立式双曲搅拌叶轮及其搅拌机的制作方法

1.本发明涉及一种污水处理装置，具体是一种立式双曲搅拌叶轮及其搅拌机，属于节能环保技术领域。


背景技术：

2.污水处理是使污水达到排入某一水体或再次使用的水质要求对其进行净化的过程。污水处理被广泛应用于建筑、农业、交通、能源、石化、环保、城市景观、医疗、餐饮等各个领域，也越来越多地走进寻常百姓的日常生活。
3.生物处理是目前国内外污水处理工程中最常用也是最主要的处理方法，其中好氧生物处理法的应用最为广泛。而曝气是好氧生物处理系统的重要环节，它的作用是向反应池内充氧，保证微生物生化作用所需的氧气，同时保证反应器内微生物、有机物、溶解氧三者的充分混合，为微生物创造有利的生化反应条件。据可靠研究表明，曝气设备是生物处理法耗电最多的设备，约占整个污水处理系统的80％，因此提高曝气设备的效率是降低水处理成本的关键因素。在曝气过程中，搅拌机是作为好痒生化反应的关键水力功能部件，它直接影响污水处理过程中的水力流态和充氧曝气效果。
4.目前国际和国内的各类搅拌机主要是有两大类：一类是桨叶式搅拌机，另一种伞形双曲面搅拌机。桨叶式搅拌机是利用桨叶的角度在旋转时侧面产生推流而产生搅拌作用。这种搅拌机由于是侧向直叶在水中阻力很大，所以在运行时只能采用很低的转速，一般为2～12转每分钟，由于转速很低就导致搅拌能力不足。另一种伞形双曲面搅拌机，如专利200680011608.8中公开的一种搅动装置；这种伞形双曲面搅拌机需要的转速较高，一般转速为30～42转每分钟，该种搅拌机由于转速高搅拌能力比较好，市场应用比较普遍。但由于转速较高造成了配用电机和减速机的功率较大，大大增加了能耗使得单位运行成本大大增加。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种立式双曲搅拌叶轮及其搅拌机，以克服上述现有技术存在的问题。
6.一方面，本发明采取的技术方案之一是：一种立式双曲搅拌叶轮，其包括安装座和叶片，所述叶片至少设置两个，并且叶片均匀连接在安装座的四周，所述叶片包括导流托板和推流板，所述推流板的板面呈曲面状，并且板面的曲面为扭曲状，其从轴侧端向外侧端逐渐扭转，同时推流板向上凸出安装在导流托板的后沿，所述导流托板的前沿和后沿均呈曲线状，并且前沿和后沿的弯曲方向与推流板的板面弯曲方向一致，同时所述导流托板从内侧连接端到外侧延伸端的板面表面积及逐渐增大。
7.进一步的，所述叶片水平安装或者整体向下倾斜安装。
8.进一步的，所述叶片与水平面之间的安装角度范围为0～35度；其换算成与安装座上立轴之间的角度就是90
‑
135度，具体应用时，可根据所搅拌的介质浓稠进行角度的调节
和选择。
9.进一步的，所述推流板的高度为150～300mm。
10.进一步的，所述导流托板和推流板采用不锈钢材质制作，并且导流托板和推流板为一体成型结构或者导流托板和推流板通过焊接相互连接在一起。
11.进一步的，所述导流托板和推流板采用玻璃钢材质制作，并且导流托板和推流板为一体成型结构。
12.进一步的，所述叶片设置2～6个，并且等分均匀安装在安装座四周。
13.进一步的，所述叶轮的直径范围为300
‑
3000mm。
14.另一方面，本发明采取的技术方案之二是：一种立式双曲搅拌机，其包括上述方案一中所述的立式双曲搅拌叶轮以及驱动叶轮转动的驱动机构，所述立式双曲搅拌叶轮的安装座通过转轴与驱动机构相连接。
15.进一步的，所述驱动机构包括电动机和减速机，所述电动机输出端与减速机输入端相连，减速机的输出端连接转轴的顶端，转轴的底端固定连接立式双曲搅拌叶轮的安装座。
16.本发明的有益效果是：本发明的立式双曲面搅拌机结合了现有两种搅拌机的优点，创造性地将搅拌推流板设计成涡轮形，该涡轮形具体为板面呈曲面状，并且板面的曲面为扭曲状，其从轴侧端向外侧端逐渐扭转，并将整个推流板叶面增加高度，大大提高了推流体积，使用时因在推流叶轮的下方还设置了导流托板，使得被搅拌的流体向四周快速辐射形成流体底部产生液位负压，使池中上部的液体被吸至底部被叶轮进行360度上下立体循环搅拌。此外，本发明将推流叶片设计成涡轮式，这样在旋转推流时能耗可以下降80％左右，可以大量节约能耗，为企业节省大量成本，同时其自身使用寿命也得到了提高。
17.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
18.图1是立式双曲搅拌叶轮的立体结构示意图；
19.图2是立式双曲搅拌叶轮的俯视结构示意图；
20.图3是立式双曲搅拌机的结构示意图；
21.图中标记为：1
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安装座，2
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叶片，3
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导流托板，4
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推流板，5
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导流托板前沿，6
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导流托板后沿，7
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转轴，8
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电动机，9
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减速机。
具体实施方式
22.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
23.实施例一。
24.如图1和2所示，一种立式双曲搅拌叶轮，其包括安装座1和叶片2，所述叶片2至少设置两个，并且叶片2均匀连接在安装座1的四周，所述叶片2包括导流托板3和推流板4，所述推流板4的板面呈曲面状，并且板面的曲面为扭曲状，其从轴侧端向外侧端逐渐扭转，同时推流板4向上凸出安装在导流托板3的后沿6，所述导流托板3的前沿5和后沿6均呈曲线状，并且前沿5和后沿6的弯曲方向与推流板4的板面弯曲方向一致，同时所述导流托板3从
内侧连接端到外侧延伸端的板面表面积及逐渐增大。
25.本实施例中，所述叶片2水平安装或者整体向下倾斜安装。优选地，所述叶片2与水平面之间的安装角度范围为0～35度；其换算成与安装座上立轴之间的角度就是90
‑
135度，具体应用时，可根据所搅拌的介质浓稠进行角度的调节和选择。
26.本实施例中，所述推流板的高度为150～300mm。
27.本实施例中，所述导流托板3和推流板4采用不锈钢材质制作，并且导流托板3和推流板4为一体成型结构或者导流托板3和推流板4通过焊接相互连接在一起。或者所述导流托板3和推流板4也可采用玻璃钢材质制作，并且导流托板3和推流板4为一体成型结构。
28.本实施例中，所述叶片设置2～6个，优选设置3个或4个。
29.本实施例中，所述叶轮的直径范围为300
‑
3000mm。
30.实施例二。
31.如图3所示，一种立式双曲搅拌机，其包括实施例一所述的立式双曲搅拌叶轮以及驱动叶轮转动的驱动机构，所述立式双曲搅拌叶轮的安装座通过转轴7与驱动机构相连接。所述驱动机构包括电动机8和减速机9，所述电动机8输出端与减速机9输入端相连，减速机9的输出端连接转轴7的顶端，转轴7的底端固定连接立式双曲搅拌叶轮的安装座1。
32.本发明的工作原理：叶片在旋转过程中，导流托板将其上的液体拖住，推流板转动将其前方的液体向四周推出，由于导流托板和推流板独特的曲面结构，在叶片转动中，叶片的推流板将其区域内的液体推开向其四周360度散开，然后该底部区域会形成负压区，其上方的液体会向下进入该区域，再被推向四周，以此循坏，实现整体的立体搅拌效果。
33.综上所述，本发明由于将推流板由一般搅拌机的7mm高提高至150～300mm高，增加数倍的推流面积，为使其不增加能耗，本发明又将推流叶片设计成涡轮式，这样在旋转推流时能耗可以降80％。在实际过程中我们将直径3000mm的桨叶式搅拌机和伞形双曲面搅拌机分别进行了测试。在测试中我们用直径3000mm立式双曲叶搅拌样机与其他搅拌机进行运行比较。试验结果：(1)在与直径3000mm的桨叶式搅拌机在同样转速9转每分钟，配用电机功率3kw时，桨叶搅拌机在水池中底部污泥搅不起来，水面没有水流的翻滚。而立式双曲叶式搅拌机在同样的条件下在6米深的池中上下搅拌均匀，池中表面水流翻滚活跃。(2)在与直径3000mm的伞形双曲叶搅拌机的试验中，伞形双曲面搅拌机配用功率为11.5kw转速42转，而本发明的立式双曲叶搅拌机转速为19转配用功率为5.5千瓦，在二者对比运行中立式双曲叶搅拌机的搅拌能力略高于伞形双曲面搅拌机，而能耗只有前者的一半。
34.所以本发明与已有的其他同类产品相比，在同样的运行效果的情况下，本发明的应用效果可以节约50％的耗电量，在一个20万吨/d的污水厂每年的搅拌机运行费用就可以节约30多万元，因此本发明有着巨大的节能效益！
35.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域的普通技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明的保护范围，凡采用等同替换等方式所获得的技术方案，均落于本发明的保护范围内。
36.本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。