CN108421433A - 一种提高液体流动性的搅拌叶轮 - Google Patents

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徐伟幸
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Abstract

本发明属于污水处理水力机械领域，具体来说涉及一种提高液体流动性的搅拌叶轮，用于立式污水搅拌机中。叶轮包括导体部分和半开式叶轮体部分。所述导体部分为等速螺旋面曲面，导体部分内部开设导水孔。半开式叶轮体部分包括盖板，盖板上方间隔均匀分布有长叶片和短叶片，盖板下方均匀分布有直叶片。通过导体部分的等速螺旋面以及导水孔对液体的轴向引流运动、半开式叶轮体部分上方和下方的叶片对液体旋转做功，使得池内流体形成轴向流动和径向流动的大循环，避免了池底死区形成，液体得到充分搅拌。

Description

一种提高液体流动性的搅拌叶轮
技术领域
本发明属于污水处理水力机械领域，具体来说，涉及一种提高液体流动性的搅拌叶轮。
背景技术
污水用搅拌机是广泛应用于城市、工业、农业废水处理工艺的新型设备。污水用搅拌机有立式安装和卧式安装，卧式安装一般用于大水池或长宽比较大的水池，立式安装用于小水池和长宽比为1的水池。其工作目的是搅拌污水，将活性污泥与污水充分搅拌，让二者接触，活性污泥内的微生物吸附污水中的有机物，使其分解，从而使水得到净化，水质得到改善。搅拌机立式安装时，其叶轮下方的流体往往得不到搅拌，死区较多。故搅拌机的搅拌效果和搅拌体积极其重要，如何使池内流体充分搅拌，使污水和污泥充分接触，减少搅拌死区，加速反应，提高污水处理时间，是目前污水处理中比较关注的问题。
本发明所要解决的技术问题是：提供一种提高液体流动性的搅拌叶轮，使用该叶轮的搅拌机在工作过程中使池内流体形成大的轴向循环和径向循环，搅拌机下方流体也得到充分搅拌，确保搅拌机搅拌体积和搅拌效果达到最佳，符合搅拌要求。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种提高液体流动性的搅拌叶轮，搅拌机使用上述叶轮能够使得液体形成轴向流动和径向流动的大循环，液体获得充分搅拌。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种提高液体流动性的搅拌叶轮，其特征在于，包括轴向对流体进行引流的导体部分和径向对流体旋转的半开式叶轮体部分；所述导体部分为由等速螺旋面构成的曲面，其最大直径处构成半开式叶轮体部分的进口；所述半开式叶轮体部分包括盖板，在盖板的上方正面均匀分布有多个长叶片，所述长叶片起始于半开式叶轮体部分的进口，并结束于盖板外边缘的出口；所述盖板的表面结构区别于等速螺旋面；叶轮下方于盖板背面设置有多个直叶片，所述直叶片的始端起始于对应半开式叶轮体部分的进口位置，并结束于盖板的外边缘。
进一步地，导体部分的上端形成有与轴向方向垂直的端面，以该端面作为起始端于导向部分内部形成有自上而下连通的多个导孔，所述导孔引导液体从导孔的始端流至叶轮下方。
进一步地，所述导孔的数量为2个、4个或6个，以均匀对称方式分布在导体部分上。
进一步地，所述导孔具有自上而下直径变小的结构。
进一步地，所述长叶片为离心式叶片，数量为4个、6个或8个，且等间距均匀分布在盖板上。
进一步地，在盖板上于各相邻两长叶片之间等距离设置有一个短叶片，短叶片以与长叶片相同结构形式并以出口向内延长长叶片1/3长度进行布置。
进一步地，所述直叶片的数量为4个或6个。
进一步地，所述长叶片以长度3等分距离划分，处于中间部分的长叶片上等间距间隔设置连通长叶片两侧面的多个通槽，每个通槽沿长叶片长度方向的宽度不大于3mm且不小于1mm。
进一步地，所述叶轮的导体部分与电机轴相连，且与电机轴转速一致运行。
进一步地，所述导体部分和半开式叶轮体部分的盖板为一体铸造成型，长叶片、短叶片和直叶片采用铸造成型或机床加工成型，长叶片、短叶片和直叶片通过焊接方式与盖板连接。
引与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1.该叶轮增加了等速螺旋面导体部分，等速螺旋面能够更好的引导流体(水或其他液体)向下流动，引导流体进入半开式叶轮的进口，在导体部分就会形成轴向循环。
2.该叶轮的半开式叶轮体，按照离心叶轮方法设计，流体能够流经叶片，将轴向速度变为径向速度，流体沿径向向外射出，形成径向流动。为了使流体保持流动特性，在叶轮出口处，两个叶片之间，加短叶片，流体的流动会保持的更好，能够获得更大的动能。
3.导体部分的等速螺旋面所构成曲面的最大直径处构成半开式叶轮体部分的进口，其设置了等速螺旋面的结束节点，即设置的叶轮盖板表面结构并非延续等速螺旋面，而区别于等速螺旋面，这样使得轴向流下来的液体在半开式叶轮体部分的进口处改变了原液体流动的惯性方向，而在半开式叶轮体部分形成新的流动走向，使得液体流动紊乱，加强搅拌效果。
4.短叶片的布置，除了能更好的保持流体流动特性，还可以使得叶轮进口流体流动通畅，不会因为叶片过多，阻碍流体流动。另外，短叶片比长叶片要轻，可减轻整个叶轮的重量。
5.导体部分内布置多个导孔，流体可以通过导孔从导体部分上方流到叶轮下方，向池底冲刷，同时，盖板背面装有4个直叶片，直叶片随着叶轮一起转动，带动叶轮下方流体径向流动，两者使得池底流体循环。
6.导孔设置为自上而下直径变小的结构，可以形成在进口处接收大量液体，因重量作用加速出口处液体的流出速度，进而增强池底液体的流动。
7.在长叶片的中间部分设置多个通槽，通槽的设置使得液体在通槽处和未设通槽处的流动形成速度差，其所引起的液体摩擦，加强污水和污泥的混合。
8.在等速螺旋面导体部分和半开式叶轮体的相互作用下，使得池内流体形成轴向、径向大循环，流体得到更充分的搅拌，搅拌效果好。
附图说明
图1等速螺旋线；
图2本发明搅拌叶轮侧视局部剖面图；
图3本发明搅拌叶轮仰视图；
图4本发明搅拌叶轮俯视图；
图5本发明搅拌叶轮的带槽长叶片局部示意图；
图6池内流体循环示意图；
图中：1.导水孔2.轴孔3.长叶片4.直叶片5.电机6.搅拌轴7.短叶片。
具体实施方式
下面结合附图，对本方案进行详细的说明:
一种提高液体流动性的搅拌叶轮，应用于污水搅拌机上，图2和图6示出叶轮包括有导水体(导水部分)和半开式叶轮体(半开式叶轮部分)两个部分，导水体一端与电机5的机轴相连，叶轮随着电机5的机轴6一起转动。
导水体的曲面为等速螺旋面，其为等速螺旋线绕着叶轮轴线旋转而成。等速螺旋线极坐标方程：
等速螺旋面起到引流作用，可引导液体沿着导水体的等速螺旋面，利用重力作用，自然向下流动，形成轴向运动。
导水体上开4个或其他数量的导水孔1，导水孔1在导水体上均匀分布，流体可以从导水体上方通过导水孔1直接流入叶轮下方至池底。
导水体下方沿着曲面伸张出去连接为半开式叶轮体，叶轮体进口直径为导水体最大直径，即Dj＝zmax。半开式搅拌叶轮体设计为离心叶轮，叶片按照离心式叶片设计，其无前盖板，只有后盖板，且盖板的表面结构不同于导水体，以导致液体紊乱加强搅拌。如图4所示，在后盖板上方均匀分布6个(或其他数量)的长叶片3，若叶轮外径过大，出口处两长叶片之间流道过宽，在两个相邻长叶片3之间布置1个短叶片7，即在出口处安装6个(或其他数量)短叶片7，形成长短叶片相间分布，短叶片7长度为长叶片的1/3，短叶片和长叶片设计参数一样，短叶片为长叶片中的一段，即长叶片出口处的1/3部分。图3示出后盖板下方还均匀布置4个直叶片。半开式叶轮体的上方和下方的叶片对流体旋转做功，使得流体旋转，产生离心力，随着叶轮流道，沿径向射出，产生径向流动。
为加强池内污水和污泥的混合，将导水孔设置为自上而下直径变小的结构，导水孔1在进口大直径处接收大量液体，因重量作用加速出口处小直径液体的流出速度，进而增强池底液体的流动。此外，还可在长叶片上设置多个通槽，通过液体在通槽处和未设通槽处的流动速度差所引起的液体摩擦，加强污水和污泥的混合，通槽的具体设置为：长叶片以长度3等分距离划分，多个通槽等间距间隔设置在长叶片的中间位置，通槽连通长叶片两侧面，每个通槽沿长叶片长度方向的宽度不大于3mm且不小于1mm。
上述搅拌机叶轮在水池中搅拌使得流体形成图6所示的循环路径，一方面，由导水体的等速螺旋面引流，经由后盖板上方的长叶片3和短叶片7的旋转做功，形成后盖板上方的循环路径，另一方面，由导水孔1引流至叶轮下方至池底，经直叶片4带动池底流体旋转，形成后盖板上下方的循环路径，自此，在叶轮的作用下，池内流体形成轴向流动和径向流动的大循环，使得流体充分搅拌，避免池底死区形成，达到搅拌要求。
导水体和半开式叶轮后盖板整体铸造，长叶片、短叶片和直叶片分别铸造或者机床加工，长、短叶片以及直叶片按照木模图制作，焊接在后盖板正面和反面，整个等速螺旋面导水体搅拌机叶轮就制作完成。
该等速螺旋面搅拌机叶轮可安装在相应的电机机轴上，和电机机轴转速一致，立式安装，安装方便，便于拆卸。
上述实施方式是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的结构均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种提高液体流动性的搅拌叶轮，其特征在于，包括轴向对流体进行引流的导体部分和径向对流体旋转的半开式叶轮体部分；所述导体部分为由等速螺旋面构成的曲面，其最大直径处构成半开式叶轮体部分的进口；所述半开式叶轮体部分包括盖板，在盖板的上方正面均匀分布有多个长叶片，所述长叶片起始于半开式叶轮体部分的进口，并结束于盖板外边缘的出口，所述盖板的表面结构区别于等速螺旋面；叶轮下方于盖板背面设置有多个直叶片，所述直叶片的始端起始于对应半开式叶轮体部分的进口位置，并结束于盖板的外边缘。
2.根据权利要求1所述的提高液体流动性的搅拌叶轮，其特征在于，导体部分的上端形成有与轴向方向垂直的端面，以该端面作为起始端于导向部分内部形成有自上而下连通的多个导孔，所述导孔引导液体从导孔的始端流至叶轮下方。
3.根据权利要求2所述的提高液体流动性的搅拌叶轮，其特征在于，所述导孔的数量为2个、4个或6个，以均匀对称方式分布在导体部分上。
4.根据权利要求3所述的提高液体流动性的搅拌叶轮，其特征在于，所述导孔具有自上而下直径变小的结构。
5.根据权利要求1所述的提高液体流动性的搅拌叶轮，其特征在于，所述长叶片为离心式叶片，数量为4个、6个或8个，且等间距均匀分布在盖板上。
6.根据权利要求5所述的提高液体流动性的搅拌叶轮，其特征在于，在盖板上于各相邻两长叶片之间等距离设置有一个短叶片，短叶片以与长叶片相同结构形式并以出口向内延长长叶片1/3长度进行布置。
7.根据上述任一权利要求所述的提高液体流动性的搅拌叶轮，其特征在于，所述直叶片的数量为4个或6个。
8.根据权利要求1-6任一所述的提高液体流动性的搅拌叶轮，其特征在于，所述长叶片以长度3等分距离划分，处于中间部分的长叶片上等间距间隔设置连通长叶片两侧面的多个通槽，每个通槽沿长叶片长度方向的宽度不大于3mm且不小于1mm。
9.根据权利要求1-6任一所述的提高液体流动性的搅拌叶轮，其特征在于，所述叶轮的导体部分与电机轴相连，且与电机轴转速一致运行。
10.根据权利要求9所述的提高液体流动性的搅拌叶轮，其特征在于，所述导体部分和半开式叶轮体部分的盖板为一体铸造成型，长叶片、短叶片和直叶片采用铸造成型或机床加工成型，长叶片、短叶片和直叶片通过焊接方式与盖板连接。
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