一种用于污水泵站的潜水切割泵头的制作方法

本实用新型涉及环保装置领域，尤其涉及用于污水处理的机械设备，具体涉及用于污水提升泵站内进行污水前置处理的潜水泵切割头，用于切割污水中存在的物体杂质，将其粉碎防止堵塞污水泵。

背景技术：

污水泵站是城镇排水工程中用以抽升和输送污水的工程设施。当污水管道中的污水不能依靠重力自流输送或排放、或因普道埋设过深导致施工困难、或处于干管终端需抽升后才能进入污水处理厂时，均须设置污水泵站。

污水泵站是污水系统的重要组成部分，特点是水流连续，水流较小，但变化幅度大，水中污染物含量多。因此，设计时集水池要有足够的调蓄容积，并应考虑备用泵，此外设计时尽量减少对环境的污染，站内要提供较好的管理、检修条件。现在城市安装污水泵站一般都是采用地埋式安装，污水泵站由格栅间、集水池、机器间、进出水管路、变配电间、值班室、工具间、盥洗室，以及事故出水口等组成。格栅间是在污水进水口处设置有一定缝隙的钢制格栅(又称拦污栅)，以拦截污水中的杂物，防止固体物阻塞污水泵。格栅上设人工操作或由水位控制自动操作的机械耙，定期或适时清除格栅上截留的杂物。集水池兼有集水和储水作用，以满足污水泵启动所需的最小水量。集水池的容积一般不小于最大的一台水泵5min的出水量。机器间装置污水泵、电机、进出水零件、闸门及其他附属设备等。变配电间装置电源变压器和配电设备。

现有技术中的污水泵站实现前置污水处理，固体物隔离的装置是采用修建格栅间，采用人工定期或者不定期的清理格栅间中被阻挡的固体物，这种方式的优点在于前期的设备投入成本低，只需要配备好用于阻拦固体污物的格栅即可；但是其弊端也是非常的明显，其一、是需要人为的进行清理，否则容易堵塞格栅，导致后续处理无法持续进行；其二、是格栅的空隙设置相对较难选择，且均有利弊，若空隙过大，可能会造成后续处理的污水泵堵塞烧毁；若空隙过小，那么污物会全部集中在格栅间不能进行流动，严重影响污水的处理。

为了解决上述问题，可以采用将生活污水中的固体物过滤后直接粉碎，避免堵塞污水泵，或者直接将固体物粉碎，这样就可以使得污水处理可以在不需要人为干预的前提下，持续的处理，提高处理效率和持续性。

技术实现要素：

为了解决现有技术中采用格栅进行物理拦阻固体物的过滤方式需要人为定期或者不定期的处理，打捞，否则将堵塞格栅导致污水不能流通的技术弊端；同时，格栅空隙过小会明显增大堵塞的概率，如果格栅空隙过大，又会堵塞污水泵，均存在诸多明显弊端。本申请提供一种用于潜水切割泵的切割泵头，其目的是用于将污水中的固体物直接在水中粉碎，再将污水送入后续的污水泵进行提升流转，防止污水泵的堵塞，同时也免去了人为的频繁清理格栅间中的固体污物的问题。

为了达到上述目的，本申请所采用的技术方案为：

一种用于污水泵站的潜水切割泵头，包括外壳和安装在外壳内可以高速转动的内芯；所述内芯包括沿外壳轴向设置的主轴，固定连接在所述主轴上并从左至右依次设置有用于驱动水流在外壳内沿主轴流动的叶轮和设置在主轴端头的切割装置；所述切割装置包括设置在同一圆周上与固定连接在外壳上的静齿配合切割的动齿，通过动齿的高速旋转与所述静齿实现高速切割。

作为本实用新型的优选技术方案，为了对污水中的固体物具有更好的吸引作用，优选地，所述切割装置包括与所述主轴固定连接且在同一圆周平面内以相同圆心角径向设置的多个引流叶片，所述引流叶片的导流方向与所述叶轮一致。进一步地，所述引流叶片的数量设置为三片，在主轴3驱动引流叶片高速转动的时候，水流会被引流叶片吸附，形成以主轴3端头为中心的涡流，这样固体物在被吸附尚未进入外壳内部是，就会与切割装置接触被粉碎，粉碎的过程根据固体物的形状、硬度和构造不同会有区别，或通过动齿和静齿之间进行撕碎，或通过动齿和静齿之间进行切割达到粉碎，防止堵塞污水泵的目的。

作为本实用新型的优选技术方案，为了提升引流叶片在高速旋转的稳定性，以及防止水流形成向外的紊流，优选地，所述切割装置还包括与引流叶片的自由端端头固定连接有呈管状设置的导流圈，所述导流圈与所述主轴同心同轴设置。

优选地，所述导流圈上等间距设置有多个所述动齿，所述动齿和静齿沿主轴方向均设置有用于切割的刀刃。

优选地，所述引流叶片向外延伸形成切割叶片，所述切割叶片位于所述静齿的下部并与静齿形成相互切割结构，所述静齿和切割叶片沿主轴径向方向设置有平直或者弧形的切割刀刃。

优选地，所述切割叶片与静齿沿主轴的轴向距离间隙小于1毫米，所述静齿与动齿沿主轴的径向距离间隙小于1.5毫米。

优选地，所述主轴上位于所述叶轮和切割装置之间还设置有螺旋叶浆。

优选地，所述主轴靠近叶轮的一端一体连接有成正多边形柱状的安装端，所述安装端上径向设置有锁止孔，所述锁止孔为盲孔、螺纹盲孔或螺纹通孔中的任意一种。

优选地，所述外壳包括导流壳体本体和设置在导流壳体本体内壁上的静齿，所述导流壳体由依次固定平滑连接的第一平直段、收敛曲面段和第二平直段组成，所述收敛曲面段沿水流方向的径向直径逐渐减小，所述第二平直段的自由端外圆周上设置有用于固定连接潜水切割泵的螺纹。

优选地，所述主轴靠近所述切割装置一端端头安装有用于防止水流发生紊流的导流罩，所述导流罩呈球体型或者半球型。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型正轴侧视觉的立体结构爆炸图；

图2是图1的方向视觉立体结构爆炸图；

图3是图1的主视图；

图4是本实用新型装配状态的主视图；

图5是图4中沿剖切符号a-a的剖视图；

图6是图4中沿剖切符号b-b的剖视图；

图7是图4中沿剖切符号c-c的剖视图；

图中：1-外壳；101-导流壳体；102-静齿；103-螺纹；

2-内芯；201-锁止孔；202-安装端；203-主轴；204-叶轮；205-螺旋叶浆；206-引流叶片；207-切割叶片；208-导流圈；209-动齿；

3-导流罩。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，本申请的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，本申请的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例1：

结合说明书附图1-7所示，一种用于污水泵站的潜水切割泵头，包括外壳1和安装在外壳1内可以高速转动的内芯2；所述内芯2包括沿外壳1轴向设置的主轴203，固定连接在所述主轴203上并从左至右依次设置有用于驱动水流在外壳1内沿主轴203流动的叶轮204和设置在主轴203端头的切割装置；所述切割装置包括设置在同一圆周上与固定连接在外壳1上的静齿102配合切割的动齿209，通过动齿209的高速旋转与所述静齿102实现高速切割。

工作原理：本实施例中的切割泵头的切割原理有两个，第一个是通过内芯2上的切割装置的高速旋转与安装在爱外壳1内壁上的静齿102形成相互的错位运动，实现切割目的，这个原理和剪刀的原理类似。第二个是相对比较有韧性或者未被完全吸入到外壳1内的固体物不能实现瞬间的完整切割，只能切割刀一部分的会因为挂在所述静齿102和动齿209之间在高速运动的动齿209作用下被撕碎，然后再反复的重复上述撕碎和切割的过程实现粉碎固体物的目的。由于本实用新型在实际工作时是完全浸没在污水内，因此，要想实现高效的对固体物进行粉碎，就需要有水流驱动力，使得固体物接触到切割装置，在这里将固体物吸入的结构就是随着主轴203同轴转动的叶轮204，叶轮204安装在外壳1的尾部位置，不参与任何的切割，只是在浸没在污水内，对污水施加一个内循环流动的动力。然而，主轴203是直接通过潜水泵或者潜水的电机进行驱动，外壳1是固定在潜水泵或者潜水电机外壳上，再整体安装在污水泵站内。本实施例中只是涉及切割泵头，至于驱动装置并非本申请要求保护的范围，且实现驱动的最为常用的机构就是电机，然后电机与本实施例中的外壳1和主轴203的连接方式有多种，也可以根据具体采用的电机输出轴和壳体形状尺寸进行具体匹配，例如采用现有技术中的螺纹连接，联轴器连接，花键轴可拆卸固定连接等，这部分属于现有技术且不属于本实施例结构范围内，不做赘述。

实施例2：

在实施例1的基础上，为了进一步的优化本实用新型的结构，提升处理固体污物的效果，进一步结合说明书附图1-7所示，所述切割装置包括与所述主轴203固定连接且在同一圆周平面内以相同圆心角径向设置的多个引流叶片206，所述引流叶片206的导流方向与所述叶轮204一致。进一步地，所述引流叶片206的数量设置为三片，在主轴203驱动引流叶片206高速转动的时候，水流会被引流叶片206吸附，形成以主轴203端头为中心的涡流，这样固体物在被吸附尚未进入外壳1内部是，就会与切割装置接触被粉碎，粉碎的过程根据固体物的形状、硬度和构造不同会有区别，或通过动齿209和静齿102之间进行撕碎，或通过动齿209和静齿102之间进行切割达到粉碎，防止堵塞污水泵的目的。

本实施例中，为了提升引流叶片206在高速旋转的稳定性，以及防止水流形成向外的紊流，优选地，所述切割装置还包括与引流叶片206的自由端端头固定连接有呈管状设置的导流圈208，所述导流圈208与所述主轴203同心同轴设置。导流圈208的作用非常突出，这里需要强调说明一下的是，由于引流叶片206与用于切割固体物的静齿102很近，若不设置导流圈208，那么高速旋转的引流叶片206并不能将水流集聚呈一股流向外壳1内部并沿主轴203流动的水流，而是在引流叶片206的周围形成一个类似结合轴向、径向、周向和切向的复合型紊流，这样的弊端就是固体物与切割装置接触的概率会下降，不能在引流叶片206的作用下快速的接触实现切割，切割的效率会大大降低。这种情况下，引流叶片206引流效果就没有完全发挥，形成一个类似搅拌器的作用，并不能快速将固体物快速吸入；设置了引流圈208以后，水流就无法径向的扩散，配合引流叶片206的高速引流作用，水流就会沿着主轴203的方向流动，这样就会快速的将固体物吸入，实现高效粉碎的效果。

本实施例中，所述导流圈208上等间距设置有多个所述动齿209，所述动齿209和静齿102沿主轴203方向均设置有用于切割的刀刃。所述引流叶片206向外延伸形成切割叶片207，所述切割叶片207位于所述静齿102的下部并与静齿102形成相互切割结构，所述静齿102和切割叶片207沿主轴203径向方向设置有平直或者弧形的切割刀刃。所述刀刃或者切割刀刃与平时人们接触的非常锋利的刀刃有所区别，由于现实中的污水处理中夹杂的固体物往往都是一些被水浸泡变质的纸巾、卫生巾、毛巾、厨余垃圾等，所以刀刃的刃口截面角度会明显大于人们所理解的非常薄的刃口，而是角度小于90°，大于25°的锐角刃口，原因在于，如果角度太小，譬如将刃口截面角度设置为5°，这就好比是人们平时接触到的斧头刀刃的角度，这样的角度在初次切割时效果会非常好，能够对固体污物瞬间切割，甚至粉碎，但是其寿命会很短，刃口耐冲击的强度低，容易钝化，从而导致使用寿命短，这样就会经常更换。然后污水站一般非堵塞情况下是不会断水维修的，因此，这样反而会增加维护成本。如果角度大于90°，那么固体物在靠近刀刃刃口时，又会第一时间受到挤压，而非切割，会降低切割粉碎效率。因此，根据不同的硬度材料选择的角度有所区别，只要不超过90°，同等材质条件下刀刃截面刃口角度越大寿命就会越长。

本实施例中，所述切割叶片207与静齿102沿主轴203的轴向距离间隙小于1毫米，所述静齿102与动齿209沿主轴203的径向距离间隙小于1.5毫米。切割的刃口之间的间隙大小是影响切割效率和切割效果的关键参数，间隙越小切割的效果越明显，但是在保证有效的切割效率的前提下，间隙越小对于切割电机提供的扭矩要求就会越大，这样配套设备投入成本就会明显增加。否则，固体物就会造成切割头无法瞬间将物体物切断导致卡滞，甚至是驱动电机烧毁。因此，综合考虑投入成本将间隙调整到上述1毫米和1.5毫米能够达到较好的兼容，在上述间隙前提下，配备的电机功率只要大于1.5千瓦，切割头即可在一瞬间将毛巾，不了撕碎，不会存在任何卡滞的情况。当然，在不改变本实用新型的切割泵头结构的情况下，配备更大功率的电机效果会更佳，只是能耗会增加，这可以根据实际情况选择，并不影响本实施例切割泵头的技术效果。

本实施例中，所述主轴203上位于所述叶轮204和切割装置之间还设置有螺旋叶浆205。螺旋叶浆205的目的是进一步防止水流的紊流、逆流的现象发生，使得水流量更大，在切割区域形成的涡流更强，吸附固体物的效果更好。

本实施例中，所述主轴203靠近叶轮204的一端一体连接有成正多边形柱状的安装端202，所述安装端202上径向设置有锁止孔201，所述锁止孔201为盲孔、螺纹盲孔或螺纹通孔中的任意一种。所述安装端202一般为正四边形或者正六边形结构，其结构具体采用形式是由其匹配连接的泵体预留连接结构决定，这个是常规的机械配合常识，不做赘述。

本实施例中，所述外壳1包括导流壳体101本体和设置在导流壳体101本体内壁上的静齿102，所述导流壳体101由依次固定平滑连接的第一平直段、收敛曲面段和第二平直段组成，如图5中剖面图所示结构，所述收敛曲面段沿水流方向的径向直径逐渐减小，所述第二平直段的自由端外圆周上设置有用于固定连接潜水切割泵的螺纹。值得说明的是，在安装导流壳体101是必须要考虑到内芯2与导流壳体101内壁的间隙，因此，在实际安装时，需要在所述第二平直段的螺纹上安装一个防松螺母，当导流壳体101安装位置确定后，需要拧紧防松螺母，这样才能保证内芯2与导流壳体101不发生结构干涉。

优选地，所述主轴203靠近所述切割装置一端端头安装有用于防止水流发生紊流的导流罩3，所述导流罩3呈球体型或者半球型。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。