(3)的直径，内径大于空心回 转轴(4)的外径，所述的轴承(7)和挡圈(12)的厚度之和大于或等于连接孔(3)的深度，所 述主接头(1)连接空心回转轴(4)一端的外圆表面上有外螺纹与锁紧螺母(13)的内螺纹相 旋合，锁紧螺母(13 )上有止口与挡圈(12 )的端面相接触。
5.根据权利要求4所述的一种喷射式水力搅拌机，其特征在于所述的轴向定位装置 还包括垫圈(11)和圆盘(16)，所述垫圈(11)的外径小于连接孔(3)的直径，内径大于空心 回转轴(4)的外径，所述垫圈(11)套于空心回转轴(4)的外表面并紧贴连接孔(3)的顶面， 所述圆盘(16)套于空心回转轴(4)的外表面并紧贴垫圈(11)的底面，所述圆盘(16)与空 心回转轴(4)固定连接，所述圆盘(16)的外表面与连接孔(2)滑动配合。
6.根据权利要求1所述的一种喷射式水力搅拌机，其特征在于所述的轴向定位装置 由轴套(14)和锁紧螺栓(15)组成，所述轴套(14)外径与连接孔(3)静配合，内径与空心回 转轴(4)的外径滑动配合，所述主接头(1)和轴套(14)的管壁上对应的位置上设有螺孔，空 心回转轴(4)管壁上的对应位置上设有环形槽，所述螺孔上装有锁紧螺栓(15)，锁紧螺栓 (15)将滚珠顶卡在环形槽和轴套之间。
7.根据权利要求4所述的一种喷射式水力搅拌机，其特征在于所述连接孔(3)为一 台阶孔，与进液孔(2)相连的一端直径小，另一端直径大，所述空心回转轴(4)与连接孔(3) 的小直径孔滑动配合，所述轴承(7)与连接孔(3)的大直径孔过渡配合，所述连接孔(3)的 小直径孔的内壁上自与进液孔(2)相连的一端起依次设置有防尘槽和密封槽，所述防尘槽 和密封槽内分别嵌有内径与空心回转轴(4)相对应的防尘圈(9)和O型密封圈(10)，所述 挡圈(12)的外圆表面上设置有密封槽，密封槽内嵌有其外径与大直径孔相对应的O型密封 圈(10)，所述挡圈(12)的内孔中自孔口一端起依次设置有防尘槽和密封槽，所述防尘槽和 密封槽内分别嵌有内径与空心回转轴(4)相对应的防尘圈(9)和O型密封圈(10)。
8.根据权利要求1所述的一种喷射式水力搅拌机，其特征在于所述主接头(1)内的进 液孔(2)与连接孔(3)呈直角相交。
9.根据权利要求1所述的一种喷射式水力搅拌机，其特征在于所述喷嘴(6)与空心回 转轴(4)的径向平面呈0°夹角，且与喷液管(5)呈60°夹角。
10.根据权利要求4所述的一种喷射式水力搅拌机，其特征在于所述桨叶(7)的纵向 外表面与喷液管(5)的纵轴线呈15°夹角。
专利摘要一种喷射式水力搅拌机，包括由空心回转轴、喷液管和喷嘴组成的搅拌体，带有相连通的进液孔和连接孔的主接头，空心回转轴一端为有孔端，位于连接孔内并与进液孔相连通，另一端为无孔端并径向连通有一根以上的喷液管，喷液管的端部固定有与空心回转轴的径向平面呈－45°～45°夹角、且与喷液管呈30～90°夹角的喷嘴，空心回转轴与主接头之间还设有轴向定位装置。使用时，高压液体自喷嘴喷出并搅动液体，喷液产生的反作用力推动喷液管转动而搅拌液体，在未增加动力设备和能量消耗的前提下实现了机械和液力的双重搅拌作用，搅拌效果增强、效率提高，能耗降低，其设计巧妙、结构简单、成本低廉，适于作为沼气池或污水处理池的搅拌机使用。
文档编号B01F5/02GK201832571SQ20102057768
公开日2011年5月18日 申请日期2010年10月27日 优先权日2010年10月27日
发明者唐修忠, 张涵, 熊建, 田发科 申请人:武汉天颖环境工程有限公司