CN108640181A - 一种污水处理用高速搅拌专用叶轮 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种污水处理用高速搅拌专用叶轮，包括有轮毂（7）及叶片（4），其特征在于：轮毂（7）与叶片（4）呈一体结构，轮毂（7）内设有中心轴连接孔（1），中心轴连接孔（1）的下端设有封底（8），封底（8）与轮毂（7）呈一体结构，轮毂（7）的侧壁上开有出气孔（9），所述的叶片（4）内设有气流道（2），出气孔（9）与气流道（2）连通在一起，气流道（2）通过出气孔（9）和中心轴连接孔（1）相连通，所述轮毂（7）一端开有螺栓固定孔（10）。本发明实现了高转速、大水量、径向和轴向混合流动，可以以较高的速度进行旋转，剪切能力大大增加，同时实现中心均匀加气，对水中块状体实现气蚀破坏，使得搅拌能力大大提高。

Description

一种污水处理用高速搅拌专用叶轮

技术领域

本发明属于环境保护、水处理技术领域， 尤其涉及一种污水处理用高速搅拌专用叶轮，可以使用较高的转速，提高搅拌效率，打碎块粒状物之间链接，使得待处理水体中各种物质混掺更加均匀，特别是可用在污水处理工艺过程中，提高污水处理效率，提高污水处理质量。也可以用在其他行业需要搅拌工艺的水处理工艺过程中。

背景技术

经济的发展和生活水平的提高使得用水量增加，污水排放量也随之增加，这对环境造成了很大的破坏，水环境的破坏造成了很多潜在的威胁，因此在国家层面上下大力气进行水环境治理。

在污水处理工艺过程中，有一个常用的处理工艺——搅拌。搅拌的目的是促进混合，加强传质（包括质量传递和热量传递）。在污水处理中一般需要进行的是液-液混合、气-液分散混合、固-液悬浮混合，以便于加快反应速度。

目前搅拌设备没有严格的分类标准，方法很多，种类也很多。按照搅拌方式，可以分为机械搅拌设备、水力搅拌设备、气体搅拌设备、磁力搅拌设备等；按照目的分为溶解搅拌、混合（分散）搅拌、絮凝搅拌、澄清搅拌、热量混掺搅拌、不溶粒子悬浮搅拌等；按照流体的流动方式，可以分为轴向流动、径向流动、混合流动等。

目前所使用的这些方法中，机械方法是常见的方案，其中桨叶推进式搅拌器使用较为广泛，特点是循环能力大，而动力消耗小，同时具有一定的剪切力。

这种传统方法存虽然有一定的优势，但是也存在着很多缺点。例如搅拌均匀性较差；由于流场不均匀导致受力不均匀而引起叶片及传动轴振动造成损坏；由于转速较慢剪切力差，粉碎污水中颗粒、块状物的能力弱，不能实现气蚀破碎作用；掺气效果差，在需要掺气处理的工艺过程中无法大量均匀掺气等。

以前的叶片式适用于低速旋转，无法实现高速旋转引起气蚀作用而造成的剪切破碎作用。而普通的水泵叶轮不是为搅拌而专门设计的，起不到高效率的搅拌作用。

发明内容

本发明之目的，针对以上问题，新研制一种污水处理用高速搅拌专用叶轮。实现本发明所采用的技术方案是：一种污水处理用高速搅拌专用叶轮，包括有轮毂及叶片，其特征在于：轮毂与叶片呈一体结构，轮毂内设有中心轴连接孔，中心轴连接孔的下端设有封底，封底与轮毂呈一体结构，轮毂的侧壁上开有出气孔，所述的叶片内设有气流道，出气孔与气流道连通在一起，气流道通过出气孔和中心轴连接孔相连通，所述轮毂一端开有螺栓固定孔。所述的的叶片为渐开线形，模拟水质点运动迹线之轨迹；叶片的末端沿径向内切，以便于转动时形成负压区,叶片内气流道呈渐开线型，叶片的两侧凸出，形成锐缘叶片翼板，两叶片翼板形成叶片水流道，所述的各叶片之间通过加强支撑板连接，起到加强整体强度作用。所述的加强支撑板和叶片铸造在一起。与叶轮配合设有空心式传动轴，在空心式传动轴的末端焊接连接盘，空心式传动轴的另一端和大气连通，连接盘通过叶轮上的螺栓固定孔用螺栓固定连接，在其间设有密封垫以实现密封。

本发明实现了高转速、大水量、径向和轴向混合流动，该搅拌叶轮为非推进式，流场稳定均匀，叶轮受力均匀，可以以较高的速度进行旋转，剪切能力大大增加，同时实现中心均匀加气，对水中块状体实现气蚀破坏，使得搅拌能力大大提高。该叶轮可以实现中心加气，实现高速转动，达到气蚀条件，利用气蚀现象实现粉碎水中块状物，同时流场均匀，叶轮受力条件好，减小机械振动造成的破坏。该叶轮由中心轴连接孔、渐开线叶片叶片及其内部通气流道、加强支撑板组成。叶片的上下边凸出形成前突翼板，两片前突翼板形成水的流道，流道为渐开线形，水在流道中被推出，驱离中心，形成径向流动；同时水沿轴向向中心补充，形成轴向流动，这样就形成了由轴向转为径向的流动。和水的相对速度差很大，凸出的翼板形成的剪切力增加。在翼板内设有通气流道，通过空心传动轴和外界大气连通，在叶轮高速时，叶片的末端会形成负压，将空气吸入形成混掺，并被驱离中心，这样就加大了水中气体的含量，氧气的含量也就加大。同时，由于高速旋转会形成气蚀现象，形成的高温高压可以打断造成污染的团块，搅拌功能得到提升，从而加快反应速度。

本发明实现了高转速、大水量、径向和轴向混合流动，可以以较高的速度进行旋转，剪切能力大大增加，同时实现中心均匀加气，对水中块状体实现气蚀破坏，使得搅拌能力大大提高。

附图说明

图1是本发明叶轮平面结构示意图；

图2是本发明中轮毂的剖视结构示意图；

图3是图1的A-A剖面示意图；

图4是图1的B-B剖面示意图；

图5是本发明叶轮与传动轴的连接示意图。

图中：1、中心轴连接孔，2、气流道，3、加强支撑板，4、叶片，5、叶片翼板，6、叶片水流道，7、轮毂，8、封底，9、出气孔，10、螺栓固定孔，11、空心式传动轴，12、连接盘。

实施方案

参照附图，一种污水处理用高速搅拌专用叶轮，包括有轮毂7及叶片4，其特征在于：轮毂7与叶片4呈一体结构，轮毂7内设有中心轴连接孔1，中心轴连接孔1的下端设有封底8，封底8与轮毂7呈一体结构，轮毂7的侧壁上开有出气孔9，所述的叶片4内设有气流道2，出气孔9与气流道2连通在一起，气流道2通过出气孔9和中心轴连接孔1相连通，所述轮毂7一端开有螺栓固定孔10。所述的的叶片4为渐开线形，模拟水质点运动迹线之轨迹；叶片4的末端沿径向内切，以便于转动时形成负压区,叶片4内气流道2呈渐开线型，叶片4的两侧凸出，形成锐缘叶片翼板5，两叶片翼板5形成叶片水流道6，所述的各叶片4之间通过加强支撑板3连接，起到加强整体强度作用。所述的加强支撑板3和叶片4铸造在一起。与叶轮配合设有空心式传动轴11，在空心式传动轴11的末端焊接连接盘12，空心式传动轴11的另一端和大气连通，连接盘12通过叶轮上的螺栓固定孔10用螺栓固定连接，在其间设有密封垫以实现密封。

在工作时，叶片被空心传动轴带动高速旋转，旋转的速到达到形成气蚀的转速，气蚀区控制在叶片4的末端。叶片4旋转时，水在翼板5形成的水流道6内被推出，驱离中心，形成径向流动，同时上层水和下层水沿轴向向中心补充，在边壁的约束下形成由径向流动转换为轴向流动的流场；在此过程中，由于水的流速矢量在剧烈变化，紊动强度很大，形成强力的层间剪切力，搅拌效果大大加强。

由于叶片4转速很高，叶片边缘形成负压区，通过空心传动轴，大气中的空气被吸入到该负压区，并随着水被驱离中心，掺搅在水中形成气体搅拌，氧气也随之分散在水中。由于气蚀作用的存在，小尺度范围内的高温、高压作用会将水中的块体分解为更小的体积，增加了搅拌混掺效果，加快了水的处理过程。

Claims (4)

1.一种污水处理用高速搅拌专用叶轮，包括有轮毂（7）及叶片（4），其特征在于：轮毂（7）与叶片（4）呈一体结构，轮毂（7）内设有中心轴连接孔（1），中心轴连接孔（1）的下端设有封底（8），封底（8）与轮毂（7）呈一体结构，轮毂（7）的侧壁上开有出气孔（9），所述的叶片（4）内设有气流道（2），出气孔（9）与气流道（2）连通在一起，气流道（2）通过出气孔（9）和中心轴连接孔（1）相连通，所述轮毂（7）一端开有螺栓固定孔（10）。

2.按照权利要求1所述的污水处理用高速搅拌专用叶轮，其特征在于：所述的的叶片（4）为渐开线形，模拟水质点运动迹线之轨迹；叶片（4）的末端沿径向内切，以便于转动时形成负压区,叶片（4）内气流道（2）呈渐开线型，叶片（4）的两侧凸出，形成锐缘叶片翼板（5），两叶片翼板（5）形成叶片水流道（6），所述的各叶片（4）之间通过加强支撑板（3）连接，起到加强整体强度作用。

3.按照权利要求1所述的污水处理用高速搅拌专用叶轮，其特征在于：与叶轮配合设有空心式传动轴（11），在空心式传动轴（11）的末端焊接连接盘（12），空心式传动轴（11）的另一端和大气连通，连接盘（12）通过叶轮上的螺栓固定孔（10）用螺栓固定连接，在其间设有密封垫以实现密封。

4.按照权利要求2所述的污水处理用高速搅拌专用叶轮，其特征在于：所述的加强支撑板（3）和叶片（4）铸造在一起。